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FISIOLOGÍA RESPIRATORIA EN
PEDIATRÍA
Jimena Botero Arbeláez Residente Unisanitas
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INTRODUCCIÓN
1. DESARROLLO EMBRIOLÓGICO Y MADURACIÓN PULMONAR
2. CONTROL DE LA RESPIRACIÓN
3. MECANISMOS DE RESPIRACIÓN
4. VENTILACIÓN/PERFUSIÓN
5. TRANSPORTE DE OXÍGENO
6. CONCLUSIONES
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VENTILACIÓN
OXIGENACIÓN
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DESARROLLO DEL SISTEMA RESPIRATORIO PERÍODO EMBRIONARIO DIVERTICULO RESPIRATORIO A LA CUARTA SEMANA ENDODERMO EPITELIO DE CUBRIMIENTO LARINGE-TRÁQUEA BRONQUIOS-PULMONES MESODERMO ESPLÁCNICO CARTÍLAGO, MÚSCULO, Vs
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Divertículo Dirección
Caudal.
2 Rebordes
traqueoesofágicos
TABIQUE
TRAQUEOESOFÁGICO
Esófago y Tráquea
Esbozos pulmonares.
(Sadler, 1996)
DESARROLLO DEL SISTEMA RESPIRATORIO PERÍODO EMBRIONARIO
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Mesodermo esplácnico
Pleura visceral Mesodermo somático Pleura parietal Espacio Cavidad pleural.
DESARROLLO DEL SISTEMA RESPIRATORIO PERÍODO EMBRIONARIO
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Tráquea, Bronquios y Pulmones.
Bronq. Princ. Der. 3 Bronq. Secundarios.
Bronq. Princ. Izq. 2 Bronq. Secundarios.
(Sadler, 1996)
DESARROLLO DEL SISTEMA RESPIRATORIO PERÍODO EMBRIONARIO
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4 períodos
1- Período Seudoglandular 5 a 16 sem.
2- Período Canalicular 16 a 26 sem.
3- Período Sacular 26 sem a Nac.
4- Período Alveolar Nac. a 10 años
DESARROLLO DEL SISTEMA RESPIRATORIO
MADURACIÓN PULMONAR
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PERÍODO SEUDOGLANDULAR
• 5 a 16 semana
• Continua la ramificación de los bronquíolos hasta
• Terminales
• No es posible la respiración
DESARROLLO DEL SISTEMA RESPIRATORIO MADURACIÓN PULMONAR
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PERÍODO CANALICULAR:
•16-26 semana
•Aumento de la vascularización
•Continua la ramificación
formación de bronquíolos
terminales
Bronquiolos Respiratorios
DESARROLLO DEL SISTEMA RESPIRATORIO
MADURACIÓN PULMONAR
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PERÍODO SACULAR
(Sadler, 1996)
26 semana hasta el nacimiento Formación de alvéolos primitivos Neumocitos tipo I Favorecen intercambio aire sangre Neumocitos tipo II Agente tenso- activo
DESARROLLO DEL SISTEMA RESPIRATORIO
MADURACIÓN PULMONAR
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PERÍODO ALVEOLAR
•36 semanas hasta los diez años de edad •Formación de alvéolos maduros 12-18 meses
DESARROLLO DEL SISTEMA RESPIRATORIO
MADURACIÓN PULMONAR
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DESARROLLO DEL SISTEMA RESPIRATORIO
MADURACIÓN PULMONAR
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MOVIMIENTOS RESPIRATORIOS FETALES
•Irregulares y episódicos
•FR: 58 pm
•En el 30% del 3 trimestre
•Varían con el sueño
•Importante en desarrollo
•Hipoxemia los disminuye
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•36 semanas hasta los diez años de edad •Formación de alvéolos maduros
ADAPTACIÓN NEONATAL
• 1ª Respiraciones: -30 cm H20
• Remoción de líquido en 5 días.
• Disminuye la RV pulmonar
• Presión en corazón derecho: cierre Foramen oval
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DIFERENCIAS ANATÓMICAS
VÍA AÉREA SUPERIOR
Menor calibre de las vías
Mayor tamaño de la cabeza
Mayor tamaño de la Lengua
Laringe craneal y anterior (C4)
Epiglotis corta, estrecha, proyectada posteriormente.
