Este documento resume los conceptos fundamentales de la fisiología pulmonar y la ventilación. Explica las 4 etapas de la respiración: 1) ventilación pulmonar, 2) intercambio de gases en los alvéolos, 3) transporte de oxígeno y dióxido de carbono en la sangre, y 4) intercambio de gases entre la sangre y los tejidos. También describe los mecanismos de la ventilación pulmonar, la anatomía del sistema respiratorio, y los principios físicos que gobiernan la

1. FISIOLOGIA
PULMONAR
Rosa Estela Romero Aguilar
Cirugía General
Residente de Primer Año

2. VENTILACIÓN PULMONAR
• La respiración proporciona oxígeno a los tejidos y
retira el CO2

3. Funciones del aparato respiratorio
Ventilación Transporte
pulmonar de O2 y
• Entrada y Difusión de CO2 en la
salida de O2 y CO2 sangres y Regulación
aire entre los liq de la
alveolos y corporales ventilación
la sangre • Hacia y
desde las
células

4. Concepto de respiración
• Respiración celular:
Interacción intracelular del O2 con moléculas para
producir CO2, H2O y energía
• Respiración externa:
Movimiento de gases entre el ambiente y las células
del organismo.
Se lleva a cabo por los sistemas respiratorio y
circulatorio.
Es a la que nos referiremos a partir de ahora

5. Etapas de la respiración
Intercambio de O2
y CO2 entre la
sangre y las células
Transporte de gases
en la sangre
(circulación
pulmonar y
Intercambio de O2 y sistémica)
CO2 entre el aire del
alveolo y la sangre
Intercambio de
aire entre la
atmósfera y los
alvéolos
pulmonares:
VENTILACIÓN

6. Etapas de la respiración
Atmósfera
O2 CO2
1 Ventilación: intercambio
de aire, entre la atmósfera
Alvéolos y los alvéolos pulmonares
pulmonares O2 CO2
2 Intercambio de O2 y CO2
O2 CO2
entre el aire del alveolo y
la sangre
Circulación
pulmonar
Corazón 3 Transporte de O2 y CO2
entre los pulmones y los
tejidos
Circulación
sistémica
O2 CO2
4 Intercambio de O2 y CO2
entre la sangre y los tejidos
O2 + glucosa CO2 + H2O + ATP
Célula Respiración celular

7. Mecánica ventilatoria
• La ventilación pulmonar es el movimiento de aire
que mueven los pulmones
• La ventilación pulmonar depende de:
• 1. Volumen de aire que entra en cada inspiración
• 2. Frecuencia respiratoria

8. Existen dos movimientos respiratorios:
inspiración y espiración
Inspiración: Entra aire Espiración: Sale aire
Diafragma contraído Diafragma relajado
el volumen torácico aumenta el volumen torácico disminuye
La inspiración siempre es un La espiración en general es un
movimiento activo movimiento pasivo

9. Músculos que causan expansión
y contracción pulmonar
Inspiración
• Respiración • Se relaja
tranquila • Retroceso elástico de
• Contracción del
los pulmones con
diafragma
compresión
• Tira hacia abajo los abdominal
pulmones
Movimiento
Espiración
del diafragma

10. Caja torácica
• Respiración • Se eleva
• > El diametro AP en
Forzada • Empujan el
un 20%
contenido abdominal
hacia arriba • Desciende
• Comprimiendo los
pulmones Músculos
Músculos Inspiratorios y
abdominales espiratorios

11. Músculos inspiratorios
• Intercostales externos
• Mas importantes
• Esternocleidomastoideos
• Elevan el esternón
• Serratos anteriores
• Elevan muchas costillas
• Escalenos
• Elevan las 2 primeras costillas
Músculos espiratorios
• Rectos del abdomen
• Empujan hacia abajo las costillas y comprimen e contenido
abdominal
• Intercostales internos

13. Anatomía del sistema respiratorio
Zona de conducción:
Función de calentar,
limpiar, humedecer
Epitelio ciliado de la tráquea
Cilios
Células
Secretoras
de moco
Zona respiratoria:
Función de
intercambio de gases

