Dinámica y Mecánica Pulmonar Obstrucción y Restricción pulmonar

Lisset Ríos Olivos

FISIOLOGIA RESPIRATORIA

FUNCIÓN RESPIRATORIA1) Disponibilidad de oxígeno para metabolismo tisular.

2) Retirar el producto terminal de dicho metabolismo.

3) Intercambio gaseoso por difusión simple.

Depende:

• Carga de trabajo mínimo regulada por demandas metabólicas.

• Coordinación entre ventilación y perfusión pulmonar.

ESTRUCTURA Y FUNCION NORMALES DE LOS

PULMONES: ANATOMIA

Para un alveolo de tamaño medio con un

radio de aproximadamente 100 mm y

tapizado por surfactante normal se calcula

que este valor es una presión de

aproximadamente 4 cm H2O (3 mmHg). Si

los alveolos estuvieran tapizados por agua

pura sin ningún surfactante, la presión

calculada seria una presión de

aproximadamente 18 cm H2O, 4,5 veces

mayor.

Alveolos y factor tensoactivo

Alveolos y factor tensoactivo

Célula tipo II

Célula tipo I

Capilares Fibras elásticas

Macrófago

EL SITIO PRINCIPAL DE RESISTENCIA DE FLUJO DE AIRE EN LOS PULMONES SON LOS BRONQUIOS DE TAMAÑO MEDIANO, DEBIDO AL INCREMENTO DE LA SUPERFICIE TRANSVERSAL EN LOS MÁS PEQUEÑOS.

Localización de la Resistencia

HISTOLOGIA DEL ARBOL BRONQUIAL

TRÁQUEA

BRONQUIOS

ALVÉOLOS

Anillos: cartílago 2/3 y músculo 1/3

4 Capas

•Mucosa•Submucosa•Cartilaginosa •Adventicia

A mayor división: mas componente muscular

Alveolo: ventilación

Capilar: perfusión

Tabique alveolarNeumocitos Tipo INeumocitos tipo IIMacrófagos alveolares

Unidades respiratorias de conducción proximales

recubiertas por epitelio ciliado columnas seudoestratificado.

SISTEMA NERVIOSO PULMONAR

• 1. Fibras parasimpáticas con eferentes colinérgicos muscarínicos: broncocostricción

• 2. Fibras simpáticas: broncodilatación

• 3. Sistema NANC (no adrenérgico no colinérgico) involucra ATP, Oxido nitrico, Sustancia P, VIP. Efectos inhibidores.

Aferentes sensoriales vagales consisten:

• - Receptores broncopulmonares al estiramiento

• - Receptores que detectan irritantes.

• - Fibras C, carentes de mielina que responden a estímulos mecánicos y químicos.

Ach se une a M3 y M2

M3 activa Gq M2 activa Gi

Abre canal Ca ↓AMPC

↑Ca en citosol miobronquial

BRONCOCONSTRICCION Noradrenalina se une a β2

β2 activa Gs y ↑AMPC

Activa bomba Ca y Fosfolamban

↓Ca en citosol miobronquial

BRONCODILATACION

Tamaño de particulas aspiradas

Diámetro > 10µDiámetro < 1µ Diametro > 1µ a < 10µ

Eliminada en espiración Atrapada en orofaringeAtrapada en Moco Bronquial

Particula no irritante Particula irritante

Eliminada por cilios Estimulación Submucosa

CARACTERÍSTICAS ESTATICAS DEL PULMÓN: DISTENSIBILIDAD

• D = volumen / presión

• 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”)

Þ E = presión / volumen

(Ley de Hooke)

Está dada por:

Þ Fz. Tisulares: elastina, colágeno, fibras contráctiles

Þ Fz. de superficie

Þ Estabilización Alveolar

RETRACTIBILIDADÞ Fz. de superficie: Ley de Laplace

Presión = 2TS (tensión superficial)

colapsante r

CONTROL DEL RADIO DE LAS VÍAS AÉREAS

Þ r = actividad del sistema adrenérgico (rcp. 2)

Þ r = actividad del sistema colinérgico

( formación de mucus)

Þ no adrenérgico, no colinérgico:

r = VIP (péptido vasoactivador intestinal)

r = sustancia P, neurokinas

Þ Mecanismos compensatorios:

r = volumen pulmonar

r = volumen pulmonar

PROPIEDADES DINÁMICAS:FLUJO Y RESISTENCIAS.

• 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.

Etapas de la respiración

Respiración celular

Intercambio de O2 y CO2 entre la sangre y los tejidos

4

Transporte de O2 y CO2 entre los pulmones y los tejidos

3

Intercambio de O2 y CO2 entre el aire del alveolo y la sangre

2

Ventilación: intercambio de aire, entre la atmósfera y los alvéolos

pulmonares

1

Alvéolos pulmonares

Atmósfera

O2 CO2

O2 CO2

Corazón

O2 CO2

O2 CO2

O2 + glucosa CO2 + H2O + ATPCélula

Circulación sistémica

Circulación pulmonar

• Nitrógeno (N2) = 78.09 %

• Oxígeno (O2) = 20.95 %

• Argón (Ar) = 0.93 %

• Dióxido de Carbono (Co2) = 0.03 %

COMPOSICIÓN DEL AIRE AMBIENTAL

RESPIRACION

• Activo• Trabajo muscularInspiración

• Pasivo• Elasticidad pulmonar• Capacidad contráctil de alveolos

(surfactante)Espiración

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.

MÚSCULOS DE LA RESPIRACIÓN

Músculos Insp.

Músculos esp.

EscalenosECM

Control de la Respiración

Involuntario

Control Nervioso

Bulbo raquídeo

Centro inspiratorio

Centro espiratorio

Protuberancia anular

Apneústico

Refuerza señales del centro inspiratorio

Neumotáxico

Estimula el centro espiratorio cuando es abolido el reflejo de

Hering – Breuer

Voluntario

Cortical

CONTROLADORES DEL TRONCO ENCEFALICO

Þ Centro Medular (área rítmica):

- Grupo Dorsal inspiración

- Grupo Ventral inspiración y espiración

(ejercicio)

Þ Centro Neumotáxico:

- Inhibe la inspiración

Þ Centro Apnéustico:

- Estimula la inspiración

Ambos modifican la actividad del área rítmica.

CENTROS RESPIRATORIOS

Control químico

CO2

factor principal que regula la ventilación

alveolar

actúa directamente

sobre los centros bulbares

O2

factor menos importante

efecto indirecto sobre centros

bulbares

VOLUMENES PULMONARESÞ Espacio muerto:

1. Anatómico: nariz, traquea, bronquios mayores.

2. Alveolar: no ocurre intercambio gaseoso.

Espacio muerto

Vol. Residual Res. Espiratoria

Vol. Corriente

Res. Inspiratoria

VOLÚMENES Y CAPACIDADES PULMONARES

5800

2800

2300

Volumen (ml)

1200

Volumen corriente (500 ml)

Final inspiración normal

Final espiración normal

Volumen residual (1200 ml)

Volumen de reserva espiratoria (1100 ml)

Volumen de reserva inspiratoria

(3000 ml)

Capacidad pulmonar total

Capacidad residual funcional

Capacidad vital 4600 ml

Capacidad inspiratoria

Tiempo

VOLÚMENES PULMONARES: VALORES NORMALES

Þ Éspacio Muerto = 150 ml.

Þ Volumen Residual = 1 000 ml.

Þ Reserva Espiratoria = 1 000 ml.

Þ Volumen Corriente = 500 ml.

Þ Reserva Inspiratoria = 2.5 - 3.5 L

Þ Aire Nuevo = 350 ml.

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