12 fisiologia respiratoria
TRANSCRIPT
FISIOLOGIA RESPIRATORIA
El sistema respiratorio proporciona oxígeno a los tejidos y elimina dióxido de carbono.
VENTILACIÓN PULMONAR:
Cómo el aire entra y sale de los alvéolos pulmonares.
Microfotografía histológica de Microfotografía histológica de un pulmón normalun pulmón normal
MECANICA DE LA VENTILACIÓN PULMONAR
Los Músculos que producen la expansión y la contracción
de pulmones.
•El volumen pulmonar aumenta y disminuye con la expansión y la contracción de la cavidad torácica.
• En cuanto la cavidad torácica aumenta su longitud o su anchura, se producen cambios simultáneos del volumen pulmonar.
• La respiración normal tranquila por el movimiento del diafragma.
• Durante la inspiración la contracción del diafragma tira de las superficies inferiores de los pulmones hacia abajo.
• Durante la espiración el diafragma se relaja, y el retroceso elástico de los pulmones, de la pared torácica y de las estructuras abdominales comprime los pulmones.
Contracción y expansión de Contracción y expansión de la caja torácicala caja torácica durante durante la espiraciónla espiración y y la inspiración.la inspiración.
Muestra Muestra la contracción diafragmáticala contracción diafragmática, la función de los músculos , la función de los músculos intercostales y la elevación de presión de la parrilla costal.intercostales y la elevación de presión de la parrilla costal.
Modificaciones del Modificaciones del volumen pulmonarvolumen pulmonar durante la respiración. durante la respiración.
Cambios del Cambios del volumen pulmonarvolumen pulmonar observados mediante radiografías. observados mediante radiografías. (a) (a) durante la espiracióndurante la espiración y (b) y (b) durante la inspiración. durante la inspiración.
El incremento del El incremento del volumen pulmonarvolumen pulmonar que tiene lugar que tiene lugar durante la inspiración durante la inspiración completacompleta aparece comparado con el volumen del pulmón en aparece comparado con el volumen del pulmón en la espiración la espiración completacompleta (líneas de guiones). (líneas de guiones).
• Durante la respiración enérgica las fuerzas elásticas no tienen la potencia suficiente para provocar la espiración rápida.
La fuerza adicional se consigue mediante los músculos abdominales, que empujan el contenido abdominal contra el diafragma.
La elevación y el descenso de la caja torácica hacen que los pulmones se expandan y se
contraigan.
• Los músculos que elevan la caja torácica son músculos inspiradores intercostales externos; esternocleidomastoideos, serratos anteriores y escalenos.
• Los músculos que comprimen la caja torácica son músculos espiradores intercostales internos y rectos abdominales.
Músculos que participan en la respiraciónMúsculos que participan en la respiraciónLLos principales os principales músculos demúsculos de la inspiraciónla inspiración y los y los dede la espiración.la espiración.
Movimiento del aire dentro y fuera de los pulmones y
Presiones que los producen
La presión Pleural es la presión del liquido que se encuentra en el espacio entre la pleura pulmonar y la pleura de la pared torácica.
• La presión pleural normal al principio de la inspiración es de – 5 cm de agua.
• Durante la inspiración, la expansión de la caja torácica tira de los pulmones con más fuerza y crea una presión más negativa, unos –7.5cm.
La presión alveolar es la presión del aire dentro de los alvéolos pulmonares.
• Cuando la glotis está abierta y no hay movimiento de aire, las presiones en todas las partes del árbol respiratorio son iguales a la presión atmosférica, que es de cero cm. de agua (0 cm).
• Durante la inspiración la presión en los alvéolos desciende hasta –1cm de agua, lo que resulta suficiente para mover 0.5 lts. de aire al interior de los pulmones durante los dos segundos necesarios para la inspiración.
• Durante la espiración ocurre lo contrario; la presión alveolar se eleva hasta + 1 cm de agua, y esto hace salir 0.5 lts. de aire inspirado fuera de los pulmones durante los 2 seg. de la espiración.
Mecánica de Mecánica de la la ventilación ventilación pulmonarpulmonar..
Se muestran las Se muestran las presiones presiones
(nivel del mar) (nivel del mar) (a) (a) en reposo en reposo (b) (b) durante durante la la
inspiracióninspiración, y (c) , y (c) durante durante la la espiraciónespiración..
Durante Durante la la inspiracióninspiración, la , la
presión presión intrapulmonar es intrapulmonar es
inferior a la presión inferior a la presión atmosférica, atmosférica, mientras que mientras que
durante durante la la espiraciónespiración es es superior a la superior a la
misma.misma.
