DIAPOSITIVAS 3

1. MECÁNICA DE LA
RESPIRACIÓN
E Q U I P O : A L E X A N D E R F L E M I N G
G R U P O I V - 1
F I S I O L O G Í A M É D I C A
D R . J O S É G U A D A L U P E D A U T L E Y VA
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SINALOA
FACULTAD DE MEDICINA
FISIOLOGÍA MÉDICA

2. MÚSCULOS UTILIZADOS EN LA
RESPIRACIÓN
MÚSCULOS DE LA INSPIRACIÓN
• El diafragma es el músculo más importante para
la inspiración.
• Cuando el diafragma se contrae, el contenido
abdominal es empujado hacia abajo y las costillas
se horizontalizan hacia arriba y hacia fuera.
• Estos cambios causan el aumento del volumen
intratorácico, que disminuye la presión
intratorácica e inicia el flujo de aire al interior de
los pulmones.
• Durante el ejercicio, cuando la frecuencia de
respiración y el volumen corriente aumentan, los
músculos intercostales externos y los
músculos accesorios también se utilizan para
MÚSCULOS DE LA ESPIRACIÓN
• Normalmente, la inspiración es un proceso
pasivo.
• Durante el ejercicio o en enfermedades
en las que aumenta la resistencia de la vía
aérea (p. ej., asma), los músculos
espiratorios pueden ayudar al proceso
espiratorio.
• Los músculos de la espiración incluyen los
músculos abdominales, que comprimen
la cavidad abdominal y empujan el
diafragma hacia arriba.
• Y los músculos intercostales internos,
que tiran de las costillas hacia abajo y

3. ADAPTABILIDAD• Adaptabilidad describe la
distensibilidad del sistema.
• La adaptabilidad pulmonar
describe el cambio en el volumen
pulmonar para un determinado
cambio en la presión.
• La determinación de la
adaptabilidad pulmonar requiere la
determinación simultánea de la
presión y el volumen pulmonares.
• El término para la presión puede
ser ambiguo porque «presión»
puede significar presión en el
interior de los alvéolos, presión en
el exterior de los alvéolos e
incluso presión transmural a
través de las paredes alveolares.
• La presión transmural es la
presión a través de una
estructura, por ejemplo, la
diferencia entre la presión
intraalveolar y la presión
intrapleural.
ADAPTABILIDAD DE
LOS PULMONES
• La relación entre el
volumen del pulmón y
su presión se obtiene
mediante el inflado de
un pulmón aislado. La
Inclinación de cada
curva es la
adaptabilidad. En el
pulmón lleno de aire,
la inspiración (inflado)
y la espiración
(desinflado) siguen
curvas diferentes, lo
cual se conoce como
histéresis.
ADAPTABILIDAD DE
LA PARED
TORÁCICA
• Al igual que los pulmones, la pared torácica
es adaptable.
• Su adaptabilidad se puede demostrar
mediante la introducción de aire dentro del
espacio intrapleural, lo que crea un
neumotorax.
• El espacio intrapleural tiene una presión
negativa (inferior a la atmosférica).
• Esta presión intrapleural negativa se crea a
partir de dos fuerzas elásticas opuestas que
tiran del espacio intrapleural: los pulmones,
con sus propiedades elásticas, tienden a
colapsarse, y la pared torácica, con sus
propiedades elásticas, tiende a distenderse.
• Cuando estas dos fuerzas opuestas actúan
sobre el espacio intrapleural, se crea una
presión negativa o vacío.
• A su vez, esta presión intrapleural negativa se
opone a la tendencia natural de los pulmones
a colapsarse y de la pared torácica a
expandirse.

