Clase Introductoria a la fisiología Pulmonar. Conceptos básicos de la estructura del sistema respiratorio aplicados al conocimiento de la fisiología. Clase 1

1. Neumofisiología:
Estructura y Función del Sistema Respiratorio –
Ventilación Pulmonar
JESÚS GUSTAVO YARINGAÑO CERNA
Miembro de la Sociedad Científica Unida de Estudiantes de Medicina (SCUEM)
Grupo de Estudio los Citotóxicos (GEC)
Asociación de Estudiantes de Medicina Humana (AEMH)
Universidad de San Martín de Porres – Facultad de Medicina Humana

2. Estructura y Función del
Sistema Respiratorio

3. Introducción: El Pulmón y
su Función NO Respiratoria
1. Filtro y Acondicionamiento del Aire
2. Reservorio sanguíneo.[900 – 1,000 mL]
3. Defensa.
4. Funciones Metabólicas. Regulación de PA.
5. Balance Hídrico.
6. Eliminación de Sustancias Volátiles: Cetoácidos y
Acetaldehido.

4. Introducción: El Pulmón y
su Función Respiratoria
• Destinado al intercambio de gases
• Permite el paso de O2: Aire  «Sangre Venosa»
y que el CO2: «Sangre Arterial»  Aire
• Respiración  4 funciones:
– Ventilación Pulmonar: Entrada y salida de aire
– Difusión: O2 y CO2 entre los alveolos y la sangre
– Transporte de O2 y CO2 hacia y desde las células
– Regulación de la Ventilación

5. Respiración celular
Regulación de la Ventilación.4
Transporte de O2 y CO2 entre los
pulmones y los tejidos atraves de
la sangre y los líquidos
corporales.
3
Difusión de O2 y CO2 entre los
alveolo y la sangre
2
Ventilación: intercambio de aire,
entre la atmósfera y los alvéolos
pulmonares
1
Alvéolos
pulmonares
Atmósfera
O2 CO2
O2 CO2
Corazón
O2 CO2
O2 CO2
O2 + glucosa CO2 + H2O + ATP
Célula
Circulación
sistémica
Circulación
pulmonar

6. Introducción: Gases ambientales

7. Membrana Alveolo-Capilar
• El O2 y CO2 se desplazan
entre aire y sangre por
DIFUSIÓN SIMPLE
• Se respeta la GRADIENTE
DE PRESIONES.
• LEY DE FICK: La Cantidad
de Gas que atraviesa una
membrana es DP al área
e IP al grosor
Ancho = 0.2 a 0.3μm

8. • Superficie: 50 – 100 m2
• ¿Cómo podemos
obtener esta gran área
de difusión? 
Envolviendo los
capilares en los alveolos
• Existen ~500 mill. de
alveolos  D: 1/3mm
Membrana Alveolo-Capilar

9. Vías Respiratorias Y Flujo Aéreo

10. • Tráquea  Bronquios principales derecho e
izquierdo  Bronquios lobulares  Bronquios
Segmentarios  …  Bronquiolos terminales
• Bronquiolo terminal es la VÍA AÉREA MÁS
PEQUEÑA que NO presenta alveolos
• Todo lo anterior representa: VÍAS AÉREAS DE
CONDUCCIÓN
Vías Respiratorias Y Flujo Aéreo

11. Vías Aéreas
Bronquio: Cartílago y
Células productoras de
moco  Células
Caliciformes
Epitelio:
Pseudoestratificado
cilíndrico ciliado
Bronquiolo: Ya no hay
células caliciformes 
Células de la Clara
Epitelio: Cúbico Simple

12. Vías Aéreas de Conducción
• Función: Llevar el aire inspirado hacia la zona
de intercambio de gases
• Carecen de alveolos  No intervienen en el
intercambio
• Constituyen el ESPACIO MUERTO ANATÓMICO
• EMA ~ 150 ml

13. • Bronquiolos terminales (generación 16) 
Bronquiolos respiratorios (algunos alveolos)
• Finalmente: Conductos alveolares 
Completamente tapizados por alveolos
• Región en la que se produce intercambio 
ZONA RESPIRATORIA
Vías Respiratorias Y Flujo Aéreo
ACINO (Unidad Anatómica): Parte pulmonar distal a un bronquiolo terminal
La ZONA RESPIRATORIA constituye la mayor parte del pulmón (2.5-3L en
situación de reposo)

