FISIOLOGÍA RESPIRATORIA M.C. VICTOR RAÚL MENA OCHARA.

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1 FISIOLOGÍA RESPIRATORIA M.C. VICTOR RAÚL MENA OCHARA

2 FISIOLOGÍA RESPIRATORIA Ventilación pulmonar. Circulación pulmonar. Intercambio gaseoso. Transporte de oxígeno y dióxido de carbono en la sangre y los líquidos tisulares. Regulación de la respiración

3 EL APARATO RESPIRATORIO Fosa nasal: humedece, filtra y calienta. Faringe. Laringe. Cuerdas vocales. Glotis. Epiglotis:. Tráquea: Pulmones Bronquio Bronquiolo Alvéolos: 300 millones y superficie de 60 m² Músculos intercostales: Diafragma: Pleura y cavidad pleural. FUNCIONES Proporcionar oxígeno a los tejidos y retirar el dióxido de carbono.

4 COMPONENTES DE LA RESPIRACIÓN APARATO RESPIRATORIO

5  Función: distribuidor de aire e intercambiador de gases  Finalidad: Reabastecer las células de oxígeno y eliminar el bióxido de carbono.  Los alvéolos funcionan como intercambiadores de aire el resto funciona como distribuidor  Órganos: nariz, faringe, laringe, tráquea, bronquios y pulmones.

6 Fisiología del Aparato Respiratorio ORGANOS: Nariz, Laringe, Traquea, bronquios y pulmones. Proporcionar oxigeno y eliminar CO2. NARIZ: Adaptada para el calentamiento, humidificación y filtración del aire, para el olfato y para ayudar al desarrollo del habla. FARINGE: La nasofaringe principal función respiración, La orofaringe y laringofaringe intervienen tanto en la digestión como en la respiración.

7 LARINGE: Caja de resonancia, comunica faringe y traquea, formada por cartilago tiroides, la epiglotis, que previene que la comida entre a la laringe, el cartilago cricoides, y los cartílagos pares aritenoides, corniculado y cuneiforme. Contiene cuerdas vocales. El estiramiento produce tonos altos y su relajamiento tonos bajos TRAQUEA: Compuesta músculo liso y anillos cartilaginosos con forma de C.

8 BRONQUIOS: El árbol bronquial formado, bronquios primarios, secundarios, terciarios y bronquiolos terminales. PULMONES: En tórax, limitados por membranas pleurales. Pulmón derecho tres lóbulos, el izquierdo dos. Los bronquios segmentarios que se dirigen a segmentos bronco pulmonares, formados de lóbulos, que contienen linfáticos, arteriolas, vénulas, bronquiolos, conductos alveolares.

9 MECÁNICA DE LA RESPIRACIÓN  Ventilación pulmonar: Proceso por el que se produce intercambio de gases entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares.  La mecánica respiratoria comprende: La inspiración, por la cual el aire penetra en los pulmones, desde la atmósfera y La espiración, proceso por la cual el aire sale de los pulmones a la atmósfera.

10 INSPIRACION:ESPIRACION: ATMOSFERA PULMON AIRE

11 APARATO RESPIRATORIO Está formado por un órgano de intercambio de gases (los pulmones) y una bomba que ventila los pulmones. La bomba consiste en las paredes del tórax, los músculos respiratorios que aumentan o disminuyen el tamaño de la cavidad toráxica; los centros cerebrales que controlan los músculos y las vías y nervios que conectan al cerebro con los músculos. En reposo, ventilamos de 12 a 15 veces por minuto un promedio de 500 mL de aire por ciclo ventilatorio, lo cual significa que de 6 a 8 Lts/min son inspirados y espirados

12 ROL DEL SISTEMA RESPIRATORIO Primario: Transporte de O2 y de CO2 Secundario: 1. Equilibrio Ácido - Base 2. Protección (bacterias, trombos) 3. Regulación Hormonal: ECA, ON

13 LA RESPIRACION Incluye dos procesos RESPIRACIÓN EXTERNA que consiste en la absorción de O2 y eliminación de CO2 RESPIRACIÓN INTERNA que consiste en la utilización de O2 y la producción de CO2 por las células, y el intercambio gaseoso entre estas y su medio líquido

14 EL PROCESO RESPIRATORIO Puede dividirse en 4 etapas funcionales: La ventilación pulmonar La difusión de O y CO entre alvéolos y sangre Transporte en sangre y líquidos corporales de O y CO hacia las células y viceversa Regulación de la respiración.