Cricoides es el sitio + estrecho
Tráquea más corta
VÍA AÉREA INFERIOR
< Calibre y > Distensibilidad tórax < Desarrollo de cartílago Menor fibras tipo I Inmadurez quimiorreceptores < Distensibilidad Pulmonar Grosor de la pared 30% Orientación costal horizontal con respiración diafragmática
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CAMBIOS POSTNATALES
• Al nacer 20-50 millones de sacos aéreos
• Volumen pulmonar <<< Tamaño corporal
• Aumento de la tasa metabólica
• Requerimiento Ventilatorio >>>>
MAYOR DESATURACIÓN
•Menor Presión de retroceso •Menor tamaño de vía área •Mayor Resistencia al flujo
MAYOR COLAPSO Y MAYOR OBSTRUCCIÓN
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• FASE INSPIRATORIA
– Proceso Activo
– Participan: Diafragma e
Intercostales Externos
• Inervados x Frénico (C3, C4, C5)
• FASE ESPIRATORIA
– Proceso “fisiológicamente” pasivo
– Producido por Retroceso elástico
MECÁNICA RESPIRATORIA
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CONTROL DE LA RESPIRACIÓN
CONTROL CENTRAL
AFERENCIAS
Mecano-receptores
Quimio-receptores
EFERENCIAS Músculos Inspiratorios y Espiratorios
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CONTROL CENTRAL
Cerebelo
NTS : núcleo del tracto solitario
Núcleo ambiguo
Núcleo retroambiguo
Grupo dorsal (inspiración)
(aferentes: vago y glosofarg.)
Grupo ventral Centro neumotáxico (-)
Centro apnéustico (+)
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RECEPTORES DE VÍA AÉREA TR
AQ
UEO
BR
ON
QU
IALE
S Y
PU
LMO
NA
RES
ESTIRAMIENTO: Lenta adaptación Músculo liso de V.A Activados por Distensión pulmonar Reflejo de Hering-Breuer: R.N
IRRITACIÓN: Adaptación Rápida Broncoconstricción, laringoespasmo y tos Epitelio de vías aéreas TERMINALES Activados con congestión e irritantes FIBRAS C Apnea, bradicardia, Hipotensión y Laringoespasmo
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RECEPTORES DE VÍA AÉREA
Q
U
I
M
I
C
O
S
CENTRALES: En el bulbo Responden a cambios en H(+)del LCR y PCO2 PERIFÉRICOS: Ubicados en los cuerpos Carotideos y Aórticos
CO2
IZQUIERDA DERECHA
O2 PERIFÉRICOS Activados con PaO2 baja <50-70 mmHg, aumentan la ventilación alveolar solo en un 68%
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DIFERENCIAS EN EL RECIÉN NACIDO
•Rta Ventilatoria a la hipercapnia es menor en R.N
•Rta bifásica a hipoxia en las primeras 3 s (pt: 25d)
•Administración de FiO2 100% disminuye ventilación
•Rta a la hipoxia depende de T°, EG, etapa del sueño
•Prematuros y R.N hipotérmicos disminuyen ventilación
•Reflejo de Hering -Breuer
•Mayor Apnea postoperatoria en Pretérminos.
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VOLÚMENES PULMONARES
• 4 Volúmenes • Vol Corriente 6-7 cc/k
• Vol Residual 20cc/k
• Vol Reserva inspiratoria
• Vol Reserva espiratoria
• 4 capacidades • CRF punto de equilibrio
• CPT 65 -70cc/k
• CV 40 – 55cc/k
• CIM
RETROCESO ELÁSTICO PULMONAR
FUERZA DISTENSORA DEL TÓRAX
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VOLÚMENES PULMONARES Y MECÁNICA RESPIRATORIA
VOLUMEN DESPUÉS DE ESPIRACIÓN
MÁXIMA
VOLUMEN ESPIRADO RESPIRACIÓN NORMAL
VOLUMEN INSPIRADO MÁXIMO
VOLUMEN CORRIENTE
VC+VRE+VRI
VRE+VR
VC+VRI
CRF+CI
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VOLÚMENES EN PEDIATRÍA
•CPT: CI+CRF: 60 CC*KILO Alcanza 90 c.c * kilo (5 años)
• CRF: 50% de la CPT en posición vertical y 40% en supino.
Compliance del tórax >Compliance pulmonar
CRF< V cierre: colapso de vías aéreas: Atelectasias
•VR: es el 15% de la CPT en niños sanos.
