MECANICA DE LA RESPIRACION UNSAM – LIC. KINESIOLOGÍA Y FISIATRÍA CÁTEDRA DE FISIOLOGÍA PROF. BORGATELLO

RECUERDO ANATÓMICO

IMPORTANCIA DE LA V. A DE CONDUCCIÓN – Fosas nasales Plexos venosos Cornetes

IMPORTANCIA DE LA V.A DE CONDUCCIÓN – Tráquea y bronquios Clearance bronquial r4 Ley Poiseuille

CONCEPTOS GENERALES La respiración consiste en el intercambio de gases (O2, CO2) entre las células y la atmósfera. Puede dividirse en Externa :Intercambio de gases (O2/CO2) a nivel pulmonar Interna : Transporte de gases en la sangre Intercambio tisular Respiración celular

RESPIRACIÓN INTERNA VS EXTERNA

La respiración y sus órganos participan además en otras funciones: Regulación ácido/base Regulación de la temperatura corporal Excreción de compuestos (por ejemplo, cuerpos cetónicos) Actividad hormonal: angiotensina.

VALORES EN REPOSO 12-15 respiraciones minuto 500 cc aire inspirado/espirado en cada ciclo 6 a 7,5 L/min

MECANICA DE LA RESPIRACION Músculos respiratorios INSPIRATORIOS Diafragma Intercostales externos Esternocleido mastoideo Escalenos Pectorales ESPIRATORIOS Intercostales internos Abdominales Recto anterior Oblicuos

Músculos respiratorios

2006

MECANICA DE LA RESPIRACION Presiones Presión atmosférica = 0 cm H2O Presión pleural (Ppl) = -3 a -5 cm H2O Presión alveolar (Pal) = Presión pleural + presión de retroceso elástico alveolar Presión transmural = Gradiente de presión transmural alveolar = Pal - Ppl

Dinámica AUMENTO DE LA CAVIDAD TORACICA Intercostales externos Diafragma DISMINUCION DE LA CAVIDAD Intercostales internos

MECANICA DE LA RESPIRACION Inspiración Orden de control central Vías eferentes: información a los músculos inspiratorios Actividad de diafragma e intercostales Presión pleural más negativa Aumenta presión trnasmural alveolar Los alvéolos se expanden Disminuye la presión alveolar Gradiente de presión, genera flujo de entrada de aire Aumenta el retroceso elástico pulmonar

INSPIRACION

MECANICA DE LA RESPIRACION Espiración Cesa el comando inspiratorio Músculos respiratorios se relajan Disminuye el volumen torácico Presión pleural se hace menos negativa Disminuye el gradiente de presión transmural alveolar Disminuye el volumen alveolar y presión alveolar Flujo de salida de aire hasta que se igualan las presiones

ESPIRACIÓN

MECANICA DE LA RESPIRACION Distensibilidad o Compliance Determina la facilidad con la que el pulmón puede distenderse o estrecharse La distensibilidad (compliance)es el inverso de la elasticidad DISTENSIBILIDAD = 200-240 ml/cmH2O + Volumen / + Presión 500 ml / -3, -5 cm H2O

COMPLIANCE – Relación presión/volumen

MECANICA DE LA RESPIRACION Distensibilidad o Compliance AUMENTA Enfisema DISMINUYE Fibrosis Edema pulmonar Atelectasia Obesidad Deformidad de la caja torácica

MECANICA DE LA RESPIRACION Retroceso elástico Depende del tejido pulmonar en su contenido de elastina y colágeno El retroceso elástico alveolar: * Tiende a colapsar alvéolos * Aumenta a volúmenes pulmonares altos Retroceso elástico de la caja torácica * Tiende a expandir sus diámetros * Aumenta a volúmenes pulmonares bajos

Dinámica

MECANICA DE LA RESPIRACION Diferencias regionales Las regiones inferiores ventilan más que las zonas superiores La presión es menos negativa en la base que en el ápice, debido al peso del pulmón El pulmón es más fácil distender a volúmenes pequeños por la posición en la curva presión / volumen, pues pequeños cambios de presión producen grandes cambios de volumen.

