Fisiología respiratoria

1. MC. Margarita Pereda Aguilar

2. EL APARATO RESPIRATORIO
• Vías respiratorias
– Fosas nasales
– Faringe
– Laringe
– Tráquea
– Bronquios
– Bronquiolos
• Pulmones

3. LAS VÍAS RESPIRATORIAS: FOSAS NASALES
• Dos cavidades óseas situadas sobre la
cavidad bucal. Rodeadas por el paladar, los
nasales, el frontal y el etmoides.
• Separadas por el tabique nasal, formado por
el etmoides, el vómer y el cartílago nasal
• En las paredes laterales están los cornetes
• Comunicadas con el exterior por los
orificios nasales con la faringe por las
coanas
• Epitelio ciliado con células productoras de
moco
• La mucosa que recubre los cornetes se
llama pituitaria roja
• En la parte superior está la pituitaria
amarilla. Contiene las terminaciones de los
nervios olfatorios

4. FARINGE
Tubo musculoso común a los
aparatos digestivo y respiratorio.
Comunica con:
La boca a través del istmo de
las fauces
El esófago
Las fosas nasales a través de las
coanas
La laringe a través de la glotis
El oído medio a través de las
trompas de Eustaquio.

5. LARINGE
• Tubo musculo-cartilaginoso que
comunica la faringe con la tráquea.
• Está delante de la faringe.
• Formado por el hueso hioides y nueve
cartílagos; los principales son el
tiroides, el cricoides y la epiglotis.
• El cartílago tiroides forma una
prominencia en el cuello, más
prominente en el hombre, llamada
nuez de Adán.

6. Laringe
• Durante la deglución cierra la entrada a
la laringe para impedir que los
alimentos entren en las vías
respiratorias
• Se encuentran dos pares de repliegues,
las cuerdas vocales.
• Delimitan un espacio triangular
llamado glotis
• Hay dos pares de cuerdas vocales, las
falsas o superiores y las verdaderas o
inferiores.
• Las inferiores pueden vibrar al pasar el
aire y producir sonidos, que con la boca
y la lengua son transformados en
palabras.
• La tensión de las cuerdas modifica el
tono del sonido. El tamaño de la laringe
determina el timbre

7. TRÁQUEA, BRONQUIOS Y BRONQUIOLOS
• La tráquea es un tubo de 13
cm de longitud y 2 de
diámetro.
• Está delante del esófago.
• Formado por anillos
cartilaginosos incompletos
• Se divide en dos bronquios,
que penetran en los
pulmones, y siguen
dividiéndose formando el
árbol bronquial.
• Los más finos se llaman
bronquiolos y terminan en
los alvéolos.

8. TRÁQUEA, BRONQUIOS Y BRONQUIOLOS
• Todo el tracto respiratorio está
tapizado por un epitelio cilíndrico
pseudoestratificado ciliado.
• Entre las células ciliadas hay
células caliciformes secretoras de
moco
• Los movimientos ciliares van
recogiendo las bacterias y las otras
partículas capturadas por la
mucosa y las trasladan hacia la
garganta, desde donde serán
expulsadas.

9. PULMONES
• Dos órganos de
forma cónica,
alojados en la caja
torácica
• El derecho es más
grande y tiene tres
lóbulos deparados
por cisuras.
• El izquierdo tiene
dos lóbulos.

10. PULMONES
• Los bronquios, las arterias y
las venas pulmonares entran
en cada pulmón a través del
hilio, y continúan
dividiéndose.
• Los bronquiolos terminan
en pequeñas vesículas
llamadas alvéolos.
• Los alvéolos están rodeados
por una red de capilares
sanguíneos.
• Los gases difunden entre
ellos.

11. PLEURAS
• Los pulmones están
recubiertos por una
membrana doble: pleura
parietal y pleura visceral.
• Entre ambas hay un
líquido lubricante, el
líquido pleural.

12. FISIOLOGIA DEL SISTEMA RESPIRATORIO
Zona de conducción:
Función de calentar, limpiar,
humedecer
Zona respiratoria:
Función de
intercambio de gases
Epitelio ciliado de la tráquea
Cilios
Células
Secretoras
de moco

13. VÍAS RESPIRATORIAS
Zona
de
conducción
Z.Resp

14. ALVEOLOS
Saco
alveolar
Bronquiolo
respiratorio
Capilares
Célula tipo II
Célula tipo I
Capilares Fibras elásticas
Macrófago

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

16. EL PROCESO RESPIRATORIO
• Ventilación pulmonar: inspiración y
espiración.
• Intercambio gaseoso entre el aire y la sangre.
• Transporte de los gases por la sangre.
• Intercambio gaseoso entre la sangre y los
tejidos.

