Este documento describe los cambios fisiológicos que ocurren en el aparato respiratorio. Explica la anatomía del sistema respiratorio, incluidas las vías aéreas superiores e inferiores, los pulmones y el intercambio gaseoso que ocurre en los alvéolos. También describe la circulación pulmonar y bronquial, los músculos respiratorios, los volúmenes y capacidades pulmonares, y los mecanismos de la ventilación y la difusión de gases.

1. CAMBIOS FISIOLÓGICOS QUE SE PRODUCEN
EN EL APARATO RESPIRATORIO
Dr. Víctor Alvarado Pérez

2. ANATOMÍA DEL SISTEMA RESPIRATORIO

3. Vías aéreas superiores
Fosa Nasal:
▪ Olfato
▪ Calentamiento del aire
▪ Filtración
▪ Humidificación
Fonación:
Pliegues vocales

4. Los bronquios se ramifican de forma dicotómica en 22 generaciones, las 16 primeras no participan en el
intercambio gaseoso. Son vías de conducción. Entre la cuarta y la decimosexta se denominan bronquiolos.
Vías aéreas Inferiores
Bronquio bronquiolo Bronquiolo
terminal
Bronquiolo
respiratorio
Conducto
alveolar
Saco
alveolar Alveolo

5. ➢ Son estructuras elásticas que se expanden y se
colapsan como un globo
➢ Están prácticamente suspendidos en la caja
torácica excepto por su hilio
➢ Se encuentran flotando en el líquido pleural
ubicado entre la pleura parietal y visceral
➢ Ambos se mantienen contra la pared torácica
debido a la ligera succión creada por el liquido
➢ Distensibilidad, Elasticidad, Tensión superficial
PULMONES

7. CIRCULACIÓN BRONQUIAL
La circulación bronquial, que nace de
la aorta e irriga la pared de la vía aérea
y el parénquima pulmonar. La
circulación bronquial se encargara de
suministrar el oxigeno a las células de
las paredes de los bronquios. Circula
aproximadamente el 1-2% del gasto
cardiaco total. La sangre arterial
bronquial es sangre oxigenada. Una
vez que la sangre arterial bronquial ha
pasado a través de los tejidos de sostén
se vacía en las venas pulmonares y
entra en la aurícula derecha

8. La circulación pulmonar: nace
de la arteria pulmonar llevando
la sangre no oxigenada, que
viene del sistema venoso
sistémico, al complejo
alveolocapilar donde se realiza el
intercambio gaseoso.
La sangre oxigenada y pobre en
CO2 regresa por las venas
pulmonares a la aurícula
izquierda y luego al ventrículo
izquierdo de donde es bombeada
a la circulación sistémica
CIRCULACIÓN PULMONAR

9. CIRCULACIÓN LINFÁTICA
Los vasos linfáticos proceden de los tejidos de sostén del
pulmón y comienzan en los espacios que rodean los
bronquiolos terminales y discurren hasta el hilio del pulmón
dirigiéndose al conducto linfático derecho. Las partículas
pequeñas que penetran con el aire hasta los alvéolos se
eliminan por este conducto así como las proteínas plasmáticas
que se filtran de los capilares. De esta forma se evita el edema.

10. SISTEMA ALVEOLO-CAPILAR
➢Es el sistema donde se produce el intercambio gaseoso, comprende además todas
las membranas de las porciones terminales del árbol respiratorio.
➢Hay unos 300 millones de alvéolos entre los dos pulmones, cada alveolo está
rodeado de aprox. 1000 capilares.
➢La barrera que separa la sangre del espacio intra-alveolar es muy fina por lo que los
gases la atraviesan por difusión.

11. ESTRUCTURA ALVEOLAR
El epitelio alveolar está formado por dos tipos de células:
- alveolares tipo I : epiteliales escamosas
- alveolares tipo II: producen el líquido que rellena el
alvéolo y el surfactante.
Los alvéolos están unidos en el parénquima pulmonar e
interconectados por los conductos de Kohn.

