1 mecanica ventilatoria

15-03-15
1
Fisiología Respiratoria
Aplicada
Klgo. DanielArellano S.
EspecialistaenKinesiologíaRespiratoria
EspecialistaenKinesiologíaIntensiva
AARCInternationalFellow
Magíster©Cs.Biomédicas-Fisiología
Klgo. Daniel Arellano
Respiración: Pasos
1.  Ventilación
2.  Intercambio de gases en los
pulmones
3.  Transporte de gases
4.  Intercambio de gases en los
tejidos
Función Pulmonar
—  Movimiento físico de gases hacia y desde los pulmones
—  Función Primaria:
—  Mantener una adecuada captación de O2 y eliminación de CO2
Ley de Boyle
La presión de un gas es inversamente proporcional al volumen del recipiente
que lo contiene (T° constante)
Ley de Boyle
La presión de un gas es inversamente proporcional al volumen del recipiente
que lo contiene (T° constante)

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Contracción MR Aumento Volumen P° Alveolar (-)
Presiones
•  Presión Atmosférica: Punto cero. Varía con la altura.
•  Presión en Boca: Estática P°boca = P°atm. = P° alv.
•  Presión Vía Aérea: Decreciente hacia alvéolo o boca
(según flujo)
•  Presión Alveolar: Estática con glotis abierta P° atm.
•  Presión Pleural: P° negativa (P° esofágica)
Presión Intrapleural Negativa
• Subatmosférica incluso en reposo
• -3 a -5 cmH2O
Inspiratorios Espiratorios
Primarios Accesorios
DIAFRAGMA
Paraesternales
Escalenos
Intercostales
Externos
ECM
Pectorales
Trapecios Intercostales
Internos
Abdominales
MUSCULOS RESPIRATORIOS
—  > 20 lpm: Espiración
activa.
—  > 40 lpm: Músculos
accesorios
—  > 100 lpm: Todos

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Diafragma
•  Características bioquímicas y
enzimáticas:
–  Mitocondrias y citocromoxidasas
–  Capacidad Metabolizar Lactato
–  Flujo sanguíneo
•  Inervación: N. Frénico C3 – C5
•  Irrigación: Mamaria Interna
Intercostales
Frénicas inferiores
PRINCIPAL MUSCULO INSPIRATORIO
(5-6x )
Diafragma: Inserciones
Diafragma: Inserciones
2 – 10 cms.
Diafragma: Contracción
Diafragma: Intercostales Externos

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MUSCULOS INSPIRATORIOS
Acción Sinérgica
MUSCULOS INSPIRATORIOS
Músculos Accesorios
• Ejercicio
• Fase inspiratoria de
la tos
• Estados patológicos
Caja Toráxica
Fisiología Articular
Caja Toráxica
Fisiología Articular
MUSCULOS ESPIRATORIOS
—  > 20 lpm: Espiración
activa.
—  > 40 lpm: Músculos
accesorios
—  > 100 lpm: Todos
—  “Tono muscular inspirat.”
Klgo. Daniel Arellano Klgo. Daniel Arellano
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
- 5
- 6
- 7
+ 0.5
- 0.5
0
+ 1
- 1
1 2 3
Volumen
Corriente(L)
Presión
Intrapleural(cmH2
O)
Flujoaéreo
(L/seg.)
Presión
Alveolar(cmh2
O)

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Diafragma: Zona Aposición
Lisboa et al. Rev. chil. enferm. Respir. 2004, 20 (1): 9-20.
1/3
SIGNO DE HOOVER
PIA Compliance Toráxica Compliance Toracopulmonar
—  Presión Transdiafragmática (Pdi):
ü P° generada por el Diafragma
ü  P° Pleural y PIA.
ü Normal: 11 cmH2O
Pdi = PIT - PIA -4
+7
* PIT = Ppl = P° esofágica
Evaluación Función Muscular
•  Fuerza
•  Velocidad Contracción
•  Acortamiento muscular
Presión
Flujo
Volumen
Ley de Frank-Starling
Longitud Muscular
Tensión
Activa
5-10% elongación > Fuerza
75% reposo
20%
PiMax
VR