15 FACTORES FISICOS Y FISIOLOGICOS QUE INFLUYEN CADA PASO DE LA RESPIRACIÓN  Medio Externo: PO 2 inspirado  Pulmones: ventilación, difusión y corto circuitos entre sangre arterial y venosa.  Sangre: flujo sanguíneo, concentración y afinidad de la hemoglobina por el oxígeno.  Tejidos: capilaridad  Células: mioglobina, mitocondria y enzimas

16 PROCESOS FISICOS RESPONSABLES DE LA RESPIRACIÓN DIFUSIÓN : Es el movimiento de moléculas de un gas de una alta concentración a una baja concentración de acuerdo a sus presiones parciales individuales. CONVECCIÓN : Es el movimiento de un gas de una alta concentración a una baja concentración en función del movimiento del medio en que se encuentra dicho gas.

17 CONTROL SIMPATICO: El control de los bronquiolos por fibras simpáticas es relativamente débil. ESTIMULACION PARASIMPATICA: Se activa por reflejos originados en los pulmones al irritarse la membrana de las vías respiratorias por gases nocivos, polvo, humo de tabaco. REFLEJO DE LA TOS FUNCION DE FILTRACION DE LA NARIZ: Los pelos en las ventanas nasales son de importancia en la respiración de grandes partículas voluminosas, pero es mas importante la eliminación de partículas mediante precipitación de turgencia.

18 Difusión de Gases a Través de la Membrana Respiratoria Unidad Respiratoria: Incluye bronquíolo respiratorio, conductos alveolares, atrios o vestíbulos, y alvéolos. Hay unos 300 millones en los dos pulmones, con diámetro medio de 0.2 mm por alveolo. Las paredes alveolares son muy delgadas y entre ellas hay una red de capilares intercomunicados.

19 La hemoglobina en los glóbulos rojos permite el transporte de oxigeno en una cantidad 30 a 100 veces superior al que seria meramente disuelto en sangre. El dióxido de carbono, al igual que el oxigeno, se combina con la hemoglobina que aumenta la facilidad para su trasporte 15 a 20 veces. TRANSPORTE DE OXIGENO Y DIÓXIDO DE CARBONO POR SANGRE Y LÍQUIDOS CORPORALES

20 REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN El Centro Respiratorio: Consta de un grupo respiratorio dorsal y un grupo respiratorio ventral y el centro neumotáxico. Señales sensitivas de los quimioreceptores periféricos. Inspiración Inspiración y espiración IV Ventriculo

21 REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN Señal de la Rampa Inspiratoria: La respiración comienza débilmente y crece en forma de rampa durante 2 segundos y cesa durante tres segundos y estimula el diafragma siendo la ventaja de esto que produce un aumento sostenido de volumen de los pulmones. Reflejo de Hering Breuer: Respuesta de los receptores de estiramiento de lenta adaptación, a los cambios en el volumen pulmonar. Cuando se activa, se produce una inhibición en el comienzo de la siguiente inspiración

22 Control de la Actividad del Centro Respiratorio. La intensidad de las señales del control respiratorio, aumenta o disminuye según las necesidades ventilatorias del organismo, por ej: en ejercicio vigoroso la frecuencia aumenta 20 veces El Control Químico de la Respiración: Mantiene concentraciones adecuadas de O2, CO2 e hidrogeno. Regulación de la Respiración Durante el Ejercicio: En ejercicio vigoroso el consumo de oxigeno y formación de CO2 aumenta 20 veces. La ventilación comienza al empezar el ejercicio por factores neurogenicos y los impulsos del encéfalo.

