aparato_respiratorio[1]
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UNIVERSIDAD JOSÉ ANTONIO PÁEZ
FACULTAD DE CS. DE LA SALUD
ESCUELA DE ODONTOLOGÍA
UNIDAD VII
Fisiología del
Aparato Respiratorio
Febrero, 2007
APARATO RESPIRATORIO
•Componentes
•Vías respiratorias superiores:
•Nariz, faringe, glotis, laringee
•Vías respiratorias inferiores:
•Tráquea
•Bronquios, bronquiolos
•Alvéolos pulmonares (pulmones)ones)
•Membrana pleural
•Tórax, músculos respiratorios (intercostales)
•Diafragma abdominal
APARATO RESPIRATORIO
GASES ATMOSFÉRICOS
Composición del aire seco
•Oxígeno (O2) 21 %
•Dióxido de Carbono (CO2) 0.04 %
•Nitrógeno (N2) 78 %
•Otros gases (Argón, Helio) 0.9 %
Respiración externa (pulmonar):
toma O2, elimina CO2 (intercambio gaseoso)
Respiración interna (celular):
utilización de O2, producción de CO2
APARATO RESPIRATORIO
PROPIEDADES DE LOS GASES
Un gas ejerce presión en el espacio en el que está disuelto.
La presión depende de su temperatura y de la concentración molar
(número de moles)
Los gases se expanden llenando el espacio disponible
(ocupan un volumen)
En una mezcla de gases, cada gas ejerce una presión en ese volumen
(presión parcial)
Presión atmosférica (barométrica)
A nivel del mar = 760 mmHg = 1 atmósfera
APARATO RESPIRATORIO
PRESIÓN PARCIAL DE LOS GASES ATMOSFÉRICOS
Presión parcial= P
•PO2 = 0.21 x 760 mmHg = 160 mmHg (a nivel del mar)
•PN2 = 0.79 x 760 mmHg = 600 mmHg
•PCO2 = 0.0004 x 760 mmHg = 0.3 mmHg
El vapor de agua en el aire disminuye las presiones parciales de los gases:
P H2O (a 37ºC) = 47 mmHg
APARATO RESPIRATORIO
PRESIÓN PARCIAL DE LOS GASES ATMOSFÉRICOS
Presión parcial= P
a nivel del mar en los pulmones (humedad)
•PO2 160 mmHg
•PN2 600 mmHg
•PCO2 0.3 mmHg
•PO2 149
mmHg
•PN2 564
mmHg
•PCO2 0.3
mmHg
APARATO RESPIRATORIO
PULMONES:
Órgano intercambiador de gases
Tórax: bomba que ventila los pulmones
Frecuencia respiratoria normal: 12 a 15 resp/min
Los gases entran a los alvéolos y por DIFUSIÓN SIMPLE se intercambian con los de las sangre
alveolo capilar
O2
CO2
O2
CO2
APARATO RESPIRATORIO
PULMONES:
Cada minuto: entran 250 mL de O2 al cuerpo
salen 200 mL de CO2 del cuerpo
Otros gases que se pueden encontrar en el aire espirado:
Metano, Alcohol, Acetona
RESPIRACIÓN PULMONAR
VÍAS RESPIRATORIAS Y PULMONES:
Área total de vías resp. (con divisiones y ramificaciones)
11.800 cm2
Humano: 300 millones de alvéolos. Superficie total alveolar:
70 m2
Células alveolares:
c. tipo I (de revestimiento)
c. tipo II (neumocitos granulosos): sustancia tensoactiva
Otras células:
macrófagos alveolares, linfocitos, células cebadas
Células Bronquiales:
ciliadas. Abundantes receptores muscarínicos
RESPIRACIÓN PULMONAR
VÍAS RESPIRATORIAS Y PULMONES:
Superficie total alveolar:
70 m2
RESPIRACIÓN PULMONAR
Circulación Pulmonar:
Aurícula y ventrículo derecho
Arteria pulmonar
Lecho capilar pulmonar
Venas pulmonares
Retorno sanguíneo a la aurícula izquierda
Espacios Torácicos:
PLEURA= pleura parietal ) ( pleura visceral
espacio pleural
Presión pleural negativa (-2,5 mmHg)
en inspiración (-6 mmHg)
inspiración forzada (-30 mmHg)
RESPIRACIÓN PULMONAR
MÚSCULOS RESPIRATORIOS
Diafragma: responsable del 75% de intercambio del volumen intratorácico