4. CURVAS DE PRESIÓN-VOLUMEN DE LOS PULMONES,
LA PARED TORÁCICA Y COMBINADAS DE LOS
PULMONES Y PARED TORÁCICA
• Se pueden obtener curvas de presión-volumen solo
para los pulmones (es decir, el pulmón aislado en
un frasco), para la pared torácica sola o para la
combinación del sis tema entre pulmón y pared
torácica.
• La curva para la pared torácica sola se obtiene
sustrayendo la curva pulmonar de la curva combi-
nada entre el pulmón y la pared torácica.
• La curva del sistema combinado entre pulmón y
pared torácica se obtiene haciendo que un
individuo entrenado respire en un espirómetro de la
forma siguiente: el sujeto espira o inspira a un
volumen determinado.
• La pendiente de cada una de las curvas es la
adaptabilidad.
• La adaptabilidad de la pared torácica sola es
aproximadamente igual a la adaptabilidad de los
• La válvula del espirómetro se cierra y el sujeto
relaja sus músculos respiratorios, determinándose
en ese momento la presión de su vía aérea (que se
denomina presión de relajación).
• De esta forma, se obtienen los valores de presión
en la vía aérea a una serie de volúmenes estáticos
de la combinación del sistema entre pulmón y
pared torácica.
• Cuando el volumen es la capacidad residual
funcional (CRF), la presión en la vía aérea es 0 e
iguala la presión atmosférica
• Con volúmenes inferiores a la CRF, las presiones
de la vía aérea son negativas (menos volumen,
menos presión).
• Con volúmenes superiores a la CRF, las presiones
en la vía aérea son positivas (más volumen, más
presión).

5. EL VOLUMEN ES LA CRF
• Cuando el volumen es la CRF, el sistema
combinado de pulmón y pared torácica
está en equilibrio.
• La presión en la vía aérea es igual a la
presión atmosférica, que se denomina 0.
• En la CRF, puesto que son estructuras
elásticas, los pulmones «quieren»
colapsarse y la pared torácica «quiere»
expandirse.
• Si estas fuerzas elásticas no tuvieran
oposición, las estructuras harían esto
exactamente.
• La CRF, en la posición de equilibrio, la
fuerza de colapso sobre los pulmones es
exactamente igual a la fuerza de
expansión sobre la pared torácica, como
muestran las flechas equidistantes; el
sistema combinado entre pulmón y pared
EL VOLUMEN ES INFERIOR QUE
LA CFR
• Cuando el volumen en el sistema es inferior
a la CRF (es decir, el sujeto hace una
espiración forzada en el interior del
espirómetro), hay menos volumen en los
pulmones y la fuerza de colapso (elástica) de
los pulmones es más pequeña.
• Sin embargo, la fuerza de expansión sobre la
pared torácica es más grande y el sistema
combinado de pulmón y pared torácica
«quiere» expandirse.
• A volúmenes inferiores a la CRF, la fuerza de
colapso sobre los pulmones es más pequeña
que la fuerza de expansión sobre la pared
torácica y que la presión de la vía aérea en el
sistema combinado es negativa; por eso, el
sistema combinado tiende a expandirse a
medida que el aire fluye al interior de los
pulmones descendiendo por el gradiente de
presión.

6. EL VOLUMEN ES MAYOR QUE LA CFR
• Cuando el volumen en el sistema es mayor que la CRF
(es decir, el individuo inspira desde el espirómetro), hay
más volumen en los pulmones y la fuerza de colapso
elástica de los pulmones es mayor.
• La fuerza de expansión sobre la pared torácica es más
pequeña y el sistema combinado de pulmón y pared
torácica «quiere» colapsarse.
• En volúmenes mayores de la CRF, la fuerza de colapso
de los pulmones es mayor que la fuerza de expansión de
la pared torácica, y que la presión de la vía aérea en el
sistema combinado es positiva; por eso el sistema global
tiende a colapsarse a medida que el aire fluye al exterior
de los pulmones descendiendo por el gradiente de
presión.
• En volúmenes pulmonares máximos, tanto los pulmones
como la pared torácica «quieren» colapsarse.

