Fisiologia Respiratoria

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  • 1. L I N D A S. C O S T A N Z OL I N D A S. C O S T A N Z O fisiologafisiologa CUARTA EDICIONCUARTA EDICION

2. Fisiologa RespiratoriaFisiologa Respiratoria Diapositivas por Dra. Criseida RaveloDiapositivas por Dra. Criseida Ravelo 3. La funcin del sistema respiratorio es el intercambio de oxigeno y dixido de carbono entre el entorno y las clulas del organismo. Durante la fase inspiratoria del ciclo respiratorio el aire fresco llega al interior de los pulmones donde el oxgeno y el dixido de carbono se intercambian entre el aire inspirado y la sangre capilar pulmonar, y a continuacin el aire se espira. 4. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS 5. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS El sistema respiratorio incluye los pulmones y una serie de vas areas que los conectan con el medio ambiente externo. 6. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS El 7. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS El 8. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS El 9. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS El 10. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS El 11. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS El 12. Copyright 2006 by Elsevier, Inc. Sistema Respiratorio 13. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS El sistema respiratorio incluye los pulmones y una serie de vas areas que los conectan con el medio externo. Las estructuras del sistema respiratorio se subdividen en una zona de conduccin (o vas areas de conduccin), que llevan el aire al interior y hacia el exterior de los pulmones, y una zona respiracin recubierta con alveolos, donde se realiza el intercambio de los gases. 14. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS El 15. Copyright 2006 by Elsevier, Inc. Anatoma Pulmonar ZonasdeConduccion generacion Traquea Bronquios Bronquiolos Bronquiolos terminales Bronquiolos respiratorios Ductos alveolares Sacos alveolares 0 1 2 3 4 5 16 17 18 19 20 21 22 23 Diametro NumeroLongitud Area cm2 1.8 1.2 0.83 0.56 0.45 .05 0.04 0.35 0.06 12 4.8 1.9 0.8 1.3 0.10 0.05 1.07 0.17 1 2 4 8 16 5*104 8*106 32 6*104 2.33 2.13 2.0 2.48 103 104 3.11 180 2.54 ZonasTtransicionalesy Respiratorias 16. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS Zona de conduccin Incluye: 1.La nariz. 2.La nasofaringe. 3.La laringe. 4.La trquea. 5.Los bronquios. 6.Los bronquiolos terminales. 17. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS Estas estructuras funcionan para llevar el aire al interior y hacia el exterior de la zona respiratoria y que as se produzca el intercambio de gases y para: 1. Filtrar, las partculas son capturadas por el moco mediante la precipitacin turbulenta y la precipitacin gravitacional (partculas entre 1 y 5 micras). Partculas menores de 0.5 micras de dimetro se mantienen en suspensin en el aire alveolar, muchas de ellas atrapadas por los macrfagos alveolares. El exceso de partculas conlleva a tejido fibroso. 2. Humidificar. 3. Calentar. Antes de que el aire alcance la regin del intercambio gaseoso. 18. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS El 19. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS La trquea es la principal va area de conduccin. Se divide en dos bronquios que llegan a los pulmones, en cuyo interior se separan en bronquiolos mas pequeos, que a su vez, se vuelven a dividir. Hay 23 de estas divisiones, que dan lugar a vas areas cada vez mas pequeas. Las vas de conduccin estn recubiertas por epitelio respiratorio con clulas ciliadas y clulas mucosas. 20. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS Las paredes de las vas areas de conduccin estn formadas por musculo liso. Este msculo liso consta de inervacin neurovegetativa simptica y parasimptica con efectos opuestos sobre el dimetro de las vas areas. Las neuronas adrenrgicas simpticas activan los receptores 2 situados en el msculo liso bronquial, lo cual da lugar a la relajacin y la dilatacin de las vas areas. Se activan adems con adrenalina circulante a partir de la mdula suprarrenal y por agonistas 2- adrenergicos. 21. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS Las neuronas colinrgicas parasimpticas activan los receptores muscarnicos, lo cual da lugar a la contraccin y la constriccin de las vas areas. Los cambios en el dimetro de las vas areas de conduccin dan lugar a cambios en su resistencia, lo cual modifica el flujo areo. Los efectos mas notables son los de los agonistas 2-adrenergicos (adrenalina, isoproterenol, alburetol) que se emplean para dilatar las vias areas en el tratamiento del broncoespasmo por crisis asmtica. 22. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS Control del Dimetro Bronquiolar: Nervioso Simptico Receptores 2 bronco-dilatan. Parasimptico Acetilcolina bronco-constrie. Humoral Histamina, acetilcolina bronco-constrien Agonistas adrenrgicos relajan. 23. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS Vocalizacin: Envuelve no solo al sistema respiratorio, sino tambien: 1.Centro del control del discurso en la corteza cerebral. 2.Centro respiratorio bulbar. 3.La articulacin y estructuras de resonancia de la boca y la cavidad nasal. 24. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS Se compone de dos funciones mecnicas: 1. La fonacin: Dada por las cuerdas vocales de la laringe. 2. La articulacin: Dada por los tres principales rganos de la articulacin, a saber: Los labios, la lengua, y el paladar blando. Los resonadores incluyen: La boca, la nariz y los senos nasales asociados, la faringe, y hasta la cavidad torxica. 25. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS 26. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS La zona respiratoria incluye las estructuras que estn recubiertas por los alveolo y que, participan en el intercambio gaseoso: 1.Los bronquiolos respiratorios. 2.Los conductos alveolares. 3.Los sacos alveolares. 27. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS Los bronquiolos respiratorios son estructuras de transicin: - poseen cilios como las vas de conduccin. - msculo liso. - alvolos en sus paredes (intercambio gaseoso). 28. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS Los conductos alveolares estn recubiertos completamente de alveolos, pero: - NO contienen cilios. - Tienen escaso musculo liso. - Terminan en los sacos alveolares. 29. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS Los alveolos son evaginaciones en forma de saco de las paredes de los bronquiolos respiratorios, los conductos alveolares y las sacos alveolares. Cada pulmn tiene unos 300,000,000 de alveolos. El dimetro de cada uno es de unos 200 m. Las paredes alveolares son delgadas y tienen una gran area de superficie para la difusin. 30. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS El 31. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS El 32. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS El 33. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS El 34. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS Las paredes alveolares estn bordeadas por fibras elsticas y recubiertas por clulas epiteliales alveolares que se denominan: - neumocitos tipo I, son clulas achatadas, que configuran las paredes alveolares. - neumocitos tipo II, son los que sintetizan el surfactante pulmonar necesario para reducir la tensin lquida superficial de los alveolos, adems , son capaces de regenerar los neumocitos tipo I y II. 35. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS El 36. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS El 37. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS El 38. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS El 39. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS El 40. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS El 41. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS El 42. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS El 43. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS Los alveolos contienen clulas fagocticas denominadas macrfagos alveolares que mantienen los alveolos limpios de polvo y desechos, ya que estos NO disponen de cilios para realizar esta funcin. Los macrofagos se rellenan de desechos y migran hacia los bronquios donde el batido ciliar los transporta hacia las vias aereas superiores y la faringe, don pueden ser deglutidos o expectorados. 44. Copyright 2006 by Elsevier, Inc. Tipos Celulares en el Alveolo Clulas Endoteliales Capilares. Clulas Epiteliales Alveolares; Clulas tipo 1. Clulas tipo II. Fibroblastos. Macrfagos. Clulas Cebadas. 45. Mecnica de la respiracinMecnica de la respiracin MUSCULOS UTILIZADOS EN LA RESPIRACIONMUSCULOS UTILIZADOS EN LA RESPIRACION Msculos de la inspiracin El diafragma es el musculo mas importante para la inspiracin. Cuando el diafragma se contrae, el contenido abdominal es empujado hacia abajo y las costillas se horizontalizan hacia arriba y hacia fuera. Estos cambios producen aumento del volumen intratorxico, que disminuye la presion intratorxica e inicia el flujo de aire hacia el interior de los pulmones. Durante el ejercicio, los msculos intercostales externos y los msculos accesorios tambin se utilizan para una inspiracin mas vigorosa. 