23 MECANICA DE LA VENTILACION Movimiento ascendente y descendente del diafragma y Elevación y depresión de las costillas. Los pulmones pueden dilatarse y contraerse por: Intercostales externos Esternocleidomastoideo Serratos anteriores Escalenos Los músculos que permiten la inspiración o elevan la caja toraxica son: Rectos del abdomen Intercostales internos Los músculos que permiten la espiración son:

24 ELEMENTOS DE LA RESPIRACÓN Inspiración: Espiración: - Activa - Pasiva - Presión Negativa - Recogimiento - Expansión de elástico cavidad torácica y diafragma RESPIRACIÓN Anatomía: - Pared torácica Ley de Boyle: - Mús. Resp. -  presión - Diafragma -  volumen - Cav. Torácica (P1 x V1 = P2 x V2)

25 Músculos de la respiración Músculos Insp. Músculos esp. Escalenos ECM

26 INSPIRACIÓN  Músculos respiratorios expanden la pared torácica.  El diafragma desciende.  Expansión de la caja toráxica.   presión intrapleural.  Expansión los pulmones  Entrada del flujo de aire.   presión alveolar.  Entrada de flujo de aire.  Músculos respiratorios expanden la pared torácica.  El diafragma desciende.  Expansión de la caja toráxica.   presión intrapleural.  Expansión los pulmones  Entrada del flujo de aire.   presión alveolar.  Entrada de flujo de aire.

27 ESPIRACIÓN Justo antes de la espiración: La presión alveolar es igual a la presión atmosférica. Luego:  Recogimiento elástico de los pulmones.  Presión alveolar es vuelve mayor que la presión atmosférica.  Salida de flujo de aire. Justo antes de la espiración: La presión alveolar es igual a la presión atmosférica. Luego:  Recogimiento elástico de los pulmones.  Presión alveolar es vuelve mayor que la presión atmosférica.  Salida de flujo de aire.

28 Presiones, Volúmenes y Capacidades respiratorias Presiones Pulmonares Presiones Alveolares En inspiración, con P o -3 torr. En espiración: aproximadamente en +3 torr,. Presiones Intrapleurales Inspiración: -8 torr Espiración: -2 torr Al final de inspiración: -6 torr Al final de espiración: -4 torr. Media: -5 torr Presiones Pulmonares Presiones Alveolares En inspiración, con P o -3 torr. En espiración: aproximadamente en +3 torr,. Presiones Intrapleurales Inspiración: -8 torr Espiración: -2 torr Al final de inspiración: -6 torr Al final de espiración: -4 torr. Media: -5 torr

29 Agente Tensioactivo de los Alvéolos: Colapso Pulmonar causado por Neumotórax: Por abertura en la pared toráxica, las fuerzas elásticas de los pulmones hacen que estos entren en colapso inmediato, con aspiración de aire por la abertura de la cavidad toráxica. Este fenómeno se llama “Neumotorax”. Respiración Artificial: Método de forzar la entrada de aire hacia el interior y exterior por boca o nariz, ideándose diversos dispositivos: Espirometría y Volumen del Aire Respiratorio  

30 Espirograma

31 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 ALVEOLO

32 Volúmenes pulmonares: VALORES NORMALES  Espacio Muerto = 150 ml.  Volumen Residual = 1 200 ml.  Reserva Espiratoria = 1 100 ml.  Volumen Corriente = 500 ml.  Reserva Inspiratoria = 2.5 - 3.5 L  Aire Nuevo = 350 ml.

