2. sistema respiratorio (repaso)

SISTEMA RESPIRATORIO

Hernán Jiménez

Kinesiólogo

Bases morfológicas sistema respiratorio

Estrecha relación entre la forma y función Función principal es generar intercambio

gaseoso Podemos diferenciar 3 aéreas estructurales

De acuerdo a su función○ Área de intercambio gaseoso○ Vías aérea de conducción○ Caja torácica

Alveolos Se da el intercambio

gaseoso Estructuras huecas,

relativamente hemisféricas Permanente renovación En sus paredes circula

sangreMalla capilar

Tapizada por 2 tipos de celular

Alveolos

Neumocito I

Pequeño número Recubren el 90% superficie total

alveolar Membrana basal fusionada con red

capilar < 1 µm de espesor

Neumocito II

Célula cuboidea. Su principal función es generar

surfactante pulmonar. Funciones

metabólicas en el pulmón.Reparación en la destrucción de NMI

Surfactante pulmonar

Elimina los efectos de la tensión superficial

Alveolos colapsados necesitan mayor presión para ser abiertos

La pared alveolar tiene cierta tension relacionada conPresion interna (P)Con el radio esferico (r)Según Laplace

P = 2 TS

R

Surfactante pulmonar

Movilización de aire entre alveolos a través de los poros de khon

HistéresisPelícula de

surfactante se estira su TS aumenta

Tensión superficial

Organización alveolar Alveolos en pulmón

200 a 600 millones de alveolos40 a 100 metros cuadrados

Alveolos se agrupansuperficie depresión redondeadagenerando Sacos alveolaresConfluyen en espacios tubulares

○ Ductos○ Varios ductos generan un Bronquio

RespiratorioZona de transiciónEstructura de vía aérea de conducciónConserva alveolos en sus paredes

Lobulillos

PrimarioConjunto alimentado por un

BR○ Ductus○ Saco○ Alveolos

Secundario3 a 5 bronquilo terminalesPrevio al saco y ductus

alveolar

Morfología Todas estructuras se unen a vasos

sanguíneos y linfáticoParénquima pulmonar

Los vasos sanguíneos a nivel terminal pierden musculo lisoArteriolas

○ Red capilar

Vías de conducción aérea Sangre circulante

Extrae O2 alveolarCarga con CO2 capilarGenerando intercambio

gaseoso

Vía aérea Inicia en la nariz

Acondiciona el aire○ Filtra

MocoRed vellos

○ HumidificaMoco

○ CalientaRed vascularCornetes

Defensa○ Filtro○ Reflejo estornudo○ Tejido linfoideo y anticuerpos

Vía Aérea

Faringe○ Conexión con la boca

Mantener permeabilidad○ Musculoso faríngeos y

lingualesTono adecuadoPermeableCaso contrario

- Colapso y obstrucción del flujo

Vía aérea

InfralaríngeaForma de árbol invertido

○ Tronco TráqueaTrayecto de 12 a 15 cm

○ Dicotomía asimétrica23 generaciones de ramas

- 16 son de conducción

Vía aérea

TráqueaLínea media del cuelloSe desvía ligeramente a la derecha por el

arco aórtico17 a 26 cm adultosEstabilidad dada por cartílagos

○ Forma de C hacia el dorso○ Inserción de haces musculares

Disminución del lumenImportante en la tos

Vía aérea

Mecanismo mucociliarEpitelio ciliadoGlándulas mucosas

○ Células caliciformes○ Glandulas mucosas

Correa transportadora de mucus20 mm por minutoAl llegar a la faringe el mucus

es deglutido insensiblemente

Vía Aérea Mas a la periferia disminuye

densidad de cartílagosPresencia de cartílagos

incompletosVía aérea menor a 2 mm

desaparece el cartílago Dicotomías

Cada rama hija es de calibre menor

Suma de área de sección es mayor a madre.

