Este documento describe los procesos fisiológicos de la respiración. Explica cómo se producen los intercambios de gases en los pulmones a través de la ventilación y la difusión, y cómo estos procesos se ven afectados por factores como la edad, el peso y las enfermedades. También define conceptos clave como los volúmenes y capacidades pulmonares, y las presiones involucradas en la respiración.

1. FISIOLOGÍA
RESPIRATORIA
APLICADA
Roberto Diaz Munizaga Kinesiologo

2. Como respiramos
 La fisiología pulmonar esta compuesta por varios
procesos complejos que permiten oxigenar a la sangre
proveniente de los tejidos, además de eliminar el
dióxido de carbono producido en el metabolismo celular.
 Es necesario entender los procesos de ventilación,
difusión y flujo sanguíneo y como se afecten con la
edad, peso y sexo.
 Conocer como éstas se afectan con distintas
enfermedades y de que manera responden a las
diferentes terapias.

4. Como Respiramos
 La extraordinaria eficacia del sistema respiratorio
satisface las necesidades del organismo de
intercambio de gases.
 Controlando así los gases del ambiente externo
para airear los líquidos del ambiente interno
durante el reposo y el ejercicio.
 Ventilación: Es un fenómeno mecánico que
asegura el recambio de aire contenido dentro
del alveolo.
 Relación V/Q: Es el intercambio de gases
entre el aire y la sangre a través de la
membrana alveolo capilar.

5. Funciones
 Las funciones principales del sistema respiratorio son:
1. Suministrar el oxigeno que necesita el organismo ( ventilación)
2. Eliminar el dióxido carbono que se produce en el metabolismo
( intercambio de gases)
3. Regula la concentración de ion hidrogeno para mantener
equilibrio acido –base( metabolismo)

6. ¿Por que respiramos?
 Respiramos para movilizar los gases metabólicos de
nuestro cuerpo.
 Dado que las células de nuestros tejidos no pueden
interactuar libremente con el medio ambiente para
intercambiar dichos gases.
 Para llevar el O2 a la célula y sacar el CO2 de ella se
necesita de los ap. Circulatorio , Hematológico y
Respiratorio
 Entonces los pulmones son intercambiadores de gases.

7. ¿Por que respiramos?
 El O2 y el CO2 se movilizan por difusión simple, es
decir de un área de alta presión a un área de baja
presión.
 Barrera hematogaseosa delgada: 50 – 100 mt2 de
superficie, diámetro alveolo 0,33 mm.
 A mayor gasto energético, mayor necesidad de
transporte de gases entre las células y el ambiente,
esto se logra aumentando el gasto cardiaco lo que
genera un aumento 10 veces mayor de intercambio
gaseoso.

8. Parámetros fisiológicos
 Respiramos para mantener nuestros gases
arteriales en rangos normales:
PaO2 entre 70 y 90 mmHg (en Stgo.)
80 y 100 mmHg (nivel mar)
PCO2 entre 35 y 45 mmHg

10. Volúmenes y capacidades
estáticos
Volúmenes y capacidades pulmonares. Los niveles de inspiración máxima, reposo inspiratorio y espiratorio, espiración
máxima determinan los volúmenes de reserva inspiratoria (VRI), corriente (VC), de reserva espiratoria (VRE) y residual
(VR).
La suma de distintos volúmenes resulta en las capacidades inspiratorias (CI), residual funcional (CRF), vital (CV) y
pulmonar total (CPT)

11. Volúmenes
Se distinguen 4 volúmenes :
 1. Volumen corriente (VC): cantidad de aire que entra en una
inspiración o sale en una espiración, en las condiciones de
actividad que se especifiquen (reposo, ejercicio).(0,5 lts)
 2. Volumen de reserva inspiratoria (VRI): cantidad máxima de
aire que se puede inspirar por sobre el nivel de inspiración
espontánea de reposo.(3lts)
 3. Volumen de reserva espiratoria (VRE): máxima cantidad de
aire que se puede expulsar a partir del nivel espiratorio espontáneo
normal. (1,2 lts)
 4. Volumen residual (VR): cantidad de aire que queda en el
pulmón después de una espiración forzada máxima. Este volumen
no puede medirse con el espirómetro.(1,2)

12. Capacidades
Las capacidades son también 4:
 1. Capacidad pulmonar total (CPT): cantidad de gas contenido en el
pulmón en inspiración máxima. Corresponde a la suma de los cuatro
volúmenes ya descritos.(6lts)
 2. Capacidad vital (CV): cantidad total de aire movilizado entre una
inspiración y espiración máximas. Incluye el volumen corriente y los
volúmenes de reserva inspiratoria y espiratoria. (4,8 lts)
 3. Capacidad inspiratoria (CI): máximo volumen de gas que puede
inspirarse a partir de una espiración normal. Comprende los volúmenes
corriente y de reserva inspiratoria. (3.5 lts)
 4. Capacidad residual funcional (CRF): volumen de gas que permanece
en el pulmón al término de la espiración normal; representa la suma del
volumen residual y volumen de reserva espiratoria.(2,5 lts)

