Aparato Respiratorio y su relación con Anestesia

Fisiologia del aparato
respiratorio y su relacion con
anestesia

Santiago González Rubén
Torres Jorge Ana Laura.

Funciones del aparato
respiratorio

o Distribución del aire
o Intercambio de gases (O2 y CO2)

o Filtrar, calentar y humidificar el aire que respiramos
o Regulación del pH (reteniendo o eliminando CO2)
o Regulación de la temperatura (por pérdida de agua)
o Conversión/producción de hormonas en el pulmón
o Producción del sonido (lenguaje oral)

SISTEMA RESPIRATORIO

 1. Ventilación y mecánica respiratoria
 2. Intercambio
 3. Transporte de gases
 4. Regulación de la respiración

Respiración

 Respiración interna:
Interacción intracelular del O2 con moléculas
para producir CO2, H2O y energía

 Respiración externa:
Movimiento de gases entre el ambiente y las
células del organismo.
Se lleva a cabo por los sistemas respiratorio
y circulatorio.
Es a la que nos referiremos a partir de ahora

Etapas de la respiración
Atmósfera
O2 CO2
1 Ventilación: intercambio
de aire, entre la atmósfera
Alvéolos y los alvéolos pulmonares
pulmonares O2 CO2

2 Intercambio de O2 y CO2
O2 CO2 entre el aire del alveolo y
la sangre
Circulación
pulmonar

Corazón 3 Transporte de O2 y CO2
entre los pulmones y los
tejidos
Circulación
sistémica

O2 CO2

4 Intercambio de O2 y CO2
entre la sangre y los tejidos
O2 + glucosa CO2 + H2O + ATP
Célula Respiración celular

El aparato respiratorio

 Vías respiratorias
 Fosas nasales
 Faringe
 Laringe
 Tráquea
 Bronquios
 Bronquiolos
 Pulmones

Anatomía del sistema respiratorio
Zona de conducción:
Función de calentar,
limpiar, humedecer

Epitelio ciliado de la tráquea

Cilios
Células
Secretoras
de moco

Zona respiratoria:
Función de
intercambio de gases

Z.Resp Zona de conducción
Vías respiratorias

Anatomía Pulmonar
generacion Diametro Longitud Numero Area cm2

0 1.8 12 1 2.54
Traquea
Zonas de Conduccion

Bronquios 1.2 4.8 2
1 2.33
2 0.83 1.9 4 2.13
3 0.56 0.8 8 2.0
Bronquiolos 4 0.45 1.3 16 2.48
5 0.35 1.07 32 3.11
Bronquiolos ↓ ↓ ↓
↓ ↓
terminales 16 0.06 0.17 6*104 180
ZonasTtransicionales y

17
Bronquiolos
18
respiratorios
19 .05 0.10 5*104 103
Ductos 20
21
Respiratorias

alveolares
22

Sacos 23 0.04 0.05 8*106 104
alveolares

Alveolos

Bronquiolo
respiratorio

Capilares Fibras elásticas

Capilares

Saco
alveolar
Célula tipo I
Célula tipo II

Macrófago
ECA

La unidad alveolo-capilar es el lugar donde se efectúa el
intercambio de gases: Membrana respiratoria

Célula alveolar tipo II

Célula alveolar tipo I

Macrófago

Alvéolo
Capilar

0.5 µ

eritrocito

Membrana respiratoria

Control del Diametro Bronquiolar

 Nervioso
 Simpático
 Receptores β2 bronco-dilatan.
 Parasimpático
 Acetilcolina bronco-constriñe.
 Humoral
 Histamina, acetilcolina » bronco-
constriñen
 Agonistas β adrenergicos » relajan.

Pulmones
 Forma cónica,
alojados en la
caja torácica
 El derecho es
más grande y
tiene tres
lóbulos
deparados por
cisuras.
 El izquierdo
tiene dos
lóbulos.