La distensibilidad pulmonar es el cambio del volumen pulmonar por unidad de variación de la presión
transpulmonar
• La presión transpulmonar es la diferencia entre las presiones alveolar y pleural.
• La distensibilidad normal total de ambos pulmones en el adulto es de unos 200 ml por cm de agua.
*La distensibilidad se determina por:
• Las fuerzas elásticas del tejido pulmonar por las fibras de elastina y colágeno.
• Las fuerzas elásticas producidas por “la tensión superficial” en el interior de los alvéolos, son responsables de las 2/3 partes de las fuerzas totales en los pulmones normales.
Agente Tensoactivo (surfactante),
tensión superficial y
colapso de los pulmones
El Principio de “la Tensión Superficial”
Las moléculas de agua se atraen entre sí.
La superficie del agua que tapiza los alvéolos intenta contraerse como resultado de la atracción mutua de las moléculas de agua.
Esto trata de forzar el aire de los alvéolos y, hace que estos intenten colapsarse.
El efecto neto es que se genera una fuerza contráctil elástica de los pulmones completos, que se denomina fuerza elástica de “tensión superficial”
El agente tensoactivo reduce el esfuerzo de la respiración (aumenta la distensibilidad) al
disminuir la tensión superficial alveolar.
El agente tensoactivo es secretado por las células epiteliales alveolares o neumocitos tipo II.
El surfactante se extiende sobre la superficie alveolar y reduce la tensión superficial hasta entre 1/12 y ½ de la tensión superficial de una superficie de agua pura.
Producción delProducción del tensioactivo tensioactivo pulmonarpulmonar
Elaborado por Elaborado por las células alveolares de tipo IIlas células alveolares de tipo II, , el tensioactivoel tensioactivo esta esta compuesto por un derivado de la lecitina combinado con proteínas.compuesto por un derivado de la lecitina combinado con proteínas.
Relación entre los alvéolos pulmonares y los capilares pulmonares.
Se observa que las paredes alveolares son muy estrechas y que están revestidas por células alveolares de tipo I y II.
El agente tensoactivo (surfactante), la “interdependencia” y el tejido fibroso pulmonar son importantes para “estabilizar” el tamaño de los alvéolos.
• Si unos alvéolos fueran grandes y otros pequeños, los de menor tamaño tenderían a colapsarse y producir la expansión de los más grandes.
Esta inestabilidad de los alvéolos NO ocurre normalmente debido a:
Interdependencia. Los alvéolos adyacentes, los conductos alveolares y otros espacios aéreos tienden a organizarse de forma que un alvéolo grande no se encuentra al lado de uno pequeño porque comparten tabiques comunes.
Tejido fibroso. Todos los alvéolos están rodeados por tabiques fibrosos que actúan como un ¨entablillado¨adicional.
Surfactante (agente tensoactivo).
El surfactante reduce la tensión superficial, permitiendo que el fenómeno de la interdependencia y el tejido fibroso den cuenta de los efectos de la tensión superficial.
• Cuando un alvéolo se hace más pequeño, las moléculas de agente tensoactivo de la superficie alveolar se ¨aprietan¨ unas con otras, aumentando su concentración; esto reduce aún más la tensión superficial.
VOLÚMENES Y CAPACIDADES PULMONARES.
El volumen y la capacidad pulmonar se mide con un espirómetro.
ESPIRÓMETROESPIRÓMETRO
LOS VOLUMENES PULMONARES, sumados, igualan al máximo volumen al que es
posible expandir los pulmones.
Los cuatro volúmenes pulmonares son:
El Volumen Corriente (VT) es el volumen de aire (unos 500 ml) inspirado o espirado en cada respiración normal.
El Volumen Inspiratorio de Reserva (IRV) es el volumen adicional máximo de aire ( unos 3000 ml) que se puede inspirar por encima del volumen corriente normal.
• El Volumen Espiratorio de Reserva (ERV) es el volumen adicional de aire (unos 1100 ml) que se puede espirar forzadamente después de una espiración corriente normal.
• El Volumen Residual (RV) es el volumen de aire (unos 1200 ml) que queda en los pulmones tras la espiración forzada.
LAS CAPACIDADES PULMONARES son combinaciones de dos o más volúmenes
pulmonares.
• La Capacidad Inspiratoria (IC)
Suma de Volumen Corriente + Volumen de reserva inspiratorio.
Es la cantidad de aire (unos 3500ml) que una persona puede respirar comenzando en el nivel de una espiración normal e hinchando al máximo los pulmones.
• La Capacidad residual funcional (FRC) Es igual al Volumen de reserva espiratorio + volumen residual.