Vía Aérea

Pulmones Hilio Fisuras

1 izquierdo2 derecho

Caja torácica

Movimiento en Haza de balde Músculos ventilatorios Resistencia protección

pleura

Membrana serosaEn su interior hay líquidos

y proteínas2 pleuras

○ VisceralContacto con la caja torácica,

mediastino, diafragma

○ ParietalRecubre pulmones

De aquí en adelante Ventilación pulmonar

Fenómeno mecánico que asegura recambio de aire Distribución y relación Ventilación-Perfusión (V/Q)

Renovación proporcional de aire y sangre a cada lado de la Mb de Difusión

Difusión Intercambio de gases entre aire y sangre a través de

mb alveolocapilar Transporte

De O2 y CO2 dado por la sangre Regulación de la respiración

Conjunto de mecanismos de control de la respiración

De aquí en adelante

Mecanismo de defensaCelular y hormonalFiltro de particularTos

Modificador bioquímicoModificación de sustancias humorales

Reservorio de sangre

Mecánica ventilatoria

VentilaciónFenómeno mecánicoRenueva cíclicamente el aire

alveolarFuelle

○ Vías aéreas○ Tórax○ Pulmón

Mecánica Ventilatoria

Características estructurales y funcionalesDimensión del fuellePresión que generaFuerzas que lo muevenResistencia que se opone a la ventilaciónFlujos constantesRendimiento y eficacia mecanica

Mecánica ventilaroria

Dimensión fuelle toracolumbarMedición a través de

contenido gaseosoMedición echa con un

espirómetro

NER

Equilibrio pasivo entre fuerza explosiva del torax y fuerzas implosivas del pulmon

Mecánica ventilatoria

Volúmenes Volumen corriente (Vt)

Cantidad de aire que entra y sale constantemente en una actividad especifica.

Volumen de reserva inspiratorio (VRI)Capacidad de aire que se puede inspirar mas haya

del vt Volumen de reserva espiratorio (VRE)

Capacidad de aire que es puede expirar mas haya del vt

Volumen residual (VR)Cantidad de aire que queda en el pulmon después de

una espiración forzada final de VRE

Capacidades Capacidad pulmonar total (CPT)

Cantidad de gas contenido en el pulmón desde final de VRI hasta final de VR

Capacidad vital (CV)Cantidad de aire total que se puede movilizar

Capacidad inspiratoria (CI)Cantidad de aire máximo que se puede inspirar

Capacidad residual funcionalVolumen de gas que permanece en el pulmón

luego de una espiración normal

Calculen

Formula de…CPTCVCICRF

Volúmenes Normales VC o VT : 0.5 L. aprox. VRI : 2.5L. VRE: 1.8 L. VR: 0.6 L. CPT: 6 L. VR+VRE+VC+VIR CV: 4.8 L. VER+VC+VIR CI: 3 L. VC+VRI A PARTIR DEL NER CRF: 3 L. VER+VR CUANDO ESTÁN EN EL NER.

Presiones Flujos van de menor a mayor presión 4 presiones

Presión atmosférica○ Convencionalmente se toma como 0

Presión en la boca○ Boca abierta = presión atmosférica○ Con flujos puede ser superior o inferior a

atmosférica Presión en vías aéreas

○ Según dirección es decreciente hacia el alveolo o hacia la boca

Presión alveolar○ Estática con glotis abierta igual a atmosférica○ En movimiento se hace mayor o menor a la

boca Presión pleural

○ Habitualmente subatmosférica Presión transpleural

○ Presión entre la boca y la pleura○ Determina el grado de tensión del pulmón

Presiones

Músculos ventilatorios

Todos aquellos que participan en la movilización de gases pasiva o forzadamente

La inspiración es un fenómeno activo en reposo

La espiración es un fenómeno pasivo en reposo

Diafragma

Principal musculo de la respiración

Se contrae con una frecuencia de 10 veces por minuto.

Características que lo asemejan al miocardio

Junto al cerebro y el corazón reciben la mayor parte del O2

Elasticidad y distensibilidad La elasticidad pulmonar depende de

Estructura fibroelastica del parenquima pulmonar

Tensión superficial (aire liquido)Tejido elastico y conectivo de vasos y

bronquiosContenido de sangre del lecho vascular

pulmonar

Elastisidad y distensibilidad Propiedades elásticas se

pueden estudiar en función del cambio de presión y de volumen

Elasticidad y distencibilidad Compliance es la distencibilidad y es lo

contrario a la elastancia

Compliance

Se modifica en función del volumen y la presión

Se necesitan pequeñas presiones para movilizar altos flujos al inicio

Se necesitan Altas presiones para movilizar un bajo flujo al final

Curva presión volumen torax

Colágeno y elastina A pesar de que se

encuentran acopladas responden de manera diferente

Las fibras colágenas con mayor fuerza determinan la tensión del pulmón en máxima elongación

Resistencia Vía aérea Se da por el paso de aire a través de las vías de

conducción Se define como

Presión necesaria para un flujo aéreo de 1 litro por segundo Representa 80% o mas de la resistencia de la Vía