14. Z.Resp Zona de conducción
Vías respiratorias

15. Alveolos
Bronquiolo
respiratorio
Capilares Fibras elásticas
Capilares
Saco
alveolar
Célula tipo I
Célula tipo II
Macrófago

16. La unidad alveolo-capilar es el lugar donde se efectúa
el intercambio de gases: Membrana respiratoria
Célula alveolar tipo II
Célula alveolar tipo I
Macrófago
Alvéolo
Capilar
0.5 m
eritrocito
Membrana respiratoria

17. Cavidad torácica y pleuras
Glándulatiroides
Timo
Tráquea
La pleura es una membrana de
doble pared que rodea cada
pulmón
Pulmón Pulmón Pleura
derecho izquierdo parietal
Pleura
visceral
Mediastino
Cada pulmón está encerrado dentro de un saco
pleural independiente.

18. Presiones que originan la
entrada y salida de aire
• Presión Pleural
• Presión del líquido entre las pleuras
• Normalmente hay una presión ligeramente negativa
Aumento pulmonar de 0.5 L
Durante la
P pleural al
espiración se
inicio de la
produce una
inspiración: -
inversión de
5cmH2O
presiones
Inspiración
normal: -
7.5cmH2O

19. • Presión Alveolar
• Presión del aire en el interior de los alveolos
Glotis
Saca 0.5L
abierta= No
de aire en
flujo de aire
2-3s
= 0cmH2O
Espiración: Inspiración:
+1cmH2O -1cmH2O
Arrastra
0.5L en 2s

20. • Presión transpulmonar
• Diferencia entre la
presión alveolar y la
presión pleural => entre
los alveolos y las
superficies externas de
los pulmones
• Medida de las fuerzas
elásticas que tienden a
colapsar los pulmones
en todo momento de la
respiración => presión de
retroceso

21. ¿Por qué entra y sale el aire de los pulmones?
1. REPOSO 2. INSPIRACION
Palveolar igual que Patmosférica Palveolar menor que Patmosférica
Palveolar mayor que Patmosférica
3. ESPIRACION

22. Distensibilidad pulmonar
(“compliance”)
• Es la fuerza que debe aplicarse para sacar a un cuerpo elástico
del reposo.
• Elasticidad es la fuerza que debe hacer para regresar al
reposo.

23. • Al la presión intrapulmonar 1 cm H2O, los
pulmones incrementan en 200 mL su volumen
después de 10-20s = distensibilidad de los 2
pulmones normales.
• Depende de:
• Fuerzas de elasticidad pulmonar
• fibras de elastina y colágeno
• Tensión superficial en los alvéolos
• surfactante pulmonar

24. • Diagrama de distensibilidad pulmonar:
• Relaciona los cambios del volumen pulmonar
con los cambios de presión transpulmonar
• Las 2 curvas se denominan
• Curva de distensibilidad inspiratoria
• Curva de distensibilidad espiratoria

25. Surfactante pulmonar
Célula II. Productora de
surfactante pulmonar
El surfactante
reduce la tensión
superficial en los
alveolos y reduce
la posibilidad de
que el alveolo se
colapse durante
la espiración

26. • Funciones:
• Fuerza que se forma en una interfase Agua-Aire.
• Es una fuerza elástica, que mantiene abierto al
Alvéolo.
• Valor normal: 5 a 30 dinas/cm.
• de la Tensión superficial del Alvéolo.
• Evita la formación de Edema Pulmonar.

27. Volúmenes y capacidades
pulmonares
• La ventilación pulmonar puede estudiarse
registrando el movimiento de volumen que entra
y sale de los pulmones por medio de la
espirometría
Aire Insp.Esp.Insp.Esp.
Agua

28. Volúmenes Pulmonares:
• Volúmen de aire que se inspira o
Volumen Corriente espira en cada respiración normal=
(VC) 500 ml aprox.
• Volumen adicional que se puede
Volumen de Reserva inspirar en insp. Forzada= 3000ml
Inspiratoria (VRI)
• Vol adicional max que se puede
Volumen de Reserva espirar mediante espiración forzada=
Espiratoria (VRE) 1100ml
• Vol que queda en los pulmones
Volumen Residual despues de la espiración forzada=
(VR) 1200ml

