Mecanica de la Respiración

MECANICA DE LAMECANICA DE LA
RESPIRACIONRESPIRACION
DR. MARIO LEEDR. MARIO LEE

MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACION
TEMATICATEMATICA
 Cambios VolumétricosCambios Volumétricos
 Propiedades de los gasesPropiedades de los gases
 Concepto de PresiónConcepto de Presión
 Concepto de VolumenConcepto de Volumen
 Relación presión / volumenRelación presión / volumen
 DistensibilidadDistensibilidad
 RetractibilidadRetractibilidad
 Sustancia TensoactivaSustancia Tensoactiva

RECUERDO ANATÓMICORECUERDO ANATÓMICO

CIRCULACIÓN PULMONARCIRCULACIÓN PULMONAR
 Circulación pulmonar: relacionada con elCirculación pulmonar: relacionada con el
sistema de intercambio gaseososistema de intercambio gaseoso
 Circulación bronquial: abastece de sangreCirculación bronquial: abastece de sangre
arterial al pulmón para las necesidades dearterial al pulmón para las necesidades de
sus célulassus células
 Ambos sistemas producen unionesAmbos sistemas producen uniones
(anastomosis), lo que hace que la sangre(anastomosis), lo que hace que la sangre
de la vena pulmonar, es decir la que se hade la vena pulmonar, es decir la que se ha
oxigenado, no esté oxigenada al 100%.oxigenado, no esté oxigenada al 100%.

La respiración consiste en el intercambio deLa respiración consiste en el intercambio de
gases (O2, CO2) entre las células y lagases (O2, CO2) entre las células y la
atmósfera. Puede dividirse enatmósfera. Puede dividirse en
 Externa :Intercambio de gases (O2/CO2)Externa :Intercambio de gases (O2/CO2)
a nivel pulmonara nivel pulmonar
 Interna :Interna :
– Transporte de gases en la sangreTransporte de gases en la sangre
– Intercambio tisularIntercambio tisular
– Respiración celularRespiración celular

Otras funcionesOtras funciones
 Regulación ácido/baseRegulación ácido/base
 Regulación de la temperatura corporalRegulación de la temperatura corporal
 Excreción de compuestos (por ejemplo,Excreción de compuestos (por ejemplo,
cuerpos cetónicos)cuerpos cetónicos)
 Actividad hormonal: angiotensina.Actividad hormonal: angiotensina.

Propiedades de GasesPropiedades de Gases
 El gas es una sustancia cuyasEl gas es una sustancia cuyas
moléculas están en constante movimientomoléculas están en constante movimiento
las cuales ejercen presión y genran calorlas cuales ejercen presión y genran calor
o temperatura.o temperatura.
 Las moléculas de un gas ocupan un lugarLas moléculas de un gas ocupan un lugar
y tienen temperatura.y tienen temperatura.
 La masa de un gas representa el tamaño,La masa de un gas representa el tamaño,
el número de moléculas y cuando actuanel número de moléculas y cuando actuan
contra la gravedad tienen peso.contra la gravedad tienen peso.

 PRESION: Está determinada por laPRESION: Está determinada por la
frecuencia de movimientos de lasfrecuencia de movimientos de las
moléculas contra una superficie.moléculas contra una superficie.
 La presión de un gas se expresa enLa presión de un gas se expresa en
mmHg o en Torr (1 mmHg= 1 Torr)mmHg o en Torr (1 mmHg= 1 Torr)
 La presión del aire a nivel del mar es deLa presión del aire a nivel del mar es de
760 mmHg.760 mmHg.
 La presión de un gas disuelto en líquidoLa presión de un gas disuelto en líquido
se llama tensión del gas.se llama tensión del gas.

 La presión del vapor de agua correspondeLa presión del vapor de agua corresponde
al agua en fase gaseosa. El vapor deal agua en fase gaseosa. El vapor de
agua ejerce presión.agua ejerce presión.
 La presión del vapor de agua depende deLa presión del vapor de agua depende de
la temperatura.la temperatura.
 El aire inspirado después de su paso porEl aire inspirado después de su paso por
las vías respiratorias superiores selas vías respiratorias superiores se
encuentra saturado con vapor de agua.encuentra saturado con vapor de agua.