13. CRF
- Capacidad RF: Es la cantidad de aire que mantiene el pulmón
durante una respiración espontánea. Algunos factores que
intervienen en ella son:
1. Reserva de o2 (apnea y espiraciones).
2. Oscilación leve de la composición del aire alveolar.
3. Esta se encarga de prevenir el colapso pulmonar.
 Para llegar a VR la espiración forzada tiene que vencer la
elasticidad torácica, limitada por el cierre de pequeñas vías
aéreas.
 Se debe a que la disminución del volumen pulmonar ,reduce la
tracción elástica que el parénquima ejerce sobre los bronquios
,manteniéndolos cerrados, este fenómeno se acentúa con la
edad.

14. Presiones en Aparato
Respiratorio
 El trabajo muscular inspiratorio produce una presión negativa
intrapleural (P.Pl) que hace aumentar el volumen pulmonar, al dirigir el
flujo aéreo desde la boca (presión cero) hacia los alvéolos ( presión
negativa ) .
 Se debe vencer la presión positiva que tiene el conjunto Tóraco-
Pulmonar, que es la de Recogimiento Elástico (Prel).
 Al cesar la P. Pl ( negativa), actúa la Prel (positiva) dirigiendo el flujo
aéreo hacia la boca

15. Presiones en aparato
respiratorio
Las presiones con que nos encontraremos son las siguientes :
 a) Presión atmosférica. En fisiología respiratoria convencionalmente
se la considera como punto de referencia cero, expresándose las
demás presiones como diferencias positivas o negativas
 b) Presión en la boca o entrada del aparato respiratorio. En
situación estática, sin flujo de aire y con la boca y glotis abiertas , es
de cero , o sea, igual a la atmosférica y a la de las vías aéreas y
alvéolos. Cuando hay movimientos respiratorios oscila levemente por
encima o por debajo de la presión atmosférica, según la fase de la
respiración.
 c) Presión en las vías aéreas. Según la dirección del flujo, es
decreciente hacia el alvéolo o hacia la boca.

16. Presiones en Aparato
Respiratorio
 d) Presión alveolar (P.al.) En condiciones estáticas y con la glotis
abierta es igual a la presión atmosférica, pero, por efecto de los
movimientos del tórax, se hace mayor o menor que la de la boca,
generando el flujo a través de las vías aéreas.
 e) Presión pleural (Ppl). En la respiración espontánea es
habitualmente subatmosférica o negativa, porque el tamaño de reposo
del pulmón es menor que el del tórax.

17. Boca
Diafragma
Palv= PPl + Prel
Pr. Pleural
Pr. Rec. elást
T
O
R
A
X
Res. Vías aéreas

18. Boca (0)
Palv= -10 + 4= - 6
Pr. Pleural
Pr. Rec. elást
T
O
R
A
X
Res. Vías aéreas
(-10)
(+4)
0
Diafragma
IN S P I R A C IÓ N

19. Boca (0)
Palv= 2 + 9 = 11
Pr. Pleural
Pr. Rec. elást
T
O
R
A
X
Res. Vías aéreas
+2
+9
(1)
8
2 P.I.P.
Diafragma
ESPIRACIÓN

20. Inspiración
1. Orden de Control central
2. Vías eferentes: información a los músculos inspiratorios
3. Actividad de diafragma e intercostales
4. Presión pleural se hace más negativa
5. Aumenta el gradiente de Presión transmural alveolar
6. Los alveolos se expanden
7. Disminuye la PA, entonces PA < PB
8. Gradiente de presión genera flujo de entrada de aire

21. Espiración
1. Cesa comando inspiratorio
2. Músculos inspiratorios se relajan
3. Disminuye el volumen torácico
4. Presión pleural se hace menos negativa ( +)
5. Disminuye gradiente de presión transmural alveolar
6. Disminuye el volumen alveolar y PA > PB
7. Flujo de salida de aire hasta que se igualan nuevemente las
presiones.

22. En suma
 Lo esencial de lo expuesto es que la ventilación es determinada por las
diferencias de presión entre la atmósfera y el alveolo que oscilan por efecto
de la actividad rítmica de los músculos respiratorios en combinación con la
elasticidad toracopulmonar ( P+) y las resistencias opuestas al flujo aéreo.
 Durante la inspiración en reposo los músculos deben vencer la fuerzas de
retracción elásticas ( elastancia) y las resistencias fricciónales, mientras
que en la espiración lo músculos no intervienen, bastando la retracción
elástica como fuerza impulsora.
 La distensibilidad ( compliance) esta dada por :
a) La estructura fibro-elástica del parénquima pulmonar.
b) La tensión superficial en la interfase aire-líquido alveolar.
c) El tejido elástico y conectivo de vasos y bronquios.
d) El contenido de sangre del lecho vascular pulmonar.