33 VOLÚMENES PULMONARES: Volumen de aire corriente (VAC) cantidad de aire en cada respiración normal es 500ml. Volumen Espiratorio de Reserva: Aire que puede espirarse al final de espiración normal. Es 1100ml. Volumen Inspiratorio de Reserva: Cantidad extra que puede inspirarse al final de una inspiración normal. Es de 2,500 a 3000ml. Volumen de Aire Residual (VAR) : Cantidad de aire que permanece en los pulmones después del final de una aspiración forzada. Es de unos 1200ml

34 CAPACIDADES PULMONARES Capacidad Inspiratoria: Cantidad de aire máximo que puede inspirarse después de respiración normal. Es 3500ml. Capacidad Residual Funcional: Aire que permanece en los pulmones al final de espiración normal. Es de 2300ml. Capacidad Vital: Cantidad máxima de aire que puede eliminar después de llenar pulmones al máximo. 4500ml. Capacidad Pulmonar Total: Cantidad Máxima de aire que pueden contener los pulmones después de una inspiración forzada. Es de 5800ml. Capacidad Inspiratoria: Cantidad de aire máximo que puede inspirarse después de respiración normal. Es 3500ml. Capacidad Residual Funcional: Aire que permanece en los pulmones al final de espiración normal. Es de 2300ml. Capacidad Vital: Cantidad máxima de aire que puede eliminar después de llenar pulmones al máximo. 4500ml. Capacidad Pulmonar Total: Cantidad Máxima de aire que pueden contener los pulmones después de una inspiración forzada. Es de 5800ml.

35 VENTILACIÓN ALVEOLAR Renovación continua del aire entre las regiones de intercambio de gases de los pulmones (alvéolos, sacos alveolares, conductos alveolares) con la sangre pulmonar. Durante la respiración normal el volumen del aire en el espacio de ventilación alveolar es suficiente para llenar las vías respiratorias hasta los bronquiolos terminales. ¿De que manera recorre el aire nuevo esta ultima distancia desde los bronquiolos terminales hacia los alveolos? Por difusión y en fracción de segundo.

36 Presiones pulmonares Presión Atmosférica PLPresión PT Intrapleural PRPresión Alveolar  PL = Presión Transpulmonar = P. Alveo. - P. Intrapleural  PT = Presión Transtorácica = P. Intrap. - P. Atmosférica  PR = Presión Respiratoria = P. Alveo. - P. Atmosférica

37 PRESIONES durante el CICLO RESPIRATORIO  Inspiración:  Espiración: Diafragma se contrae Fz. de retractibilidad  presión y  volumen Presión positiva PL = -3 - (-8) = +5 PL = +3 - (-5) = +8 +5 +8 -3 +3 -8 -5

38 Tiempo de la respiración La respiración es un evento cinético. La duración de cada respiración (T tot ) depende de la frecuencia respiratoria. La fuerza de contracción del músculo inspiratorio y la duración de la inspiración (T I ) controlan el volumen tidal (V T ). La espiración normalmente es pasiva durante el tiempo disponible (T E ).

39 Relación Ventilación - Perfusión Es la relación existente entre la ventilación y el flujo sanguíneo dentro de los pulmones. Valor promedio = 0.8 La [O 2 ] o la PO 2 en cualquier unidad pulmonar está determinada por la relación entre la ventilación y el flujo sanguíneo. Asimismo para el CO 2 y el N 2.

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41 Transporte e Intercambio de Gases Membrana alveolo-capilar: epitelio alveolar, endotelio capilar, espacio intersticial y sustancia surfactante alveolar. Difusión (por diferencia de presiones) de O 2 y CO 2 en direcciones opuestas entre alveolos. La presión es directamente proporcional a la concentración de las moléculas del gas. Presión de un gas en solución --> Ley de Henry

42 Factores que afectan el intercambio gaseoso Hipoventilación. Alteraciones de la Difusión. Cortocircuitos (Shunts) Desequilibrio de la relación Ventilación – Perfusión.

43 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.