Pleuras
 Los
pulmones
están
recubiertos
por una
membrana
doble:
pleura
parietal y
pleura
visceral.
 Entre ambas
hay un
líquido
lubricante,

Intercambio de gases
 Tiene lugar por
difusión de los gases.
 Se produce por las
diferencias de presión
parcial entre el
alvéolo y la sangre,
para cada uno de los
gases.
 La presión parcial es
proporcional a su
concentración en una
mezcla de gases.

Intercambio de gases:
Aire inspirado y espirado

Mecánica ventilatoria

• La ventilación pulmonar es el
movimiento de aire que mueven los
pulmones

• La ventilación pulmonar depende de:
• 1. Volumen de aire que entra en cada
inspiración
• 2. Frecuencia respiratoria

Existen dos movimientos respiratorios:
inspiración y espiración

Los músculos respiratorios modifican
el volumen de la caja torácica

 Músculos inspiratorios
 Diafragma
 Intercostales externos,
escalenos,
esternocleidomastoideo
 Músculos espiratorios
 Intercostales internos
 Pared abdominal

Inspiración: Entra aire Espiración: Sale aire

Diafragma contraído Diafragma relajado
el volumen torácico aumenta el volumen torácico
disminuye

La inspiración siempre es un La espiración en general es un
movimiento activo movimiento pasivo

¿Por qué entra y sale el aire de los pulmones?

1. REPOSO 2. INSPIRACION
Palveolar igual que Patmosférica Palveolar menor que Patmosférica

Palveolar mayor que Patmosférica
3. ESPIRACION

Movimiento del Aire hacia Adentro y
hacia Afuera de los Pulmones

 Presiones Pleurales
 Reposo -5 cm H20
 Inspiración -8 cm H20
 Presiones Alveolares
 Reposo 0 cm H20
 Inspiración -1 cm H20
 Expiración 1 cm H20
 Complianza
 ∆V/∆P 200 ml/cm H20
(1 cm H20 ~ 0.7 mmHg)

Cambios de las Presiones y en los Volumenes
Durante la Respiracion

.50
Volume Change

.25
(liter)

0

+2
Presion alveolar
0

-2
(cm/H2O)

Presion
Pressure

-4

-6 Transpulmonar
Pleural pressure
-8
Inspiracion Espiracion

Volúmenes y capacidades
pulmonares
5800 Final
Volume inspiración
n (ml) normal
Volumen de
reserva Capacidad
inspiratoria inspiratoria
Volumen (3000 ml)
corriente Capacidad vital
(500 ml) 4600 ml
2800 Capacidad
2300 pulmonar total
Volumen
Final de reserva
espiración espiratoria
normal (1100 ml) Capacidad
1200 residual funcional
Volumen
residual (1200
ml)
Tiempo

Definiciones
 Frecuencia respiratoria (FR)
Número de respiraciones por minuto (~12
en reposo)
 Ventilación pulmonar (Volumen minuto)
VC x FR
0.5 l/resp x 12 resp/minuto= 6 litros/minuto

 Ventilación Alveolar
 (Volumen Corriente – Espacio Muerto) * Frecuencia
Respiratoria

Espacio Muerto

 ANATOMICO

 150 ml

 FISIOLOGICO

 Depende de la razón ventilación -

perfusión

Definiciones del Espacio Muerto

Espacio Muerto Anatómico

Espacio Muerto Fisiológico
Bajo Flujo Sanguíneo

Copyright © 2006 by Elsevier, Inc.

Relación ventilación /
perfusión.

1.Ventilación: Flujo de
entrada y salida del aire entre la
atmosfera y alveolos.

RESPIRACIÓN.
Suma de todos los volúmenes de
gas exhalado en un minuto
(ventilación minuto).

V= FR * Volumen corriente
(VT=500ml).
V = 5L/min.

V = 5L/min.

No toda la mezcla de gas
Inspirado llegan a alveolos .