Músculos Inspiratorios:
•Diafragma
•Intercostales externos (elevan las costillas en inspiración)
•Inspiratorios accesorios:
•Escalenos
•Esternocleidomastoideo
Músculos espiratorios (espiración forzada)
•Intercostales internos
•Músculos abdominales
RESPIRACIÓN PULMONAR
INSPIRACIÓN:
proceso activo (2 segundos)
ESPIRACIÓN:
proceso pasivo (3 segundos)
en reposo, o espiración tranquila
INSPIRACIÓN FORZADA: ( o máxima)
disminuye la presión intrapleural a -30 mmHg
Máximo uso de músculos respiratorios
(principales y accesorios)
RESPIRACIÓN PULMONAR
VOLÚMENES PULMONARES:
Volumen ventilatorio (o normal):
Cantidad de aire que entra o sale con cada inspiración o espiración (en reposo, es de 500 mL)
Volumen inspiratorio de reserva:
Aire inspirado durante un esfuerzo inspiratorio máximo
RESPIRACIÓN PULMONAR
VOLÚMENES PULMONARES:
Volumen espiratorio de reserva:
Volumen expulsado por un esfuerzo espiratorio activo (después de la espiración pasiva)
Volumen residual:
Aire que queda en los pulmones después de un esfuerzo espiratorio máximo
RESPIRACIÓN PULMONAR
VOLÚMENES PULMONARES:
Espacio respiratorio muerto:
Espacio de las vías aéreas ocupado por gases que no se intercambian con la sangre (no se pone en contacto con los alvéolos)
Espacio muerto
RESPIRACIÓN PULMONAR
CAPACIDADES PULMONARES:
Capacidad Vital:
La mayor cantidad de aire que puede espirarse después de un esfuerzo espiratorio máximo
Capacidad Respiratoria Máxima:
Volumen mayor de gas que
puede desplazarse hacia fuera
o adentro de los pulmones por
esfuerzo voluntario en 1 minuto
(125 – 170 L/min)
RESPIRACIÓN PULMONAR
SUSTANCIA TENSOACTIVA (factor surfactante)
Producido por los neumocitos alveolares tipo II
Tensión superficial baja en los alvéolos
Lípidos que disminuyen la tensión
(dipalmitoilfosfatidilcolina, otros lípidos y proteínas)
Evita el colapso alveolar en la espiración
APARATO RESPIRATORIO
LA FUNCIÓN RESPIRATORIA PERMITE EL INTERCAMBIO GASEOSO SEGÚN LAS NECESIDADES DEL ORGANISMO.
ESTE PROCESO CONSTA DE VARIAS FASES:
1.VENTILACIÓN PULMONAR
2.DIFUSIÓN DE GASES ENTRE ALVEOLOS Y SANGRE 3.PROCESOS METABÓLICOS EN LAS CÉLULAS, CON CAPTACIÓN DE OXÍGENO Y ELIMINACIÓN DE CO2
INTERCAMBIO DE GASES EN LOS PULMONES
•AIRE ALVEOLAR:
Mezcla de aire inspirado con aire alveolar
Mayor humedad (aportada por vías aéreas)
•DIFUSIÓN A TRAVÉS DE MEMBRANA ALVEOLO-CAPILAR:
-Célula alveolar
(epitelio pulmonar)
-Membrana basal
(fusión membrana alveolo-capilar)
-Célula endotelial
-Sangre capilar
-Membrana glóbulo rojo
-Hemoglobina
INTERCAMBIO DE GASES EN LOS PULMONES
•CAPILAR PULMONAR:
-Son tubos endoteliales
-Poco músculo en sus paredes
-Son grandes (anchos)
-Tienen múltiples anastomosis que
rodean al alvéolo (maya o red)
INTERCAMBIO DE GASES EN LOS PULMONES
CAPTACIÓN DE GASES (oxígeno y dióxido de carbono):
•Depende de la capacidad de transporte de la hemoglobina
•De la difusión de O2
•De la velocidad de perfusión capilar:
Tiempo de recorrido del eritrocito en el capilar alveolar (reposo: 0,75 seg ejercicio: 0.3 seg)
•El O2 sanguíneo tarda 0.3 seg en equilibrarse con el O2 alveolar
•El CO2 difunde con más facilidad las membranas celulares
•El “CO” (monóxido de carbono) difunde con mayor rapidez aún