Presión de vapor de aguaPresión de vapor de agua
 Temperatura ° CTemperatura ° C
20 °20 °
2525
3030
3535
3636
3737
3838
3939
4040
 Presión vapor H2OPresión vapor H2O
17.54 mmHg17.54 mmHg
23.7623.76
31.8231.82
44.5644.56
46.1846.18
47.0747.07
49.6949.69
52.4452.44
55.3255.32

 La presión del gas seco inspirado en unaLa presión del gas seco inspirado en una
persona a 37° C de temperatura corporal será:persona a 37° C de temperatura corporal será:
 NIVEL DEL MAR: P.B.= 760 mmHgNIVEL DEL MAR: P.B.= 760 mmHg
Presión gas seco inspirado:Presión gas seco inspirado:
760 – 47 = 713 mmHg760 – 47 = 713 mmHg
 Bogotá. P.B. = 560 mmHgBogotá. P.B. = 560 mmHg
Presión de gas seco inspirado:Presión de gas seco inspirado:
560 – 47 = 513 mmHg560 – 47 = 513 mmHg

 El Volumen es el espacio ocupado por unEl Volumen es el espacio ocupado por un
gas.gas.
 El gas es compresible y su volumenEl gas es compresible y su volumen
estará determinado por el espacioestará determinado por el espacio
ocupado.ocupado.
 Si un gas se comprime, su presión ySi un gas se comprime, su presión y
volumen se modificarán de acuerdo a lasvolumen se modificarán de acuerdo a las
leyes de los gases.leyes de los gases.

Composición del AireComposición del Aire
GASGAS % aire seco% aire seco PP airePP aire
seco n.marseco n.mar
PP airePP aire
seco P=47seco P=47
NitrógenoNitrógeno 78.08478.084 593.44593.44 556.74556.74
OxígenoOxígeno 20.94820.948 159.20159.20 149.36149.36
CO2CO2 0.0310.031 0.240.24 0.220.22
ArgónArgón 0.9340.934 7.107.10 6.666.66
OtrosOtros
gasesgases
0.0030.003 0.020.02 0.020.02
PH2OPH2O 00 00 4747
PBPB 760760
PP gasPP gas 760760 713713

La altitud y la PBLa altitud y la PB
LUGARLUGAR PBPB
mmHgmmHg
PPO2PPO2
mmHgmmHg
AlturaAltura
metros (m)metros (m)
EverestEverest 253253 5252 8,0008,000
AndesAndes 380380 8080 5,0005,000
BogotáBogotá 560560 117.6117.6 2.8002.800
LimaLima 760760 160160 Nivel marNivel mar

Mecánica ventilatoriaMecánica ventilatoria
 RespiraciónRespiración
 TosTos
 SuspirosSuspiros
 BostezosBostezos

La maquinaria motora de los pulmones depende de:
La caja torácica ósea
La pleura
Los músculos respiratorios
La caja torácica ósea:
vértebras
costillas
esternón
La membrana pleural
pleura parietal
pleura visceral
cavidad pleural
Inspiratorios: diaframa, I.C. externos, ECM
Espiratorios: rectos abdo. Intercostales Int

Músculos respiratoriosMúsculos respiratorios
INSPIRATORIOSINSPIRATORIOS
1.1. DiafragmaDiafragma
2.2. IntercostalesIntercostales
externosexternos
3.3. EsternocleidoEsternocleido
mastoideomastoideo
4.4. EscalenosEscalenos
5.5. PectoralesPectorales
ESPIRATORIOSESPIRATORIOS
1.1. IntercostalesIntercostales
internosinternos
2.2. AbdominalesAbdominales
3.3. Recto anteriorRecto anterior
4.4. OblicuosOblicuos

PresionesPresiones
 Presión atmosférica = 0 cm H2OPresión atmosférica = 0 cm H2O
 Presión pleural (Ppl) = -3 a -5 cm H2OPresión pleural (Ppl) = -3 a -5 cm H2O
 Presión alveolar (Pal) = Presión pleural +Presión alveolar (Pal) = Presión pleural +
presión de retroceso elástico alveolarpresión de retroceso elástico alveolar
 Presión transmural = Gradiente de presiónPresión transmural = Gradiente de presión
trnasmural alveolar = Pal - Ppltrnasmural alveolar = Pal - Ppl

InspiraciónInspiración
 Orden de control centralOrden de control central
 Vías eferentes: información a los músculos inspiratoriosVías eferentes: información a los músculos inspiratorios
 Actividad de diafragma e intercostalesActividad de diafragma e intercostales
 Presión pleural más negativaPresión pleural más negativa
 Aumenta presión trnasmural alveolarAumenta presión trnasmural alveolar
 Los alvéolos se expandenLos alvéolos se expanden
 Disminuye la presión alveolarDisminuye la presión alveolar
 Gradiente de presión, genera flujo de entrada de aireGradiente de presión, genera flujo de entrada de aire
 Aumenta el retroceso elástico pulmonarAumenta el retroceso elástico pulmonar