12. MÚSCULOS RESPIRATORIOS
INSPIRATORIOS
•Diafragma
•Intercostales externos
 •Esternocleido mastoideo
•Escalenos
•Pectorales
EXPIRATORIOS
•Intercostales internos
•Abdominales
•Recto anterior
•Oblicuos

13. GASES RESPIRATORIOS
• Nitrógeno (N2)
• Oxígeno (O2)
• Dióxido de Carbono (CO2)
• Monóxido de Carbono (CO)
• Oxido Nitroso (NO2)

14. COMPOSICIÓN DEL AIRE ATMOSFÉRICO
•Nitrógeno (N2) 0.79
•Oxígeno (O2) 0.2093
•Dióxido de Carbono (CO2) 0.0003
•Otros 0.0004
•Monóxido de Carbono (CO)
•Oxido Nitroso (NO2)

15. VOLÚMENES Y CAPACIDADES PULMONARES

16. VOLÚMENES PULMONARES
➢Vol. Corriente o circulante o tidal (VT o VC): cantidad de aire que entra o sale del sistema
respiratorio en un ciclo ventilatorio (500 ml en un adulto joven) no forzado.
➢Vol. de Reserva Inspiratoria (VIR): cantidad adicional máxima que se puede inspirar por
encima del VT (3000 ml)
➢Vol. de Reserva Expiratoria (VER): volúmen adicional máximo que se puede espirar por un
espiración forzada tras una espiración normal (1100 ml)
➢Vol. Residual (VR): aire remanente tras una espiración máxima (1200 ml)

17. ➢Cap. Inspiratoria (CI): vol. máximo de gas que puede ser inspirado desde la CRF (3500 ml). Es el
volumen corriente más el volumen de reserva espiratoria.
➢Cap. Residual Funcional (CRF): cantidad de gas remanente en los pulmones al final de una espiración
normal (2,300ml). Volumen de reseva espiratorio más volumen residual.
➢Cap. Vital (CV): vol. que puede ser espirado luego de una inspiración máxima
(4600 ml). IRV+ VC + ERV
➢Cap. Pulmonar Total (CPT): es el máximo volumen que se pueden expandir los pulmonse con el
máximo esfurerzo posible (5800ml). CV+VR
CAPACIDADES PULMONARES

18. DIFUSIÓN Y PRESIÓN PARCIAL DE LOS GASES RESPIRATORIOS
➢ Los gases van a difundir siempre a favor de gradiente.
➢ La presión de un gas es directamente proporcional a la concentración de moléculas de ese gas.
➢ La tasa de difusión de un gas es directamente proporcional a la presión parcial de ese gas.
➢ Ejemplo: composición del aire:
79% nitrógeno
21% oxígeno
Presión total= 760 mm Hg
PN2 = 600 (760 x 0.79) PO2= 160 (760x 0.21)
➢ La presión parcial de una gas disuelto depende de su
coeficiente de solubilidad.
➢ Ley de Henry: P= Concentración de gas disuelto
coeficiente de solubilidad
coeficientes
solubilidad
O2 = 0.024
CO2= 0.57
CO=0.018
N2= 0.012
He= 0.008

19. CUANTIFICACIÓN DE LA TASA NETA DE DIFUSIÓN
1. Diferencia de presión parcial
2. Solubilidad del gas
3. Área transversal del líquido
4. La distancia que recorre el gas que difunde
5. El peso molecular del gas
6. La Tª del líquido (CTE).
Determinan el coeficiente de difusión de un gas
O2= 1 (por convenio)
CO2= 20.3
CO= 0.81
N2= 0.53
He= 0.95

20. LEY DE DIFUSIÓN DE FICK
Cuando en un sistema termodinámico multicomponente hay un gradiente de
concentraciones, se origina un flujo irreversible de materia, desde las altas
concentraciones a las bajas. A esteflujo se le llama difusión.
La difusión tiende a devolver al sistema a su estado de equilibrio, de concentración
constante.
La ley de Fick nos dice que el flujo difusivo que atraviesa una superfice ( J en mol cm -2 s -
1 ) es directamente proporcional al gradiente de concentración. El coeficiente de
proporcionalidad se llama coeficiente de difusión ( D , en cm 2 s -1 ).
Por lo tanto seria = Coeficiente de difusión (diferencias de concentracion/ espesor de la
membrana)

21. MECÁNICA DE LA VENTILACIÓN PULMONAR
Presión atmosférica: presión del aire
ambiente, 760 mmHg a nivel del mar. Se
toma como referencia para el cálculo de
presiones pulmonares y es igual 0 cm H20
Presión pleural: es la del líquido
existente entre la pleura visceral
(pulmonar) y la parietal (cavidad
torácica).
Es negativa durante la respiración.
-3 a -5 cm H2O
Presión alveolar: es la del interior de los
alvéolos. Es necesario que sea ligeramente
negativa al comenzar la inspiración para
aumentar el volumen pulmonar y luego es
positiva durante la espiración.
Presión pleural +
presión de retroceso elástico alveolar
Presión transpulmonar: es la diferencia
entre la presión alveolar y la presión
pleural. También se conoce como presión
de retroceso elástico.
Gradiente de
Presión transpulmonar alveolar = Pal - Ppl
Presiones que producen el movimiento de aire dentro y fuera de los pulmones