VT = VD (espacio muerto).

* Espacio Anatómico
* Espacio Anatómico
150 Muerto.
Muerto.
ml. ++
Espacio Alveolar
Espacio Alveolar
Muerto.
Muerto.

Va = FR * VT
-VD
Vol. Alveolar q cuenta con intercambio gaseoso.

Distribución de la VENTILACIÓN.
NO importa POSICIÓN de
CUERPO.

Ventilación

Distribuye DESIGUALMENTE.

GRADIENTE inducido por
GRADIENTE inducido por
++ GRAVEDAD en presión
GRAVEDAD en presión
Ventilació
Ventilació intrapleural.
intrapleural.
n
n
Resistencia de Vías
Resistencia de Vías
Respiratorias.
Respiratorias.
Interfieren llenadoReduce 1cm H2O (-
Interfieren llenado
alveolar
alveolar NEGATIVA)
Alveolos más
Tiempo Inspiratorio
Alveolos más
Tiempo Inspiratorio
Solo algunos llenos.
Solo algunos llenos. insuflados.
Normal.
insuflados.
Normal.
MENOR
MENOR
Respiración RAPIDA y y
Respiración RAPIDA y
Presión transpulmonar distencibilidad y
Presión transpulmonar distencibilidad
SUPERFCICIAL.
SUPERFCICIAL.
expansión adicional.
MAYOR
MAYOR
distencibilidad y
distencibilidad y
Revierte DISTRIBUCIÓN NORMAL
Revierte DISTRIBUCIÓN NORMAL
..
Altera curva de
distencibilidad MAYOR en AREA
Ventilación MAYOR en AREA
Ventilación
pulmonar. superior.
superior.

2.-Perfución De 5 L/min. sangre que 100 ml.
:
pulmones solo de 70 a
fluye en

esta en capilares realizando el
intercambio gaseoso.
Vol. total pulmonar = 500 y
Vol. total pulmonar = 500 y
1000 ml.
1000 ml.

Normalmente : ++ en vol.
sanguíneo sístole cardiaca y con
cada inspiración normal.

Cambios de posición: (Decúbito-
erecto) reducción del vol. 27%.
Trendelenburg opuesto.

Cambios capacitancia general:
Vasoconstricción general desplaza
sangre de circulación a pulmonar
= PULMÓN reservorio sanguineo.

Distribución de la PERFUSIÓN.
Flujo Sanguíneo NO NO importa POSICIÓN de
uniforme. CUERPO.

Perfusión.

Gradiente
GRAVITACIONAL. 1cm
H2O/cm altura del
pulmón.

Presión baja de circulación = + influencia
de Gravedad.

Presión baja de circulación = + influencia
de Gravedad.

Espacio muerto alveolar.
PA ocluye continuamente capilares
arteriales pulmonares.
PA > Pa
>Pv.
Flujo capilar pulmonar
Pa > PA > INTERMITENTE, varia en
Pv. respiración basado en gradiente de
presión arterial-alveolar.
Pa > Pv >
PA.
Flujo capilar continuo.

Relación ventilación /
perfusión. = 0.8 varia
Ventilación alveolar (VA) =
Ventilación alveolar (VA) =
V/Q
4L/min.
4L/min. entre 0.3 y 3.0
( mayor parte de áreas
pulmonares cerca de 1)
Perfusión capilar pulmonar (Q)
Perfusión capilar pulmonar (Q)
= 5L/min.
= 5L/min.

Unidades Individuales Perfusión AUMENTA
pulmonares. más RELACIÓN que
Corto circuito
Corto circuito •0 = SIN ventilación. ventilación.
Intrapulmonar
Intrapulmonar •Infinito = SIN
.. Relación
Relación
perfusión.
V/Q.
V/Q.

Espacio muerto
Espacio muerto
alveolar.
alveolar.

Eficacia con la cual las
unidades pulmonares
Relación
restauran sangre
V/Q =
venosa con O2 y
eliminan CO2.