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PiMAX
• Cantidad máxima de presión negativa que
puede generar un individuo en una inspiración.
• Valor normal: - 60 a -110 cmH2O. (> 20 años)
• 
• Normalmente < 10%
• > 40% fatiga
• > 60% 4 – 5’ (o < 40% TTC)
• C.R.F.
PiMAX
• Cantidad máxima de presión negativa que
puede generar un individuo en una inspiración.
• Valor normal: - 60 a -110 cmH2O. (> 20 años)
• 
• Normalmente < 10%
• > 40% fatiga
• > 60% 4 – 5’ (o < 40% TTC)
• C.R.F.
PeMAX
•  Indicador de la fuerza de los músculos
espiratorios.
• Valor normal: 90 - 100 cmH2O.
• PEM < 40 cmH2O: Alteración de mecanismo
de tos.
Resistencias Ventilatorias
Volumen y Presión
—  El volumen debe
vencer resistencias:
Elastancia
Pulmón y Tx
Resistencias
friccionales
•  Epulm. M.Insp.
•  Etórax M.esp.
(CRF)
•  Fuerza de roce
•  Fricción tejidos
A > flujo >
trabajo
A > Vol. >
trabajo
RETRACCIÓN ELÁSTICA PULMONAR
(R.E.P.)
Estructura
Fibroelástica
Pulmón
Tensión
Superficial
Elasticidad Toracopulmonar
Tej. Elástico y
conectivo v.s. y
bronquios
Sangre en
lecho vascular
Compliance
Chang DW “Respiratory Care Calculations” 2nd Ed. 1999
Distensibilidad: Cambio volumen por cambio de Presión (Ptp)
Facilidad con la cual algo puede ser elongado o
deformado.
Elasticidad: Propiedad mecánica de sufrir deformaciones
reversibles cuando se encuentra sujetos a la acción de fuerzas
exteriores y de recuperar la forma original.

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7
Compliance
• Estática y dinámica
• Pulmonar y Toráxica
Histéresis:
• Elongación y compresión del
surfactante en fase aire-líquido.
• Reclutamiento y desreclutamiento
Compliance
Evaluación
Cest = Volumen / Presión
• Valor Normal:
0.1 L(cmH2O
- Pulmón: 0,2 L/cmH2O
- Caja Tórax: 0,2 L/cmH2O
Distensibilidad
Pulmón
Distensibilidad Toracopulmonar
Distensibilidad
Caja Toráxica
Compliance
Evaluación
< Compliance
> Ptp
> Trabajo
Respiratorio
* Compliance depende del
volumen
RETRACCIÓN ELÁSTICA PULMONAR
(R.E.P.)
Estructura
Fibroelástica
Pulmón
Tensión
Superficial
Elasticidad Toracopulmonar
Tej. Elástico y
conectivo v.s. y
bronquios
Sangre en
lecho vascular
Tensión Superficial

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Ley de Laplace
• Surfactante
• Interdependencia pulmonar
Surfactante
40
dyn/cm
75
dyn/cm
+ 0
dyn/cm
Respir Care 2004;49(9):1045–1055.
1
2
3
4
Tensión Superﬁcial
VolumenPulmonar
Surfactante
• TS no es constante
• Proporcional al tamaño alveolar
•  Surfactante disminuye la retracción
elástica asociada a la TS
• Mejora la Compliance
• Disminuye el Trabajo Respiratorio
• Homogeiniza la Presión alveolar en
pulmón
• Estabiliza el alvéolo (y VA pequeña)
Rol del Surfactante
Ø Complejo lipoproteico. (90 y 10%)
Ø Fosfolípidos:
• Fosfatidilcolina desaturada
• Dipalmitoilfosfatidilcolina
(DPPC)
• Fosfatidilglicerol (PG).
Surfactante

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45%
25%
5%
3%
2% 10%
2%
8% Fosfatidil Colina Saturada
Fosfatidil Colina Insaturada
Fosfatidil Glicerol
Fosfatidil Etanolamina
Otros Fosfolípidos
Lípidos Neutros
SP A, B, C y D
Otras Proteínas
Principales componentes del
surfactante pulmonar
J.A.Clements et al
Proteinas del Surfactante
Pulmonar Humano
Ø SP-A: (Hidrofílica)
-  Adsorción de PL a la interfase.
-  Secreción y captación de surfactante
-  Fagocitosis
Ø  SP-B: (Hidrofóbica)
-  150 veces la adsorción de PL.
-  Formación de mielina tubular asociada a SP-A y a Ca++
Proteinas del Surfactante
Pulmonar Humano
Ø SP-C: (muy Hidrofóbica)
-  Adsorción de PL a la interfase.
-  Estabiliza PL en inspiración - espiración
-  Resistencia a inactivación por edema.
Ø  SP-B:
-  Capacidad microbicida del macrófago alveolar.
-  Se une a PL, proteínas y gérmenes
Funciones del Surfactante
•  Estabilizador alveolar: evita colapso
•  Participa en la regulación del intercambio acuoso pulmonar
•  Aumenta actividad microbicida y fagocítica del macrófago
alveolar
•  Evita el colapso bronquiolar
•  Capa sol – gel EMC
Surfactante: Factores
-  Agonistas
-  Adrenérgicos: AMP cíclico
•  Activadores de la PKC
•  Inflación pulmonar
•  Hiperventilación
•  Prostaglandinas
-  del volumen corriente (VT)
-  Fosfatidilglicerol
-  SP - A
-  SP - B y/o SP - C
-  AMP cíclico
-  Isoproterenol
Surfactante
Ø Metabolismo del Surfactante:
• Recaptación y reciclaje
• Degradación y uso de componentes
• “Barrido” por Macrófagos
• Absorción linfática
• Migración por el EMC
Ø Inicio síntesis: 4° mes gestación (7° mes funcional)
Ø Hipoxia / Hipoxemia: Producción / Degradación