Aérea

Resistencia

La resistencia de un tubo con flujo laminar esta determinada por la ecuación de Pouseille

Flujos pulmonares Los flujos y volúmenes

inspiratorios se pueden representar en una grafica de flujo/volumen

Se obtiene desde una inspiración forzada desde vt hasta una expiración forzada (VR)

Logrando medir CPT

Curva espiratoria Relativamente triangular Máximo flujo espiratorio (FEM),

Volumen respiratorio alto (75% a 100% CV)

FEM dependeEsfuerzo efectuadoResistencia Vía aéreaEn clínica se mide a través del PEF (peak

expiratory flow)Se mide FEM al 50 y al 25%

○ Independientes del esfuerzo○ Depende de retracción elástica

Curva inspiratoria

Relativamente semi circular

Se mide Flujo inspiratorio máximo al 50% de la CV (FIM50)

Este depende del esfuerzo y resistencia de la vía aérea central

Ventilación alveolar

Espacio muerto anatómico

Espacio muerto alveolar

Espacio muerto fisiológico

VE VA

Ventilación alveolar

Presión alveolar

Ventilación alveolar normal se define comoAquella capaz de mantener presión alveolar

de CO2 (PaCO2) dentro de los limites normales

Es inverso a su remoción por la Ventilación alveolar (Va)

Escaso CO2 ambiental, depende de producción por el organismo (VCO2)

Normalidad la Producción = Remoción

Presión alveolar

Donde K es coeficiente para mantener la presion en mmHg (0,865)

Presión alveolar de O2

La PaO2 equilibrio entre consumo y aporte de ventilación

Aporte ventilatorio depende de Presión parcial de O2 AmbientalEsta depende de la presión barométricaA diferencia de CO2 la presión arterial de

O2 (PAO2) no es igual a la (PaO2)

PAO2

Ecuación del Gas arterial

PiO2 = Presión inspirada de O2 PAO2 = Presión arterial O2 PaCO2 = Presión alveolar O2 QR = Coeficiente respiratorio (VCO2/VO2)

Generalmente 0,8

PiO2

Presión inspirada de O2 Es la cantidad de O2 administrado en

aire ambiental en función de la presión barométrica (altitud)

FiO2 = Fracción inspirada de oxigeno

Ejercicio

Ventilación perfusion

Si la ventilación y la perfusión no son normales No implica que haya un intercambio

eficienteBuen acoplamiento entre ventilación y

perfusión

Ventilación perfusión

Diferencias V/Q a lo largo del pulmón

El pulmón no es una cámara únicaEs un complejo de vías

aéreas con distintas perfusiones y ventilaciones

Ventilación perfusión

La ventilación disminuye desde las bases hacia los vértices

Presión pleural es diferente a lo largo de las zonas

Al inicio la presión es mayor en vértices (10 cmH2O) que en bases (2,5 cm H2O)

CORTOCIRCUITOFISIOLOGICO: venas bronquiales y de Thebesio

40

40

100

100

98

95

40

90

VERTICES

BASES

Transferencia y difusión de gases

Volumen de gas que difunde

V= Presión x área x d (coef dif) Grosor membrana

Presión arterial de oxígeno (PAO2)

Está determinada por el equilibrio entre consumo y el aporte de la ventilación

El factor principal para la PAO2 es la presión parcial del aire inspirado

Otro factor es la presión de PACO2 que es igual a la PaCO2

ADMINISTRACION DE OXIGENO 100% A UN NORMAL

700 70040 40

40

500

Tipos de relación V/Q

Relación V/Q normal (V/Q=1)

Disminución de V/Q (V/Q < 1)

Cortocircuito o relación (V/Q = 0)

Disminución de la relación (V/Q >0 y <1)

Aumento de la relación V/Q (V/Q= ∞)

ATELECTASIA POR OBSTRUCCION

Tumor endobronquial

ATELECTASIA POR COMPRESION

ATELECTASIA POR RELAJACION

Normal Neumotórax

CONSECUENCIAS DELCOLAPSO ALVEOLAR

• CORTOCIRCUITO (generalmente con hipoxemia de

magnitud menor a lo esperado)

• DISMINUCION DE LA DISTENSIBILIDAD

• TAQUIPNEA

• VOLUMEN CORRIENTE PEQUEÑO

• AUMENTO DEL TRABAJO RESPIRATORIO

RELLENO ALVEOLAR

PATRON DE RELLENO ALVEOLAR

RELLENO ALVEOLAR

CAUSAS

•EDEMA PULMONAR

•EXUDADO INFLAMATORIO

•CELULAS NEOPLASICAS

•HEMORRAGIA

•ASPIRACION DE LIQUIDO

CAUSAS DE RELLENO ALVEOLAR

EDEMA PULMONAR

CARDIOGENICO

Insuficiencia cardiaca izquierda

Sobrecarga de volumen

NO CARDIOGENICO

(parte del síndrome de respuesta inflamatoria sistémica)