•PEEP es necesario para prevenir el cierre de Vía Aérea
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TENDENCIA AL COLAPSO PULMONAR
Tensión Superficial (2/3) – Tendencia unidades alveolares a colapsarse – Antagonizada por el Surfactante
Estructura Elástica Pulmonar (1/3) Dada por características Anatómicas Antagonizada por P. Pleural
Ley de Palace La Presión es inversamente proporcional al radio A menor r mayor P > r
< P
< r
> P
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DISTENSIBILIDAD
Volumen
(mL)
Paw (cm H2O)
CPT
VR
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MECÁNICA RESPIRATORIA
COMPLIANCE PULMONAR: ∆ VOLUMEN ∆PRESIÓN Compliance Dinámica Pulmonar Vol. Corriente
(PPVA)
Compliance Estática volumen corriente
(P Meseta)
PROPIEDADES ELÁSTICAS
Parénquima
C. DINÁMICA-C. ESTÁTICA: RESISTENCIA DE VÍA AÉREA
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PROPIEDADES DINÁMICAS
RESISTENCIA AL FLUJO= 8Ln/πr4 Ley Poiseville
VÍA AÉREA SUPERIOR: Lactante → nariz → 50% del total de la R VÍA AÉREA INFERIOR: No aumenta R
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MECÁNICA RESPIRATORIA
COMPLIANCE PULMONAR EN R.N ES ALTA : INMADUREZ DE FIBRAS E RETROCESO TORAX BAJO COMPLIANCE TORAX ES 3-6 VECES >>>COMPLIANCE PULMONAR
CRF
LA CRF MEJORA : COMPLIANCE TORAX COMPLIANCE PULMONAR (9-12 M)
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MECANISMOS PARA CRF
1. Rompen la Espiración por Actividad diafragmática 2. Taquipnea: acortando fase Espiración 3. Actividad tónica de músculos inspiratorio
ANESTESIA: RELAJACIÓN MUSCULAR
CRF (10-25%) PEEP Vol. Cierre
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VENTILACIÓN Y CIRCULACIÓN
VOLUMEN MINUTO: VOLUMEN CORRIENTE * FR
VENTILACIÓN ALVEOLAR
ESPACIO MUERTO
VA: (PB-47) X VCO2/PaCO2
2CC*KILO ANATÓMICO
FISIOLÓGICO
PaCO2-PECO2/PaCO2
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VENTILACIÓN Y CIRCULACIÓN
Ventilación Alveolar es mayor en el neonato: 100-150 c.c/kg/minuto VA:CFR: 5:1 en R.N (1:5 en adultos) Volumen de Espacio Muerto: 30% del V corriente
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DISTRIBUCIÓN DE VENTILACIÓN/PERFUSIÓN
Zona I: PA > Pa > PV ESPACIO MUERTO Zona II: Pa > PA > PV Zona III: Pa > PV > PA ZONA IV: Pins > Pa
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RELACIÓN V/Q
V/Q: 0.8
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TRANSPORTE DE OXÍGENO
Unión reversible con la hemoglobina 1.34 ml*gramo de Hb
O2
Disuelto en el plasma (0,3 ml de O2 en 100 ml)
CaO2 1.34*SO2* PaO2
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TRANSPORTE DE OXÍGENO
Unión reversible con la hemoglobina 1.34 ml*gramo de Hb
O2
Disuelto en el plasma (0,3 ml de O2 en 100 ml)
CaO2 1.34*SO2* PaO2
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CURVA DE DISOCIACIÓN Hb
P50: 27mmHg
↑ [H+] y ↓ Ph ↑ PCO2
↑ Temperatura ↑ [2,3 DPG]
↓ [H+] y ↑ Ph
↓ PCO2
↓ Temperatura
↓ [2,3 DPG]
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CURVA DE DISOCIACIÓN Hb
70-80% de la Hb del R.N es fetal Contiene poco 2-3DG Curva hacia P50 18-20 la izquierda La afinidad disminuye y la P50 aumenta a los 2-3 meses La afinidad aumenta a P50 de 29-30
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EN CONCLUSIÓN
LOS CAMBIOS QUE OCURREN DURANTE LA ANESTESIA 1. Disminución de la Ventilación espontánea 2. Disminución de la CRF y aumento de Vol. Cierre 3. Mayor laringoespasmo 4. Inhibición de la Vasoconstricción Hipóxica
PREDISPONEN A MAYOR ALTERACIÓN V/Q
DESATURACIÓN