29. Capacidades Pulmonares:
• VC + VRI= 3500ml
Capacidad • Capacidad de aire que se puede inspirar
Inspiratoria (CI)
• VRI + VR= 2300ml
Capacidad residual • Cantidad de aire que queda en los pulmones
funcional (CRF) al final de una espiración
• VRI + VC + VRE = 4600ml
Capacidad Vital (CV) • Cantidad max de aire que se puede expulsar
con inspiración y espiración forzada
• CV + VR=5800ml
Capacidad pulmonar • Vol max que se pueden expandir los
Total (CPT) pulmones con el max esfuerzo

30. • Volúmen respiratorio minuto:
• Cantidad total de aire nuevo que pasa havia las
vías respiratorias por minuto
• VCxFR = 500x12= 6lts/min
• Mínimo 1.5lts/min Máximo >200lts/min. No
se puede mantener por mas de 1 minuto.

31. 5800 Final
Volumen inspiración
(ml) normal
Volumen de
reserva Capacidad
inspiratoria inspiratoria
Volumen (3000 ml)
corriente Capacidad vital
(500 ml) 4600 ml
2800 Capacidad
2300 pulmonar total
Volumen
Final de reserva
espiración espiratoria
normal (1100 ml) Capacidad
1200 residual
Volumen residual funcional
(1200 ml)
Tiempo

32. Ventilación alveolar
• Velocidad en la que llega el aire a los
alvéolos, sacos alveolares, conductos alveolares
y bronquiolos respiratorios.
• La Ventilación Alveolar:
• [VC– VM] x FR= VA
• [500 – 150 mL] x 12 = 350 x 12 = 4,200 mL/min
Espacio muerto: aire que nunca llega a las zonas de
intercambio gaseosos, solo llena las vías aéreas. VM= Volumen
del espacio muerto = 50ml en un varón joven adulto

33. Intercambio gaseoso
• Pasos:
• Difusión de los Gases.
• Transporte de los gases en Sangre.
• Intercambio de gases entre la Sangre
(GR) y las células.

34. Difusión de los Gases
• Características de los gases.
• Composición de los Gases.
• Estructura de la Membrana
• Conocer las Leyes de los Gases.
• Parámetros físicos que involucran:
• Presión ()
• Temperatura
• Volumen
• Humedad (Vapor de Agua)
• Permeabilidad de la membrana Alvéolo-Capilar.

35. Ley de Boyle-Mariotte.
A Temperatura constante:
P1V1 = P2V2
P es inversamente proporcional a V.
En inspiración el Alvéolo  Vol., y sus
presiones , lo cual crea grandiente
para que entre el flujo de aire desde la
atmósfera.

36. Ley de Charles
A Presión constante:
V 1 T1

V2 T2
El volumen es proporcional a la Temperatura
A volumen constante, P es proporcional a T.

37. Ley de Avogadro
El N° de moléculas es igual
cuando V es constante y T y P
son iguales.

38. La Ley de Henry
El volumen de un gas disuelto
en líquidos es proporcional a
su presión parcial.

39. La Ley de los Gases Ideal
Combina la mayoría de los factores:
RT
P
V
= N° de moles
R = Constante de los gases (62.4)
T = Temperatura Absoluta
V = Volumen.

40. La Ley de Dalton
Cada gas desarrolla una presión propia (Presión
Parcial), como si estuviese solo.
La Presión Total es Σ de todas.
Los gases tienden a ocupar todo el espacio.

41. La Presión Parcial de un gas.
PP = % x Presión Atmosférica Total.
Ejemplo del O2:
20.84 % x 760 mm Hg = 160 mm Hg

42. Difusión de los Gases a través de la
membrana A-C
• El gas se expande para ocupar el espacio
alveolar.
• Movimiento de partículas da la Energía.
• 4 Factores de la Membrana A-C:
• Espesor de la Membrana
• Coeficiente de Difusión de los gases.
• Superficie de la Membrana
• Gradiente de Presión

44. El Espesor de la Membrana
Está en relación inversa con la Difusión del
Gas.
Estados anormales: Edema y Fibrosis.

45. El Coeficiente de Difusión de los Gases
Ley de Difusión de Fick:
La velocidad de difusión de un gas a través de una
membrana es proporcional a:
1. Superficie de la membrana
2. P
3. Espesor (Inversamente)
4. Solubilidad del Gas.
5. Raíz cuadrada del Peso Molecular.
El caso del CO2: tiene menor gradiente que el O2 pero difunde
más rápido

46. La Superficie de la Membrana.
1. Las infecciones pulmonares.
2. El Enfisema.
3. La Fibrosis
4. Extirpación de lóbulo.

