FISIOLOGIA DEL SISTEMA RESPIRATORIO

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En esta presentación abarca los temas de la fisiología del sistema respiratorio como la anatomia fisiológica, respiración mecánica, hematosis, etc.

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MÓDULO XIII: MEDICINA INTEGRAL DEL ADULTO

FISIOLOGÍA DEL SISTEMA RESPIRATORIO

UNIVERSIDAD CÉSAR VALLEJO

FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS

ESCUELA DE MEDICINA

ALUMNO: CHRISTIAN GABRIEL ASCOY ZAVALETA.

FISIOLOGÍA DEL SISTEMA RESPIRATORIO

tenemos

PARTE RESPIRATORIA PARTE NO RESPIRATORIA

VENTILACIÓNPULMONAR

la la

son

RESPIRACIÓNEXTERNA

TRANSPORTESANGUÍNEO

UTILIZACIÓN DEL O2 Y PRODUCCIÓN

DE CO2

FILTRO DEFENSA

BALANCEHÍDRICO

ELIMINACIÓN DE SUSTANCIAS

VOLÁTILES

CETOÁCIDOS ACETALDEHIDO

ANATOMÍA FUNCIONAL

son

PARED TORÁCICA MÚSCULOS RESPIRATORIOS

PLEURAS PULMONES VÍAS AÉREAS CIRCULACIÓNPULMONAR

INERVACIÓN BRONQUIAL

MÚSCULOS RESPIRATORIOS

INSPIRATORIOS ESPIRATORIOS

tenemos

los los

se

contraenpara

vencer la fuerza elástica

(Pulmón)Y la

resistencia de las vías aéreas

ejercen el efecto contrario

para

restablecer el ciclo

MÚSCULOS RESPIRATORIOS INSPIRATORIOS

DIAFRAGMA INTERCOSTALESEXTERNOS

ESTERNOCLEIDOMASTOIDEO ESCALENOS

son

el los el los

el diámetro longitudinal y

transverso

conocido

MÚSCULO DE LOS CANTANTES

los diámetros antero posterior

y transverso

Los diámetros antero posterior

y longitudinal

elevan el esternón

MÚSCULOS RESPIRATORIOS ESPIRATORIOS

ABDOMINALES TRANSVERSO DEL ABDOMEN

RECTOS

son

los los

OBLICUO MAYOR Y MENOR

la presión abdominal

Empujan el diafragma

Las Pleuras

P. Visceral: Envuelve a los Pulmones. P. Parietal: Envuelve la parte superior

interna del tórax. El Espacio Pleural (Espacio Potencial)El Derrame Pleural.

La Presión Pleural (-5 cm H2O)

Funciones de la Presión Pleural

1. En inspiración: -7.5 cm H2O.

2. Valor máximo con el llenado

pulmonar.

3. Mantener los Pulmones

abiertos

4. Tiraje de la superficie

Pulmonar con mayor fuerza

Los Pulmones

Contiene los elementos del intercambio

gaseoso o Respiración verdadera.

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 Músculo Liso.

Bronco dilatación y de secreción. El Bronco espasmo: Bronquitis crónica, Asma y

Enfisema Pulmonar.Receptores muscarínicos: Bronco constricción.No-adrenérgica, no-colinérgica que produce

vasodilatación .

La Circulación Pulmonar

La Nutrición Pulmonar: Arterias

Bronquiales.El Circuito Pulmonar o Circulación

Menor : Intercambio gaseoso o

Respiración Externa.

Características

Circulación Sistémica

Circulación Pulmonar

Vasos que comprende

El sistema de nutrición celular: Sistema distribuidor: ArteriasSistema de intercambio: CapilaresSistema 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

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]

Espiración e Inspiración.- Factores (4)

1. Las Presiones que se desarrollan

2.- La Presión Pleural (PP)

3.- La Presión Alveolar. (PA)

4.- La Presión trans pulmonar:

(Negativa)

PA - PP

La Espiración.

Proceso Pasivo.

Relajación de músculos

inspiratorios.

La Fuerza del proceso elástico.

la Presión Alveolar.

Gradiente de presión boca-

alvéolos.

Salida del aire y de sustancias

volátiles.

La Espiración.

En proceso patológico: Bronco

espasmo.

Se hace activa.

Se utilizan los músculos espiratorios

en

forma consciente o voluntaria y

activa.

La Distensibilidad Pulmonar

Cambio en el Volumen Pulmonar por

unidad de Presión intra pulmonar

Valor normal: 200 mL/cm H2O.