INTERCAMBIO DE GASES EN LOS PULMONES
CAPTACIÓN DE GASES
PO2 alveolar = 100 mmHg
PO2 capilar = 40 mmHg
PO2 capilar oxigenado = 97 mmHg
PO2 sangre Arterial (aorta) = 95 mmHg
PCO2 venosa (Arteria pulmonar) = 46 mmHg
PCO2 Aire alveolar = 40 mmHg
PCO2 sangre capilar (oxigenada) = 40 mmHg
Cortocircuito fisiológico:
1. Circulación bronquial cae en capilares pulmonares
2. Circulación venosa cardíaca cae en aurícula izquierda
INTERFASE ALVEOLO - CAPILAR
DIFUSIÓN DE GASES:
SANGRE VENOSA:
PO2 40
CO2 46
H2O 47
N2 573
SANGRE ARTERIAL:
PO2 95
CO2 40
H2O 47
N2 573
PO2 100
CO2 40
H2O 47
N2 573
Aire Inspirado
PO2 158
CO2 0.3
H2O 5.7
N2 596
Aire Espirado
PO2 116
CO2 32
H2O 47
N2 565
RESPIRACIÓN TISULAR
FUNCIÓN DE LA HEMOGLOBINA
INTERCAMBIO GASEOSO A NIVEL CELULAR
RETORNO DE CO2 A LOS PULMONES
RESPIRACIÓN TISULAR
FUNCIÓN DE LA HEMOGLOBINA:
•El 99% del O2 que se disuelve en la sangre se combina con la HB
•La HB se combina rápidamente con el O2 en los pulmones
•Entrega rápidamente O2 en los tejidos
(curva de disociación de la HB)
*estado relajado: pulmones *estado tenso: Tejidos
EL DIÓXIDO DE CARBONO:
•Se disuelve en sangre a través de reacciones químicas
( CO2 + H2O = ácido carbónico = bicarbonato + H+ )
•95% viaja en sangre de esta forma
•En el pulmón se invierte la ecuación = se libera CO2 (gaseoso)
REGULACIÓN NERVIOSA DE LA RESPIRACIÓN
RESPIRACIÓN ESPONTÁNEA:
Ocurre por descargas rítmicas de Neuronas Motoras que inervan a los músculos respiratorios.
Es dependiente de impulsos encefálicos.
Las descargas rítmicas son reguladas por:
Alteraciones en la concentración arterial de O2 (PO2)
Alteraciones en la concentración arterial de CO2 y H+
SISTEMA DE CONTROL NERVIOSO:
•Centros de control voluntario
•Centros de control automático
REGULACIÓN NERVIOSA DE LA RESPIRACIÓN
Centros Medulares de Nervios para músculos respiratorios:
Entre los segmentos medulares
C3 a C5 se encuentran:
-Las neuronas motoras medulares
Para:
-M. diafragma (N. frénico)
-Músculos intercostales
REGULACIÓN NERVIOSA DE LA RESPIRACIÓN
Centro de control voluntario:
Ubicado en la corteza cerebral, control de músculos respiratorios
A través del nervio frénico para el diafragma (vago)
Centro de control automático:
Protuberancia (puente) del tallo cerebral = centro Neumotáxico
Bulbo raquídeo (médula oblonga) = centro respiratorio
NEUMOTÁXICO
RESPIRATORIO
REGULACIÓN NERVIOSA DE LA RESPIRACIÓN
Centro de control automático:
Protuberancia (puente) del tallo cerebral = centro Neumotáxico
Bulbo raquídeo (médula oblonga) = centro respiratorio
ESTOS CENTROS TIENEN 2 GRUPOS DE NEURONAS QUE DESCARGAN EN FORMA AUTOMÁTICA Y ALTERNANTE:
NEURONAS INSPIRATORIAS (I)
NEURONAS ESPIRATORIAS (E)
RECIBEN INFORMACIÓN AFERENTE VIA NERVIO VAGO:
cambios de posición, expansión y contracción de caja torácica,
Información de sensores químicos circulatorios (quimiorreceptores)
REGULACIÓN NERVIOSA DE LA RESPIRACIÓN
CONTROL QUÍMICO DE LA RESPIRACIÓN:
Quimiorreceptores que son sensibles a cambios de PO2 PCO2 H+ :
•Cuerpos carotídeos (glomo)
•cuerpos aórticos
•Células bulbares
•Son estimulados por una elevación de la PCO2 y H+ (variación de pH)
•Son estimulados por un descenso en la PO2
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