FISIOLOGIA RESPIRATORIA
Fisiología Respiratoria. Pre-requisitos. Conocer la estructura anatómica macro y microscópica del Aparato Respiratorio. Conocer los mecanismos de transporte trans-membrana Conocer mecanismos Bioquímicos que involucran la función respiratoria. Conocer los mecanismos del EAB. Conocer la Física de los gases.
Fisiología Respiratoria. Objetivos. General y Terminal: Lograr que el alumno (a) detecte y razone los mecanismos que producen los cambios en el funcionamiento normal y razonar la importancia de este Sistema para el mantenimiento de la Salud Humana.
Fisiología Respiratoria. Objetivos. Específicos: Comprender los mecanismos ventilatorios y las consecuencias de su trastorno. Comprender e interpretar las pruebas funcionales pulmonares y bioquímicas. Comprender e interpretar los mecanismos regulatorios del EAB.
Fisiología Respiratoria. Objetivos. Específicos: 4.- Comprender la participación del SNC en la regulación de la función respiratoria. 5.- Comprender e interpretar los efectos de la alteración de la función pulmonar normal y su repercusión en la salud humana.
El Proceso Respiratorio. La Ventilación Pulmonar La Difusión de los Gases (Intercambio gaseoso). El Transporte de los Gases El Intercambio gaseoso celular. Regulación del EAB La Regulación de la Respiración.
Los 3 Sistemas que llevan O2 a las células: El Sistema Cardiovascular El Sistema Respiratorio El Sistema Hematológico.
Funciones del Aparato Respiratorio A.- Funciones Respiratorias. La Ventilación Pulmonar: Inspiración-Espiración. La Respiración Externa. El Equilibrio Ventilación-Perfusión. El FS El Transporte de los Gases Sanguíneos. La Respiración Interna. La Utilización del O2 y producción de CO2 en las células.
Funciones del Aparato Respiratorio B.- Funciones No- Respiratorias. Filtro Reservorio sanguíneo.[900 – 1,000 mL] Defensa. Funciones Metabólicas. Regulación de PA. Balance Hídrico. Eliminación de subst. Volátiles: Cetoácidos y Acetaldehido.
Anatomía Funcional del Aparato Respiratorio. La Pared torácica. Los músculos respiratorios. Las Pleuras Los Pulmones Las Vías Aéreas. La Circulación Pulmonar La Inervación bronquial.
La Pared Torácica
Los Músculos Respiratorios. Son estriados esqueléticos Son Involuntarios (pueden ser voluntarios) Se contraen y relajan en forma pasiva. Originan presiones y volúmenes aéreos necesarios para el intercambio gaseoso.
Los Músculos Respiratorios. A.- Los Inspiratorios. Se contraen en la inspiración para vencer la fuerza elástica del Pulmón, y la Resistencia de las vías aéreas.
Los Músculos Respiratorios. Los Inspiratorios. El Diafragma. Los Intercostales Externos. Los Esternocleidomastoideos. Los Escalenos.
El Diafragma Principal músculo inspiratorio. Diámetros longitudinal y transverso. “El músculo de los cantantes”.
El Diafragma Funciones No-Respiratorias. Separa al tórax del abdomen. Reacción postural. Habla y canto. Tos y estornudo. Esfuerzo abdominal: Parto, defecación. Micción.
Músculos Inspiratorios. Los Intercostales Externos: los diámetros Antero-posterior y transverso. Los Esternocleidomastoideos: los diámetros AP y longitudinal. Elevan el esternón.
Músculos Inspiratorios. Los Escalenos: Elevan las 2 primeras costillas.
Los músculos espiratorios. Ejercen el efecto contrario a los inspiratorios, para restablecer el ciclo. Los Abdominales (Oblicuo mayor y menor) El Transverso del Abdomen Los Rectos.
Los músculos espiratorios. la presión abdominal (Expulsión). Empujan al Diafragma hacia arriba. En condiciones anómalas se pueden hacer activos y voluntarios (Broncoespasmo o Asma)
Las Pleuras. P. Visceral: Envuelve a los Pulmones. P. Parietal: Envuelve la sup. Interna del tórax. El Espacio Pleural (Espacio Potencial) El Derrame Pleural. La Presión Pleural (-5 cm H2O)
Funciones de la Presión Pleural En inspiración: -7.5 cm H2O. Valor máximo con el llenado pulmonar. Mantener los Pulmones abiertos Tiraje de la superficie Pulmonar con mayor fuerza
Los Pulmones Contiene los elementos del intercambio gaseoso o Respiración verdadera.