47. El Gradiente de Presión
P entre entre los Alvéolos y la
Sangre.
Difusión de gases bidireccional.

48. El Proceso Respiratorio.
El Transporte de los Gases

49. El Transporte de Gases en Sangre.
1.- Transporte de O2 del Alvéolo a los
tejidos.
2.- Transporte del CO2 de los tejidos al
Alvéolo

50. Transporte de Oxígeno
Dos formas:
1. Combinación química con la Hb de
los GR (97%) HbO2 (oxiHb)
2. Libre, disuelto en el H2O. (3%)

51. Funciones de la Hb
1. Facilita el transporte de O2
2. Facilita el transporte de CO2
3. Función Buffer del pH en el EAB
4. Transporte de NO en el GR.

52. Modificación de la Curva de Disociación
1. La Temperatura corporal
2. El pH de la sangre
3. La 2,3-DPG (difosfoglicerato)
4. La P50.

53. Modificación de la Afinidad del O2 por la Hb.
1. La Temperatura corporal: Se desvía hacia
la derecha cuando esta
aumenta, produciendo  de la afinidad.
Es favorable a nivel de los
tejidos, favorece descarga del CO2.

54. Modificación de la Afinidad del
O2 por la Hb.
El pH de la Sangre.
“Efecto Bohr”

55. Modificación de la Afinidad del
O2 por la Hb.
La Concentración de 2,3-DPG (difosfoglicerato)
eritrocitario.
• Une las cadenas  de HbO2.
• Factor importante en respiración celular.
• Su aumento desvía la curva a la derecha.
• Liberación de O2 de la Hb.
• En el ejercicio.
• En la Bronquitis crónica.

56. Modificación de la Afinidad del
O2 por la Hb.
La P50.
 Es la pO2 en la cual el 50% de la Hb está saturada.
 Indicador útil
 Valor normal de 26 a 28 mm Hg.
 Su aumento desvía la curva a la derecha.

57. El Transporte de CO2.
• Desde los tejidos hacia el Pulmón
• Es 20 veces más soluble que el O2.
• Se transporta en 3 formas:
• Como HCO3. La + importante. = 60%
• Disuelto en plasma = 10%
• Compuestos Carbaminos = 30%

58. El CO2 como HCO3
Anhidrasa Carbónica
H2O + CO2  H2CO3 H+ + HCO3
“Efecto Haldane” La desoxigenacion de la
sangre favorece su capacidad de transportar
CO2
La Hb amortigua el H+.

59. El CO2 como HCO3
Destino del HCO3.
70% Al plasma
HCO3
30% se intercambia con Cl-
El “Desplazamiento del Cloruro”

60. Transporte de CO2 en Plasma.
Compuestos Carbaminos.
• 30% en esta forma.
• Amino terminal de las Proteínas.
• En el Eritrocito (La Globina)
• Se forma la Carbamino-Hb

61. La Relación Ventilación-Perfusión.
• En la zona respiratoria alveolar.
• Equilibrio entre la Ventilación Alveolar =(4.0
L/min) y la Perfusión o GC derecho = (5.0
L/min).
4.0 L / min .
Normal   0.8
5.0 L / min

62. El Cociente Respiratorio [R]
VCO 2 200
R   0.8
VO 2 250

63. El Proceso Respiratorio.
Intercambio gaseoso
celular.

64. Intercambio gaseoso celular
El Oxígeno: proceso complejo.
• Inverso al ocurrido en el Alvéolo.
• GR (Hb) Célula.
• Saturación de la Hb con O2: 97.5%.
• 2 Factores:
• El contenido arterial de O2:
• Disuelto: 0.3 mL/100 mL de sangre
• + Hb (Férrico): 1.36 mL O2/g Hb.
• La Curva de disociación de la Hb.

