Fisiologia Respiratoria

L I N D A S. C O S T A N Z OL I N D A S. C O S T A N Z O
fisiologíafisiología
CUARTA EDICIONCUARTA EDICION

Fisiología RespiratoriaFisiología Respiratoria
Diapositivas por Dra. Criseida RaveloDiapositivas por Dra. Criseida Ravelo

• La función del sistema respiratorio es el intercambio
de oxigeno y dióxido de carbono entre el entorno y
las células del organismo.
• Durante la fase inspiratoria del ciclo respiratorio el
aire fresco llega al interior de los pulmones donde el
oxígeno y el dióxido de carbono se intercambian
entre el aire inspirado y la sangre capilar pulmonar,
y a continuación el aire se espira.

Estructura del sistemaEstructura del sistema
respiratoriorespiratorio
VIAS AEREASVIAS AEREAS

• El sistema
respiratorio incluye
los pulmones y una
serie de vías aéreas
que los conectan con
el medio ambiente
externo.

• El

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Sistema Respiratorio

•
• El sistema respiratorio incluye los pulmones y una serie de
vías aéreas que los conectan con el medio externo.
• Las estructuras del sistema respiratorio se subdividen en una
zona de conducción (o vías aéreas de conducción), que
llevan el aire al interior y hacia el exterior de los pulmones,
y una zona respiración recubierta con alveolos, donde se
realiza el intercambio de los gases.

Anatomía Pulmonar
ZonasdeConduccion
generacion
Traquea
Bronquios
Bronquiolos
Bronquiolos
terminales
Bronquiolos
respiratorios
Ductos
alveolares
Sacos
alveolares
0
1
2
3
4
5
↓
16
17
18
19
20
21
22
23
Diametro NumeroLongitud Area cm2
1.8
1.2
0.83
0.56
0.45
.05
0.04
0.35
↓
0.06
12
4.8
1.9
0.8
1.3
0.10
0.05
1.07
↓
0.17
1
2
4
8
16
5*104
8*106
32
↓
6*104
2.33
2.13
2.0
2.48
103
104
3.11
↓
180
2.54
ZonasTtransicionalesy
Respiratorias

Zona de conducción
•Incluye:
1.La nariz.
2.La nasofaringe.
3.La laringe.
4.La tráquea.
5.Los bronquios.
6.Los bronquiolos terminales.

• Estas estructuras funcionan para llevar el aire al interior y hacia el
exterior de la zona respiratoria y que así se produzca el intercambio
de gases y para:
1. Filtrar, las partículas son capturadas por el moco mediante la
precipitación turbulenta y la precipitación gravitacional
(partículas entre 1 y 5 micras). Partículas menores de 0.5 micras de
diámetro se mantienen en suspensión en el aire alveolar, muchas de
ellas atrapadas por los macrófagos alveolares. El exceso de
partículas conlleva a tejido fibroso.
2. Humidificar.
3. Calentar.
Antes de que el aire alcance la región del intercambio gaseoso.

• La tráquea es la principal vía aérea de conducción.
• Se divide en dos bronquios que llegan a los pulmones, en cuyo
interior se separan en bronquiolos mas pequeños, que a su vez,
se vuelven a dividir.
• Hay 23 de estas divisiones, que dan lugar a vías aéreas cada vez
mas pequeñas.
• Las vías de conducción están recubiertas por epitelio respiratorio
con células ciliadas y células mucosas.

VIAS AEREASVIAS AEREAS• Las paredes de las vías aéreas de conducción están formadas por
musculo liso.
• Este músculo liso consta de inervación neurovegetativa simpática y
parasimpática con efectos opuestos sobre el diámetro de las vías
aéreas.
• Las neuronas adrenérgicas simpáticas activan los receptores β2
situados en el músculo liso bronquial, lo cual da lugar a la relajación
y la dilatación de las vías aéreas. Se activan además con adrenalina
circulante a partir de la médula suprarrenal y por agonistas β2-
adrenergicos.

VIAS AEREASVIAS AEREAS• Las neuronas colinérgicas parasimpáticas activan los receptores
muscarínicos, lo cual da lugar a la contracción y la constricción de
las vías aéreas.
• Los cambios en el diámetro de las vías aéreas de conducción dan
lugar a cambios en su resistencia, lo cual modifica el flujo aéreo.
• Los efectos mas notables son los de los agonistas β2-adrenergicos
(adrenalina, isoproterenol, alburetol) que se emplean para dilatar las
vias aéreas en el tratamiento del broncoespasmo por crisis asmática.

