Fisiología Respiratoria Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología

Anatomía Respiratoria ESTRUCTURAS BÁSICAS Vías Aéreas Superiores Vías Aéreas Inferiores Unidad Alvéolo - Capilar

Fisiología Respiratoria

Fisiología Respiratoria

Fisiología Respiratoria

Fisiología Respiratoria PROCESOS BÁSICOS Ventilación Difusión Equilibrio ventilación – flujo sanguíneo Flujo sanguíneo pulmonar Transporte de gases en sangre Transporte de gases entre los capilares y las células Utilización del O2 y producción de CO2

Fisiología Respiratoria VENTILACIÓN Es un proceso mecánico. El volumen pulmonar aumenta y disminuye con la expansión y la contracción de la caja torácica. La elevación y descenso del tórax se debe a la acción del Diafragma y otros músculos (Inspiradores y Espiradores).

Fisiología Respiratoria DIAFRAGMA Es el músculo respiratorio principal. En la Inspiración desciende generando presión negativa en la caja torácica. Durante la Espiración asciende hasta generar presión positiva.

Fisiología Respiratoria MÚSCULOS INSPIRATORIOS Elevan la caja torácica. Las costillas se dirigen casi directamente hacia delante junto con el esternón, produciendo un aumento del diámetro anteroposterior. La presión alveolar desciende a – 1 cm H20. Dura 2 segundos. Son: Intercostales Externos, Serratos Anteriores, Esternocleidomastoideos y Escalenos.

Fisiología Respiratoria MÚSCULOS ESPIRATORIOS Descienden la caja torácica. Disminuyen el diámetro anteroposterior. La presión alveolar desciende a + 1 cm H20. Dura 3 segundos. Son: Intercostales Internos y Rectos Abdominales.

Fisiología Respiratoria Apnea Presión Atmosférico 0 cm H20 Presión Alveolar 0 cm H20 Presión Pleural – 5 cm H20 Diafragma

Fisiología Respiratoria Inspiración Presión Atmosférico 0 cm H20 Presión Alveolar - 1 cm H20 Presión Pleural – 7,5 cm H20 Diafragma

Fisiología Respiratoria Espiración Espiración Presión Atmosférico 0 cm H20 Presión Atmosférico 0 cm H20 Presión Alveolar + 1 cm H20 Presión Pleural – 2,5 cm H20 Diafragma Diafragma Diafragma Diafragma Diafragma Diafragma

Fisiología Respiratoria VOLUMENES PULMONARES Volumen Corriente (VT): Es el volumen inspirado o espirado durante una respiración normal. 500 ml Volumen Inspiratorio de Reserva (VRI): Es el volumen adicional que se puede inspirar por encima del VT. 3000 ml Volumen Espiratorio de Reserva (VRE): Es el volumen adicional de aire que se puede espirar forzadamente después de una espiración normal. 1100 ml Volumen Residual (VR): Es el volumen de aire que queda en los pulmones luego de una espiración forzada. 1200 ml Volumen Muerto: Volumen de aire que presenta intercambio gaseoso. Incluído dentro del VT. 150 ml

Fisiología Respiratoria 6 Volumen Reserva Inspiratoria 5 4 Volumen Pulmonar (litros) 3 Volumen Reserva Espiratoria Volumen Corriente 2 1 Volumen Residual

Fisiología Respiratoria CAPACIDADES PULMONARES Capacidad Inspiratoria (CI): VT (500 ml) + VRI (3000 ml) = 3500 ml Capacidad Residual Funcional (CRF): VRE (1100 ml) + VR (1200 ml) = 2300 ml Capacidad Vital (CV): VT (500 ml) + VRI (3000 ml) + VRE (1100 ml)= 4600 ml Capacidad Pulmonar Total (CPT): CV (4600 ml) + VR (1200 ml) = 5800 ml

Fisiología Respiratoria ESPACIO MUERTO Espacio Muerto Anatómico: Es el aire presente en las vías aéreas que NO esta implicado en el intercambio gaseoso. Espacio Muerto Alveolar: Es el aire en las zonas pulmonares de intercambio gaseoso que NO participa en dicho proceso. En personas sanas es casi nulo Espacio Muerto Fisiológico: Es la suma de los 2 espacios.

Fisiología Respiratoria TENSIÓN SUPERFICIAL ALVEOLAR La superficie de agua que tapiza los alvéolos intenta contraerse por la atracción mutua de sus moléculas. Esto se llama Tensión Superficial. El surfactante pulmonar (fosfolípido) es un agente tensoactivo que reduce a la mitad la Tensión Superficial y disminuye el esfuerzo respiratorio. Es secretado por la Células Epiteliales Alveolares tipo II.

Fisiología Respiratoria DIFUSIÓN DE GASES Los gases respiratorios difunden desde las áreas de presión parcial elevada hacia las áreas de presión parcial baja. La Presión Parcial de cada gas se deduce en la siguiente fórmula: Presión Parcial = Concentración x Presión Total PpO2 160 mm Hg = 0,21 x 760 mm Hg

Fisiología Respiratoria CARACTERÍSTICAS DEL AIRE ALVEOLAR El aire alveolar sólo se sustituye parcialmente por aire atmosférico en cada respiración. Se está absorbiendo Oxígeno continuamente del aire alveolar. El Dióxido de Carbono está difundiendo constantemente desde la sangre pulmonar a los alvéolos. El aire atmosférico seco se humedifica antes de que alcance los alvéolos.