65. Los 3 Sistemas que llevan O2 a las
células:
• El Sistema Cardiovascular
• El Sistema Respiratorio
• El Sistema Hematológico.

66. Intercambio gaseoso celular
El CO2
De la célula al GR:
• Por gradiente
• Por su solubilidad en la membrana

67. El Pulmón y la Regulación
del EAB

68. Ecuación Fundamental del EAB
Anhidrasa Carbónica
H2O + CO2  H2CO3 H+ + HCO3
H2O + CO2

69. Ecuación
pH ~ HCO3
pCO2

70. Trastorno pH Arterial Formas Cambios
Básico Clínicas Bioquímicos
Metabólica  HCO3
Acidosis Disminuido
Respiratoria  pCO2
Metabólica  HCO3
Alcalosis Aumentado
Respiratoria  pCO2

71. El E.A.B
Sistemas Buffer
Los Líquidos Corporales
El Pulmón
El Riñón.

72. El Sistema Buffer de los
Líquidos Corporales.
Características.
Rápido e inmediato.
Poca potencia.
Fugaz (Corta duración).

73. El Sistema Buffer Pulmonar .
Características.
Modificando la Ventilación Pulmonar
Permite expulsar o retener CO2 y así
modifica la pCO2.
Es intermedio en comienzo, potencia y
duración del efecto.

74. El Proceso Respiratorio.
La Regulación de la
Respiración.

75. Control de la Respiración
• Nervioso o Neural: Los Reflejos
• Químico
• Control de los músculos respiratorios.

76. El Control Nervioso o Neural.
Mecanismos reflejos a través de Receptores
Voluntario: Corteza, fascículos córtico-
espinales.
Involuntario: Protuberancia y Bulbo, por el
puente de Varolio. (Zona respiratoria
Central).

77. El Control Nervioso o Neural.
Mecanismos Reflejos
• Estímulos:
•  pH (Sangre y LCR)
•  pCO2
•  pO2
• Substancias irritantes.

78. El Control Nervioso o Neural.
Mecanismos Reflejos
Receptores:
• Quimiorreceptores aórticos y carotídeos
• Quimiorreceptores de subst. Irritantes.
• Quimiorreceptores Centrales, en el Bulbo.
• Mecanorreceptores de las vías aéreas
(Reflejo de Hering-Brauer: se disminuyen
las descargas inspiratorias via vagal).

80. El Control Nervioso o Neural.
Mecanismos Reflejos
Centros:
• Zona respiratoria Bulbar
• Protuberancial: Centro Apnéustico
Centro Neumotáxico

81. El Control Nervioso o Neural.
Mecanismos Reflejos
Respuesta:
• Cambios en la Ventilación Pulmonar.
• Tos
• Estornudo

82. Circulación
pulmonar

83. Circulación pulmonar
• En reposo en 1 minuto pasa
aproximadamente toda la sangre por el
pulmón
• La regulación del flujo sanguíneo pulmonar
es local, no autonómica.
• La hipoxia e hipercapnia local producen
vasoconstricción arteriolar para derivar la
sangre a un área mejor ventilada.

84. Circulación pulmonar
• Relacionada con el sistema de intercambio
gaseoso
• Circulación bronquial:
• abastece de sangre arterial al pulmón para
las necesidades de sus células
• Ambos sistemas producen uniones
(anastomosis), lo que hace que la sangre de
la vena pulmonar, es decir la que se ha
oxigenado, no esté oxigenada al 100%.

85. Circulación pulmonar
La resistencia de los vasos pulmonares
disminuye cuando aumenta el CG:
El flujo sanguíneo depende de la presión y
de la resistencia:
f= P/r ; r = P/f
f = Gasto cardiaco (5 L/min)
P = P media Arterial – P venosa (15-8)= 7
r = 7/5= 1,4 mmHg/L/min
Para aumentar el flujo (ejercicio p.ej.)
aumenta la PA ligeramente y disminuye la
resistencia por vasodilatación.

86. Bibliografía: