Fisiologa Respiratoria Facilitador Dr Eric M Cabrera Respiracin
Fisiología Respiratoria Facilitador: Dr. Eric M. Cabrera
Respiración Ventilación: Movimiento de aire dentro y fuera de los pulmones n Respiración Externa: Intercambio de gases entre el aire en los pulmones y la sangre n Transporte de oxigeno y dioxido de carbono en la sangre n Respiración Interna: Intercambio de gases entre la sangre y los tejidos n
Funciones del Sistema Respiratorio n n n Intercambio de gases: O 2 que entra a la sangre y CO 2 que sale de la misma Regulación del p. H sanguineo: Alterado por cambios en los niveles de CO 2 en sangre Producción de la voz: Movimiento de aire a través de las cuerdas vocales provoca el sonido del lenguaje Olfato: Ocurre cuando las moleculas en el aire entran en contacto con el epitelio nasal Protección: En contra de micro organismospara prevenir infecciónes y removerlos
Divisiones del Sistema Respiratorio n Tracto Superior n n Nariz, faringe y estructuras asociadas Tracto Inferior n Laringe, traquea, bronquios y pulmones
Cavidad Nasal y Faringe
Nariz y Faringe n n Nariz externa Cavidad nasal n Funciones n n n Vía de paso del aire Limpiar el aire Humidificar y calentar el aire Olfato Con los senos paranasales servir de cámara de resonancia para el habla Faringe n n Cavidad común para el sistema digestivo y respiratorio Tres regiones n n n Nasofaringe Orofaringe Laringofaringe
Laringe n Funciones n n n Mantener una vía permeable para el movimiento del aire La epiglotis y los plieges vestibulares previenen que el material deglutido se mueva hacia la laringe Las cuerdas vocales son la fuente primaria de la producción del sonido
Cuerdas Vocales
Traquea n n Tubo para el aire Se divide para formar: n n Bronquio primario Carina: relacionad a al reflejo de la tos
Arbol Traqueobronquial n Zona de conducción n n Desde la traquea a los bronquios terminales ambos cubiertos de epitelio cilíndrico ciliado para remover cuerpos extraños Vía de paso para el movimiento del aire Cartílagos en forma de herraduras mantienen abiertos los tubos del sistema y el musculo liso controla el diámetro del tubo. Zona de respiración n n De los bronquiolos respiratorios al alveolo Es el sitio para el intercambio gaseoso
Arbol Traqueobronquial
Bronquiolos y Alveolos
Alveolos y la Membrana Respiratorio
Pulmones n Dos pulmones: Principales organos de la respiración n n Pulmón derecho: tres lóbulos Pulmón izquierdo: dos lóbulos
Pared Torácica músculos de la Respiración
Volumen Torácico
Pleura n El líquido pleural es producido por las membranas pleurales n n Actua como un lubricante Ayuda a mantener juntas la pleura parietal y visceral
Ventilación Movimiento del aire dentro y fuera de los pulmones n El aire se mueve de un area de mayor presión a un area de menor presión n La presión es inversamente proporcional al volumen n
Cambios en la Presión Alveolar 1. La presión barométrica (PB) es igual a la presión alveolar (Palv) y no hay movimiento de aire. 2. El aumento del volumen torácico resulta en aumento del volumen alveolar y disminución de la presión alveolar. La presión del aire inspirado es mayor que la presión alveolar, y el aire entra espontáneamente a los pulmones. 3. Final de la inspiración. Ambas presiones son iguales 4. La disminución del volumen torácico disminuye el volumen alveolar y aumenta su presión. La presión alveolar es mayor que la del aire atmosférico, y el aire sale espontáneamente de los pulmones.