• Control del Diámetro Bronquiolar:
• Nervioso
– Simpático
• Receptores β2 bronco-dilatan.
– Parasimpático
• Acetilcolina bronco-constriñe.
• Humoral
– Histamina, acetilcolina » bronco-constriñen
– Agonistas β adrenérgicos » relajan.

Vocalización:
•Envuelve no solo al sistema respiratorio, sino tambien:
1.Centro del control del discurso en la corteza cerebral.
2.Centro respiratorio bulbar.
3.La articulación y estructuras de resonancia de la boca y la
cavidad nasal.

• Se compone de dos funciones mecánicas:
1. La fonación: Dada por las cuerdas vocales de la laringe.
2. La articulación: Dada por los tres principales órganos de la
articulación, a saber: Los labios, la lengua, y el paladar blando.
• Los resonadores incluyen: La boca, la nariz y los senos nasales
asociados, la faringe, y hasta la cavidad toráxica.

• La zona respiratoria incluye las estructuras que están
recubiertas por los alveolo y que, participan en el intercambio
gaseoso:
1.Los bronquiolos respiratorios.
2.Los conductos alveolares.
3.Los sacos alveolares.
•

• Los bronquiolos respiratorios son estructuras de transición:
- poseen cilios como las vías de conducción.
- músculo liso.
- alvéolos en sus paredes (intercambio gaseoso).

• Los conductos alveolares están recubiertos completamente
de alveolos, pero:
- NO contienen cilios.
- Tienen escaso musculo liso.
- Terminan en los sacos alveolares.

• Los alveolos son evaginaciones en forma de saco de las
paredes de los bronquiolos respiratorios, los conductos
alveolares y las sacos alveolares.
• Cada pulmón tiene unos 300,000,000 de alveolos.
• El diámetro de cada uno es de unos 200 µm.
• Las paredes alveolares son delgadas y tienen una gran area
de superficie para la difusión.

• Las paredes alveolares están bordeadas por fibras elásticas y
recubiertas por células epiteliales alveolares que se
denominan:
- neumocitos tipo I, son células achatadas, que
configuran las paredes alveolares.
- neumocitos tipo II, son los que sintetizan el
surfactante pulmonar necesario para reducir la tensión
líquida superficial de los alveolos, además , son
capaces de regenerar los neumocitos tipo I y II.

• Los alveolos contienen células fagocíticas denominadas
macrófagos alveolares que mantienen los alveolos limpios
de polvo y desechos, ya que estos NO disponen de cilios
para realizar esta función.
• Los macrofagos se rellenan de desechos y migran hacia los
bronquios donde el batido ciliar los transporta hacia las vias
aereas superiores y la faringe, don pueden ser deglutidos o
expectorados.

Tipos Celulares en el Alveolo
• Células Endoteliales Capilares.
• Células Epiteliales Alveolares;
• Células tipo 1.
• Células tipo II.
• Fibroblastos.
• Macrófagos.
• Células Cebadas.

Mecánica de la respiraciónMecánica de la respiración
MUSCULOS UTILIZADOS EN LA RESPIRACIONMUSCULOS UTILIZADOS EN LA RESPIRACION
Músculos de la inspiración
•El diafragma es el musculo mas importante para la inspiración.
•Cuando el diafragma se contrae, el contenido abdominal es empujado hacia abajo
y las costillas se horizontalizan hacia arriba y hacia fuera.
•Estos cambios producen aumento del volumen intratoráxico, que disminuye la
presion intratoráxica e inicia el flujo de aire hacia el interior de los pulmones.
•Durante el ejercicio, los músculos intercostales externos y los músculos
accesorios también se utilizan para una inspiración mas vigorosa.

Músculos de la espiración
•Es un proceso pasivo.
•El aire es extraído de los pulmones por el gradiente de presion inversa entre los
pulmones y la atmosfera hasta que el sistema alcanza de nuevo su punto de equilibrio.
•Durante el ejercicio o en enfermedades en las que aumentan la resistencia de las vías
aéreas como el asma bronquial, los músculos espiratorios pueden ayudar al proceso
espiratorio.
•Los músculos espiratorios incluyen los abdominales y los intercostales internos.