EspiraciónEspiración
 Cesa el comando inspiratorioCesa el comando inspiratorio
 Músculos respiratorios se relajanMúsculos respiratorios se relajan
 Disminuye el volumen torácicoDisminuye el volumen torácico
 Presión pleural se hace menos negativaPresión pleural se hace menos negativa
 Disminuye el gradiente de presión transmuralDisminuye el gradiente de presión transmural
alveolaralveolar
 Disminuye el volumen alveolar y presiónDisminuye el volumen alveolar y presión
alveolaralveolar
 Flujo de salida de aire hasta que se igualan lasFlujo de salida de aire hasta que se igualan las
presionespresiones

DistensibilidadDistensibilidad
 Determina la facilidad con la que el pulmónDetermina la facilidad con la que el pulmón
puede distenderse o estrecharsepuede distenderse o estrecharse
 La distensibilidad (compliance)es el inverso deLa distensibilidad (compliance)es el inverso de
la elasticidadla elasticidad
 DISTENSIBILIDAD = 200-240 ml/cmH2ODISTENSIBILIDAD = 200-240 ml/cmH2O
 + Volumen / + Presión+ Volumen / + Presión
 500 ml / -3, -5 cm H2O500 ml / -3, -5 cm H2O

DistensibilidadDistensibilidad
 AUMENTAAUMENTA
1.1. EnfisemaEnfisema
 DISMINUYEDISMINUYE
1.1. FibrosisFibrosis
2.2. Edema pulmonarEdema pulmonar
3.3. AtelectasiaAtelectasia
4.4. ObesidadObesidad
5.5. Deformidad de laDeformidad de la
caja torácicacaja torácica

Retroceso elásticoRetroceso elástico
 Depende del tejido pulmonar en su contenidoDepende del tejido pulmonar en su contenido
de elastina y colágenode elastina y colágeno
 El retroceso elástico alveolar:El retroceso elástico alveolar:
* Tiende a colapsar alvéolos* Tiende a colapsar alvéolos
* Aumenta a volúmenes pulmonares altos* Aumenta a volúmenes pulmonares altos
 Retroceso elástico de la caja torácicaRetroceso elástico de la caja torácica
* Tiende a expandir sus diámetros* Tiende a expandir sus diámetros
* Aumenta a volúmenes pulmonares bajos* Aumenta a volúmenes pulmonares bajos

Diferencias regionalesDiferencias regionales
 Las regiones inferiores ventilan más que lasLas regiones inferiores ventilan más que las
zonas superioreszonas superiores
 La presión es menos negativa en la base queLa presión es menos negativa en la base que
en el ápice, debido al peso del pulmónen el ápice, debido al peso del pulmón
 El pulmón es más fácil distender a volúmenesEl pulmón es más fácil distender a volúmenes
pequeños por la posición en la curva presión /pequeños por la posición en la curva presión /
volumen, pues pequeños cambios de presiónvolumen, pues pequeños cambios de presión
producen grandes cambios de volumen.producen grandes cambios de volumen.

Surfactante pulmonarSurfactante pulmonar
COMPONENTES:COMPONENTES:
90% son Lípidos90% son Lípidos
10% son Proteínas10% son Proteínas
Lípidos: Fosfatidilcolina 60%Lípidos: Fosfatidilcolina 60%
FosfatidilglicerolFosfatidilglicerol
FosfatidilinositolFosfatidilinositol
OtrosOtros
Proteínas: SP-A es InmunomoduladoraProteínas: SP-A es Inmunomoduladora
SP-BSP-B
SP-CSP-C
SP-D es InmunomoduladoraSP-D es Inmunomoduladora
SP-B Y C Participan en estructura, en la actividad de disminuir laSP-B Y C Participan en estructura, en la actividad de disminuir la
tensión superficial y estimulan la absorción de fosfolípidostensión superficial y estimulan la absorción de fosfolípidos

MECANICA RESPIRATORIAMECANICA RESPIRATORIA
 NEUMOCITO IINEUMOCITO II
 Cuerpos lamelares (Almacen)Cuerpos lamelares (Almacen)
 Exocitosis del alvéolo (Transporte)Exocitosis del alvéolo (Transporte)
 Mielina tubular (Monocapa)Mielina tubular (Monocapa)
 Disminución tensión superficialDisminución tensión superficial
 Reemplaza el agua en la superficie por aireReemplaza el agua en la superficie por aire
( interfaz aire- líquido)( interfaz aire- líquido)

