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FISIOLOGÍA RESPIRATORIA EN
PEDIATRÍA
Jimena Botero Arbeláez Residente Unisanitas
INTRODUCCIÓN
1. DESARROLLO EMBRIOLÓGICO Y MADURACIÓN PULMONAR
2. CONTROL DE LA RESPIRACIÓN
3. MECANISMOS DE RESPIRACIÓN
4. VENTILACIÓN/PERFUSIÓN
5. TRANSPORTE DE OXÍGENO
6. CONCLUSIONES
VENTILACIÓN
OXIGENACIÓN
DESARROLLO DEL SISTEMA RESPIRATORIO PERÍODO EMBRIONARIO DIVERTICULO RESPIRATORIO A LA CUARTA SEMANA ENDODERMO EPITELIO DE CUBRIMIENTO LARINGE-TRÁQUEA BRONQUIOS-PULMONES MESODERMO ESPLÁCNICO CARTÍLAGO, MÚSCULO, Vs
Divertículo Dirección
Caudal.
2 Rebordes
traqueoesofágicos
TABIQUE
TRAQUEOESOFÁGICO
Esófago y Tráquea
Esbozos pulmonares.
(Sadler, 1996)
DESARROLLO DEL SISTEMA RESPIRATORIO PERÍODO EMBRIONARIO
Mesodermo esplácnico
Pleura visceral Mesodermo somático Pleura parietal Espacio Cavidad pleural.
DESARROLLO DEL SISTEMA RESPIRATORIO PERÍODO EMBRIONARIO
Tráquea, Bronquios y Pulmones.
Bronq. Princ. Der. 3 Bronq. Secundarios.
Bronq. Princ. Izq. 2 Bronq. Secundarios.
(Sadler, 1996)
DESARROLLO DEL SISTEMA RESPIRATORIO PERÍODO EMBRIONARIO
4 períodos
1- Período Seudoglandular 5 a 16 sem.
2- Período Canalicular 16 a 26 sem.
3- Período Sacular 26 sem a Nac.
4- Período Alveolar Nac. a 10 años
DESARROLLO DEL SISTEMA RESPIRATORIO
MADURACIÓN PULMONAR
PERÍODO SEUDOGLANDULAR
• 5 a 16 semana
• Continua la ramificación de los bronquíolos hasta
• Terminales
• No es posible la respiración
DESARROLLO DEL SISTEMA RESPIRATORIO MADURACIÓN PULMONAR
PERÍODO CANALICULAR:
•16-26 semana
•Aumento de la vascularización
•Continua la ramificación
formación de bronquíolos
terminales
Bronquiolos Respiratorios
DESARROLLO DEL SISTEMA RESPIRATORIO
MADURACIÓN PULMONAR
PERÍODO SACULAR
(Sadler, 1996)
26 semana hasta el nacimiento Formación de alvéolos primitivos Neumocitos tipo I Favorecen intercambio aire sangre Neumocitos tipo II Agente tenso- activo
DESARROLLO DEL SISTEMA RESPIRATORIO
MADURACIÓN PULMONAR
PERÍODO ALVEOLAR
•36 semanas hasta los diez años de edad •Formación de alvéolos maduros 12-18 meses
DESARROLLO DEL SISTEMA RESPIRATORIO
MADURACIÓN PULMONAR
DESARROLLO DEL SISTEMA RESPIRATORIO
MADURACIÓN PULMONAR
MOVIMIENTOS RESPIRATORIOS FETALES
•Irregulares y episódicos
•FR: 58 pm
•En el 30% del 3 trimestre
•Varían con el sueño
•Importante en desarrollo
•Hipoxemia los disminuye
•36 semanas hasta los diez años de edad •Formación de alvéolos maduros
ADAPTACIÓN NEONATAL
• 1ª Respiraciones: -30 cm H20
• Remoción de líquido en 5 días.
• Disminuye la RV pulmonar
• Presión en corazón derecho: cierre Foramen oval
DIFERENCIAS ANATÓMICAS
VÍA AÉREA SUPERIOR
Menor calibre de las vías
Mayor tamaño de la cabeza
Mayor tamaño de la Lengua
Laringe craneal y anterior (C4)
Epiglotis corta, estrecha, proyectada posteriormente.