7. TRASTORNOS EN LA ADAPTABILIDAD PULMONAR
La adaptabilidad de los pulmones cambia debido a
enfermedad, las pendientes de la relación varían y, como
resultado de ello, el volumen del sistema combinado de pulmón
y pared torácica también cambia.
Enfisema pulmonar (aumento de la adaptabilidad
pulmonar).
El enfisema se asocia con pérdida de fibras elásticas en los
pulmones, como resultado de ello, la adaptabilidad de los
pulmones aumenta. El aumento de la adaptabilidad se asocia
con el de la pendiente (más inclinada) de la curva volumen-
presión (figura 5-11B).
Como resultado de ello, la fuerza de colapso (recuperación
elástica) de los pulmones esta reducida.
El sistema combinado de pulmón y pared torácica busca una
nueva CFR más alta, en la que 2 fuerzas opuestas puedan
estar equilibradas.
Se dice que un paciente con enfisema respira con volúmenes
pulmonares más altos (reconociendo la mayor CFR) y tendrá
un tórax en forma de barril.
Fibrosis (disminución de la adaptabilidad pulmonar).
La fibrosis se asocia con la rigidez de los tejidos pulmonares y
una reducción de la adaptabilidad. La disminución se asocia
con la baja de la pendiente de la curva volumen-presión del
pulmón (figura 5-11B).
Para restablecer el equilibrio el sistema de pulmón y pared
torácica buscará una nueva CFR más baja (figura 5-11C).

8. RELACIONES DEL FLUJO AÉREO, LA PRESIÓN Y LA
RESISTENCIA.
La relación entre flujo aéreo, presión y resistencia en los
pulmones es análoga a la relación en el sistema
cardiovascular.
El flujo aéreo es análogo al flujo sanguíneo, las presiones del
gas son análogas a las presiones del fluido y las resistencias
de las vías aéreas es análoga a la resistencia de los vasos
sanguíneos.
En otras palabras el flujo aéreo (Q) es directamente proporcional a la
diferencia de presión entre la boca o la nariz y los alvéolos, e
inversamente proporcional a la resistencia de las vías aéreas.
Entre las respiraciones, la presión alveolar iguala a la presión
atmosférica; no existe gradiente de presión, no hay fuerza impulsora
y no hay flujo aéreo. Durante la inspiración el diafragma se contrae y
esto incrementa el volumen pulmonar, lo que disminuye la presión
alveolar y establece un gradiente de presión que impulsa el flujo
aéreo al interior de los pulmones.
RESISTENCIA DE LA VÍA AÉREA
En el sistema respiratorio como en el cardiovascular, el
flujo es inversamente proporcional a la resistencia que
está determinada a la ley de Poiseuille.
Se debe tener en cuenta la relación que existe
entre la resistencia (R) y el radio (r) de las vías aéreas a
causa de una dependencia de la cuarta potencia del
radio, por ejemplo, si el radio de una vía aérea disminuye
según un factor 2 , la resistencia no aumenta al doble si
no que aumenta multiplicado 24 (16 veces). Cuando la
resistencia aumenta 16 veces el flujo aéreo disminuye 16
veces.
Los bronquios de tamaño medio son los lugares donde se
encuentra la mayor resistencia de la vía aérea.

9. CAMBIOS EN LA RESISTENCIA DE LA VÍA AÉREA
La relación entre la resistencia de la vía aérea y el diámetro de la misma (radio) es una relación significativa de cuarta potencia.
Los cambios en el diámetro de la vía aérea son el principal mecanismo de la alteración de la resistencia y del flujo aéreo.
El músculo liso de las paredes de las vías aéreas de conducción está inervado por fibras nerviosas autónomas; cuando son activadas
estas fibras provocan constricción o dilatación de las vías aéreas.
• Sistema Nervioso autónomo:
El músculo liso bronquial esta inervado por fibras
nerviosas colinérgicas parasimpáticas y por fibras
nerviosas adrenérgicas simpáticas. La activación de
estas fibras provoca constricción o dilatación del
músculo liso bronquial, lo que disminuye o aumenta el
diámetro de la vía aérea.
1) La estimulación parasimpática causa constricción
del músculo liso bronquial, disminuyendo el
diámetro de la vía aéreo y aumentando la
resistencia al flujo aéreo.
2) La estimulación simpática provoca la relajación
del músculo liso bronquial a través de la
estimulación de los receptores β2. La relajación del
músculo liso bronquial da lugar a un aumento del
diámetro de la vía aérea y a una disminución de la
resistencia al flujo aéreo.
• Volumen pulmonar:
Los cambios en el volumen pulmonar alteran la
resistencia de la vía aérea porque el tejido
parenquimatoso pulmonar de alrededor ejerce tracción
radial sobre las vías aéreas. Los volúmenes pulmonares
elevados se asocian con una mayor tracción.
Los volúmenes pulmonares bajos se asocian con una
menor tracción, lo que incrementa la resistencia de la vía
aérea, incluso hasta el punto de colapso de la misma.
• Viscosidad del aire inspirado:
El efecto de la viscosidad del aire inspirado sobre la
resistencia es evidente a partir de la relación de
Poiseuille.
Aunque no es frecuente los aumentos de la viscosidad del
gas (como sucede durante el sueño y la inmersión)
causan aumentos de la resistencia y las disminuciones de
la viscosidad (por ej, al respirar un gas de densidad baja
como el helio) causan disminuciones de la resistencia.