Transporte de Gases
Respiratorios en la
sangre.
° Disuelto en Solución.
Oxigen° Combinación reversible con
o. hemoglobina.

Oxigeno Disuelto.
Ley de HENRY.
Ley de HENRY.
Cantida
La CONSENTRACIÓN de cualquier gas en
La CONSENTRACIÓN de cualquier gas en
d=
SOLUCIÓN es proporcional a su PRESIÓN
SOLUCIÓN es proporcional a su PRESIÓN
PARCIAL.
PARCIAL.

Concentración de gas = a * Presión
Concentración de gas = a * Presión
Coeficiente de solubilidad del
Coeficiente de solubilidad del
parcial.
parcial.
gas en una solución dada a
gas en una solución dada a
temp. Especifica.
temp. Especifica.

O2 = 0.003 ml/dl/mmHg
O2 = 0.003 ml/dl/mmHg

O2 disuelto = 0.3 ml/dl.
O2 disuelto = 0.3 ml/dl.

Oxigeno Unido a
Hemoglobina. de
Solo fijación de O2 en forma bivalente
Hierro (carga +2).

1 gr Hemoglobina = 1.39 ml
1 gr Hemoglobina = 1.39 ml
de O2.
de O2.

Fija hasta 4 mol. de
Fija hasta 4 mol. de
O2. forma NO lineal
O2. forma NO lineal
“S”.
“S”.

Cantidad de O2 fijo como % de su
Cantidad de O2 fijo como % de su
Saturación de capacidad total de fijación.
capacidad total de fijación.
HEGLOBINA :

4 Reacciones químicas = Fijación de cada 1 de los O2

La conformación de la unión de los O2 = ACELERA fijación
de 4 mol.

Saturación de entre 25 y
Saturación de entre 25 y
100 %.
100 %.

90% = Disolución de los
90% = Disolución de los
receptores disponibles
receptores disponibles
APLANA curva hasta
APLANA curva hasta
saturación completa.
saturación completa.

Curva de DISOCIACIÓN DE LA
hemoglobina.
P50+: Presión de O2 a la cual la
P50+: Presión de O2 a la cual la
hemoglobina se SATURA en un 50 %.
hemoglobina se SATURA en un 50 %.
NORMAL = 26.6mmHg
NORMAL = 26.6mmHg
Derecha:
Derecha:
AUMENTA
AUMENTA
P50+
P50+
Presión de CO2. Izquierda:
Presión de CO2. Izquierda:
DISMINUYE P50+.
DISMINUYE P50+.
Temperatura. ++ Afinidad O2 por
Temperatura. ++ Afinidad O2 por
-- Afinidad O2
-- Afinidad O2
por
por Consentración de 2/3
Consentración hemoglobina.
de 2/3
hemoglobina.
hemoglobina.
hemoglobina.
DPG.
DPG. -- O2 tejidos.
-- O2 tejidos.
++ O2 tejidos.
++ O2 tejidos.
Contenido
Contenido más
más
bajo
bajo CO2 en
CO2 en
++ capilares
capilares
Concentracione
Concentracione pulmonares,
pulmonares,
s de Ion
s de Ion facilitando
facilitando la
la
Hidrogeno.
Hidrogeno. captación
captación de
de
(( mayor efecto
mayor efecto alveolo.
alveolo.
en sangre
en sangre

Contenido de O2 en SANGRE = o2 en solución + o2 fijo
Contenido de O2 en SANGRE = o2 en solución + o2 fijo
a Hemoglobina.
a Hemoglobina.

Consumo Normal de O2 =
Consumo Normal de O2 =
250ml/min.
250ml/min.
Deficiencia de O2 ::
Deficiencia de O2
° Pao2 baja.
° Pao2 baja.
° Concentración --
° Concentración
Hemoglobina.
Hemoglobina.
° Gasto cardiaco
° Gasto cardiaco
Inadecuado.
Inadecuado. Reservas de O2.
Interrumpe flujo de O2 por
APNEA se consumen reservas
metabolismo celular.