Significado: Al la presión intra

pulmonar 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.

P

VCCompliance

)(

El SurfactanteAgente Tensio activo

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 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 PulmonarRespiración 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 PulmonarHematosis.

3.- La Ventilación Alveolar:

[500 – 150 mL] x 12 = 350 x

12 = 4,200 mL/min.

La más importante.

Es la “Ventilación efectiva”.

El Proceso Respiratorio

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.

Difusión de los Gases

Características de los gases.

Composición de los Gases.

Estructura de la Membrana

Alvéolo-Capilar.

Difusión de los Gases

A través de la Membrana Alvéolo-Capilar.

Conocer las Leyes de los Gases.

Parámetros físicos que involucran:

Presión ()

Temperatura

Volumen

Humedad (Vapor de Agua)

Permeabilidad de la membrana

Ley de Boyle - Mariotte

La temperatura constante:

P1V1 = P2V2

P es inversamente proporcional a V.

En inspiración el Alvéolo Vol., y sus

presiones , lo cual crea gradiente

para que entre el flujo de aire desde la

atmósfera.

Ley de Charles

La presión constante:

El volumen es proporcional a la Temperatura A volumen constante, P es proporcional a T.

2

1

2

1

T

T

V

V

Ley de Avogadro

El N° de moléculas es igual

cuando Volumen es

constante a la Temperatura y

Presión son iguales.

La Ley de Henry

“El volumen de un gas

disuelto en líquidos es

proporcional a su presión

parcial”.

La Ley de los Gases Ideal

Combina la mayoría de los factores:

h = N° de molesR = Constante de los gases (62.4)T = Temperatura AbsolutaV = Volumen.

PV

RTP

La Ley de Dalton

Cada gas desarrolla una presión

propia (Presión Parcial), como si

estuviese solo.

La Presión Total es Σ de todas.

Los gases tienden a ocupar todo

el espacio.

La Ley de Dalton

ElementoAire atmosférico Aire Alveolar

% mm Hg % mm Hg

Nitrógeno 78.62 597.0 74.9 569.0

Oxígeno 20.84 159.0 13.6 104.0

CO20.04 0.3 5.3 40.0

Agua 0.50 3.7 6.2 47.0

Total 100 760.0 100 760.0

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-CFactores

1.Espesor de la Membrana2.Coeficiente de Difusión

de los gases.3.Superficie de la

Membrana4.Gradiente de Presión

El Espesor de la Membrana

Está en relación inversa con la

Difusión del Gas.

Estados anormales: Edema y

Fibrosis.

El Coeficiente de Difusión de los Gases

Ley de Difusión de Fick:

La velocidad de difusión de un gas a

través de una membrana es proporcional

a:

1. Superficie de la membrana

2. P

3. Espesor (Inversamente)

El Coeficiente de Difusión de los Gases

4.- Solubilidad del Gas.

5.- Raíz cuadrada del Peso

Molecular.

El caso del CO2: tiene menor

gradiente

que el O2 pero difunde más rápido.

La Superficie de la Membrana

1. Las infecciones pulmonares.2. El Enfisema.3. La Fibrosis4. Extirpación de lóbulo.

El Gradiente de Presión

P entre entre los

Alvéolos y la Sangre.

Difusión de gases

bidireccional.

El Proceso Respiratorio

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:

1. Combinación química con la Hb

de los GR (97%) HbO2

2. 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 15.0

g/L.

Funciones de la Hb

1. Facilita el transporte de O2 **

2. Facilita el transporte de CO2 **

3. Función Buffer del pH en el

Espacio intersticial.

4. Transporte de NO (óxido nítrico)

en el GR.

Modificación de la Curva de Disociación

1. La Temperatura

corporal.

2. El pH de la sangre,

3. La 2,3-DPG

eritrocitario.

4. La P50(Presión parcial

del oxígeno).

Modificación de la Afinidad del O2 por la Hb

1. 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

3.- La Concentración de 2,3-DPG

eritrocitario.

• Une las cadenas de HbO2.

• Factor importante en

respiración celular.

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 (Presión parcial del oxígeno)

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.

El Transporte de CO2

Desde los tejidos hacia el Pulmón.

Es 20 veces más soluble que el O2.

Se transporta en 3 formas:

1. Como HCO3. La más importante. = 60%

2. Disuelto en plasma: 2.7 mL/dL 45 mm

Hg) = 10%

3. Compuestos Carbaminos. = 30%

El CO2 como HCO3

Anhidrasa Carbónica

H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3

“Efecto Haldane” La desoxigenación

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”

Transporte de CO2 en Plasma

Compuestos Carbaminos 30% en esta forma.

