FISIOLOGIA DE LA RESPIRACIÓN (Dinámica pulmonar FISIOLOGIA DE LA RESPIRACIÓN (Dinámica pulmonar. Obstrucción y Restricción pulmonar) Fabiola León-Velarde Dpto. de Ciencias Biológicas y Fisiológicas Laboratorio de Transporte de Oxígeno

Características Dinámicas del pulmón: RESISTENCIA (R) Q (L /min) = P (mm Hg o cm H2O) R (mm Hg / L / seg) Ley de Poiseuille: n = viscosidad R = 8 n l l = longitud de V.R.  r 4 r = radio de V.R. Si  r (x2)   R (x16) Si  R (x16)   Q (x16)

CONTROL del radio de las vías aéreas r  =  actividad del sistema adrenérgico (rcp. 2) r  =  actividad del sistema colinérgico (  formación de mucus) no adrenérgico, no colinérgico:  r = VIP (péptido vasoactivador intestinal)  r = sustancia P, neurokinas Mecanismos compensatorios:  r =  volumen pulmonar  r =  volumen pulmonar

El TONO de las vías aéreas depende de: Volumen pulmonar: Calibre aumenta a medida que el pulmón se expande. Tono del músculo liso bronquial: Estimulación simpática. Caída del PCO2 alveolar. Flujo sanguíneo local. Densidad y viscosidad del gas respirado.

Localización de la Resistencia

Flujos en las vías aéreas Flujo laminar: Bajas tasas de flujo. Las líneas de corriente son paralelas a la pared del tubo. Flujo transicional: Inestabilidad en las ramificaciones. Formación de remolinos locales Flujo turbulento: Desorganización total de la línea de corriente.

Bronquiolos y Flujo Bronquiolos segmentarios: Bronquiolos terminales: Mayor calibre Alta tasa de flujo Flujo turbulento Bronquiolos terminales: Menor diámetro Baja tasa de flujo Flujo laminar Gran cantidad dispuestos en paralelo

VOLUMENES PULMONARES Espacio muerto: 1. Anatómico: nariz, traquea, bronquios mayores. 2. Alveolar: no ocurre intercambio gaseoso. Espacio muerto Vol. Residual Res. Espiratoria Vol. Corriente Res. Inspiratoria

Ventilacion minuto (VE):   VE = (VT) x resp/min (FR) Ventilacion alveolar minuto (VA) y espacio muerto (VD): VA = (VT – VD) x FR VA = (450ml – 150) x 12 = 3,600 ml Aire nuevo = Volumen + Espacio tidal Muerto VT = volumen tidal VD = ventilacion del espacio muerto

Ecuacion de la ventilacion alveolar:   VA = VCO2 x K PICO2 = 0.2 mm Hg PACO2 PACO2 = 40 mm Hg PACO2 = VCO2 x K VA VD = VT x PaCO2 - PexpCO2 PaCO2 PaCO2 - PexpCO2 = f f = expresa la dilucion del PACO2 por el aire del espacio muerto. VCO2 = VA x FACO2 o VCO2 = VE x FECO2 FACO2 = concentracion fraccional de anhidrido carbonico alveolar FECO2 = concentracion fraccional de anhidrido carbonico espirado VCO2 = eliminacion de CO2

Ecuacion del gas alveolar:   PAO2 = [PB – PH2O] FIO2 – PACO2 RQ PIO2 = [PB – PH2O] x FIO2 RQ = VCO2 VO2 PB = presion barometrica PH2O = presion de vapor de agua FIO2 = concentracion fraccional de oxígeno inspirado PaCO2 = presion arterial de anhidrido carbonico PIO2 = 150 mm Hg PAO2 = 100 mm Hg RQ = couciente respiratorio VCO2 = eliminacion de CO2 VO2 = consumo de O2

PRESIÓN DE VAPOR DE AGUA T °C Pv H2O (mm Hg) 0 4.6 20 17.5 37 47.0 100 760.0 37°C en los pulmones: PO2 = 0.21 x (760 - 47) = 150 mm Hg

Volúmenes pulmonares: VALORES NORMALES Éspacio Muerto = 150 ml. Volumen Residual = 1 000 ml. Reserva Espiratoria = 1 000 ml. Volumen Corriente = 500 ml. Reserva Inspiratoria = 2.5 - 3.5 L Aire Nuevo = 350 ml.

Trazado de volúmenes y capacidades pulmonares

Medida del volumen residual No se puede medir con un espirómetro Técnicas usadas: “Washout” de nitrógeno Dilución de Helio Pletismografía

Enfermedades pulmonares Obstructivas y Restrictivas

Enfermedad Obstructiva Dificultad para ESPIRAR el aire Espiración obstruída Ejemplos: enfisema Bronquitis crónica asma.

Enfermedad Restrictiva Dificultad para INSPIRAR el aire Inspiración restringida Ejemplos: Fibrosis intersticial sarcoidosis Enfermedades musculares Deformaciones del tórax.

Capacidades y volúmenes pulmonares alterados Enfermedad obstructiva: Disminuye VC Aumenta TLC, RV, FRC. Enfermedad restrictiva: Disminuye TLC, RV, FRC.

Capacidades y volúmenes pulmonares alterados normal RV ERV TV IRV FRC VC restrictiva obstructiva 125 100 75 50 25 % Normal TLC 25

Capacidad Vital Forzada FEV1.0 / FVC

Espiración forzada (flujo) FEF25-75

Curvas Flujo - Volumen Flujo Pico

Volúmenes y flujos alterados

Cambios en la ventilación en presencia de volúmenes y flujos alterados Enfermedad Obstructiva: - Disminuye la frecuencia. - Aumenta el volumen tidal (VT) Enfermedad Restrictiva: - Aumenta la frecuencia. - Disminuye el volumen tidal (VT).

Distensibilidad (D =  volumen /  presión) en presencia de volúmenes y flujos alterados

DISTENSIBILIDAD (D =  volumen /  presión) en presencia de volúmenes y flujos alterados