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Volúmenes y Capacidades
CRF:
Ø  2 – 3 litros
Ø  Estabilidad del gas alveolar
(CO2)
Ø  Reservorio de Oxigeno
Ø  Mantiene volumen alveolar
mínimo.
REP
Pulmón
REP
Tórax
Volúmenes y Capacidades
Presión (cmH2O)
Volumen
CPT
CRF
VR
-40 -30 -20 -10 10 20 30 40
Pulmón
Caja
Toráxica
Interacción Pulmón/Tórax: Curva P/V
C.R.F.
REP = RET
Sentado Supino
> RE “in”
Interacción Pulmón/Tórax: Curva P/V
C.R.F.
Resistencia de la Vía Aérea
Inercia del Sistema
Respiratorio
Resistencia Friccional
de pulmón y tórax
Resistencia Friccional
de la Vía Aérea
Marginal 20% 80%
Sarcoidosis
Fibrosis
Enfisema
Obstrucciones
Flujo Aéreo
Flujo Laminar
Flujo Transicional Flujo Turbulento

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Flujo laminar
R = 8 L u
r 4
Normal: 0.6 – 2.4 cmH2O/L/s
VM : 4 – 8 cmH2O/L/s
Chang DW. “Respiratory Care Calculations” Second Edition. 1999.
R =
P
Q
Flujo Turbulento
Flujo Turbulento
N° Reynold > 2000
N° Reynold = Ve D
n
= Densidad fluido *
Ve = Velocidad del fluido
D = Diámetro del tubo
n = Viscosidad fluido
> P
Velocidad Lineal
Vlineal =
Flujo (cm3/s)
AST
A < Flujo < Resistencia
Resistencia
En ParaleloEn Serie
2+2=4 1/2+1/2=1/4
40% Rva
Parasimpático
(Vago)
Músculo Liso Bronquial
Simpático
(Receptor B2)
Broncocontricción
Secreción Mucosa
Broncodilatación
Secreción Mucosa
Volumen Pulmonar
ResistenciaVíaAérea
Volumen Pulmonar
Volumen Pulmonar
* Enfisema

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Rev Chil Med Intensiva(2001) 16 (4): 251 - 255
P<0.05
-5
-3
-1
1
3
5
Pre Post Post-30 Post-60
KTR-SET
KTR sin DB
Compresión Dinámica
Resistencia alta a Volumen pulmonar bajo (Esp. forzada)
Compresión Dinámica
P.I.P.
+20 +10 +5 0
+5
+5
Phys Ther (1992);72:763-769
Evaluación: Curva P°/Flujo Isovolumétrico
Evaluación: Curva Flujo/Volumen
Constante de tiempo
Ø Vel. yVol =
Ø Vel. = y Vol < Ø Vel. > Vol =

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Volumen y Presión
—  El volumen debe
vencer resistencias:
Elastancia
Pulmón y Tx
Resistencias
friccionales
• Epulm. M.Insp.
• Etórax M.esp.
(CRF)
• Fuerza de roce
• Fricción tejidos
A > ﬂujo > trabajoA > Vol. > trabajo
Ecuación de Movimiento
Trabajo Musc. = Carga Elástica + Carga
Resistiva
MacIntyre N., Branson R.: Mechanical Ventilation, 2001
Carga Elástica = Volumen x
Elastancia
Carga Resistiva =
Resistencia x Flujo
Volumen x
Elastancia
Resistencia x
Flujo

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