Es la cantidad de aire que queda en los
pulmones tras una espiración normal (unos 2300 ml).
• La Capacidad Vital (VC) Es igual al volumen de reserva inspiratorio + el volumen corriente + el volumen de reserva espiratorio.
Es la máxima cantidad de aire que puede expulsar una persona de los pulmones tras llenarlos al máximo y espirando al máximo (unos 4600 ml).
• La Capacidad Pulmonar Total (TLC) es el máximo volumen al que pueden expandirse los pulmones con el mayor esfuerzo inspiratorio posible (unos 5800 ml);
es igual a la suma de la capacidad vital + el volumen residual.
Diagrama que muestra las excursiones respiratorias durante la respiración normal y durante la inspiración y la
expiración máximas.
VOLUMEN MINUTO RESPIRATORIO Y
VENTILACIÓN ALVEOLAR
El Volumen minuto respiratorio es la cantidad total de aire nuevo que penetra en las vías respiratorias cada minuto.
Equivale al volumen corriente multiplicado por la frecuencia respiratoria.
(VT= 500 ) x FR= 12 = 6 lts./min.
La ventilación alveolar (V.A.) es la tasa a la que el aire nuevo alcanza las zonas de intercambio gaseoso de los pulmones.
Durante la inspiración, parte del aire no llega nunca a las áreas de intercambio gaseoso, sino que ocupa las vías respiratorias; este aire se denomina aire del espacio muerto.
V. A. = Frec. ( VT – VD )
V.A. = volumen de ventilac. alveolar. X ´
Frec.= frec. resp. X´,
Vt = volumen corriente Vd = volumen de espac. muerto fisiológico.-
Por lo tanto, la V.A. = 4,200 ml/min. = 12 x 500 - 150
Hay tres tipos de aire del espacio muerto:
El Espacio muerto “anatómico” es el aire en las vías respiratorias que no están implicadas en el intercambio gaseoso.
El Espacio muerto “alveolar” es el aire en las zonas pulmonares de intercambio gaseoso pero que no participa en dicho intercambio;
casi nulo en personas normales.
El Espacio muerto “fisiológico” es la suma de los muertos anatómico y alveolar (el total del espacio muerto.)
FUNCIONES DE LAS VIAS RESPIRATORIAS
Tráquea, bronquios y bronquíolos:El aire se distribuye a los pulmones a través de la tráquea, los bronquios y los bronquíolos.
Las paredes de los bronquios y los bronquíolos son musculares. Están constituidas por músculo liso.
La mayor resistencia al flujo aéreo no se produce en los pequeños bronquíolos
terminales, sino en los grandes bronquios.
La razón es que hay pocos bronquios en comparación con los 65,000 bronquíolos terminales.
A través de los cuales solo pasa una ínfima cantidad de aire.
ZONA DE CONDUCCIÓNZONA DE CONDUCCIÓN DEL SISTEMA RESPIRATORIO. DEL SISTEMA RESPIRATORIO.
(a) Vista anterior desde (a) Vista anterior desde la laringela laringe hasta hasta los bronquios terminaleslos bronquios terminales (b) Vista desde (b) Vista desde la tráqueala tráquea hasta hasta los bronquiolos terminales.los bronquiolos terminales.
Zonas de conducción y de respiración del sistema respiratorio.
La Zona de Conducción constituída por las vías respiratorias, a través de las cuales discurre el aire hasta la Zona respiratoria que es la región en la que tiene lugar el intercambio de gases.
Relación entre Relación entre los alvéoloslos alvéolos y los vasos sanguíneos. y los vasos sanguíneos.
La extensa superficie de contacto entre La extensa superficie de contacto entre los capilares pulmonareslos capilares pulmonares y y los alvéoloslos alvéolos permite el rápido intercambio de gases entre el aire y la sangre.permite el rápido intercambio de gases entre el aire y la sangre.
La adrenalina y la noradrenalina producen la dilatación del
árbol bronquial.
La adrenalina por su mayor estimulación de los receptores beta, produce dilatación bronquial.
El sistema nervioso parasimpático constriñe los bronquíolos.
Pocas fibras parasimpáticas, derivadas de los vagos que secretan acetilcolina, pueden producir constricción bronquial leve o moderada.
ESQUEMA RESUMEN A. RESPIRATORIO
PROCESO DE LA PROCESO DE LA RESPIRACIÓNRESPIRACIÓN
• INVOLUCRA:• LA VENTILACIÓN PULMONAR QUE
CONSISTE EN LA ENTRADA Y SALIDA DE AIRE ENTRE LA ATMÓSFERA Y LOS ALVÉOLOS. RESPIRACIÓN EXTERNA.
