FISIOLOGIA DEL SISTEMA RESPIRATORIO
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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.
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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)
