1. V.2- Fisiología respiratoria. Fisiología
pulmonar e intercabio de gases
Movimientos respiratorios y ventilación pulmonar. Principio
básicos del intercambio gaseoso: difusión de oxígeno y dioxido
de carbono a través de las membranas respiratorias. Regulación
de la respiración: Centro respiratorio, control químico
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2. • Conocer la fisiología pulmonar:
– Movimientos respiratorios y ventilación pulmonar.
• Conocer los principio básicos del intercambio gaseoso
– difusión de oxígeno y dioxido de carbono a través de las
membranas respiratorias.
– Regulación de la respiración: Centro respiratorio, control
químico
Objetivos de aprendizaje
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3. • Ventilación pulmonar consiste en dos fases
– Inspiración: flujo de gases en los pulmones
– Espiración: salida de los gases de los pulmones
• Los procesos mecánicos que dependen de los cambios de
volumen en la cavidad torácica
– Cambio de volumen  cambio de presión
– Cambios de presión  flujo de gases para igualar la presión
• Ritmo respiratorio normal: 12-16/minuto
– Bradipnea: < 12/minuto
– Taquipnea: > 16/minuto
Mecanica de la Respiración
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4. Presiones en la Cavidad Torácica
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Presión atmosférica; 760 mm Hg
Presión intrapleural
756 mm Hg
(–4 mm Hg)
Pared torácica
Diafragma
Pulmón Presión intrapulmonar
760 mm Hg
(0 mm Hg)
Pleura parietal
Cavidad pleural
Pleura visceral
756
760

5. Músculos y Movimientos Respiratorios
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6. Inspiración
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Secuencia de eventos
Cambios de las dimensiones
anterior-
posterior y superior-
inferior
Cambios en las
dimensiones laterales
(vista superior)
Las costillas se elevan y el
esternon sube al contraerse los
intercostales externos.
Diafragma
se mueve hacia abajo
durante la contracción.
Contracción de los
intercostales externos
Los músculos inspiratorios se contraen (El
diafragma desciende; la caja torácica se eleva).
El volumen de la cavidad torácica
incrementa.
Los pulmones se estiran: el volumen
intrapulmonar aumenta.
La presión intrapulmonar cae (–1 mm
Hg).
El aire (gases) fluye dentro de los
pulmones a través de gradiente hasta
que la presión intrapulmonar se iguala
a cero (igual a la presión atmosférica).
Inspiración

7. Espiración
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Secuencia de eventos
Cambios de las dimensiones
anterior-
posterior y superior-
inferior
Cambios en las dimensiones
laterales
(vista superior)
Las costillas y el esternon
están deprimidos debido a la
relajación de los
intercostales.
Intercostales
externos
relajados
El diafragma se
desplaza hacia
arriba cuando
Se relaja.
Los músculos inspiratorios se relajan
(El diafragma se eleva; La caja torácica
baja debido al retroceso de los
cartílagos costales).
El volumen de la cavidad torácica
disminuye.
Retroceso pasivo elástico de los
pulmones; volumen intrapulmonar
disminuye
Presión intrapulmonar sube (to +1
mm Hg).
El aire (gases) fluye fuera de los
pulmones hasta que el gradiente de
presión intrapulmonar es cero
E
s
p
i
r
a
c
i
o
n

8. 5 seconds elapsed
Volume of breath
Intrapulmonary
pressure
Expiration
Intrapleural
pressure
Trans-
pulmonary
pressure
InspirationIntrapulmonary
pressure. Pressure
inside lung decreases as
lung volume increases
during inspiration;
pressure increases
during expiration.
Intrapleural pressure.
Pleural cavity pressure
becomes more negative
as chest wall expands
during inspiration.
Returns to initial value
as chest wall recoils.
Volume of breath.
During each breath, the
pressure gradients move
0.5 liter of air into and out
of the lungs.
Presiones
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9. • Se utilizan para evaluar el estado de las vías respiratorias
– Volumen corriente (TV)
– Volumen inspiratorio de reserva (IRV)
– Volumen expiratorio de reserva (ERV)
– Volumen residual (RV)
Volúmenes Respiratorios
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Volumenes
respiratorios
Volumen corriente
(TV)
Cantidad de aire inhalado o exhalado con
cada respiración bajo condiciones de
repososo
3100 mlVolumen inspiratorio de
reserva (IRV)
Volumen espiratorio de reserva
(ERV)
Volumen residual (RV)
Cantidad de aire que queda en los
pulmonaes tras una exalación forzosa
500 ml
Cantidad de aire que puede ser forzosamente
inhalado tras una inspiración forzosa
Cantidad de aire que puede ser forzosamente
exhalado tras una exhalación forzosa1200 ml
1200 ml
Medida Descripción
Valor medio en
adulto varón
1900 ml
500 ml
700 ml
1100 ml
Valor medio en
adulto mujer