Amino terminal de las Proteínas.

En el Eritrocito (La Globina).

Se forma la Carbamino-Hb.

Los Trastornos de los Gases Pulmonares.

Hipoxia o Hipoxemia: pO2

Intoxicación por Oxígeno

Hipercapnia. pCO2

Meta hemoglobinemia.(Ión

ferroso)

La Relación Ventilación-Perfusión

En la zona respiratoria alveolar.

Equilibrio entre la Ventilación

Alveolar (4.0 L/min) y el FS o

Perfusión o GC derecho. (5.0

L/min).8.0

min/0.5

.min/0.4

L

LNormal

El Cociente Respiratorio [R]

8.0250

200

2

2

O

CO

V

VR

El Proceso Respiratorio

Intercambio gaseoso

celular

Intercambio gaseoso celular

A.- El Oxígeno: proceso complejo. Inverso al ocurrido en el Alvéolo.GR (Hb) Célula.

Saturación de la Hb con O2: 97.5%.

Se rige por 2 factores.

Intercambio gaseoso celular

A.- El Oxígeno.- Se rige por 2 factores:

1.- El contenido arterial de O2: Disuelto: 0.3 mL/100 mL de sangre

+ Hb (Férrico): 1.36 mL O2/g Hb.

2.- La Curva de disociación de la Hb.

Los 3 Sistemas que llevan O2 a las células:

El Sistema Cardiovascular.

El Sistema Respiratorio.

El Sistema Hematológico.

Intercambio gaseoso celular

B.- El CO2

De la célula al GR:

•Por gradiente.•Por su solubilidad en la membrana.•Transporte: 3 formas conocidas.

El Cl- en la respiración celular

“El desplazamiento del Cloro”

Función del Cl-: mantener la neutralidad intracelular.

El H+ es poco permeable.

El Proceso Respiratorio

El Pulmón y la Regulación del Espacio intersticial.

Ecuación Fundamental del Espacio Intersticial

Anhidrasa Carbónica

H2O + CO2 H2CO3 H+ +

HCO3

H2O +

CO2

Ecuación

pH ~ HCO3

pCO2

Trastorno Básico

pH Arterial Formas Clínicas

Cambios Bioquímicos

Acidosis Disminuido

Metabólica HCO3

Respiratoria pCO2

Alcalosis Aumentado

Metabólica HCO3

Respiratoria pCO2

El Espacio IntersticialSistemas Buffer

Los Líquidos Corporales.

El Pulmón.

El Riñón.

El Sistema Buffer de los Líquidos Corporales

Son:

El HCO3 del Plasma.

Las Proteínas.

La Hemoglobina (Hb).

El Sistema Buffer de los Líquidos Corporales

Características

Rápido e inmediato.

Poca potencia.

Fugaz (Corta duración).

El Sistema Buffer Pulmonar Características

Modifica la Ventilación Pulmonar.

Permite expulsar o retener CO2 y

así modifica la pCO2.

Es intermedio en comienzo,

potencia y duración del efecto.

El Sistema Buffer Renal

Características

Tardío en actuar.

El más potente.

El de más larga duración.

El Proceso Respiratorio

La Regulación de la

Respiración

Control de la Respiración

Nervioso o Neural: Los Reflejos.

Químico.

Control de los músculos respiratorios.

El Control Nervioso o Neural.

Mecanismos reflejos a través de

Receptores

Voluntario: Corteza, fascículos

córtico-espinales.

Involuntario: Protuberancia y Bulbo,

por el puente de Varolio. (Zona

respiratoria Central).

El Control Nervioso o Neural

Mecanismos ReflejosEstímulos:

pH (Sangre y Líquido Céfalo

Raquídeo).

pCO2.

pO2 .

Sustancias irritantes.

El Control Nervioso o Neural

Mecanismos ReflejosReceptores:

Quimiorreceptores aórticos y carotideos

Quimiorreceptores de sustancias

Irritantes.

Quimiorreceptores Centrales, en el Bulbo.

Mecano receptores de las vías aéreas

(Reflejo de Hering-Brauer: se disminuyen

las descargas inspiratorias vía vagal).

El Control Nervioso o Neural

Mecanismos ReflejosCentros:

Zona respiratoria Bulbar

Protuberancia Anular:

oCentro Apnéustico.

oCentro Neumotáxico.

El Control Nervioso o Neural

Mecanismos ReflejosRespuesta:

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)