14. El aumento
extremadamente rápido
del área transversal es el
responsable de la ↓ de
la V del aire
Vías Aéreas

15. INSPIRACIÓN
• Primero se realiza una inspiración máxima
• Recordando:
– La inspiración es un proceso activo.
– La presión intrapleural se vuelve más negativa.
– Los alveolos se distienden
– Presión externa es mayor que la interna: Ley de
movimiento de gases  De mayor a menor
presión…ahhhhh
– Se contrae el diafragma

16. ESPIRACIÓN
• Sigue una espiración forzada máxima.
• Recordemos:
– La presión intrapleural se hace menos negativa
– La espiración es un proceso pasivo
– El diafragma se relaja
• Punto de Balance elástico: Punto de equilibrio
de fuerzas: Presión “se hace 0”  Aire no
ingresa ni sale por igualdad de presiones

17. Vasos y Flujo Sanguíneo
• Arteria Pulmonar  Capilares  Venas
Pulmonares.
• Inicialmente A, V y Bronquios discurren juntos
• Periferia pulmonar: Venas se alejan para pasar
entre los lobulillos y la A y Bronquio viajan
juntos hacia el centro de los mismos

18. • Capilar  D: 7 – 10 μm
• Capilares se lesionan con facilidad debido a la
delgadez de la MAC
Vasos y Flujo Sanguíneo
Cada hematíe pasa
0.75s en el retículo
capilar  atraviesa 2 o
3 alveolos

19. 2 tipos de circulaciones
• Arterias y Venas pulmonares  Circulación Funcional
• Y…¿Quién nutre al pulmón?  Arterias y Venas Bronquiales

20. A recordar…
• Todo el gasto cardiaco del corazón derecho se
dirige a los pulmones

21. Estabilidad de los Alveolos Pulmonares
• Pulmón: 500 millones de alveolos de 0.3 mm
de diámetro  Inestable
• Tensión Superficial  Fuerzas  Colapso
alveolar
• Neumocitos II  Agente tensoactivo o
surfactante: ↓ tensión superficial

23. ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE
• Es necesario que el aire que llega a las vías aéreas
inferiores y pulmón esté caliente, limpio y
húmedo.
• Durante la respiración tranquila, la nariz es capaz
de calentar a 37°C y saturar completamente el
aire inspirado (Vapor de Agua).
• Las vibrisas y el moco nasal es capaz de capturar
elementos particulados grandes (>10 μm)

24. Eliminación de Partículas Inhaladas
• Partículas grandes se filtran en la nariz
• Partículas pequeñas se depositan en las vías
de conducción  Barrido mucociliar 
Epiglotis  Deglute
• 200 cilios por célula
• La velocidad del mucus es mayor en la tráquea
(21 mm/min) y disminuye en vías aéreas más
distales.

25. • Se calcula que aproximadamente un 90% del
mucus producido es eliminado cada 24 horas.
Una capa mucosa
superficial gruesa y
viscosa con
moléculas pesadas y
glicoproteínas.
Una capa pericililar
más delgada y menos
viscosa libre de
proteínas mucosas

26. Inmunidad Innata que actúa en el moco
traqueobronquial o líquido superficial de la
vía aérea (LSVA)
• Proteínas del Complemento
• Lizosima
• Defensinas
• Lactoferrina
• Inhibidor de las leucoproteasas secretorias
• Catelicidinas

27. Leyes de los Gases:
Boyle, Charles, Gay-Lussac y
Dalton

28. Leyes de los Gases

29. EL ESTADO DE UN GAS
• El estado de una cantidad de gas se determina por su
presión, volumen y temperatura.
• La ecuación que describe normalmente la relación entre la
presión, el volumen, la temperatura y la cantidad (en moles)
de un gas ideal es:
• Donde:
P = Presión absoluta
V = Volumen
n = Moles de gas
R = Constante universal de los gases ideales
T = Temperatura absoluta
P.V= n.R.T

30. Ley de Boyle-Mariotte
• A T° constante, el volumen de una masa fija de gas es
inversamente proporcional a la presión que este ejerce.
• Matemáticamente se puede expresar así:
Donde k es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes.
P1= Presión inicial.
P2= presión final.
V1= Volumen inicial.
V2= Volumen final.
• Cuando aumenta la presión, el volumen baja, mientras que si la
presión disminuye el volumen aumenta.
P1.V1 = P2.V2 = K

31. Ley de Boyle-Mariotte

32. Ley de Charles
• Relaciona el V y la T° de una cierta cantidad de gas ideal,
mantenido a una P constante.
• Charles dice que a una P constante, al aumentar la T°, el V del gas
aumenta y al disminuir la T°, el V disminuye.
Donde:
V= Volumen.
T= Temperatura.
K= constante de proporcionalidad.
• Esto se debe a que la T° está directamente relacionada con la
energía cinética (debido al movimiento) de las moléculas del gas.
V / T = k