• 1929 Von Neergard :Rol de Tensión superficial1929 Von Neergard :Rol de Tensión superficial..
• 1956 Clements . Aisla Surfactante1956 Clements . Aisla Surfactante
• 1965 Silverman, Adamson : Ventilación mecánica en EMH1965 Silverman, Adamson : Ventilación mecánica en EMH
• 1969 Liggins : corticoides inducen maduración pulmonar1969 Liggins : corticoides inducen maduración pulmonar
en ovejasen ovejas
• 1971 Gluck : Introduce relación L/S1971 Gluck : Introduce relación L/S
• 1972 King y Clements : Rol de las proteínas1972 King y Clements : Rol de las proteínas
• 1980 Fujiwara : Surfactante bovino modificado1980 Fujiwara : Surfactante bovino modificado
intratraqueal en 10 RN con EMHintratraqueal en 10 RN con EMH
• 1990 FDA : Aprueba uso de Exosurf1990 FDA : Aprueba uso de Exosurf
• 1991 FDA : Aprueba uso de Survanta1991 FDA : Aprueba uso de Survanta
SURFACTANTE - HISTORIA

 Disminuye el trabajo durante la inspiración:Disminuye el trabajo durante la inspiración:
* Disminuye la tensión superficial de los* Disminuye la tensión superficial de los
alvéolosalvéolos
* Disminuye el retroceso elástico del* Disminuye el retroceso elástico del
pulmónpulmón
* Aumenta la distensibilidad* Aumenta la distensibilidad
 Ayuda a estabilizar los alvéolos de diferentesAyuda a estabilizar los alvéolos de diferentes
tamañostamaños

 Efectos:Efectos:
1.1. Mejora la función pulmonarMejora la función pulmonar
2.2. Mejora la expansión alveolarMejora la expansión alveolar
3.3. Mejoría en la oxigenaciónMejoría en la oxigenación
4.4. Disminuye el soporte ventilatorioDisminuye el soporte ventilatorio
5.5. Aumenta la capacidad residual funcionalAumenta la capacidad residual funcional
6.6. Aumenta la distensibilidad pulmonarAumenta la distensibilidad pulmonar
7.7. Disminuye los cortocircuitos intrapulmonaresDisminuye los cortocircuitos intrapulmonares
8.8. Mejora la ventilación / perfusiónMejora la ventilación / perfusión

 TIPOS: NATURALES.TIPOS: NATURALES.
Bovino:Bovino:
 Surfactan (Surfactant TA)Surfactan (Surfactant TA)
 Beractant (Survanta)Beractant (Survanta)
 InfasurfInfasurf
 AlveofactAlveofact
Porcino:Porcino:
 CurosurfCurosurf
 SurfacenSurfacen
Otros:Otros:
Argentina, China, Sudafrica, etcArgentina, China, Sudafrica, etc

 TIPOS: Sintéticos:TIPOS: Sintéticos:
 ExosurfExosurf
 AlvecAlvec
 SurfaxinSurfaxin
 VenticuteVenticute
Son hechos de dipalmitoil fosfatidilcolina ySon hechos de dipalmitoil fosfatidilcolina y
palmitatospalmitatos

Breve Historia Clínica:Breve Historia Clínica:
Recién nacido de una madre de 34 añosRecién nacido de una madre de 34 años
primigesta con una Edad gestacional de 28primigesta con una Edad gestacional de 28
semanas y nace de cesárea por DPPsemanas y nace de cesárea por DPP
(desprendimiento prematuro de placenta) y(desprendimiento prematuro de placenta) y
nace con 820 gramos de peso.nace con 820 gramos de peso.
Presenta desde que nace a los 30 minutos unPresenta desde que nace a los 30 minutos un
dificultad respiratorio de moderado a severo ydificultad respiratorio de moderado a severo y
un aumento de la respiración y ausencia deun aumento de la respiración y ausencia de
ruido respiratorio y con cianosis marcadaruido respiratorio y con cianosis marcada

Los problemas importantes que hoyLos problemas importantes que hoy
enfrentamos no pueden ser resueltosenfrentamos no pueden ser resueltos
manteniendo el mismo nivel demanteniendo el mismo nivel de
pensamientopensamiento
que teniamos …….que teniamos …….
cuando los creamos.cuando los creamos.
EinsteinEinstein

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