23. Compliance estática
aumentadas
Presión de retracción elástica
disminuidas.
Compliance Disminuida
Presión de retracción elástica
Aumentada

24. TENSION SUPERFICIAL
 La tensión superficial es un determinante importante de la elasticidad
pulmonar, que no está ligado a elementos estructurales sino que es una
fuerza física presente en la superficie o interface de contacto líquido-aire.
2TS
Presión = ------------
r
 Si aumenta la tensión superficial (TS) se favorece el colapso,
necesitándose mayor presión para impedirlo, mientras que si aumenta el
radio (r), que tiene una relación inversa, disminuye la tendencia al colapso.
 Esto explica que, en alvéolos bien inflados, se necesite una pequeña
presión para impedir el colapso; en cambio, en los alvéolos de radio
reducido como sucede normalmente en el recién nacido y en los alvéolos
basales del adulto o en algunas condiciones patológicas (hipoventilación,
edema alveolar), la presión positiva intraalveolar o negativa perialveolar
necesaria para distender esos alvéolos y mantenerlos distendidos es
considerablemente mayor.

25. En suma
 A menor tensión superficial , mayor
distensibilidad (compliance pulmonar).
 Depende de cantidad y concentración de
surfactante.

26. Surfactante
 La tensión superficial del líquido pulmonar es menor que la del
agua o la del plasma, lo que obviamente facilita la distensión del
pulmón.
 Esto se debe a la presencia de una sustancia tensoactiva o
surfactante que se dispone entre las moléculas del líquido alveolar,
disminuyendo su tensión superficial.
 Al disminuir el radio del alvéolo estas moléculas se concentran,
con lo que baja aun más la tensión superficial, con la consiguiente
estabilización alveolar.
 La acción del surfactante es similar a la del jabón que se agrega al
agua para el juego de hacer pompas o globos con un tubo y agua
jabonosa

27. En suma
 Disminuye el trabajo durante la inspiración:
 Disminuye la tensión superficial de los alveólos
 Disminuye el retroceso elástico del pulmón
 Aumenta distensibilidad
 Ayuda a estabilizar los alveólos de diferentes tamaños.

28. Resistencia vía aérea
 Otra presión que interactúa durante la ventilaciónes es la generada
por la Resistencia de las Vías Aéreas ( Raw ).
 Durante la inspiración se anula por la Pr. (-) Pleural, pero se
manifiesta en la espiración y transforma el flujo laminar en
turbulento.
 En pacientes obstructivos la Raw es muy alta y genera el
atrapamiento aéreo, al bajar el Punto de Igual Presión (PIP)

29. RESISTENCIAS DE LAS VÍAS AÉREAS
 Representa el 80% o más de las resistencias
friccionales que se oponen a los movimientos
ventilatorios
LEY DE POISEUILLE
Si el radio se reduce a la mitad, la
resistencia aumenta 16 veces.
L es el largo del tubo; n la
viscosidad del gas y r, el radio
del tubo

30. TIPOS DE FLUJOS AÉREOS

31. NÚMERO DE REYNOLDS
 El flujo, sea laminar o turbulento depende en
gran medida del número de Reynolds.
R: radio.
V: velocidad media
D: densidad
N: viscosidad
Mayor a 2000, existiría flujo turbulento

32. RESISTENCIA DE LA V/A
 La resistencia de la vía aérea varía
inversamente en relación al volumen pulmonar.

33. RESISTENCIA DE LA V/A

34. Boca (0)
Palv=8 +11 = 19
Pr. Pleural
Pr. Rec. elást
T
O
R
A
X
Res. Vías aéreas
+8
+ 11 13
P.I.P.
Diafragma
ESPIRACIÓN EN ASMÁTICO
(4)
8
10

35. Resistencia vía aérea
 A valores pulmonares altos la resistencia es menor, debido a
la tracción elástica del pulmón sobre las paredes de la vía
aérea.
 Los flujos máximos de espiración forzada dependen del
esfuerzo. Mientras el volumen es alto y con un volúmenes
pulmonares bajos el flujo máximo se determina por:
a) La magnitud de presión de retracción elástica que es
propulsora del flujo.
b) La resistencia que opone la vía aérea en la compresión
dinámica.
A volúmenes altos , compresión dinámica en tráquea y
grandes bronquios , a menor volumen , compresión
dinámica en los bronquios periféricos.

36. Resistencia vía aérea
 Las vías aéreas superiores son responsables del 20 - 40% de la
resistencia total de las vías aéreas.
 Aumenta al respirar por la nariz.
 La resistencia en las vías aéras periféricas es menor: La superficie
de corte transversal es mayor.
 La mayor resistencia al flujo del aire la oponen las vías aéras de
mediano calibre.

37. EN CONSECUENCIA…
 A volúmenes pulmonares altos la resistencia
es menor, debido a que la tracción del tejido
elástico pulmonar sobre las paredes de la vía
aérea es mayor.
 La resistencia más alta se da en los
bronquios de mediano tamaño y es baja en la
pequeña vía aérea.

38.  Question