Conceptos, leyes implicada s y los diferentes curvas. Ecuación del movimiento

1. MECÁNICA RESPIRATORIA
ESCUELA DE TECNOLOGIA MEDICA
Y ESCUELAS DE PARTERAS
Depto Fisiopatología

2. Conceptos Generales
Respiración: proceso que permite el intercambio gaseoso entre el
organismo y su entorno (gases respiratorios: O2 y CO2).
3 etapas: a) respiración externa, b) transporte de gases y c)
respiración interna
Aparato Respiratorio: mantener niveles adecuados de O2 y CO2 en la
sangre, a través del ajuste de la respiración externa en función de
la respiración interna.
Coeficiente Respiratorio = VO2/VCO2 (200 ml/m/250 ml/m=0.8)
Respiración Externa: Ventilación Alveolar + Difusión
Ventilación minuto: cantidad de aire por minuto que intercambia el
aparato respiratorio con la atmósfera.

3. RESPIRACION EXTERNA = VENTILACION
ALVEOLAR + DIFUSION
• Ventilación y
transporte de los
gases en sangre:
procesos activos.
• Difusión de gases
alveolares a la
sangre: proceso
pasivo.

4. TRANSPORTE POR CONVECCION: activo
• Desde atmósfera hasta bronquiolos
• Por diferencia de presiones (Ley Charles)
• Necesidad de movimientos respiratorios para determi-
nar el transporte masivo de aire hasta el espacio alveolar.
• Depende de la  del sistema (0.4 s; Rva: 0.5-2
cmH2O.s/l; Cp: 0.2 l/cmH2O). Trabajo Respiratorio
TRANSPORTE POR DIFUSION: pasivo
• En el espacio alveolar
• Por diferencia de Pp de cada gas (S, PM)

5. VM = Vc  FR = (Va + EM)  FR
0.5  12 = 6 l/min

6. Conceptos Generales
Mecánica Ventilatoria: Implica el estudio de las fuerzas
que deben vencer los músculos respiratorios durante la
ventilación alveolar espontánea.
Fuerzas Elásticas: para producir un cambio de volumen
(deformación, V)
Fuerzas de Resistencia para producir un flujo de volumen
(tasa de deformación, flujo de volumen V/t = F)
Fuerzas de Inercia para producir una aceleración del flujo
(tasa de  de flujo, aceleración de volumen)
Ac
I
F
R
C
V
P 




 /
Ac
I
F
R
E
V
P 







7. Conceptos Generales
Trabajo Respiratorio: es una estimación de la POSCARGA
de los músculos respiratorios para mantener la
ventilación alveolar.
RT: Resistencias que se oponen a los movimientos de la caja Tx, y
de los pulmones y al flujo de aire.
POSCARGA: Resistencias Elásticas + Resistencias Viscosas

8. Trabajo Respiratorio: tipos de cargas
• TRABAJO ELASTICO: (2/3)
 R elástica TP durante la I, ocurre independiente al Flujo Aéreo
 Depende de la CP y CT, y del volumen pulmonar
 Se almacena como energía potencial
• TRABAJO RESISTIVO: (1/3)
 Rva al flujo aéreo + Rtisular durante los mov. Respiratorios
 Depende del Flujo Aéreo y de la tasa de variación del vol pul
 Trabajo disipativo, NO se almacena (resistencias friccionales)
• TRABAJO INERCIAL: (despreciable: <0,02 cmH2O/l.s))
 Asociado con el movimiento del gas y de los tejidos
 Depende de la masa T-P y de gas aceleradas en cada ciclo resp
 Disipativo, despreciable a la frecuencia resp normal, excepto para Fr
>60/min

9. Trabajo Respiratorio
ZONA DE CONDUCCION:
 No alveolizada
 No participa del intercambio gaseoso
 Constituye el ESPACIO MUERTO
ANATOMICO
 Transferencia por conveccion de masa
(la eficacia depende principalmente
del r4 de los conductos)
 ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE
 MECANISMOS DE DEFENSA
 RESISTENCIA VISCOSA
ZONA RESPIRATORIA:
 Alveolizada (70 - 80 m2)
 Participa casi totalmente del
intercambio gaseoso (EMA = EMF)
 Constituye el VOLUMEN ALVEOLAR
ANATOMICO
 Transferencia por difusion (la
eficacia depende de las distancias,
ramificacion arterial mas rapida que
la bronquial)
 MECANISMO DE DEFENSA
 INTERCAMBIO GASEOSO
 RESISTENCIA ELÁSTICA