• El
Contracción y expansión de la caja toráxica durante la expiración y la
inspiración, demostrando la contracción diafragmática, funciones de los
músculos intercostales, y la elevación y depresión de la parrilla costal.

Patm
P alveolar P alveolar
Reposo
La inhalación se debe a la expansión de
la cavidad toráxica (Ley de Boyle).
La Mecánica de la Inhalación

• El

La Mecánica de la Respiración
• Músculos de la
Respiración
• Inspiración
• Reposo
– Diafragma
• Activo
– Diafragma
Diafragma

• Músculos de la
Respiración
• Inspiración
• Activa
– Diafragma
– Intercostales externos
Medula
espinal
Intercostales externos
costillas

• Expiración
• Reposo
• Proceso pasiva.
• Propiedades elásticas
del pulmón.

ADAPTABILIDAD O COMPLIANZAADAPTABILIDAD O COMPLIANZA
• El concepto de adaptabilidad tiene el mismo significado en el sistema
respiratorio que en sistema cardiovascular: describe distensibilidad del
sistema.
• La adaptabilidad de los pulmones y de la pared toráxica es de interés
primordial.
• La adaptabilidad es una medida de como cambia el volumen como
resultado de un cambio de la presion.
• La adaptabilidad de los pulmones y de la pared toráxica guarda una
relación inversa con sus propiedades elásticas e elastancia.

Cuando el Volumen es la CRF el sistema combinado del
pulmón y la pared torácica están en equilibrio.
La presión atmosférica es 0.
En CRF los pulmones quieren colapsarse y la pared torácica
expandirse.
Luego de Espiración forzada al realizar espirometria hay
menos Volumen en pulmones y la fuerza de colapsar es mas
pequeña y la fuerza de expansión de pared torácica es mayor.
Cuando hay mayor Volumen y la fuerza de colapso es mayor ,
donde la fuerza de expansión es menor.

• ENFISEMA:
• Hay perdida de fibras elásticas en pulmones y como resultado aumenta la
adaptabilidad de los pulmones .
• En enfisema la CRF la tendencia de la pared torácica a expandirse.
• Manejo volúmenes pulmonares mas alto.
• FIBROSIS ó Enfermedad Restrictiva: Se asocia con rigidez de tejidos
pulmonares y reducción de ADADPTABILIDAD y presenta un CRF baja.

• El FLUJO AEREO: Es directamente proporcional a la
diferencia de presión, boca, nariz. Alveolos.
• Es inversamente proporcional la resistencia de las vías
aéreas. L diferencia de presión es la fuerza impulsora en el
ciclo respiratorio.
• La Ley de Poiseuille determina que el flujo es inversamente
proporcional a la resistencia.

RespiraciónRespiración
• Los bronquios de tamaño medio son los lugares donde
existen mayor resistencia en la vía aérea.

• En la fase del ciclo respiratorio del ciclo normal:
– Reposo: No se mueve el aire ni hacia dentro, ni hacia afuera del
pulmón, la presión alveolar es igual al a presión atmosférica, por
tanto la presión alveolar es 0 en reposo y la presión intrapleural es
negativa.
– Inspiración : El volumen pulmonar aumenta y la presión pulmonar
disminuye ( la ley de boyle afirma la presión pulmonar por el
volumen es igual a constante), Durante la inspiración la presión
alveolar disminuye por debajo de un -1 cm H2O, al final de la
inspiración de alveolar vuelve a hacer igual a la presión
atmosférica y la presión intrapleural se vuelve mas negativa que en
reposo.

– Espiración: Es un proceso pasivo la presión alveolar se vuelve
positiva, mas alta que la presión atmosférica porque las fuerzas
elásticas de los pulmones comprimen mayor volumen de los
alveolos, y esto es VC.
– Espiración forzada: Aumenta la contracción de los músculos
respiratorios y aumenta la presión intrapleural hasta un valor
positivo mas 20 cm de agua, no se colapsan mientras la presión
transmural sea positiva, En una persona EPOC la inspiración
forzada puede hacer que las vías aéreas se colapsen por perdida de
las fibras elásticas, estas personas aprenden a espirar lentamente,
esto aumenta la presión de las vías aéreas y evite la inversión del
gradiente de la presión transmural y de esa manera evita el
colapso.