10. • Capacidad inspiratoria (IC)
• Capacidad funcional residual (FRC)
• Capacidad vital (VC)
• Capacidad pulmonar total (TLC)
Capacidades Respiratorias
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Capacidades
respiratorias
Capacidad funcional residual
(FRC)
Máxima cantidad de aire contenida en los pulmones
tras un esfuerzo inspiratorio máximo:TLC = TV + IRV +
ERV + RV
Cantida máxima de aire que puede ser expirada tras
un esfuerzo inspiratorio máximo: VC = TV + IRV +
ERV
Cantidad máxima de aire que puede ser inspirada
tras una espiración normal: IC = TV + IRV
Capacidad total pulmonar (TLC)
Capacidad vital (VC)
Capacidad inspiratoria (IC)
6000 ml
4800 ml
3600 ml
2400 ml
4200 ml
3100 ml
2400 ml
1800 ml
Valor medio en
adulto varón
Valor medio en
adulto mujer
Volumen de aire que queda en los pulmonaes tras
una espiración normal:
FRC = ERV + RV

11. Registro espirométrico en un varón
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Vol. de reserva inspiratorio
3100 ml
Volumen corriente 500 ml
Volumen expiratorio de
reserva
1200 ml
Volumen residual
1200 ml
Capacidad
funcional
residual
2400 ml
Capacidad
inspiratoria
3600 ml Capacidad
vital
4800 ml
Capacidad
total
pulmonar
6000 ml

12. • Parte del aire de las vías respiratorias no participa en el
intercambio gaseoso
• Espacio muerto anatómico: Volumen de los conductos
respiratorios (~150 ml)
• Espacio muerto alveolar: alveolos ineficaces por
obstrucción o colapso
• Espacio muerto total: Suma de los dos anteriores
Aire de Espacios Muertos
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13. • Cambio de O2 y CO2
a través de la
membrana
respiratoria
– Influenciada por
– Gradientes de presión
parcial y solubilidad de
los gases
– Acoplamiento de la
ventilación-perfusion
– Características
estructurales de la
membrana respiratoria
Intercambio de gases entre la sangre, pulmones y tejidos.
Respiración Externa
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14. • Gradientes de presión parcial y solubilidad del gas
• El gradiente de presión parcial de O2 en los
pulmones es elevado
– Sangre venosa Po2 = 40 mm Hg
– Alveolos Po2 = 104 mm Hg
• Las presiones parciales de O2 alcanzan el
equilibrio de 104 mm Hg en ~0.25 segundos,
difundiendo al glóbulo rojo del capilar
Respiración Externa
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15. • El gradiente de Presión Parcial para el CO2 en pulmón es
menos marcado:
–Pco2
en sangre venosa= 45 mm Hg
–Alveolar Pco2
= 40 mm Hg
Pero…
• El CO2 es 20 veces más soluble en plasma que el O2
El CO2 se intercambia en la misma cantidad que el O2
Respiración Externa
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16. • Intercambio de gases de los capilares a los tejidos
corporales
• Los gradientes de presión parcial y difusión están
revertidos en comparación con la respiración externa
– Po2 en el tejido es siempre menor que en la sangre arterial
– Po2 de las venas es 40 mm Hg y Pco2 es 45 mm Hg
Intercambio de gases entre la sangre, pulmones y tejidos.
Respiración Interna
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17. Rafael Sirera Fisiología Humana
Aire inspirado:
P 160 mm Hg
P 0.3 mm Hg
La sangre deja los
pulmones y entra en los
capilares tisulares:
P 100 mm Hg
P 40 mm Hg
Alveolo pulmonar:
P 104 mm Hg
P 40 mm Hg
O2
Corazón
La sangre deja los
tejidos y entra en
los pulmones:
P 40 mm Hg
P 45 mm Hg
Venas sitémicas Systemic
arteries
Tejidos:
P menos de 40 mm Hg
P más de 45 mm Hg
Respiración interna
Respiración externa
Venas pulmonares (P
100 mm Hg)
Arterias
pulmonares
CO2
O2
CO2
O2
CO2
O2
CO2
O2
CO2
O2

18. • El O2 circula en sangre:
– 97% combinado de forma reversible con
la Hemoglobina
– 3% disuelto en plasma
• El CO2 se transporta:
– 7% disuelto en plasma
– 23% unido reversiblemente a proteínas
plasmáticas y hemoglobina
(carbaminhemoglobina)
– 70% en forma de ion bicarbonato
(amortiguación pH)
Intercambio Gaseoso
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19. Captación de oxígeno y liberación de dióxido de
carbono en los pulmones
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plasma
Alveolo
Membrana basal de difusión
CO2
CO2
CO2
CO2
O2
O2 O2 (disuelto en plasma)
Cl–
lenta
CO2 (disuelto en plasma)
CO2 + H2O H2CO3 HCO3
– + H+
Red blood cell
Carbonic
anhydrase
Rápida
CO2 + H2O H2CO3
CO2 + Hb HbCO2
O2 + HHb HbO2 + H+
(Carbamino-
hemoglobin)
HCO3
–+H+
HCO3
–
Cl–
Chloride
shift
(out) via
transport
protein

20. Liberación de oxígeno y dióxido de carbono a los
tejidos
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Glóbulo rojo
Plasma
Slow
Cel. Del tejido Fluido intersticial
Carbonic
anhydrase
CO2
CO2
CO2 (disuelto en plasma)
CO2 + H2O H2CO3 HCO3
– + H+
Fast
CO2 + H2O H2CO3
O2 (disuelto en plasma)
CO2 + Hb HbCO2
HbO2 O2 + Hb
(Carbamino-
hemoglobin)
HCO3
– + H+
HCO3
–
Cl–
Cl–
HHb
Se une a
proteinas
plasmáticas
Chloride
shift
(in) via
transport
protein
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
O2
O2

21. • Centros de la respiración del bulbo raquídeo: Controlan la
ritmicidad de funcionamiento de las neuronas implicadas
• Regulación humoral
– Receptores para O2 (quimiorreceptores) en carótidas y aorta
– Estímulo directo del centro de la respiración por CO2 y H+
• El nivel del CO2 en sangre es el principal estímulo de la respiración
– Los quimiorreceptores no responden a los cambios en los niveles de
oxígeno, sino al pH, que depende del nivel de dióxido de carbono en
plasma.
Regulación de la Respiración
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22. • Influencia de la Pco2:
– Si los niveles de Pco2 aumentan (hipercapnia), el CO2 se
acumula en el cerebro
– CO2 se hidrata; da lugar a ácido carbónico disociado, liberando
H+
– H+ estimula los quimioreceptores cerebrales
– Los quimiorreceptores hacen sinapsis con los centros
reguladores de la respiración, se incrementa la profundidad y la
frecuencia de la respiración
Factores Químicos
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23. Regulación de la Respiración
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Estímulo inicial
Resultados
Respuesta fisiológica
Ventilacion
(mas CO2 exhalado)
Arterial P y pH
Vuelven a la normalidad
CO2
Centros respiratorios
medulares
Musculos respiratorios
Impulsos aferentes
Impulsos eferentes
Arterial P CO2
Los quimioreceptores centrales de la
médula responden al H+
En el cerebro ECF (media el 70% de la
respuesta al CO2)
Los quimioreceptores periféricos en la
carótida y en los cuerpos aórticos (median el
30% de la respuesta a CO2)
P disminuye el pH en el fluido
extracelular cerebral (ECF)
CO2

24. Regulación de la Respiración
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Higher brain centers
(cerebral cortex—voluntary
control over breathing)
Other receptors (e.g., pain)
and emotional stimuli acting
through the hypothalamus
Peripheral
chemoreceptors
O2 , CO2 , H+
Receptors in
muscles and joints
Irritant
receptors
Stretch receptors
in lungs
Respiratory centers
(medulla and pons)
–
–
+
+
–
+
–
+
+
Central
Chemoreceptors
CO2 , H+