1500 ml.
° O2 Pulmones 80 % utilizable (+
importante).
° Hemoglobina y en mioglobina
(muy limitada).

Disuelto en Solución (+soluble, a
Disuelto en Solución (+soluble, a
= 0.031mmol/l/min a 37° ).
= 0.031mmol/l/min a 37° ).
Bióxido de Bicarbonato.
Bicarbonato.
Carbono.
Proteínas (compuestos carbamino).
Proteínas (compuestos carbamino).

En soluciones se combina con
En soluciones se combina con
Bióxido de H2O.
H2O.
Carbono. Plasma -1%.
Plasma -1%.
Ac. Carbónico.
Ac. Carbónico. Bicarbonato.
Bicarbonato.

Acelera
Acelera

Anhidrasa Carbónica de eritrocitos
Anhidrasa Carbónica de eritrocitos
y endotelio.
y endotelio.

Compuestos Carbamino
Bióxido de carbono reacciona con grupos AMINOS de
PROTEÍNAS.

servas de bióxido de Carbono.

120 Lt. en adulto.
120 Lt. en adulto.
Co2 disuelto y
Co2 disuelto y
Bicarbonato.
Bicarbonato.

Desequilibrio entre Producción/eliminación =
Equilibrio de 20 a 30 mim.

Anestesia Sobre Intercambio de Gases.
° Aumento del Espacio muerto.
° Hipoventilación.
° Aumento de los cortos circuitos intrapulmonares.
° Aumento de la dispersión de relación.

Anestesia General = Aumenta Mezcla Venosa 5 – 10 %
(atelectasia y colapso)

Oxido Nitroso ( dosis altas) = Inhibe vasoconstricción
Pulmonar hipóxica.

Administración de prolongada de consentraciones
elevadas de O2 (>50 %)
= Cortos Circuitos ABSOLUTOS.
Colapso COMPLETO ALVEOLAR en relación V/Q
( Atelectasia por absorción).

Regulación de la respiración

 Su objetivo es mantener los niveles de
O2 y CO2 en sangre dentro de unos
márgenes estrechos que permitan la
funcionalidad celular.

 El sistema está formado por unos
centros respiratorios, que está
distribuidos en varios grupos de
neuronas integrados en el tronco del
encéfalo o bulbo raquídeo.

Control nervioso de la
respiración

 El patrón cíclico de respiración
se modifica por diversos
estímulos:

 Cambios en el pH o en la
concentración de CO2 y de O2

 Situaciones como el ejercicio,
emociones, cambios de presión
arterial y temperatura


 El control nervioso se basa en la presencia de unos
mecanorreceptores en pulmones, vías respiratorias,
articulaciones y músculos, que recogen información y
la transmiten a los centros respiratorios.
 Cuando aumenta la concentración de CO2 en sangre o
cuando aumenta la concentración de iones hidrógeno
en sangre, se estimulan los quimiorreceptores en los
cuerpos carotídeo y aórtico, y la velocidad de la
respiración aumenta para eliminar el exceso de CO2
 Los movimientos respiratorios se desarrollan de forma
involuntaria pero se puede modificar de manera
voluntaria al tener conexiones con la corteza cerebral.

Quimiorreceptores

Centrales Periféricos
Carótidas

aorta

No detectan cambios en PO2 Detectan cambios en PO2
Detectan cambios en PCO2 Detectan cambios en PCO2 de
de forma indirecta (por forma directa
cambios de pH)

1.Ventilación: Flujo de
entrada y salida del aire entre la
atmosfera y alveolos.

RESPIRACIÓN. Suma de todos los volúmenes de
gas exhalado en un minuto
(ventilación minuto).

V= FR * Volumen corriente
(VT=500ml).

V = 5L/min.

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