MECANICA DE LA RESPIRACION Surfactante pulmonar COMPONENTES: 90% son Lípidos 10% son Proteínas Lípidos: Fosfatidilcolina 60% Fosfatidilglicerol Fosfatidilinositol Otros Proteínas: SP-A es Inmunomoduladora SP-B SP-C SP-D es Inmunomoduladora SP-B Y C Participan en estructura, en la actividad de disminuir la tensión superficial y estimulan la absorción de fosfolípidos

Ley de LaPlace 1 2 Presión = 2 x Tensión superf. Radio del alvéolo SIN SURFACTANTE, EL ALVEOLO CHICO SE VACIARÍA EN EL GRANDE POR MAYOR PRESIÓN

MECANICA RESPIRATORIA Surfactante pulmonar NEUMOCITO II Cuerpos lamelares (Almacenam.) Exocitosis al alvéolo Formación de una Monocapa Disminución de la tensión superficial Reemplaza el agua en la superficie alveolar, intercalándose entre sus moléculas. (reduce la interfaz aire- líquido)

MECANICA DE LA RESPIRACION Surfactante pulmonar Disminuye el trabajo durante la inspiración: * Disminuye la tensión superficial de los alvéolos * Disminuye el retroceso elástico del pulmón * Aumenta la distensibilidad Ayuda a estabilizar los alvéolos de diferentes tamaños

MECANICA DE LA RESPIRACION Surfactante pulmonar Efectos: Mejora la función pulmonar Mejora la expansión alveolar Mejoría en la oxigenación Disminuye el soporte ventilatorio Aumenta la capacidad residual funcional Aumenta la distensibilidad pulmonar Disminuye los cortocircuitos intrapulmonares Mejora la relación ventilación / perfusión

Volúmenes y capacidades respiratorias

ESPIROMETRIA: volúmenes de aire que se movilizan en la respiración VRE (VT) VRI (CV) (CPT) VR CRF CI

ESPACIO MUERTO Anatómico: es el volumen de las vías aéreas de conducción = 150ml Fisiológico: es una medida funcional del volumen de los pulmones que no intercambia CO2. En sujetos normales es igual al espacio muerto anatómico Representa ventilación perdida en pacientes con enfermedades obstructivas y restrictivas Espacio muerto fisiológico oscila entre un 20% a un 35% del volumen corriente.

CAPACIDADES PULMONARES Capacidad residual funcional (CRF): la cantidad de gas contenido en los pulmones al final de una espiración normal. Capacidad pulmonar total (CPT): la cantidad de gas contenido en los pulmones al final de una inspiración forzada. Capacidad Vital (CV)

VENTILACION PULMONAR Es el producto del volumen de aire que se mueve en cada respiración (volumen corriente o tidal) (Vt) El número de respiraciones que se producen en un minuto (volumen minuto) (VE) VE = Vt x fcia.respiratoria Ventilación del espacio muerto anatómico( VD) no se produce intercambio gaseoso Espacio alveolar: en el que se hace efectivo el intercambio de gases (VA) Vt = VD + VA

VENTILACION PULMONAR Vol. minuto: Vt x fcia. respiratoria Tiempo inspiratorio (Ti): duración en segundos desde el inicio al final del volumen inspiratorio. Tiempo espiratorio (Te): duración en segundos desde el final del flujo inspiratorio hasta el inicio del ciclo siguiente.

Ventilación minuto= F x V “Normal” = 12 x 0,5L = 6 L Ejercicio físico = 35-45 x 2L = 70-90L Diferencia 15. Valores máximos registrados : 200 L /min

VOLUMEN ESPIRATORIO FORZADO EN EL 1° SEGUNDO – VEF 1

PRESION DE LA VIA AEREA El acto fundamental de la respiración espontánea requiere de la generación de una presión de la vía aérea (de impulso) Consecutiva a la fuerza contráctil inspiratoria que inicia el flujo que sobrepasa las propiedades elásticas, de resistencia al flujo y de inercia de la totalidad del aparato respiratorio.