10. CICLO RESPIRATORIO
El ciclo respiratorio normal se divide
en fases: Reposo (el periodo entre
las respiraciones), inspiración y
espiración.
Reposo:
Es el periodo entre los ciclos respiratorios
cuando el diafragma esta en posición de
equilibrio.
No se mueve el aire hacía el interior o
exterior de los pulmones.
No hay flujo aéreo en reposo porque no
hay diferencia de presión entre la
atmósfera (boca o nariz) y los alvéolos.
(El volumen presente en los pulmones en
reposo es el volumen de equilibrio o CFR
que, por definición , es el volumen restante
en los pulmones después de una
espiración normal.
Inspiración:
El diafragma se contrae haciendo que el
volumen del tórax aumente. Cuando el
volumen del pulmón aumenta, la
presión en los pulmones debe disminuir.
Durante la inspiración la presión
alveolar disminuye por debajo de la
presión atmosférica (-1cm H2O)
El gradiente de la presión entre la
atmósfera y los alvéolos conduce el flujo
aéreo hacía el interior del pulmón.
El aire fluye hasta que al final de la
inspiración , la presión alveolar vuelve a
ser de nuevo igual a la presión
atmosférica.
El volumen de aire inspirado en una
respiración es el volumen corriente (Vc),
que es aproximadamente 0,5 l. Por
tanto, el volumen presente en los
pulmones al final de una inspiración
normal es la capacidad residual
funcional más un volumen corriente.
(Durante la inspiración la presión
intrapleural se vuelve más negativa que
en reposo.

11. Espiración:
La espiración es un proceso pasivo donde la
presión alveolar se vuelve positiva porque las
fuerzas elásticas de los pulmones comprimen el
mayor volumen de aire en los alvéolos.
Cuando la presión alveolar aumenta por encima
de la presión atmosférica el aire fluye hacía el
exterior de los pulmones y su volumen vuelve a la
CFR .
Al final de la espiración , todos los volúmenes y las
presiones regresan a sus valores en reposo y el
sistema esta preparado para iniciar el siguiente
ciclo respiratorio.
Espiración forzada:
En una espiración forzada una persona respira expulsando el aire de
forma voluntaria y forzada. Los músculos espiratorios se emplean
para conseguir que las presiones en el pulmón y las vías aéreas sean
todavía más positivas que en una espiración pasiva normal.
En una persona con pulmones normales, la espiración forzada hace
que las presiones dentro de los pulmones y de las vías aéreas sean
muy positivas .
Las presiones pulmonares y de las vías aéreas están elevadas muy
por encima de los valores que hay durante la espiración pasiva.
Durante la espiración forzada la contracción de los músculos
espiratorios también aumenta la presión intrapleural, hasta un valor
positivo.
La espiración será rápida y forzada porque el gradiente de presión
entre los alvéolos y la atmósfera es mucho mayor de lo normal.
En una persona con enfisema, la espiración forzada puede hacer que
las vías aéreas se colapsen. Durante la espiración forzada la presión
intrapleural está aumentada en el mismo grado que en una persona
normal. Sin embargo, las estructuras tienen una recuperación elástica
disminuida, por lo que la presión alveolar y la presión en la vía aérea
son menores que en una persona normal.
El colapso de las vías aéreas grandes ocurre porque el gradiente de
presión transmural a través de ellas se invierte, convirtiéndose en
una presión transmural negativa (de colapso).