FISIOLOGIA DE LA RESPIRACIÓN

(Dinámica pulmonar. Obstrucción y Restricción pulmonar)

Fabiola León-VelardeDpto. de Ciencias Biológicas y Fisiológicas

Laboratorio de Transporte de Oxígeno

Características Dinámicas del pulmón: RESISTENCIA (R)

Q (L /min) = P (mm Hg o cm H2O)

R (mm Hg / L / seg)

Ley de Poiseuille: n = viscosidad

R = 8 n l l = longitud de V.R.

r 4 r = radio de V.R.

Si r (x2) R (x16) Si R (x16) Q (x16)

CONTROL del radio de las vías aéreas

r = actividad del sistema adrenérgico (rcp. 2)

r = actividad del sistema colinérgico ( formación de mucus)

no adrenérgico, no colinérgico: r = VIP (péptido vasoactivador intestinal) r = sustancia P, neurokinas

Mecanismos compensatorios: r = volumen pulmonar r = volumen pulmonar

El TONO de las vías aéreas depende de:

• Volumen pulmonar:• Calibre aumenta a medida que el pulmón se

expande.

• Tono del músculo liso bronquial:• Estimulación simpática.

• Caída del PCO2 alveolar.

• Flujo sanguíneo local.

• Densidad y viscosidad del gas respirado.

Localización de la Resistencia

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.

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

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

Ventilacion minuto (VE): 

VE = (VT) x resp/min (FR) 

Ventilacion alveolar minuto (VA) y espacio muerto (VD): 

VA = (VT – VD) x FRVA = (450ml – 150) x 12 = 3,600 ml

Aire nuevo = Volumen + Espacio

tidal Muerto

VT = volumen tidalVD = ventilacion del espacio muerto

Ecuacion de la ventilacion alveolar: 

VA = VCO2 x K PICO2 = 0.2 mm Hg PACO2 PACO2 = 40 mm Hg

 PACO2 = VCO2 x K

VA

VD = VT x PaCO2 - PexpCO2

PaCO2

 

PaCO2 - PexpCO2 = f

PaCO2

 f = expresa la dilucion del PACO2 por el aire del espacio muerto. 

VCO2 = VA x FACO2 o VCO2 = VE x FECO2

 FACO2 = concentracion fraccional de anhidrido carbonico alveolar

FECO2 = concentracion fraccional de anhidrido carbonico espirado

VCO2 = eliminacion de CO2 

Ecuacion del gas alveolar: 

PAO2 = [PB – PH2O] FIO2 – PACO2

RQ 

PIO2 = [PB – PH2O] x FIO2

 RQ = VCO2

VO2

 PB = presion barometricaPH2O = presion de vapor de aguaFIO2 = concentracion fraccional de oxígeno inspirado

PaCO2 = presion arterial de anhidrido carbonicoRQ = couciente respiratorioVCO2 = eliminacion de CO2

VO2 = consumo de O2

PIO2 = 150 mm HgPAO2 = 100 mm Hg

PRESIÓN DE VAPOR DE AGUA

T °C Pv H2O (mm Hg)

0 4.6 20 17.5

37 47.0 100 760.0

37°C en los pulmones:PO2 = 0.21 x (760 - 47) = 150 mm Hg

Volúmenes pulmonares: VALORES NORMALES

Éspacio Muerto = 150 ml.

Volumen Residual = 1 000 ml.

Reserva Espiratoria = 1 000 ml.

Volumen Corriente = 500 ml.

Reserva Inspiratoria = 2.5 - 3.5 L

Aire Nuevo = 350 ml.

Trazado de volúmenes y capacidades pulmonares

Medida del volumen residual

• No se puede medir con un espirómetro

• Técnicas usadas:– “Washout” de nitrógeno– Dilución de Helio– Pletismografía

Enfermedades pulmonares Obstructivas

y Restrictivas

Enfermedad Obstructiva

• Dificultad para ESPIRAR el aire

• Espiración obstruída

• Ejemplos: – enfisema– Bronquitis crónica– asma.

Enfermedad Restrictiva

• Dificultad para INSPIRAR el aire

• Inspiración restringida

• Ejemplos:– Fibrosis intersticial– sarcoidosis– Enfermedades musculares– Deformaciones del tórax.

Capacidades y volúmenes pulmonares alterados

• Enfermedad obstructiva:– Disminuye VC– Aumenta TLC, RV, FRC.

• Enfermedad restrictiva:– Disminuye VC– Disminuye TLC, RV, FRC.

Capacidades y volúmenes pulmonares alterados

normal

RV

ERV

TV

IRV

FRC

VC

restrictiva

RV

ERVTV

IRV

FRC

VC

obstructiva

RV

ERV

TV

IRV

FRC

VC

125

100

75

50

25

0

% N

orm

al T

LC

Capacidad Vital ForzadaFEV1.0 / FVC

Espiración forzada (flujo)FEF25-75

Curvas Flujo - Volumen

Flujo Pico

Volúmenes y flujos alterados

Enfermedad Obstructiva

Enfermedad Restrictiva

FEV1.0 Disminuído Disminuído

FVC Disminuído Disminuído

FEV1.0/FVC Disminuído Sin cambio o Aumentado

Peak Flow Disminuído Disminuído o Sin cambio

RV/TLC Aumentado Sin cambio

Cambios en la ventilación en presencia de volúmenes y flujos alterados

Enfermedad Obstructiva:

- Disminuye la frecuencia.

- Aumenta el volumen tidal (VT) Enfermedad Restrictiva:

- Aumenta la frecuencia.

- Disminuye el volumen tidal (VT).

Distensibilidad (D = volumen / presión) en presencia de volúmenes y flujos alterados

DISTENSIBILIDAD (D = volumen / presión) en presencia de volúmenes y flujos alterados