17. FUNCIONES DEL APARATO RESPIRATORIO
o Distribución del aire
o Intercambio de gases (O2 y CO2)
o Filtrar, calentar y humidificar el aire que respiramos
o Regulación del pH (reteniendo o eliminando CO2)
o Regulación de la temperatura (por pérdida de agua)
o Conversión/producción de hormonas en el pulmón
o Producción del sonido (lenguaje oral)

18. 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

19. ETAPAS DE LA RESPIRACIÓN
1. Intercambio de aire entre la atmósfera y los alvéolos
pulmonares: VENTILACIÓN
2. Intercambio de O2 y CO2 entre el aire del alveolo y la
sangre
3. Transporte de gases en la sangre (circulación pulmonar y
sistémica)
4. Intercambio de O2 y CO2 entre la sangre y las células

20. ETAPAS DE LA RESPIRACIÓN
Respiración celular
Intercambio de O2 y CO2
entre la sangre y los tejidos
4
Transporte de O2 y CO2
entre los pulmones y los
tejidos
3
Intercambio de O2 y CO2
entre el aire del 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

21. VENTILACIÓN PULMONAR

22. CONCEPTOS FÍSICOS
• Elasticidad es la capacidad de un tejido para expandirse y retornar
a su situación original sin deformarse o romperse.
• El aire es una mezcla de gases, cuya presión total es la suma de las
presiones parciales de cada uno de ellos (Ley de Dalton)
• El aire se mueve a favor de gradiente de presiones (se aplica
también a presiones parciales de cada gas)
• La presión ejercida por un gas es inversamente proporcional al
volumen que ocupa (Ley de Boyle)
P1.V1 = P2.V2

23. Ley de Boyle

24. 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

25. EXISTEN DOS MOVIMIENTOS RESPIRATORIOS:
INSPIRACIÓN Y ESPIRACIÓN

26. LOS MÚSCULOS RESPIRATORIOS MODIFICAN EL
VOLUMEN DE LA CAJA TORÁCICA
• Músculos inspiratorios
– Diafragma
– Intercostales externos,
escalenos,
esternocleidomastoideo
• Músculos espiratorios
– Intercostales internos
– Pared abdominal

27. Músculos
respiratorios

28. Diafragma contraído
el volumen torácico aumenta
Inspiración: Entra aire
Diafragma relajado
el volumen torácico
disminuye
Espiración: Sale aire
La inspiración siempre es un
movimiento activo
La espiración en general es un
movimiento pasivo

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

30. Agua
Aire Insp. Esp. Insp. Esp.
ESPIROMETRÍA

31. VOLÚMENES Y CAPACIDADES PULMONARES
5800
2800
2300
Volume
n (ml)
1200
Volumen
corriente
(500 ml)
Final
inspiración
normal
Final
espiraci
ón
normal
Volumen
residual (1200
ml)
Volumen
de reserva
espiratoria
(1100 ml)
Volumen de
reserva
inspiratoria
(3000 ml)
Capacidad
pulmonar total
Capacidad
residual
funcional
Capacidad vital
4600 ml
Capacidad
inspiratoria
Tiempo

32. PARÁMETROS RESPIRATORIOS
• Capacidad pulmonar total: en una inspiración forzada. 6 l en
hombres, 4,5 en mujeres.
• Capacidad vital: en condiciones de máximo esfuerzo. 4,5 l en
hombres, 3,2 l en mujeres.
• Volumen residual: Aire que queda en los alveolos tras la
espiración. Alrededor de 1 l.
• Volumen de ventilación o capacidad respiratoria: Inspiración
normal. Unos 500 ml, de los que llegan a los alvéolos 350 ml.
• Frecuencia ventilatoria: 12 – 18 por minuto.

33. DEFINICIONES
• Volumen corriente (VC)
Volumen de aire que intercambiamos en una
respiración (~0.5 litros en reposo)
• Frecuencia respiratoria (FR)
Número de respiraciones por minuto (~12 en
reposo)
• Ventilación pulmonar (Volumen minuto)
VC x FR
0.5 l/resp x 12 resp/minuto= 6 litros/minuto

34. Cuchillo
Pulmón
colapsado
Pleuras
Visceral y
parietal
Aire
Neumotórax
Diafragma
Costillas
Pleuras
visceral y
parietal
Espacio
intrapleural
Pulmón normal
La integridad de la pleura es esencial para mantener
expandidos los pulmones y para la mecánica
ventilatoria

35. DISTENSIBILIDAD PULMONAR
(“COMPLIANCE”)
• Depende de:
– Elasticidad pulmonar
– Tensión superficial en los alvéolos (papel del
surfactante pulmonar)