Cricoides es el sitio + estrecho
Tráquea más corta
VÍA AÉREA INFERIOR
< Calibre y > Distensibilidad tórax < Desarrollo de cartílago Menor fibras tipo I Inmadurez quimiorreceptores < Distensibilidad Pulmonar Grosor de la pared 30% Orientación costal horizontal con respiración diafragmática
CAMBIOS POSTNATALES
• Al nacer 20-50 millones de sacos aéreos
• Volumen pulmonar <<< Tamaño corporal
• Aumento de la tasa metabólica
• Requerimiento Ventilatorio >>>>
MAYOR DESATURACIÓN
•Menor Presión de retroceso •Menor tamaño de vía área •Mayor Resistencia al flujo
MAYOR COLAPSO Y MAYOR OBSTRUCCIÓN
• FASE INSPIRATORIA
– Proceso Activo
– Participan: Diafragma e
Intercostales Externos
• Inervados x Frénico (C3, C4, C5)
• FASE ESPIRATORIA
– Proceso “fisiológicamente” pasivo
– Producido por Retroceso elástico
MECÁNICA RESPIRATORIA
CONTROL DE LA RESPIRACIÓN
CONTROL CENTRAL
AFERENCIAS
Mecano-receptores
Quimio-receptores
EFERENCIAS Músculos Inspiratorios y Espiratorios
CONTROL CENTRAL
Cerebelo
NTS : núcleo del tracto solitario
Núcleo ambiguo
Núcleo retroambiguo
Grupo dorsal (inspiración)
(aferentes: vago y glosofarg.)
Grupo ventral Centro neumotáxico (-)
Centro apnéustico (+)
RECEPTORES DE VÍA AÉREA TR
AQ
UEO
BR
ON
QU
IALE
S Y
PU
LMO
NA
RES
ESTIRAMIENTO: Lenta adaptación Músculo liso de V.A Activados por Distensión pulmonar Reflejo de Hering-Breuer: R.N
IRRITACIÓN: Adaptación Rápida Broncoconstricción, laringoespasmo y tos Epitelio de vías aéreas TERMINALES Activados con congestión e irritantes FIBRAS C Apnea, bradicardia, Hipotensión y Laringoespasmo
RECEPTORES DE VÍA AÉREA
Q
U
I
M
I
C
O
S
CENTRALES: En el bulbo Responden a cambios en H(+)del LCR y PCO2 PERIFÉRICOS: Ubicados en los cuerpos Carotideos y Aórticos
CO2
IZQUIERDA DERECHA
O2 PERIFÉRICOS Activados con PaO2 baja <50-70 mmHg, aumentan la ventilación alveolar solo en un 68%
DIFERENCIAS EN EL RECIÉN NACIDO
•Rta Ventilatoria a la hipercapnia es menor en R.N
•Rta bifásica a hipoxia en las primeras 3 s (pt: 25d)
•Administración de FiO2 100% disminuye ventilación
•Rta a la hipoxia depende de T°, EG, etapa del sueño
•Prematuros y R.N hipotérmicos disminuyen ventilación
•Reflejo de Hering -Breuer
•Mayor Apnea postoperatoria en Pretérminos.
VOLÚMENES PULMONARES
• 4 Volúmenes • Vol Corriente 6-7 cc/k
• Vol Residual 20cc/k
• Vol Reserva inspiratoria
• Vol Reserva espiratoria
• 4 capacidades • CRF punto de equilibrio
• CPT 65 -70cc/k
• CV 40 – 55cc/k
• CIM
RETROCESO ELÁSTICO PULMONAR
FUERZA DISTENSORA DEL TÓRAX
VOLÚMENES PULMONARES Y MECÁNICA RESPIRATORIA
VOLUMEN DESPUÉS DE ESPIRACIÓN
MÁXIMA
VOLUMEN ESPIRADO RESPIRACIÓN NORMAL
VOLUMEN INSPIRADO MÁXIMO
VOLUMEN CORRIENTE
VC+VRE+VRI
VRE+VR
VC+VRI
CRF+CI
VOLÚMENES EN PEDIATRÍA
•CPT: CI+CRF: 60 CC*KILO Alcanza 90 c.c * kilo (5 años)
• CRF: 50% de la CPT en posición vertical y 40% en supino.
Compliance del tórax >Compliance pulmonar
CRF< V cierre: colapso de vías aéreas: Atelectasias
•VR: es el 15% de la CPT en niños sanos.