Las Vías Aéreas
El Lobulillo Respiratorio. 300 x 106 alvéolos en cada Pulmón
La Inervación Bronquial Hasta el nivel 15 hay músculo liso Control por el SNA Simpático Receptores 2 en el Epitelio y Musc. Liso Broncodilatación y de secreción. El Broncoespasmo: Bronquitis crónica, Asma y Enfisema Pulmonar.
La Inervación Bronquial Receptores muscarínicos: Broncoconstricción. No-adrenérgica, no-colinérgica que produce vasodilatación VIP
La Circulación Pulmonar La Nutrición Pulmonar: Arterias Bronquiales. El Circuito Pulmonar o Circulación Menor: Intercambio gaseoso o Respiración Externa.
Circulación Sistémica Circulación Pulmonar Características Circulación Sistémica Circulación Pulmonar Vasos que comprende El sistema de nutrición celular: Sistema distribuidor: Arterias Sistema de intercambio: Capilares Sistema recolector: Venas El Sistema de Oxigenación de la Sangre: Arteria Pulmonar , Capilares pulmonares y Venas Pulmonares Presión Alta (Gran recorrido) Baja (Corto recorrido) Resistencia vascular Alta Baja Sangre circulante Oxigenada (Arterial) Desoxigenada (Venosa) Regulación Posee muchos medios para su regulación Sujeta a escasa regulación Función Nutrición celular (incluyendo la Pulmonar) Oxigenación de la sangre Alcance Sirve a muchos tejidos Sirve a un solo órgano Gravedad Gran efecto: soporta largas columnas hidrostáticas Poco efecto: soporta columnas hidrostáticas cortas
El Proceso Respiratorio. La Ventilación Pulmonar
La Mecánica Respiratoria
La Mecánica Respiratoria Los Músculos Respiratorios. Los Movimientos de entrada y salida del aire de los pulmones: Espiración [Deflación] Inspiración. [Inflación] [El tejido elástico del Pulmón]
La Pared Torácica
Espiración e Inspiración.- Factores (4) Las Presiones que se desarrollan
Espiración e Inspiración.- Factores (4) 2.- La Presión Pleural (PP) 3.- La Presión Alveolar. (PA) 4.- La Presión transpulmonar: (Negativa) PA - PP
La Espiración. Proceso Pasivo Relajación de músc. Inspiratorios La Fuerza del proceso elástico la Presión Alveolar. Gradiente de presión boca-alvéolos Salida del aire y de subst. Volátiles.
La Espiración. En proceso patológico: Broncoespasmo. Se hace activa Se utilizan los músculos espiratorios en forma consciente o voluntaria y activa. Consecuencias
La Distensibilidad Pulmonar Cambio en el Volumen Pulmonar por unidad de Presión intrapulmonar Valor normal: 200 mL/cm H2O. Significado: Al la presión intrapulmonar 1 cm H2O, los pulmones incrementan en 200 mL su volumen.
Propiedades elásticas del Pulmón Un cuerpo elástico. Tendencia a recuperar su volumen de reposo después de haber sido distendido. Dos elementos: Los Factores Determinantes El Surfactante.
Los Factores Determinantes La Elasticidad del tejido pulmonar: ⅓ de la elasticidad total. Las fuerzas elásticas provocadas por la Tensión Superficial del líquido que rodea los alvéolos: 2/3 del total.
La “Compliance” (C) Distensibilidad Es la fuerza que debe aplicarse para sacar a un cuerpo elástico del reposo. Elasticidad es la fuerza que debe hacer para regresar al reposo.
Compliance y Elasticidad
El Surfactante Agente Tensioactivo. Células Epiteliales Alveolares o Neumocitos tipo II. Son el 10% de la superficie alveolar total. Compuesto por Fosfolípidos: Dipalmitoil-fosfatidilcolina + Ca2+ + Apoproteínas
La Histéresis Es vol. entre inflación y defleción. Se debe a la Tensión Superficial Hay una interfase agua-aire.
Surfactante.-Función Fuerza que se forma en una interfase Agua-Aire. Es una fuerza elástica, que mantiene abierto al Alvéolo. Valor normal: 5 a 30 dinas/cm. La Tensión superficial del Alvéolo. Determina la Histéresis. Evita la formación de Edema Pulmonar.