10. Resistencias Elásticas: curvas de relajación o
compliance
Las propiedades elásticas del
sistema respiratorio son
dependientes de las propiedades
elásticas de c/u de las estructuras: P
y Tx
PTMP = Palv-Ppl
PTMT = Ppl-Patm
PTMTP = Palv-Patm
Ct
Cp
Ctp
1
1
1


200
1
200
1
100
1



11. Resistencias Elásticas: Curva P-V
Las propiedades elásticas del Pulmón: fibras elásticas, tensión
superficial y fibras de colágeno.
Inspiración:
I- Expansión del baby-lung, II-
Reclutamiento alveolar, III-
Expansión elástica del tejido
pulmonar, IV- Sobredistensión
pulmonar.
Espiración: (corrida a derecha,
con < definición de PII y PIS)
I- Sobredistensión, II-
Retracción elástica del tejido
pulmonar, III- Colapso alveolar
progresivo, IV- Colapso de la
vía aérea (air-trapping)

12. Resistencias Elásticas: Curva P-V
3 zonas de diferente pendiente:
a) segmento central: pendiente mayor, ventilación normal, todas las
unidades reclutables están abiertas (zona ventajosa, < trabajo resp)
b) extremos de la curva: aplanamiento con  de la distensibilidad:
colapso alveolar y distensión alveolar.
Las características elásticas del pulmón no sólo NO son lineales, sino que
además muestran HISTERESIS.
Rama inspiratoria de insuflación  rama espiratoria de deflación

13. Histéresis: una estructura presenta histéresis si al eliminar una
fuerza, la deformación es distinta de la descrita al aplicar la
misma fuerza.
Histéresis: depende del reclutamiento alveolar y del
comportamiento del surfactante: existe una asimetría entre la
presión crítica de apertura alveolar y la presión crítica de cierre
alveolar.
Una vez que se abrieron unidades previamente colapsadas, se
requiere menor presión para mantenerlas abiertas. Estirar la
película de surfactante requiere > energía que compactarla. A >
magnitud de expansión pulmonar, mayor histéresis.

14. Resistencias Elásticas: Curva P-V
Tensión Superficial: fuerza que actúa en la superficie de un líquido, en la
interfase líquido-aire, que tiende a  la superficie del mismo.
-En el pulmón la Tsup colabora con la retracción elástica y tiende a
colapsar las unidades alveolares.
SURFACTANTE: son moléculas más o menos solubles en H2O compuestas
de 2 partes: una polar hidrosoluble y otra no polar hidrófoba. (90%
lípidos: fosfatidilcolina y fosfatidilglicerol, 10% proteínas: subfracciones A
y D): adsorción en la interfase aire-líquido.

15. a)  la Tensión superficial del alvéolo:  trabajo respiratorio
elástico
b) evita el colapso y sobredistensión alveolar: homogenización del
comportamiento mecánico de las unidades alveolares
c)  la tensión superficial en forma diferencial: cuanto < alvéolo, <
T superficial, debido a su poca solubilidad):  estabilidad alveolar
d) mantiene ‘secos’ los alvéolos: contribución a las condiciones
apropiadas para el intercambio gaseoso.
SURFACTANTE

16. Resistencias Elásticas: Curva P-V e Histéresis

17. Resistencias Viscosas
-Resistencia friccional a los movimientos toracopulmonares (Rvis tisular)
y al flujo de gas (Rvis vía aérea)
-La Rvis vía aérea depende del régimen del flujo: si es laminar,
transicional o turbulento.

18. Resistencias Viscosas: Rva

19. REGIMEN LAMINAR: (NR < 2000) P = (8.n.l/pi.r4) . F (Poiseuille)
El perfil de velocidad es plano a la entrada del tubo y sufre un fenómeno de frenado
lateral-aceleración axial hasta constituirse el perfil parabólico característico (longitud
de entrada: 10-30 D).
La V en el centro del tubo es el doble de la V media.
La relación F/P es lineal de pendiente K = a la conductancia (‘G’).
REGIMEN TURBULENTO: (NR > 10000)
El perfil desordenado característico del flujo turbulento se logra completamente a una
determinada longitud de entrada (10-30 D).
El flujo turbulento no tiene la alta V axial caracteristica del F laminar.
La relación F/P no es lineal y disminuye con el aumento del flujo.
Resistencias Viscosas: Rva

20. REGIMEN TRANSICIONAL: (2000<NR<10000)
Ninguno de los 2 regimenes precedentes se observa en la
mayoría de las vías aéreas, dada la rapidez con se ramifica.
-Predomina un régimen en condición de entrada, con una
porción laminar y otra turbulenta en la resistencia
-La relacion F/P es curvilínea y depende tanto de la d como de
la n.

21. 
D
v
d
NR



Resistencias Viscosas: Rva