Fisiología Respiratoria CARACTERÍSTICA DEL AIRE VENTILADO (en mm Hg) Aire atmosf. Aire alveolar Aire expirado O2 160.0 104.0 120.0 CO2 0.3 40.0 27.0 Nitrógeno 597.0 569.0 566.0 Vapor H20 3.7 47.0 047.0 Total 760.0 760.0 760.0

Fisiología Respiratoria CARACTERÍSTICA DEL INTERCAMBIO El intercambio gaseoso se produce a través de las membranas de todas las porciones terminales de los pulmones, no sólo de los propios alvéolos. En el alvéolo existe una membrana de intercambio muy particular formada por:

Fisiología Respiratoria MEMBRANA DE INTERCAMBIO Capa de líquido con surfactante pulmonar. Epitelio Alveolar, formado por células epiteliales delgadas tipo I. Membrana Basal Epitelial. Espacio Intersticial fino. Membrana Basal Capilar. Membrana Endotelial Capilar.

Fisiología Respiratoria CARACTERÍSTICAS DE LA MEMBRANA Espesor: 0,6 micrómetros. Área Superficial de la Membrana: 70 m2. Volumen de Sangre Capilar: 60 a 140 ml. Diámetro de los Capilares: El Diámetro Medio es de 5 micrómetros y la membrana de eritrocito esta en contacto con la pared capilar.

Fisiología Respiratoria CAPACIDAD DE DIFUSIÓN DE LA MEMBRANA La capacidad de difusión de la membrana respiratoria para el Dióxido de Carbono es veinte veces mayor que para el oxígeno. La capacidad de difusión para el oxígeno aumenta con el ejercicio porque: Aumenta el área superficial: Hay reclutamiento de alvéolos y capilares para producir intercambio. Mejor relación Ventilación – Perfusión (V/Q)

Fisiología Respiratoria VENTILACIÓN – PERFUSIÓN (V/Q) Es el cociente entre la Ventilación Alveolar (V) y el Flujo Sanguíneo Pulmonar (Q): V/Q = 0. No hay ventilación Alveolar. V/Q = Infinito. No existe Flujo Sanguíneo Pulmonar. V/Q = Normal: Los dos valores son normales.

Fisiología Respiratoria CORTOCIRCUITO o SHUNT Siempre que el V/Q sea inferior a lo normal, se habla de Shunt. Es decir una fracción de sangre venosa que pasa a través de los capilares pulmonares no se oxigena. Normalmente alrededor del 2 % del Gasto Cardíaco, fluye a través de los vasos bronquiales en lugar de fluir por los capilares alveolares.

Fisiología Respiratoria ESPACIO MUERTO FISIOLÓGICO Siempre que el V/Q sea superior a lo normal, se habla de Espacio Muerto Fisiológico. Cuando la ventilación alveolar es grande, pero el flujo sanguíneo alveolar es bajo, existe mucho más oxígeno disponible en los alvéolos del que puede extraer la sangre que fluye, entonces se dice que la ventilación de estos alvéolos se desperdicia. La ventilación del espacio muerto anatómico también se pierde, por falta de sitios de intercambio.

Fisiología Respiratoria ANOMALÍAS DEL V/Q La V/Q es alta en la parte superior del pulmón y baja en la inferior. Tanto el Flujo Sanguíneo como la Ventilación aumentan desde la parte superior a la inferior del pulmón, pero el primero se incrementa más progresivamente. Área del Pulmón Ventilación Perfusión V/Q PO2 PCO2 Superior Alta Menor Máxima Mínima Inferior Baja Mayor

Fisiología Respiratoria TRANSPORTE DE GASES La PO2 de la sangre pulmonar se eleva hasta igualar la del aire alveolar en el primer tercio del trayecto capilar. La sangre de los capilares pulmonares queda casi completamente saturada con Oxígeno, incluso durante el ejercicio intenso. El cortocircuito venoso bronquial hace disminuir la PO2 arterial desde un valor capilar de 104 mmHg hasta un valor arterial de unos 95 mmHg. El Dióxido de Carbono difunde en una dirección exactamente opuesta a la del oxígeno.

Fisiología Respiratoria HEMOGLOBINA Alrededor del 97% del oxígeno que se transporta hasta los tejidos lo hace en combinación química con la hemoglobina. La cantidad máxima de oxígeno transportado por la hemoglobina es de unos 20 ml de oxígeno por 100 ml de sangre. El Monóxido de Carbono interfiere con el transporte de oxígeno, porque tiene una afinidad por la hemoglobina unas 250 veces mayor que el oxígeno.

Fisiología Respiratoria HEMOGLOBINA La curva de disociación de la hemoglobina muestra el porcentaje de saturación en función de la PO2: PO2 95 mmHg (sangre arterial) la hemoglobina se encuentra saturada en un 97%. Hay 4 moléculas de oxígeno por cada molécula de hemoglobina. PO2 40 mm Hg (sangre venosa) la hemoglobina se encuentra saturada en un 75%. Hay 3 moléculas de oxígeno por cada molécula de hemoglobina. PO2 25 mmHg (sangre venosa durante un ejercicio moderado) la hemoglobina se encuentra saturada en un 50%. Hay 2 moléculas de oxígeno por cada molécula de hemoglobina.

Fisiología Respiratoria

Fisiología Respiratoria

Fisiología Respiratoria

Fisiología Respiratoria

Fisiología Respiratoria CO2 + H2O = H2CO3 = H+ + HCO3-

Fisiología Respiratoria pH = pKA + log (HCO3-) 0,03 PCO2 pH = 6.1 + log 24 0,03 x 40 pH = 7,4