El Déficit de Surfactante la Tensión Superficial. Edema Alveolar o Pulmonar. Adulto: Atelectasia Pulmonar. Niños RN: “Membrana Hialina” o “Síndrome de Dificultad o Distress Respiratorio del RN”
La Resistencia de las Vías Aéreas.- Ligada al Flujo Aéreo en las vías. El gradiente y el Flujo. Tres tipos de Flujo Aéreo: Flujo Laminar . Flujo en remolino local o transicional o mixto. Flujo Turbulento.
La Resistencia de las Vías Aéreas.- El Flujo Laminar: “Murmullo Vesicular”. Paralelo a la pared de la vía. Vías terminales.
La Resistencia de las Vías Aéreas.- Flujo en remolino, transicional o mixto: El más frecuente. Bifurcaciones Tasa más elevada. Combinación de los otros 2.
La Resistencia de las Vías Aéreas.- El Flujo Turbulento: Desorganizado. Altas tasas de flujo. Alto contenido energético. Ejercicio u Obstáculos en la vía. N° de Reynolds > 2,000 Ruidos: “Roncos” o “Sibilantes”
La Ventilación Pulmonar
La Ventilación Pulmonar (VP) Se basa en la Mecánica Respiratoria. Frecuencia Respiratoria: 12 x min. Volumen Corriente (VC) o VVP: 500 mL en cada respiración normal. Entran al cuerpo 250 mL O2 y salen 200 de CO2 en cada ciclo.
La Ventilación Pulmonar Respiración Externa o Hematosis. 1.- Ventilación Pulmonar (VP): VC x FR = 500 mL x 12 = 6,000 mL/min o también 6 L/min. 2.- Ventilación del Espacio Muerto Anatómico: 150 mL x 12 = 1,800 mL/min.
La Ventilación Pulmonar Hematosis. 3.- La Ventilación Alveolar: [500 – 150 mL] x 12 = 350 x 12 = 4,200 mL/min La + importante Es la “Ventilación efectiva”
La Espirometría
La Espirometría Con respiración normal y forzada en reposo. Cronometrada en seg. Con Broncodilatadores Sin
El Valor de Predicción Cada persona tiene su propio valor de Predicción. (Formula matemática). Sexo Peso y Talla Temperatura del ambiente (ATPS a BTPS).
El Valor de Predicción Son valores que ese cuerpo necesita para funcionar. Su valor se compara con el obtenido por la prueba. El Resultado de la Prueba se expresa en % del Valor de Predicción. La Capacidad Vital debe ser el 80% del V. de Pred.
La Espirometría Condiciones y requisitos. Equipo. Resultados: Volúmenes (4) Capacidades.(4)
La Capacidad Vital Cronometrada VEF1 Con el mismo espirómetro. Inspiración forzada al máximo. Se mide el periodo expulsivo (Espiración) en el 1° y 3° segundos. Útil para el diagnóstico de Resistencia de las vías aéreas. Con y sin broncodilatadores.
La Espirometría Obstructivas Restrictivas Atrapamiento aereo Asma Bronquiolitis CPT aumentada CRF aumentada VR aumentado VEF1 bajo Relacion VEF1/CVF baja (>0.75 es normal) CVF normal o baja FEF 25-75 muy bajo Poca distensibilidad. El alveolo tiende a colapsarse Fibrosis pulmonar Sindrome de distress respiratorio del adulto Deficit de Surfactante Insuficiencia cardiaca Trastornos de la caja toracica Trastornos neuromusculares CPT baja CRF baja VR bajo VRE bajo CVF baja (75% de la CPT es normal) VEF1 normal Relacion VEF1/CVF normal (>0.75 es normal) En general pueden estar bajos todos los volumenes y capacidades
El Proceso Respiratorio. 2.- La Difusión de los Gases: El Intercambio Gaseoso Pulmonar.
Intercambio gaseoso Difusión de los Gases. Transporte de los gases en Sangre. Intercambio de gases entre la Sangre (GR) y las células.
La Presión Parcial de un gas. PP = % x Presión Atmosférica Total. Ejemplo del O2: 20.84 % x 760 mm Hg = 160 mm Hg
Difusión de los Gases a través de la membrana A-C El gas se expande para ocupar el espacio alveolar. Movimiento de partículas da la Energía. 4 Factores de la Membrana A-C.