Cambios de Volumen Alveolar n Recojimiento Pulmonar n Factores que tienden a colapsar el alveolo n Recojimiento elástico del tejido pulmonar y la tensión superficial del alveolo n n La sustancia surfactante: reduce la tendencia del alveolo a colapsar Presión Pleural Negativa causa que el alveolo se expanda n Pneumotorax es un orificio entre la cavidad pleural y el aire atmosférico que causa pérdida de la presión pleural n
Ciclo Respiratorio Normal
Complianza n Es una medida de qué tan facilmente se expanden el pulmón y el tórax A mayor complianza, más facilmente un cambio de presión causará expansión n Una complianza menor de lo normal significa que el pulmón y el tórax son más dificiles de expandir n n Conditiones n n n que disminuyen la complianza Fibrosis pulmonar Edema pulmonar Síndrome de insuficiencia respiratoria
Volumenes Pulmonares n Volumen Tidal n n Volumen de Reserva Inspiratorio n n Volumen de aire inspirado o expirado durante una inspiración o espiración normal Cantidad de aire inspirado a la fuerza luego de una inspiración normal de volumen tidal Volumen de Reserva Espiratorio n n n Cantidad de aire espirado a la fuerza luego de una espiración normal de volumen tidal Volumen Residual Volumen de aire que permanece en las vías respiratorias y pulmones, luego de una espiración forzada
Capacidades Pulmonares n Capacidad Inspiratoria n n Capacidad Funcional Residual n n Volumen de reserva espiratorio + volumen residual Capacidad Vital n n Volumen tidal + volumen de reserva inspiratorio La suma del volumen de reserva inspiratorio, volumen tidal , y volumen de reserva espiratorio Capacidad Total Pulmonar n La suma de los volúmenes de reserva inspiratorio, respiratorio, tidal y residual
Espirómetría de Volúmenes y Capacidades Pulmonares
Ventilación Alveolar por Minuto n n Ventilation por minuto: cantidad total de aire movido dentro y fuera del sistema respiratorio por minuto Frecuencia Respiratoria : número de respiraciones tomadas por minuto Espacio Muerto Anatomico : las partes anatómicas del sistema respiratorio donde no ocurre intercambio gaseoso Ventilación Alveolar : cuanto aire por minuto entra a las partes anatómicas del sistema respiratorio en las cuales ocurre intercambio gaseoso
Principios Físicos del Intercambio Gaseoso n Presión Parcial n n Ley de Dalton: La presión ejercida por cada tipo de gas en una mezcla de gases (aire) Presión de vapor de agua Difusión de gases a través de líquidos n n Ley de Henry La concentración de un gas en un líquido es determinado por su presión parcial y su coeficiente de solubilidad
Principios Físicos del Intercambio Gaseoso n Difusión de gases a través de la membrana respiratoria n Depende del grosor de la membrana, el coeficiente de difusión del gas, el area de superficie de la membrana, la presión parcial de los gases en el alveolo y la sangre n Relación entre la ventilación pulmonar y perfusión del capilar pulmonar n El aumento de la ventilación o el aumento de la perfusión del capilar pulmonar, aumentan el intercambio de gases Un corto circuito fisiológico es cuando sangre desoxigenada regresa de los pulmones n
Gradientes de Difusión de O 2 y CO 2 n Oxigeno n n n Se mueve del alveolo a la sangre. La sangre esta casi completamente saturada de O 2 cuando deja el capilar pulmonar P 02 en sangre disminuye por mezcla con sangre desoxigenada El Oxigeno se mueve del capilar tisular hacia los tejidos n Dióxido de carbono n n Se mueve de los tejidos hacia el capilar tisular Se mueve de los capilares pulmonares hacia el alveolo
Cambios en las Presiones Parciales
Hemoglobina y Transporte de Oxígeno n n n El Oxigeno es transportado por la hemoglobina (98. 5%) y disuelto en el plasma (1. 5%) La curva de disociación Hb-O 2 muestra que la Hb esta casi completamente saturada cuando la P 02 es de 80 mm Hg ó mayor. A presiones parciales menores, la Hb libera oxígeno. Una desviación de la curva hacia la izquierda secundario a un aumento del ph, una disminución de CO 2, o una disminución de temperatura resulta en un aumento de la afinidad de la Hb para retener oxígeno.