33. Ley de Charles
V / T = k

34. Ley de Gay-Lussac
• Establece que la presión de un volumen fijo de un gas, es
directamente proporcional a su temperatura.
Donde:
P= Presión.
T= Temperatura.
K= constante de proporcionalidad.
• Si el volumen de una cierta cantidad de gas se mantiene
constante, el cociente entre presión y temperatura
(Kelvin) permanece constante.
P / T = k

35. Ley de Gay-Lussac
P / T = k

36. Ley de Dalton (de las presiones parciales)
Establece que la presión de una mezcla de gases, que no
reaccionan químicamente, es igual a la suma de las
presiones parciales que ejercería cada uno de ellos si sólo
uno ocupase todo el volumen de la mezcla, sin variar la T°.
Presión de aire atmosférico = PO2 + PN2 + PCO2
Presión de aire atmosférico = 760 mmHg
= 152 mmHg + 608 mmHg + 0.03 mmHg

37. Función Pulmonar:
VENTILACIÓN

38. Funciones del Pulmón
• Proveer oxígeno a los tejidos.
• Eliminar dióxido de carbono.
• ETAPAS:
• VENTILACION PULMONAR: ENTRADA Y SALIDA
DE AIRE ENTRE ATMOSFERA Y ALVEOLO.
• DIFUSION O2 Y CO2 ALVEOLO – SANGRE.
• TRANSPORTE O2 Y CO2 SANGRE – CELULA.

40. Proceso dinámico y cíclico de
inspiración y espiración, por el
cual se produce el recambio
entre aire alveolar y el medio
ambiente.
VENTILACIÓN
Medio Ambiente
VIAS
AEREAS
ALVEOLOS

41. Variables de la Ventilación
• Control
• Vías Motoras
• Caja Torácica
• Sistema Pleural
• Distensibilidad Pulmonar
• Permeabilidad de las vías aéreas

42. INSPIRACIÓN
• Primero se realiza una inspiración máxima
• Recordando:
– La inspiración es un proceso activo.
– La presión intrapleural se vuelve más negativa.
– Los alveolos se distienden
– Presión externa es mayor que la interna: Ley de
movimiento de gases  De mayor a menor
presión…ahhhhh
– Se contrae el diafragma

45. ESPIRACIÓN
• Sigue una espiración forzada máxima.
• Recordemos:
– La presión intrapleural se hace menos negativa
– La espiración es un proceso pasivo
– El diafragma se relaja
• Punto de Balance elástico: Punto de equilibrio
de fuerzas: Presión “se hace 0”  Aire no
ingresa ni sale por igualdad de presiones

48. RESISTENCIA DE LAS VIAS AÉREAS
• El flujo de gas al interior del pulmón es una mezcla de
flujo laminar y turbulento.
• La resistencia no es constante sino que aumenta en
proporción con el flujo de gas y se vuelve
inversamente proporcional al Volumen Pulmonar.

49. Resistencia y Compliance

50. • Las vías aéreas de gran calibre ofrecen mayor
resistencia la paso del aire.
• El flujo turbulento es sensible al calibre de las vías
respiratorias.
• El flujo laminar se presenta distal a los bronquiolos
respiratorios.
RESISTENCIA DE LAS VIAS AÉREAS

52. LOS MÚSCULOS INSPIRATORIOS:
DIAFRAGMA
• Diafragma: Músculo estriado de forma semejante a
una “cúpula”, que presenta orificios para la vena cava
inferior, el esófago y la aorta.
• Esta inervado por el nervio frénico.
• El diafragma es el músculo encargado de mover en
reposo las 2/3 partes, o un 70% del Volumen
Corriente.
• El diafragma en realidad es dos bombas: la de aire, y la
expulsiva (defecación, orina, parto).

53. • Intercostales externos
• Serratos
• Escalenos
• Esternocleidomastoideos
LOS MÚSCULOS INSPIRATORIOS
ACCESORIOS

54. Los músculos espiratorios están formado por:
• Intercostales internos
• Oblicuos externo e interno del abdomen
• Transverso abdominal
• Recto abdominal.
LOS MÚSCULOS ESPIRATORIOS

56. • ESPACIO MUERTO ANATOMICO: Es el volumen de las vías aéreas
de conducción. Aprox. Mide 150 cm. (2,2 mL/Kg). Varía con la
inspiración, edad, tamaño y posición.
• ESPACIO MUERTO FISIOLÓGICO: Ciertos alveolos no son o son
parcialmente funcionantes (ventilados pero no perfundidos).
VENTILACIÓN ALVEOLAR