La Membrana A-C Factores Espesor de la Membrana Coeficiente de Difusión de los gases. Superficie de la Membrana Gradiente de Presión
El Espesor de la Membrana Está en relación inversa con la Difusión del Gas. Estados anormales: Edema y Fibrosis.
La Superficie de la Membrana. Las infecciones pulmonares. El Enfisema. La Fibrosis Extirpación de lóbulo.
El Gradiente de Presión P entre entre los Alvéolos y la Sangre. Difusión de gases bidireccional.
El Proceso Respiratorio. 3.- El Transporte de los Gases
El Transporte de Gases en Sangre. 1.- Transporte de O2 del Alvéolo a los tejidos. 2.- Transporte del CO2 de los tejidos al Alvéolo
Transporte de Oxígeno Dos formas: Combinación química con la Hb de los GR (97%) HbO2 Libre, disuelto en el H2O. (3%)
Valores Normales de la Hb. A nivel del mar. Hombre: de 13.0 a 16.0 g/L Mujer: de 12.0 a 15 g/L.
Funciones de la Hb Facilita el transporte de O2 ** Facilita el transporte de CO2 ** Función Buffer del pH en el EAB Transporte de NO en el GR.
Modificación de la Curva de Disociación La Temperatura corporal El pH de la sangre La 2,3-DPG La P50.
Modificación de la Afinidad del O2 por la Hb. La Temperatura corporal: Se desvía hacia la derecha cuando esta aumenta, produciendo de la afinidad. Es favorable a nivel de los tejidos, favorece descarga del CO2.
Modificación de la Afinidad del O2 por la Hb. 2.- El pH de la Sangre. “Efecto Bohr”
Modificación de la Afinidad del O2 por la Hb. 3.- La Concentración de 2,3-DPG eritrocitario. Une las cadenas de HbO2. Factor importante en respiración celular.
3.- La Concentración de 2,3-DPG eritrocitario. Su aumento desvía la curva a la derecha. La liberación de O2 de la Hb. En el ejercicio. En la Bronquitis crónica.
Modificación de la Afinidad del O2 por la Hb. 4.- La P50. Es la pO2 en la cual el 50% de la Hb está saturada. Indicador útil Valor normal de 26 a 28 mm Hg. Su aumento desvía la curva a la derecha.
Es 20 veces más soluble que el O2. Se transporta en 3 formas: El Transporte de CO2. Desde los tejidos hacia el Pulmón Es 20 veces más soluble que el O2. Se transporta en 3 formas: Como HCO3. La + importante. = 60% Disuelto en plasma: 2.7 mL/dL 45 mm Hg) = 10% Compuestos Carbaminos. = 30%
El CO2 como HCO3 H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3 Anhidrasa Carbónica H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3 “Efecto Haldane” La desoxigenacion de la sangre favorece su capacidad de transportar CO2 La Hb amortigua el H+.
El CO2 como HCO3 Destino del HCO3. 70% Al plasma HCO3 30% se intercambia con Cl- El “Desplazamiento del Cloruro”
El “Desplazamiento del Cloruro”
“Los Gases en Sangre” Son pruebas funcionales Pulmonares y Renales. Estudian oxigenación y EAB. pH arterial 7.35 – 7.45 HCO3 : 22-28 mEq/L pCO2: 35-45 mm Hg pO2: 97 mm Hg.
El Control Nervioso o Neural. Mecanismos Reflejos Receptores: Quimiorreceptores aórticos y carotídeos Quimiorreceptores de subst. Irritantes. Quimiorreceptores Centrales, en el Bulbo. Mecanorreceptores de las vías aéreas (Reflejo de Hering-Brauer: se disminuyen las descargas inspiratorias via vagal).
El Control Nervioso o Neural. Mecanismos Reflejos Centros: Zona respiratoria Bulbar Protuberancial: Centro Apnéustico Centro Neumotáxico
El Control Nervioso o Neural. Mecanismos Reflejos Respuesta: Cambios en la Ventilación Pulmonar. Tos Estornudo
El Reflejo de la Tos Receptores Vago Bulbo Efecto (TOS) Inspiración de aire Cierre de epiglotis y cuerdas vocales Contracción muscular abdominal Presión pulmonar Apertura de cuerdas vocales y epiglotis Salida de aire en estallido (120-160 Km/h)