Hemoglobina y Transporte de Oxígeno n n n Una desviación de la curva hacia la derecha secundario a una disminución del ph, un aumento del CO 2, ó un aumento en la temperatura resulta en una disminución de la afinidad de la Hb para retener el oxígeno. El 2. 3 -difosfoglicerato aumenta la capacidad de la Hb para liberar oxígeno a nivel tisular La hemoglobina fetal tiene una mayor afinidad por el oxígeno que la hemoglobina A maternal
Curva de disociación de la Hb-O 2 en reposo
Efecto Bohr: Desviación de la Curva de Disociación de Hb-O 2 con el ph
Efectos de la Temperatura :
Desviación de la Curva
Transporte del Dióxido de Carbono n n n El CO 2 es trasnportado como HCO 3¯ (70%), en combinación con las proteinas de la sangre (23%), y en solución en el plasma (7%). La Hb que liberó el O 2 en el capilar tisular, se une más rápidamente al CO 2 que la Hb-O 2 (efecto Haldane) En los capilares tisulares, el CO 2 se combina con el agua dentro del eritrocito para formar H 2 CO 3 el cual se disocia para formar HCO 3¯ y H*
Transporte del Dióxido de Carbono n n En los capilares pulmonares, el ión bicarbonato y el ión hidrogenión se mueven dentro de los G. R. y el ión cloro. El HCO 3¯ se combina con el H+ para formar ácido carbónico (H 2 CO 3). El H 2 CO 3 es convertido a CO 2 + H 2 O. El CO 2 difunde fuera del glóbulo rojo. El aumento del CO 2 plasmático disminuye el ph sanguineo. El sistema respiratorio regula el p. H sanguineo regulando los niveles plasmaticos del CO 2.
Transporte del CO 2 y Movimiento del Cl
Acoplamiento Ventilation-perfusion :
Areas Respiratorias en el Tallo Cerebral n Centro Respiratorio Bulbar Las neuronas dorsales estimulan el diafragma n Las neuronas ventrales estimulan los músculos intercostales y abdominales n n Centro Respiratorio Pontino (pneumotaxico) n Involucrado en la alternancia entre inspiración y espiración
Estructuras Respiratorias en el Tallo Cerebral
Ventilación Rítmica n Inicio de la inspiración n n Aumentando la inspiración n n Las neuronas del Centro Respiratorio Bulbar están activas continuamente El centro recibe estimulación de receptores y estimulación de partes de la corteza concernientes con movimiento respiratorio voluntario and emotiones Las aferencias combinadas de todos estos centros producen potenciales de acción que estimulan a los músculos respiratorios Mas y mas neuronas son activadas Deteniendo la inspiración n Las Neuronas que exitan también son responsible de inhibir la inspiración y recibir aferencias del centro pontino y los receptores de estiramiento en el pulmón. Al activarse las neuronas inhibitorias y relajarse los músculos respiratorios, resulta en la espiración.
Modificación de la Ventilación n Sistema Cerebral y Límbico n n Control Químico n La respiración puede ser controlada voluntariamente y modificada por las emociones El CO 2 es el mayor regulador n n Aumento o disminución en el p. H puede estimular áreas con quimioreceptores, causando una mayor frecuencia y profundidad de la respiración Cuando disminuyen los niveles normales de O 2 en sangre a 50% o mas aumentan la frecuencia y profundidad de la respiración
Modificando la Respiración
Regulación del p. H y gases sanguineos
Reflejo de. Herring-Breuer Limita el grado de inspiración y previene la sobreinflación de los pulmones n Infantes n n El reflejo juega un papel el la regulación del ritmo básico de respiración y previene la sobreinflación del pulmónl n Adultos n El reflejo es importante solo cuando aumenta el volumen tidal en el ejercicio o trabajo
Ventilación en el Ejercicio n La Ventilacion aumenta abruptamente: n n Al iniciar el ejercicio El movimiento de las extremidades tiene una gran influencia El componente aprendido del ejercicio La ventilación aumenta gradualmente: n n Luego de un aumento inmediato o abrupto, ocurre un aumento gradual (4 -6 minutos) El umbral anaerobio es el mas alto nivel de ejercicio a que se puede llegar sincausar cambios significativos en el ph sanguineo n Si se excede dicho umbral, se acumulará el ácido láctico producido por los músculos esqueléticos
Effects of Aging Vital capacity and maximum minute ventilation decrease n Residual volume and dead space increase n Ability to remove mucus from respiratory passageways decreases n Gas exchange across respiratory membrane is reduced n
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