57. La Ventilación Perfusión

58. • Las regiones inferiores del pulmón son mejor
ventiladas que las superiores.
La Zona 1 corresponde a los
ápices del pulmón.
La Zona 2 a la parte media.
La Zona 3 a las bases.
• En la zona 1 V > Q (> que 1).
• En la Zona 2 V = Q (= a 1).
• En la Zona 3 V <Q (tiende a 0)

59. Diferencias Regionales

60. Perfusión

61. VENTILACIÓN ALVEOLAR
• VENTILACION MINUTO (VM):
VM= VC X FR
VM= (7500 mL/min).
• VENTILACION ALVEOLAR (VA):
VA= (VC - EM) x FR
VA= (5250 mL/min)
• CAPACIDAD DE CIERRE: Volumen al cual las vías respiratorias
pequeñas comienzan a cerrarse en las partes declives del
pulmón con la espiración.
VC: VOLUMEN CORRIENTE (500ml)
VA: VENTILACIÓN ALVEOLAR.
VM: VOLUMEN MINUTO.
EM: ESPACIO MUERTO.
FR: FRECUENCIA RESPIRATORIA (15 x min)

62. Ventilación Pulmonar

63. Ventilación Pulmonar

64. CONTROL NERVIOSO DE LA
RESPIRACIÓN
El control nervioso de la respiración esta conformado por tres
niveles de procesamiento:
1. Control local: Receptores de la mucosa de las vías aéreas,
receptores de distensión, receptores dolorosos pleurales,
vías colinérgicas y adrenérgicas.
2. Control periférico: quimiorreceptores aórticos y carotideos.
3. Control Central: centros bulboprotuberanciales, corteza
cerebral.

65. CONTROL LOCAL
• El árbol bronquial dispone de receptores cuyas fibras
aferentes viajan con el vago:
Receptores de distensión (Reflejo de Hering-Breuer).
Receptores de irritación laríngea, traqueal y bronquial.
Fibras C bronquiales.
• También tenemos a los receptores dolorosos de los
vasos sanguíneos, la pared de las vías aéreas y la pleura
parietal esta última de fibras aferentes dependientes de
los nervios intercostales.

66. Reflejo de Hering-Breuer
• Es de protección
• Frente a una
hiperinsuflación, los
pulmones tienden a
colapsarse

67. Pleura parietal
Pleura visceral
Duele por recibir
sensibilidad de los
nervios
intercostales
No duele,
origina
reflejo de
la tos al
irritarse.

68. CONTROL LOCAL
• Hay fibras eferentes de tipo parasimpático, colinérgicas, que
viajan en el vago, de acción broncoconstrictora, vasodilatadora y
secretora.
• Las fibras eferentes simpáticas, adrenérgicas, presentan acciones
opuestas a las anteriores.

69. CONTROL
NERVIOSO DE LA
RESPIRACIÓN
Quimiorreceptores:
• Los periféricos (aórticos y
en la bifurcación carotidea),
responden a las variaciones
locales de pH, pO2 y pCO2.
• Los centrales, responden a
las variaciones de pH y
pCO2 , se localizan cerca de
los centros respiratorios.

70. CONTROL NERVIOSO DE LA RESPIRACIÓN

72. VOLÚMENES Y CAPACIDADES
PULMONARES

73. VOLUMENES Y CAPACIDADES
PULMONARES
• Volumen corriente: Volumen de aire que se
inspira o espira en cada respiración normal 
500 ml
• Volumen de reserva inspiratoria: Volumen
adicional de aire que se puede inspirar desde
un volumen corriente normal y por encima del
mismo cuando la persona inspira con una
fuerza plena  3000 ml

74. • Volumen de reserva espiratoria: Volumen
adicional máximo de aire que se puede espirar
mediante una espiración forzada después del
final de una espiración a volumen corriente
normal  1100 ml
• Volumen residual: Volumen de aire que
queda en los pulmones después de la
espiración más forzada  1200 ml
VOLUMENES Y CAPACIDADES
PULMONARES

75. CAPACIDADES PULMONARES
• Capacidad Inspiratoria (CI) = VRI + VC
• Capacidad Vital (CV) = VRI + VC + VRE
• Capacidad Vital (CV) = CI + VRE
• Capacidad Residual Funcional (CRF) = VRE + VR
• Capacidad Pulmonar Total (CPT) = VRI + VC + VRE + VR
• Capacidad Pulmonar Total (CPT) = CV + VR
• Capacidad Pulmonar Total (CPT) = CI + CRF

76. ESPIROGRAMA

78. GRACIAS
jesus_yaringano@usmp.pe