• EL INTERCAMBIO DE GASES ENTRE EL AIRE PULMONAR Y SANGRE , PROCESO CONOCIDO COMO HEMATOSIS.
• EL TRANSPORTE DE GASES.
• EL INTERCAMBIO DE GASES ENTRE LA SANGRE Y LAS CÉLULAS DE LOS TEJIDOS . RESPIRACIÓN INTERNA
• REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN
Composición del aire inspirado y del aire espirado
Aire Aire inspiradoinspirado
Aire Aire espiradoespirado
Oxígeno Oxígeno 21 %21 % 16 %16 %
Dióxido Dióxido de de carbonocarbono
0,03 %0,03 % 4 %4 %
Nitrógeno Nitrógeno 79 %79 % 79 %79 %
Vapor de Vapor de agua agua
Variable Variable Muy Muy abundantabundant
ee
INTERCAMBIO GASEOSO HEMATOSIS
• Una vez que llega el oxígeno a los alvéolos el paso siguiente es la difusión del oxígeno desde los alvéolos a la sangre pulmonar y el paso de dioxido de carbono desde la sangre al alvéolo, proceso denominado HEMATOSIS
Características de la superficie de intercambio de gases a nivel alveolar
Número de Número de alvéolos alvéolos
por pulmónpor pulmón
Superficie Superficie total total
estimada estimada en men m22
Superficie Superficie de contacto de contacto aire-sangre aire-sangre
en men m22
Espesor de Espesor de la pared la pared
alveolar en alveolar en umum
Volumen Volumen total en total en
litroslitros
300.000.00300.000.0000
200200 7070 0,1 -0,40,1 -0,4 33
EL PROCESO DE EL PROCESO DE HEMATOSIS SE HEMATOSIS SE REALIZA POR REALIZA POR DIFUSIÓNDIFUSIÓN Y SE Y SE DEBE A LAS DEBE A LAS DIFERENCIAS DE DIFERENCIAS DE PRESIÓNPRESIÓN QUE QUE EXISTEN ENTRE EXISTEN ENTRE LOS CAPILARES LOS CAPILARES Y LOS Y LOS ALVÉOLOSALVÉOLOS
Contenido de oxígeno y coContenido de oxígeno y co22 en la en la sangre que llega (arterial) y sale sangre que llega (arterial) y sale
del (venosa) del pulmóndel (venosa) del pulmón
Sangre Sangre pulmonar pulmonar
Oxígeno Oxígeno (ml/100ml de (ml/100ml de
sangresangre
Dióxido de Dióxido de carborno carborno
(ml/100ml) de (ml/100ml) de sangresangre
Entrada Entrada (arterial)(arterial)
1515 5050
Salida (venosa)Salida (venosa) 2020 4040
La presión del oxígeno gaseoso en el alvéolo es de 104 mmhg, en tanto, que la sangre venosa que entra al capilar es de 40mmhg. porque ha perdido gran cantidad de oxígeno en el trayecto por los tejidos.
Por lo tanto la diferencia de presión (64mmhg) hace que el oxígeno difunda hacia los capilares pulmonares
La presión parcial del dióxido de carbono es de 40 mmHg., levemente infderior a la que viene de la sangre arteria que entra a los capilares pulmonares que es de 45 mmHg.
Esta diferencia de presión de 5mmhg hace que difunda todo el co2 desde los capilares hacia los alvéolos provocando una disminución de la pco2 hasta igualar con la de los alvéolos
CUADRO RESUMEN PROCESO HEMATOSIS
Escriba el número que corresponda a la estructura señalada 1. Fosas
nasales
2. Bronquios
3. Bronquiolo respiratorio
4. Diafragma
5. Pleura
6. Costillas
7. Faringe
8. laringe
Relaciona los siguientes nombres: 1.1.Alvéolos,2.Pared del alvéolo, 3.Capilar, 4.Células del cuerpo,
5.Pared del capilar, 6.Plasma sanguíneo, 7.Glóbulo rojo
con los siguientes dibujos y describe el camino seguido por una molécula de dióxido de carbono procedente del metabolismo celular hasta que se expulsa al aire.
RESPIRACIÓN EXTERNA
RESPÍRACIÓN INTERNA
EXPLICA AMBOS TIPOS DE RESPIRACIÓN
2
3
4
5
67
1
1.- ¿EN QUÉ CONSISTE LA VENTILACIÓN PULMONAR?
2.- DESCRIBE EL INTERCAMBIO DE GASES A NIVEL PULMONAR.