Medicina - Fisiología. Respiratoria

8/6/2019 Medicina - Fisiologa. Respiratoria

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Universidad del Zulia

Facultad de Medicina

Escuela de Medicina

Departamento de Ciencias Fisiolgicas

Ctedra de Fisiologa.

FISIOLOGIA RESPIRATORIA

Dra. Tibisay Rincon


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Fisiologa Respiratoria.

Pre-requisitos.

Conocer la estructura anatmica macro y microscpica

del Aparato Respiratorio.

Conocer los mecanismos de transporte trans-membrana

Conocer mecanismos Bioqumicos que involucran la

funcin respiratoria.

Conocer los mecanismos del EAB.

Conocer la Fsica de los gases.


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Objetivos.

General y Terminal:

Lograr que el alumno (a) detecte y

razone los mecanismos que producen loscambios en el funcionamiento normal y

razonar la importancia de este Sistema

para el mantenimiento de la Salud

Humana.


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Objetivos.

Especficos:

1. Comprender los mecanismos ventilatorios y

las consecuencias de su trastorno.

2. Comprender e interpretar las pruebas

funcionales pulmonares y bioqumicas.

3. Comprender e interpretar los mecanismos

regulatorios del EAB.


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Objetivos.

Especficos:

4.- Comprender la participacin del SNC en la

regulacin de la funcin respiratoria.

5.- Comprender e interpretar los efectos de la

alteracin de la funcin pulmonar normal y su

repercusin en la salud humana.


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El Proceso Respiratorio.

1. La Ventilacin Pulmonar

2. La Difusin de los Gases (Intercambio

gaseoso).

3. El Transporte de los Gases

4. El Intercambio gaseoso celular.

5. Regulacin del EAB

6. La Regulacin de la Respiracin.


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Los 3 Sistemas que llevan O2 a las

clulas:

El Sistema Cardiovascular

El Sistema Respiratorio

El Sistema Hematol

gico.


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Funciones del Aparato Respiratorio

A.- Funciones Respiratorias.

1. La Ventilacin Pulmonar: Inspiracin-Espiracin.

2. La Respiracin Externa.

3. El Equilibrio Ventilacin-Perfusin. El FS

4. El Transporte de los Gases Sanguneos.

5. La Respiracin Interna.

6. La Utilizacin del O2 y produccin de CO2 en lasclulas.


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Funciones del Aparato Respiratorio

B.- Funciones No- Respiratorias.

1. Filtro

2. Reservorio sanguneo.[900 1,000 mL]

3. Defensa.

4. Funciones Metablicas. Regulacin de PA.

5. Balance Hdrico.6. Eliminacin de subst. Voltiles: Cetocidos y

Acetaldehido.


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Anatoma Funcionaldel Aparato Respiratorio.

La Pared torcica.Los msculos respiratorios.

Las PleurasLos Pulmones

Las Vas Areas.La Circulacin PulmonarLa Inervacin bronquial.


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La Pared Torcica


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Los Msculos Respiratorios.

Son estriados esquelticos

Son Involuntarios (pueden ser

voluntarios)

Se contraen y relajan en forma pasiva.

Originan presiones y volmenes areosnecesarios para el intercambio gaseoso.


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A.- Los Inspiratorios.

Se contraen en la inspiracin para

vencer la fuerza elstica del

Pulmn, y la Resistencia de las vas

areas.


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Los Msculos Respiratorios.Los Inspiratorios.

El Diafragma.

Los Intercostales Externos.

Los Esternocleidomastoideos.

Los Escalenos.


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El Diafragma

Principal msculo inspiratorio.

o Dimetros longitudinal y transverso. El msculo de los cantantes.


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El DiafragmaFunciones No-Respiratorias.

Separa al trax del abdomen.

Reaccin postural.

Habla y canto.

Tos y estornudo.

Esfuerzo abdominal: Parto, defecacin.Miccin.


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Msculos Inspiratorios.

k Los Intercostales Externos:

o los dimetros Antero-posterior y

transverso.

k Los Esternocleidomastoideos:

o los dimetros AP y longitudinal. Elevan el esternn.


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Msculos Inspiratorios.

Los Escalenos:

Elevan las 2 primeras costillas.


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Los msculos espiratorios.

Ejercen el efecto contrario a los

inspiratorios, para restablecer el ciclo.

Los Abdominales (Oblicuo mayor y

menor)

El Transverso del Abdomen Los Rectos.


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Los msculos espiratorios.

o la presin abdominal (Expulsin).

Empujan al Diafragma hacia arriba.

En condiciones anmalas se pueden

hacer activos y voluntarios

(Broncoespasmo o Asma)


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Las Pleuras.

P. Visceral: Envuelve a los Pulmones.

P. Parietal: Envuelve la sup. Interna del

trax.

El Espacio Pleural (Espacio Potencial)

El Derrame Pleural. La Presin Pleural (-5 cm H2O)


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Funciones de la Presin Pleural

1. En inspiracin: -7.5 cm H2O.

2. Valor mximo con el llenado pulmonar.

3. Mantener los Pulmones abiertos

4. Tiraje de la superficie Pulmonar con

mayor fuerza


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Los Pulmones

Contiene los elementos del intercambiogaseoso o Respiracin verdadera.


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Las Vas Areas


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El Lobulillo Respiratorio.