22. VOLUMEN PULMONAR
La presión transpulmonar es menor en
la base que en el vértice del pulmón
debido a que la presión pleural es
mayor (menos negativa) y la presión
alveolar es igual en todo el pulmón.
Por lo que está menos expandido y
presenta mayor compliansa

23. DISTENSIBILIDAD PULMONAR O COMPLICENCIA
•Es el grado de expansión de los
pulmones por unidad de incremento de
la presión transpulmonar.
•La distensibilidad es el inverso de la
elasticidad
•DISTENSIBILIDAD = 200-240
ml/cmH2O
•500 ml / -3, -5 cm H2O

24. DISTENSIBILIDAD PULMONAR O COMPLICENCIA
La distensibilidad viene determinada por:
Las fuerzas elásticas del propio tejido pulmonar:
fibras de elastina y colágeno del parénquima
pulmonar.
Las fuerzas elásticas causadas por la tensión
superficial del líquido que reviste las paredes
interiores de los alvéolos y otros espacios aéreos
pulmonares. Es diferente según los pulmones estén
llenos o no de aire. Si no están llenos de aire las
únicas fuerzas que influyen son las elásticas del
tejido mientras que si están llenos se crean
fuerzas de cohesión en el líquido que producen
una fuerza de contracción.
Agente tensioactivo o surfactante: El surfactante
contiene fosfolípidos (dipalmitoilfosfatidilcolina) y
un número de apoproteínas. Este líquido esencial
es producido por las células alveolares Tipo II, y
cubre los alveolos y pequeños bronquiolos. El
surfactante reduce la tensión superficial en todo
el pulmón. Disminuye el trabajo durante
inspiración, la tensión superficial de los alveólos y
el retroceso elástico alveolar y aumenta la
distensibilidad. Ayuda a estabilizar los alveólos
de diferentes tamaños

25. DIFERENCIAS ENTRE EL AIRE ALVEOLAR Y EL ATMOSFÉRICO
El aire alveolar se renueva constante pero lentamente con aire atmosférico lo que impide
que se produzcan variaciones bruscas en las concentraciones de gases en sangre.

26. EL OXÍGENO EN LOS ALVÉOLOS
• La concentración y presión de oxígeno en los alvéolos esta
controlada por:
– La tasa de absorción de oxígeno a la sangre
– La tasa de entrada de nuevo oxígeno a los pulmones
• La PO2 normal en los alvéolos es 104 mmHg con una ventilación alveolar de 4.2 L/min y
una absorción de O2 250 ml/min.
EL CO2 EN LOSALVÉOLOS
• El CO2 se forma en las células producto de la respiración y se
expulsa al exterior mediante la ventilación.
• A una tasa de ventilación normal de 4.2 l/min y una tasa de
excreción de 200 ml/min la PCO2 alveolar es de 40 mmHg

27. CAPACIDAD DE DIFUSIÓN DE LA MEMBRANA RESPIRATORIA
• Volumen de gas que difunde a través de la membrana por minuto para una diferencia de
presión de 1 mmHg
• Oxígeno
21 ml/min/mm Hg en reposo
• Dióxido de carbono
Es imposible medirla por la rapidez con que difunde. Unas 20 mayor que la del O2
Ley de la difusión transmembrana:
– Ley de Fick:
V`gas= S(p1-p2)D/E S=superficie membrana
P: presiones a ambos lados D: difusión del gas membrana E:
espesor de la misma

28. RELACIÓN VENTILACIÓN-PERFUSIÓN
• Tanto la perfusión como la ventilación aumentan en la base del
pulmón cuando se está en bipedestación.
◼ La ventilación alveolar (V) y la
cantidad de sangre que recibe el
pulmón (perfusión, Q) guardan una
correlación
◼ Reposo :
◆ V= 4,2L/min
◆ Q = 5L/min
◆ V/Q=0,8
◆ En el vértice inferior es de 0,6
y asciende a medida que
subimos siendo de
aproximadamente 3 en los
vértices superiores