Intercambio de gasesIntercambio de gases
• El intercambio de gases se refiere a la difusión de O2 y de
CO2 en los pulmones y en los tejidos periféricos, el O2
transfiere el gas alveolar a la sangre capilar , tejidos, sangre
capilar sistémica, interior de las células.
• CO2 se libera desde los tejidos sangre venosa, sangre
capilar pulmonar que transfiere el gas alveolar al respirar
espiración.

Ley de HenryLey de Henry
• Ley de Henry:
– Los gases disueltos en solución (sangre) en camino hacia los
pulmones y calcula la concentración de un gas en la fase liquida,
en la presión parcial en la fase de gas y se convierte en la presión
parcial en la fase liquida, se convierte en la concentración en el
liquido.
– La presión parcial de un gas en fase liquida es igual a la presión de
fase gas, si el nivel de los alveolos tiene una P O2 de 100mmhg, la
sangre capilar tendrá el mismo valor.

Ley de FickLey de Fick
• El la difusión del gas a través de la membrana celular.
• La fuerza de impulso de un gas es la diferencia de presión
parcial del gas a través de la membrana, P O2 aire alveolar
es 100 mmhg y la misma presión de O2 en la sangre venosa
40 mmhg.
• ¿Cuál es la diferencia de presión parcial?
• El coeficiente de difusión del CO2 es 20 veces mas elevado que el
coeficiente de difusión del O2.

• El oxigeno se difunde al gas alveolar, al interior de la sangre, capilar
pulmonar, el CO2 desde la sangre capilar pulmonar al interior del
alveolar. La sangre que sale del capilar pulmonar al corazón izquierdo
y se convierte en sangre arterial sistémica.
Ley de FickLey de Fick

Intercambio de gases Perfusión -Intercambio de gases Perfusión -
DifusiónDifusión
• El intercambio de CO a través de la barrera capilar -alveolar –
pulmonar y mediante de O2, durante ejercicios extremos y en
patología enfisema y fibrosis.

DifusiónDifusión
• Perfusión: los pulmones en una persona sana en reposo, la
transferencia de oxigeno alveolar-sangre capilar pulmonar limitada
por la perfusión.
• El intercambio de O2 limitado por la perfusión es el flujo de sangre
pulmonar el cual determina la transferencia neta de O2. Ejemplo:
ejercicio, incrementa la cantidad total de O2.
• Difusión: el transporte de O2 limitada por difusión, ejemplo: fibrosis,
la pared alveolar se engrosa no se alcanzara el equilibrio entre el aire
alveolar y la sangre capilar pulmonar, la cual se vera reflejado en la
disminución de la PAO2 en la sangre sistémica.

DifusiónDifusión
• Transporte de O2 con altitud elevada, altera el proceso de equilibrio
del O2. La presión barométrica es menor y con la misma fracción de
oxigeno inspirado, la presión parcial de O2 en el gas alveolar también
estará reducido a 50mmhg en comparación de lo normal 100mmhg.
La PO2 venosa es 25mmhg (normal 40mmhg) por tanto el gradiente
de la presión parcial del O2 esta reducido en comparación del nivel
del mar y la difusión estará reducida. En una persona con fibrosis es
mas lento alcanzar el equilibrio y puede llegar a tener una presión de
30mmhg y afecta la liberación de tejido.

DifusiónDifusión
• Transporte de O2 en la sangre:
– O2 disuelto, esta libre el solución y es el 2% del contenido total de la sangre y
da lugar a la presión parcial e impulsa a la difusión de O2. La ley de Henry que
la concentración de el O2 es igual a la concentración parcial del O2, la constante
es solubilidad del O2 en la sangre, 0,003ML de O2 / 100 ML de sangre/mmhg,
normal 100mmhg (100mmhg * 0.003ml de sangre/mmhg).
– A esta concentración, el O2 disuelto para la demanda de los tejidos, para
satisfacer las demanda se necesitan 250ml O2/MIN.
• El 98% del contenido de O2 de la sangre esta unido a la hemoglobina. La
hemoglobina es una proteína globular contiene hemo (hierro) y una cadena
polipectida que se denomina α2 (alfa) y β2 (beta), cada unidad se une a una
molécula de oxigeno, entonces cuando la hemoglobina esta oxigenada se llama
oxihemoglobina y cuando esta oxigenada se llama des oxihemoglobina.

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