FLUJO EN LA VIA AEREA Turbulento: Ocurre si el flujo de aire es alto, la densidad del gas es elevada, radio de la vía aérea es grande: tráquea. Transicional: Ocurre en los puntos de ramificación de las vías aéreas Laminar: Vías aéreas periféricas donde la velocidad es muy baja.

RESISTENCIA EN LA VIA AEREA Este concepto tiene significado en fisiología pulmonar solamente en términos de FLUJO. RESISTENCIA = difer. de presión flujo ( lt/ seg) La resistencia se expresa como: * cm de H2O / lt / seg

RESISTENCIA PULMONAR Está dada por la resistencia del tejido pulmonar más la resistencia de la vía aérea. La resistencia de las vías aéreas constituye el 80% de la resistencia total. La resistencia de las vías aéreas puede elevarse en forma significativa en presencia de algunas enfermedades.

DISTRIBUCION DE LA RESISTENCIA Las vías aéreas superiores son responsables del 20 – 40% de la resistencia total de vías aéreas, aumenta al respirar por la nariz. La resistencia en las vías aéreas periféricas es menor: la superficie de corte transversal es mayor. La mayor resistencia al flujo del aire la oponen a las vías aéreas de mediano calibre.

RESISTENCIA Y VOLUMENES PULMONARES VOLUMEN BAJO Esfuerzo espiratorio Presión pleural > + > compresión dinámica < retroceso elástico alveolar. VOLUMEN ALTO < resistencia > gradiente de presión de pared retroceso elástico alveolar abre las vías aéreas.

Factores que modifican la resistencia de la vía aérea (dilatación) Estímulo simpático B2 agonistas > PCO2 < PO2 > Resistencia (constricción) Estímulo parasimpático (Acetilcolina) Histamina < PCO2

COMPRESION DINAMICA Aumento de la resistencia de la vía aérea durante la espiración forzada Punto de presiones iguales: la presión dentro de la vía aérea es igual a la presión por fuera de ella. Gradiente de presión transmural = 0 Punto de cierre: cuando la presión afuera es > que la presión en el interior de la vía aérea.

COMPRESIÓN DINÁMICA

COMPRESIÓN DINÁMICA Limita el flujo aéreo en personas normales durante la espiración forzada Puede reducir la capacidad de realizar ejercicio en pacientes con neumopatías (por disminución del retroceso elástico pulmonar y pérdida de tracción radial en la VA). El flujo está determinado por la presión alveolar menos la presión pleural.

TRABAJO RESPIRATORIO El trabajo respiratorio depende del cambio de presión por unidad de cambio de volumen. Trabajo elástico: es el necesario para vencer el retroceso elástico. Trabajo de resistencia: para vencer la resistencia de las vías aéreas.

TRABAJO RESPIRATORIO La ventilación de los pulmones está determinada por el esfuerzo del sistema respiratorio y las propiedades elásticas y resistencias del aparato respiratorio. Las propiedades mecánicas de la respiración se utiliza la determinación de la distensibilidad pulmona, las resistencias pulmonares y el trabajo de la respiración.

CIRCULACIÓN PULMONAR Circulación pulmonar: relacionada con el sistema de intercambio gaseoso Circulación bronquial: abastece de sangre arterial al pulmón para las necesidades de sus células Ambos sistemas producen uniones (anastomosis), lo que hace que la sangre de la vena pulmonar, es decir la que se ha oxigenado, no esté oxigenada al 100%.

CIRCULACIÓN PULMONAR

Zonas vasculares: efecto de la presión hidrostática capilar.

Efecto de los gradientes de presión hidrostática

Relación ventilación-perfusión La ventilación pulmonar (V) y la cantidad de sangre que recibe el pulmón (perfusión, Q) guardan una correlación, que se rompe en un punto: UMBRAL VENTILATORIO Reposo : Q = 5L/min bases > vértices V= 4,2L/min vértices > bases V/Q=0,8

SHUNT O CORTOCIRCUITO FISIOLÓGICO

IMPORTANCIA DE LA PRESIÓN INTERSTICIAL NEGATIVA EL LÍQUIDO ADICIONAL EN LOS ALVEOLOS ES ASPIRADO HACIA EL INTERSTICIO

GRACIAS!!!…por estudiar tanto.