Infección

Trauma

Otros

Normal Edema no cardiogénico

CAUSAS DE RELLENO ALVEOLAR

EXUDADO INFLAMATORIO

Neumonías

Bronconeumonías

Aspiración de contenido gástrico

Normal Neumonía

CAUSAS DE RELLENO ALVEOLAR

CANCER

Cáncer bronquioloalveolar

CAUSAS DE RELLENO ALVEOLAR

HEMORRAGIA

Hemoptisis masivas

Sangramiento alveolar

CAUSAS DE RELLENO ALVEOLAR

ASPIRACION LIQUIDO

Agua dulce

Agua salada

CONSECUENCIAS DEL RELLENO ALVEOLAR

•CORTOCIRCUITO•DISMINUCION DE LA DISTENDIBILIDAD•AUMENTO DE LA FRECUENCIA RESPIRATORIA•VOLUMEN CORRIENTE PEQUEÑO

INSUFICIENCIA

RESPIRATORIA

INSUFICIENCIA RESPIRATORIA

DISMINUCION DE LA PaO2 BAJO 60 mm Hg

IMPLICA RIESGO DE HIPOXIA TISULAR

Gasometría arterial

INSUFICIENCIA RESPIRATORIA

INSUFICIENCIA RESPIRATORIAMECANISMOS DE COMPENSACION

AUMENTO DEL GASTO CARDIACO REDISTRIBUCION DEL GASTO CARDIACO AUMENTO DE LA CONCENTRACION DE

HEMOGLOBINA (eritropoyetina) AUMENTO DEL NUMERO DE CAPILARES AUMENTO DE LA EXTRACCION DE O2 CAMBIOS CELULARES

40

40

40

100

47

Relación V/Q disminuida tipo cortocircuito

100

Relleno alveolar

Relación V/Q disminuida tipo cortocircuito

Colapso alveolar

40

40

40

700

55

ADMINISTRACION DE O2 EN EL CORTOCIRCUITO

700

47

40

50

40

100

55

100 50

Disminución de la relación V/Q (>0)

Obstrucción bronquial

40

100

40

700

400

700 100

ADMINISTRACION DE O2 EN OBSTRUCCION

60

45

50

Alteración de la difusión

DISMINUCION DE LA DIFUSION EN EL ENGROSAMIENTO DEL INTERSTICIO

100

70

300

ADMINISTRACION DE O2 EN EL ENGROSAMIENTO DEL INTERSTICIO

700

700

40 40

100

100

100 100

PO2AUMENTO DE LA RELACION V/Q

40

40

40

100

47

CORTOCIRCUITO POR RELLENO ALVEOLAR

100

GASES EN SANGRE VENOSO

PaO2 = 47 mmHg

PaCO2 = 32 mmHg

CORTOCIRCUITOFISIOLOGICO: venas bronquiales y de Thebesio

50

50

40

40

40

40

50

40

VERTICES

BASES

50

50

50

20

32

20

PaCO2

CORTOCIRCUITO POR RELLENO ALVEOLAR

normal

UnidadenfermaUnidad

sana

GASES EN SANGRE ARTERIAL

PaO2 = 47 mmHg

PaCO2 = 32 mmHg

POCO PULMON COMPROMETIDO

PACO2 un poco alta

MUCHO PULMON COMPROMETIDO

PACO2 Gravemente aumentada

¿COMO SE PUEDE

COMPENSAR LA

HIPOXEMIA EN UN

TRASTORNO V/Q?

40

40

40

100

47

CORTOCIRCUITO POR RELLENO ALVEOLAR

100

4040

100

60

CORTOCIRCUITO POR RELLENO ALVEOLAR COMPENSADO

100

40

VASOCONTRACCION

Mecanismo PaO2 PaCO2 Oxigenoterapia

V/Q = 0 Relleno Colapso

Baja Baja Normal Alta

Sin respuesta o muy baja respuesta

V/Q Obstrucción Difusa Intersticio grueso

Baja Baja Normal Alta

Mejora

V/Q Embolia No Baja Normal Alta

Difusión Intersticio grueso

Baja Baja Normal Alta

Mejora