FISIOLOGIA DE LA RESPIRACIÓN

(Bases cuantitativas y Mecánica Pulmonar)

Fabiola León-VelardeDpto. de Ciencias Biológicas y Fisiológicas

Laboratorio de Transporte de Oxígeno

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

Last update: 16/04/01

FACTORES FISICOS Y FISIOLOGICOS QUE INFLUYEN CADA PASO DE LA

RESPIRACIÓN

Medio Externo: PO2 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

STPD ATPS BTPS

P1 x V1 T1

P2 x V2 T2

=

ATPS STPD

V2 x P2 x T1 T2 x P1

V1 =

P2 = (760 mm Hg – PvH2O)T1 = temp. absoluta en oKelvinT2 = temp. ambiental en oKelvinP1 = 760 mm Hg

PV = nRTSi nR son constantes:

STPD ATPS BTPS

P1 x V1 T1

P2 x V2 T2

=

ATPS BTPS

V2 x P2 x T1 T2 x P1

V1 =

V2 = volumen del espirómetroP2 = (760 mm Hg – PvH2O)T1 = temp. absoluta en oKelvinT2 = temp. ambiental en oKelvinP1 = (760 mm Hg - PvH2O en los pulmones – 47 mmHg)

PV = nRTSi nR son constantes:

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.

DIFUSIÓN

Mg = M1 - M2

Mg = A x Dg . (Cext - Cint) E

Mg = G . C Mg = G . . P

PV = RTn 1 = n 1 = C = RT VP RT P

Mg = A x Dg x 1 x P E RT

CONVECCIÓN

Mg = M1 - M2

Mg = (Ce . Ve) - (Cs . Vs)

Mg = V . (Cext - Cint)

= C C = . P P

Mg = V . . P

Mg = G . P Mg = At . Dg . P E

Mg = masa del gasA = área de superficie de la barrera de intercambioDg = coeficiente de difusión del gasE = espesor de la barrera de intercambioC = gradiente o diferencia de concentración G = conductancia de la barrera de intercambio

o del medio = coeficiente de capacitancia del medioP = gradiente o diferencia de presiónR = constante Universal de los gasesT = temperaturan = número de molesV = volumen del medio

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)

Músculos de la respiración

Músculos Insp.

Músculos esp.

EscalenosECM

Presiones pulmonares

Presión

Atmosférica

PL Presión

PT Intrapleural

PR Presión

Alveolar

PL = Presión Transpulmonar = P. Alveo. - P. Intrap. PT = Presión Transtorácica = P. Intrap. - P. Atm. PR = Presión Respiratoria = P. Alveo. - P. Atm.

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

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.

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.

Características ESTATICAS del pulmón: DISTENSIBILIDAD

D = volumen / presión D = 0.2 L /cm H2O, para mover VT = 0.5 L, PL debe

aumentar 2.5 cm H2O.

En enfermedades obstructivas como asma, la distensibilidad aumenta.

distensibilidad, presión y la tendencia de los pulmones al colapso es menor a igual volumen.

En enfermedades restrictivas como fibrosis, la distensibilidad disminuye.

distensibilidad, presión y la tendencia al colapso es mayor a igual volumen.

Características estáticas del pulmón: RETRACTIBILIDAD (“elastance”)

E = presión / volumen

(Ley de Hooke)

Está dada por: Fz. Tisulares: elastina, colágeno, fibras

contráctiles Fz. de superficie Estabilización Alveolar

Características estáticas del pulmón: RETRACTIBILIDAD

Fz. de superficie: Ley de Laplace

Presión = 2TS (tensión superficial)

colapsante r

Características estáticas del pulmón: RETRACTIBILIDAD

Estabilización Alveolar: Surfactante pulmonar DPPC (dipalmitil fosfotidil colina):

- la tensión superficial alveolar (contrarresta la presión colapsante)

- diámetro alveolar

- fuerza de filtración ( el edema)