46. Mecnica de la respiracinMecnica de la respiracin MUSCULOS UTILIZADOS EN LA RESPIRACIONMUSCULOS UTILIZADOS EN LA RESPIRACION Msculos de la espiracin Es un proceso pasivo. El aire es extrado de los pulmones por el gradiente de presion inversa entre los pulmones y la atmosfera hasta que el sistema alcanza de nuevo su punto de equilibrio. Durante el ejercicio o en enfermedades en las que aumentan la resistencia de las vas areas como el asma bronquial, los msculos espiratorios pueden ayudar al proceso espiratorio. Los msculos espiratorios incluyen los abdominales y los intercostales internos. 47. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS El Contraccin y expansin de la caja torxica durante la expiracin y la inspiracin, demostrando la contraccin diafragmtica, funciones de los msculos intercostales, y la elevacin y depresin de la parrilla costal. 48. Estructura del sistemaEstructura del sistema respiratoriorespiratorio VIAS AEREASVIAS AEREAS El 49. Copyright 2006 by Elsevier, Inc. Patm P alveolar P alveolar Reposo La inhalacin se debe a la expansin de la cavidad torxica (Ley de Boyle). La Mecnica de la Inhalacin 50. Mecnica de la respiracinMecnica de la respiracin MUSCULOS UTILIZADOS EN LA RESPIRACIONMUSCULOS UTILIZADOS EN LA RESPIRACION El 51. Copyright 2006 by Elsevier, Inc. La Mecnica de la Respiracin Msculos de la Respiracin Inspiracin Reposo Diafragma Activo Diafragma Diafragma 52. Copyright 2006 by Elsevier, Inc. La Mecnica de la Respiracin Msculos de la Respiracin Inspiracin Activa Diafragma Intercostales externos Medula espinal Intercostales externos costillas 53. Copyright 2006 by Elsevier, Inc. La Mecnica de la Respiracin Expiracin Reposo Proceso pasiva. Propiedades elsticas del pulmn. 54. Mecnica de la respiracinMecnica de la respiracin ADAPTABILIDAD O COMPLIANZAADAPTABILIDAD O COMPLIANZA El concepto de adaptabilidad tiene el mismo significado en el sistema respiratorio que en sistema cardiovascular: describe distensibilidad del sistema. La adaptabilidad de los pulmones y de la pared torxica es de inters primordial. La adaptabilidad es una medida de como cambia el volumen como resultado de un cambio de la presion. La adaptabilidad de los pulmones y de la pared torxica guarda una relacin inversa con sus propiedades elsticas e elastancia. 55. Mecnica de la respiracinMecnica de la respiracin Cuando el Volumen es la CRF el sistema combinado del pulmn y la pared torcica estn en equilibrio. La presin atmosfrica es 0. En CRF los pulmones quieren colapsarse y la pared torcica expandirse. Luego de Espiracin forzada al realizar espirometria hay menos Volumen en pulmones y la fuerza de colapsar es mas pequea y la fuerza de expansin de pared torcica es mayor. Cuando hay mayor Volumen y la fuerza de colapso es mayor , donde la fuerza de expansin es menor. 56. Mecnica de la respiracinMecnica de la respiracin ENFISEMA: Hay perdida de fibras elsticas en pulmones y como resultado aumenta la adaptabilidad de los pulmones . En enfisema la CRF la tendencia de la pared torcica a expandirse. Manejo volmenes pulmonares mas alto. FIBROSIS Enfermedad Restrictiva: Se asocia con rigidez de tejidos pulmonares y reduccin de ADADPTABILIDAD y presenta un CRF baja. 57. Mecnica de la respiracinMecnica de la respiracin El FLUJO AEREO: Es directamente proporcional a la diferencia de presin, boca, nariz. Alveolos. Es inversamente proporcional la resistencia de las vas areas. L diferencia de presin es la fuerza impulsora en el ciclo respiratorio. La Ley de Poiseuille determina que el flujo es inversamente proporcional a la resistencia. 58. RespiracinRespiracin Los bronquios de tamao medio son los lugares donde existen mayor resistencia en la va area. 59. Mecnica de la respiracinMecnica de la respiracin En la fase del ciclo respiratorio del ciclo normal: Reposo: No se mueve el aire ni hacia dentro, ni hacia afuera del pulmn, la presin alveolar es igual al a presin atmosfrica, por tanto la presin alveolar es 0 en reposo y la presin intrapleural es negativa. Inspiracin : El volumen pulmonar aumenta y la presin pulmonar disminuye ( la ley de boyle afirma la presin pulmonar por el volumen es igual a constante), Durante la inspiracin la presin alveolar disminuye por debajo de un -1 cm H2O, al final de la inspiracin de alveolar vuelve a hacer igual a la presin atmosfrica y la presin intrapleural se vuelve mas negativa que en reposo. 