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

37. RESISTENCIAS PULMONARES
• Resistencias elásticas (estáticas):
dependen de la distensibilidad pulmonar (elasticidad y
tensión superficial) y son las más importantes en
condiciones normales.
• Resistencias aéreas (dinámicas):
dependen del diámetro de las vías aéreas y del flujo de
aire. Pueden ser importantes en patología por
estrechamiento de las vías (asma, bronquitis
crónica,…)

38. ESPACIO MUERTO
Parte del
aparato
respiratorio que
no intercambia
gases con la
sangre

39. CAMBIOS EN LA VENTILACIÓN CON EL
EJERCICIO
• El aumento de la ventilación minuto durante un
ejercicio moderado se produce a costa de un
aumento del volumen, sin apenas cambios en la
frecuencia respiratoria
• Cuando se realiza de forma mantenida un
ejercicio intenso se produce un aumento brusco de
la frecuencia respiratoria por aumento del
metabolismo anaerobio.

40. INTERCAMBIO DE GASES
• Tiene lugar por difusión de
los gases.
• Se produce por las
diferencias de presión parcial
entre el alvéolo y la sangre,
para cada uno de los gases.
• La presión parcial es
proporcional a su
concentración en una mezcla
de gases.

41. INTERCAMBIO DE GASES:
AIRE INSPIRADO Y ESPIRADO

42. INTERCAMBIO DE GASES:
PRESIÓN PARCIAL
Región Aire Alveolo Arteria Intersticio Célula Vena
O2 160 100 95 40 35 40
CO2 0,3 40 40 45 46 45
Presión parcial de gases, a nivel del mar, en distintas regiones o partes del
organismo [mm Hg]

44. TRANSPORTE DE OXÍGENO POR LA SANGRE
• El 97 % es trasportado por
la Hemoglobina,
formándose
Oxihemoglobina
• La hemoglobina contiene
cuatro átomos de hierro en
forma de ión ferroso, y
cada uno de ellos se une de
forma reversible a una
molécula de oxígeno.
• El 3 % restante se
transporta disuelto en el
plasma sanguíneo

45. TRANSPORTE DE OXÍGENO POR LA
SANGRE
• La hemoglobina es unas 200 veces más afín
por el monóxido de carbono que por el
oxígeno.
• En presencia de CO, se forma
carboxihemoglobina, de color rojo cereza, que
no puede transportar oxígeno.
• Se produce la muerte por hipoxia, pero no se
presenta cianosis

46. TRANSPORTE DE DIÓXIDO DE CARBONO POR LA
SANGRE
• El 65 % se transporta como ión bicarbonato,
(HCO3)- , disuelto en el plasma
• El 25 % se transporta unido a la hemoglobina,
en forma de carbaminohemoglobina
• El 10 % se transporta disuelto directamente en
el plasma

47. REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN
• Su objetivo es mantener los niveles de O2 y CO2 en
sangre dentro de unos márgenes estrechos que
permitan la funcionalidad celular.
• Además, la respiración debe integrarse con el sistema
digestivo, la emisión de sonidos, la tos, etc.
• El sistema está formado por unos centros
respiratorios, que está distribuidos en varios grupos
de neuronas integrados en el tronco del encéfalo o
bulbo raquídeo.

48. CONTROL NERVIOSO DE LA RESPIRACIÓN
• en pulmones, vías respiratorias, articulaciones y
músculos, que recogen información y la transmiten a
los centros respiratorios.
• Cuando aumenta la concentración de CO2 o los iones
hidrógeno en sangre, se estimulan los
quimiorreceptores en los cuerpos carotideo y aórtico,
y la velocidad deEl patrón cíclico de respiración se
modifica por diversos estímulos:
– Cambios en el pH o en la concentración de CO2 y de O2
– Ejercicio, emociones, cambios de presión arterial y
temperatura
– El control nervioso se basa en la presencia de unos
mecanorreceptores la respiración aumenta para eliminar
el exceso de CO2

49. REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN

50. Periféricos
aorta
Carótidas
Detectan cambios en PO2
Detectan cambios en PCO2 de
forma directa
QUIMIORRECEPTORES

51. REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN

52. HIPERVENTILACIÓN
• Puede producirse por respirar demasiado, respirar
superficialmente, tomar grandes bocanadas de aire, etc.
• Los niveles de O2 se incrementan y los de CO2 disminuyen.
• La falta de CO2 en la sangre es detectada por el cerebro, que de
inmediato intentará poner remedio a esta situación. Nuestro
cuerpo reacciona dificultándonos la respiración
• Los descensos del nivel de CO2 en sangre, producen un
aumento del pH de nuestra sangre. Esto produce mareos,
palpitaciones, temblores, etc.
• Para equilibrar los niveles de gases se puede respirar unos
minutos tapando la nariz y la boca con una bolsa de papel.