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

45 PRESION PULMONAR ES AFECTADA POR - HIPOXIA: produce vasoconst. Pul. (la consecuencia más importante de la HTP es el edema pulmonar. Si es prolongada produce hipertrofia cardiaca derecha - CAMBIOS EN EL VOLUMEN PULMONAR CFR - disminuye R CPT - aumenta R - ENFERMEDADES PULMONARES (enfisema)

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

47 EXPLORACIÓN FUNCIONAL RESPIRATORIA. Exploración funcional respiratoria 1.Exploración de la ventilación:  Volúmenes y capacidades pulmonares Volumen corriente Volúmenes de reserva inspiratorio y espiratorio Volumen residual Capacidad inspiratoria; Capacidad residual funcional Capacidad Vital y Capacidad pulmonar total  Índices dinámicos Volumen espiratorio forzado en 1 er segundo (FEV 1 ) Índice de Tiffenau (FEV 1 /FVC) x 100 (80%)

48 2.Exploración de la perfusión:  Angiografía pulmonar  Gammagrafía pulmonar 3.Exploración de los gases sanguíneos Signos y síntomas de la patología pulmonar 1.Tos 2.Expectoración 3.Vómica 4.Hemoptisis 5.Dolor

49 INSUFICIENCIA RESPIRATORIA: CONSECUENCIAS 1.Fases en una enfermedad respiratoria Trastorno respiratorio Insuficiencia respiratoria (IR) Fallo respiratorio Definición: GAB (Pp O 2 art 45 mm Hg) Clasificación:  IR parcial, hipoxémica o tipo I (sólo Pp O 2 )  IR total, global, tipo II, hipercápnica o hipercárbica (PpO 2 y Pp CO 2 )  IR aguda y crónica (parcial o total)

50 2.Consecuencias de la Insuficiencia Respiratoria A. Hipoxia  Hipoxémica  Anémica  de Estasis (Circulatoria)  Histotóxica  Compensación hipoxia: hiperpnea, aumento gasto cardiaco, policitemia y aumento O 2 cedido a los tejidos

51 Actuación de los mecanismos compensadores en las hipoxias Tipos de hipoxia HiperpneaAumento Gasto cardiaco PolicitemiaAumento O2 cedido a los tejidos Hipoxemica Anémica Circulatoria Histotoxica Si* Si No Si No Si No Si No Si No * No es eficaz en casos de Insuficiencia respiratoria

52 B.Cianosis  Central o arterial  Periférica o venosa C.Hipercapnia o hipercarbia: Consecuencias  Acidosis respiratoria  Vasodilatación periférica (edema generalizado)  Encefalopatía, depresión SNC, coma  Estimulación transitoria ventilación alveolar

53 TRASTORNOS VENTILATORIOS RESTRICTIVOS Clasificación etiológica Extrapulmonares - Pared torácica: escoliosis, cifosis - Músculos respiratorios y unión neuromuscular:miopatías, distrofias, esclerosis múltiple - Pleura: neumotórax, derrame pleural, pleuritis,paquipleuritis Pulmonares - Consolidación : neumonía - Fibrosis pulmonar - Atelectasia

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56 HEMOTORAX

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59 NEUMOCONIOSIS

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61 TRASTORNOS VENTILATORIOS RESTRICTIVOS Y OBSTRUCTIVOS TRASTORNOS VENTILATORIOS OBSTRUCTIVOS Exploración funcional ↑ VR; ↑ CPT ↓ FEV1 ; ↓ FEV1 /FVC (Tiffenau) Clasificación Obstrucción irreversible: EPOC Bronquitis crónica Enfisema Obstrucción reversible Asma bronquial

62 TRASTORNOS DEL INTERCAMBIO GASEOSO Y DE LA PERFUSIÓN PULMONAR Trastornos del intercambio gaseoso (difusión gaseosa)  Espesor membrana respiratoria – Fibrosis (exudado inflamatorio) – Edema pulmonar (trasudado)  Superficie de contacto sangre-aire – Resecciones pulmonares, enfisema, embolia, atelectasia Consecuencias: IR parcial

63 TRASTORNOS DEL INTERCAMBIO GASEOSO Y DE LA PERFUSIÓN PULMONAR Trastornos de la perfusión pulmonar Edema pulmonar Embolismo pulmonar (tromboembolismo) Hipertensión pulmonar Congestión pulmonar pasiva Cor pulmonale

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65 Amazonas