•PEEP es necesario para prevenir el cierre de Vía Aérea
TENDENCIA AL COLAPSO PULMONAR
Tensión Superficial (2/3) – Tendencia unidades alveolares a colapsarse – Antagonizada por el Surfactante
Estructura Elástica Pulmonar (1/3) Dada por características Anatómicas Antagonizada por P. Pleural
Ley de Palace La Presión es inversamente proporcional al radio A menor r mayor P > r
< P
< r
> P
DISTENSIBILIDAD
Volumen
(mL)
Paw (cm H2O)
CPT
VR
MECÁNICA RESPIRATORIA
COMPLIANCE PULMONAR: ∆ VOLUMEN ∆PRESIÓN Compliance Dinámica Pulmonar Vol. Corriente
(PPVA)
Compliance Estática volumen corriente
(P Meseta)
PROPIEDADES ELÁSTICAS
Parénquima
C. DINÁMICA-C. ESTÁTICA: RESISTENCIA DE VÍA AÉREA
PROPIEDADES DINÁMICAS
RESISTENCIA AL FLUJO= 8Ln/πr4 Ley Poiseville
VÍA AÉREA SUPERIOR: Lactante → nariz → 50% del total de la R VÍA AÉREA INFERIOR: No aumenta R
MECÁNICA RESPIRATORIA
COMPLIANCE PULMONAR EN R.N ES ALTA : INMADUREZ DE FIBRAS E RETROCESO TORAX BAJO COMPLIANCE TORAX ES 3-6 VECES >>>COMPLIANCE PULMONAR
CRF
LA CRF MEJORA : COMPLIANCE TORAX COMPLIANCE PULMONAR (9-12 M)
MECANISMOS PARA CRF
1. Rompen la Espiración por Actividad diafragmática 2. Taquipnea: acortando fase Espiración 3. Actividad tónica de músculos inspiratorio
ANESTESIA: RELAJACIÓN MUSCULAR
CRF (10-25%) PEEP Vol. Cierre
VENTILACIÓN Y CIRCULACIÓN
VOLUMEN MINUTO: VOLUMEN CORRIENTE * FR
VENTILACIÓN ALVEOLAR
ESPACIO MUERTO
VA: (PB-47) X VCO2/PaCO2
2CC*KILO ANATÓMICO
FISIOLÓGICO
PaCO2-PECO2/PaCO2
VENTILACIÓN Y CIRCULACIÓN
Ventilación Alveolar es mayor en el neonato: 100-150 c.c/kg/minuto VA:CFR: 5:1 en R.N (1:5 en adultos) Volumen de Espacio Muerto: 30% del V corriente
DISTRIBUCIÓN DE VENTILACIÓN/PERFUSIÓN
Zona I: PA > Pa > PV ESPACIO MUERTO Zona II: Pa > PA > PV Zona III: Pa > PV > PA ZONA IV: Pins > Pa
RELACIÓN V/Q
V/Q: 0.8
TRANSPORTE DE OXÍGENO
Unión reversible con la hemoglobina 1.34 ml*gramo de Hb
O2
Disuelto en el plasma (0,3 ml de O2 en 100 ml)
CaO2 1.34*SO2* PaO2
TRANSPORTE DE OXÍGENO
Unión reversible con la hemoglobina 1.34 ml*gramo de Hb
O2
Disuelto en el plasma (0,3 ml de O2 en 100 ml)
CaO2 1.34*SO2* PaO2
CURVA DE DISOCIACIÓN Hb
P50: 27mmHg
↑ [H+] y ↓ Ph ↑ PCO2
↑ Temperatura ↑ [2,3 DPG]
↓ [H+] y ↑ Ph
↓ PCO2
↓ Temperatura
↓ [2,3 DPG]
CURVA DE DISOCIACIÓN Hb
70-80% de la Hb del R.N es fetal Contiene poco 2-3DG Curva hacia P50 18-20 la izquierda La afinidad disminuye y la P50 aumenta a los 2-3 meses La afinidad aumenta a P50 de 29-30
EN CONCLUSIÓN
LOS CAMBIOS QUE OCURREN DURANTE LA ANESTESIA 1. Disminución de la Ventilación espontánea 2. Disminución de la CRF y aumento de Vol. Cierre 3. Mayor laringoespasmo 4. Inhibición de la Vasoconstricción Hipóxica
PREDISPONEN A MAYOR ALTERACIÓN V/Q
DESATURACIÓN