60. Mecnica de la respiracinMecnica de la respiracin Espiracin: Es un proceso pasivo la presin alveolar se vuelve positiva, mas alta que la presin atmosfrica porque las fuerzas elsticas de los pulmones comprimen mayor volumen de los alveolos, y esto es VC. Espiracin forzada: Aumenta la contraccin de los msculos respiratorios y aumenta la presin intrapleural hasta un valor positivo mas 20 cm de agua, no se colapsan mientras la presin transmural sea positiva, En una persona EPOC la inspiracin forzada puede hacer que las vas areas se colapsen por perdida de las fibras elsticas, estas personas aprenden a espirar lentamente, esto aumenta la presin de las vas areas y evite la inversin del gradiente de la presin transmural y de esa manera evita el colapso. 61. Intercambio de gasesIntercambio de gases El intercambio de gases se refiere a la difusin de O2 y de CO2 en los pulmones y en los tejidos perifricos, el O2 transfiere el gas alveolar a la sangre capilar , tejidos, sangre capilar sistmica, interior de las clulas. CO2 se libera desde los tejidos sangre venosa, sangre capilar pulmonar que transfiere el gas alveolar al respirar espiracin. 62. Ley de HenryLey de Henry Ley de Henry: Los gases disueltos en solucin (sangre) en camino hacia los pulmones y calcula la concentracin de un gas en la fase liquida, en la presin parcial en la fase de gas y se convierte en la presin parcial en la fase liquida, se convierte en la concentracin en el liquido. La presin parcial de un gas en fase liquida es igual a la presin de fase gas, si el nivel de los alveolos tiene una P O2 de 100mmhg, la sangre capilar tendr el mismo valor. 63. Ley de FickLey de Fick El la difusin del gas a travs de la membrana celular. La fuerza de impulso de un gas es la diferencia de presin parcial del gas a travs de la membrana, P O2 aire alveolar es 100 mmhg y la misma presin de O2 en la sangre venosa 40 mmhg. Cul es la diferencia de presin parcial? El coeficiente de difusin del CO2 es 20 veces mas elevado que el coeficiente de difusin del O2. 64. El oxigeno se difunde al gas alveolar, al interior de la sangre, capilar pulmonar, el CO2 desde la sangre capilar pulmonar al interior del alveolar. La sangre que sale del capilar pulmonar al corazn izquierdo y se convierte en sangre arterial sistmica. Ley de FickLey de Fick 65. Ley de FickLey de Fick 66. Intercambio de gases Perfusin -Intercambio de gases Perfusin - DifusinDifusin El intercambio de CO a travs de la barrera capilar -alveolar pulmonar y mediante de O2, durante ejercicios extremos y en patologa enfisema y fibrosis. 67. Intercambio de gases Perfusin -Intercambio de gases Perfusin - DifusinDifusin Perfusin: los pulmones en una persona sana en reposo, la transferencia de oxigeno alveolar-sangre capilar pulmonar limitada por la perfusin. El intercambio de O2 limitado por la perfusin es el flujo de sangre pulmonar el cual determina la transferencia neta de O2. Ejemplo: ejercicio, incrementa la cantidad total de O2. Difusin: el transporte de O2 limitada por difusin, ejemplo: fibrosis, la pared alveolar se engrosa no se alcanzara el equilibrio entre el aire alveolar y la sangre capilar pulmonar, la cual se vera reflejado en la disminucin de la PAO2 en la sangre sistmica. 68. Intercambio de gases Perfusin -Intercambio de gases Perfusin - DifusinDifusin Transporte de O2 con altitud elevada, altera el proceso de equilibrio del O2. La presin baromtrica es menor y con la misma fraccin de oxigeno inspirado, la presin parcial de O2 en el gas alveolar tambin estar reducido a 50mmhg en comparacin de lo normal 100mmhg. La PO2 venosa es 25mmhg (normal 40mmhg) por tanto el gradiente de la presin parcial del O2 esta reducido en comparacin del nivel del mar y la difusin estar reducida. En una persona con fibrosis es mas lento alcanzar el equilibrio y puede llegar a tener una presin de 30mmhg y afecta la liberacin de tejido. 69. Intercambio de gases Perfusin -Intercambio de gases Perfusin - DifusinDifusin Transporte de O2 en la sangre: O2 disuelto, esta libre el solucin y es el 2% del contenido total de la sangre y da lugar a la presin parcial e impulsa a la difusin de O2. La ley de Henry que la concentracin de el O2 es igual a la concentracin parcial del O2, la constante es solubilidad del O2 en la sangre, 0,003ML de O2 / 100 ML de sangre/mmhg, normal 100mmhg (100mmhg * 0.003ml de sangre/mmhg). A esta concentracin, el O2 disuelto para la demanda de los tejidos, para satisfacer las demanda se necesitan 250ml O2/MIN. El 98% del contenido de O2 de la sangre esta unido a la hemoglobina. La hemoglobina es una protena globular contiene hemo (hierro) y una cadena polipectida que se denomina 2 (alfa) y 2 (beta), cada unidad se une a una molcula de oxigeno, entonces cuando la hemoglobina esta oxigenada se llama oxihemoglobina y cuando esta oxigenada se llama des oxihemoglobina.