300 x 106

alvolos en cadaPulmn


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La Inervacin Bronquial

Hasta el nivel 15 hay msculo liso

Control por el SNA Simptico

Receptores F2 en el Epitelio y Musc. Liso

Broncodilatacin y o de secrecin.

El Broncoespasmo: Bronquitis crnica,

Asma y Enfisema Pulmonar.


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La Inervacin Bronquial

Receptores muscarnicos:

Broncoconstriccin.

No-adrenrgica, no-colinrgica queproduce vasodilatacin VIP


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La Circulacin Pulmonar

La Nutricin Pulmonar: Arterias

Bronquiales.

El Circuito Pulmonar o CirculacinMenor: Intercambio gaseoso o

Respiracin Externa.


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Caractersticas Circulacin

Sistmica

Circulacin

Pulmonar

Vasos que

comprende

El sistema de nutricin

celular:Sistema distribuidor:ArteriasSistema de intercambio:CapilaresSistema recolector: Venas

El Sistema de Oxigenacin de

la Sangre: Arteria Pulmonar ,Capilares pulmonares y VenasPulmonares

Presin Alta (Gran recorrido) Baja (Corto recorrido)

Resistenciavascular

Alta Baja

Sangre circulante Oxigenada (Arterial) Desoxigenada (Venosa)

Regulacin Posee muchos medios para suregulacin

Sujeta a escasa regulacin

Funcin Nutricin celular (incluyendola Pulmonar)

Oxigenacin de la sangre

Alcance Sirve a muchos tejidos Sirve a un solo rgano

Gravedad Gran efecto: soporta largascolumnas hidrostticas

Poco efecto: soporta columnashidrostticas cortas


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1. La Ventilacin Pulmonar


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La Mecnica Respiratoria


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La Mecnica Respiratoria


Los Movimientos deentradaysalida

delaire delospulmones:

Espiracin [Deflacin]

Inspiracin. [Inflacin][Eltejidoelstico del Pulmn]


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La Pared Torcica


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Espiracin e Inspiracin.- Factores (4)

1. Las Presiones que se desarrollan


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Espiracin e Inspiracin.- Factores (4)

2.- La Presin Pleural (PP)

3.- La Presin Alveolar. (PA)

4.- La Presin transpulmonar: (Negativa)

PA - PP


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La Espiracin.

Proceso Pasivo

Relajacin de msc. Inspiratorios

La Fuerza del proceso elstico

o la Presin Alveolar.

Gradiente de presin boca-alvolos Salida del aire y de subst. Voltiles.


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La Espiracin.

En proceso patolgico: Broncoespasmo.

Se hace activa

Se utilizan los msculos espiratorios en

forma consciente o voluntaria y activa.

Consecuencias


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La Distensibilidad Pulmonar

Cambio en el Volumen Pulmonar por

unidad de ( Presin intrapulmonar

Valor normal: 200 mL/cm H2O.

Significado: Al o la presin

intrapulmonar 1 cm H2O, los pulmonesincrementan en 200 mL su volumen.


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Propiedades elsticas del Pulmn

Un cuerpo elstico.

Tendencia a recuperar su volumen de

reposo despus de haber sido distendido. Dos elementos:

Los Factores DeterminantesEl Surfactante.


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Los Factores Determinantes

La Elasticidad del tejido pulmonar: de

la elasticidad total.

Las fuerzas elsticas provocadas por laTensin Superficial del lquido que rodea

los alvolos: 2/3 del total.


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La Complianc (C)

Dist nsibilidad

Es la u rza qu d b aplicars para sacar

a un cu rpo lstico del reposo.

Elasticidad es la fuerza que debe hacer

para regresar al reposo.

PVCCompliance(

(!)(


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Compliance y Elasticidad


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La Curva de la Compliance


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El SurfactanteAgente Tensioactivo.

Clulas Epiteliales Alveolares o

Neumocitos tipo II.

Son el 10% de la superficie alveolar

total.

Compuesto por Fosfolpidos: Dipalmitoil-fosfatidilcolina + Ca2+ + Apoprotenas


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La Histresis

Es (vol. entre inflacin y deflecin. Se debe a la Tensin Superficial

Hay una interfase agua-aire.


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Surfactante.-Funcin

Fuerza que se forma en una interfase Agua-Aire.

Es una fuerza elstica, que mantiene abierto

al Alvolo.Valor normal: 5 a 30 dinas/cm.

q La Tensin superficial del Alvolo.

Determina la Histresis.

Evita la formacin de Edema Pulmonar.


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El Dficit de Surfactante

o la Tensin Superficial.

Edema Alveolar o Pulmonar.

Adulto: Atelectasia Pulmonar.

Nios RN: Membrana Hialina o

Sndrome de Dificultad oDistress Respiratorio del RN


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La Resistencia de las Vas Areas.-

Ligada al Flujo Areo en las vas.

El gradiente y el Flujo.

Tres tipos de Flujo Areo: Flujo Laminar .

Flujo en remolino local o transicional omixto.

Flujo Turbulento.


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La Resistencia de

las Vas Areas.-

El Flujo Laminar:

Murmullo Vesicular.

Paralelo a la pared de la va.

Vas terminales.


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La Resistencia de

las Vas Areas.-

Flujo en remolino, transicional o

mixto:

El ms frecuente.

Bifurcaciones

Tasa ms elevada.

Combinacin de los otros 2.


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La Resistencia delas Vas Areas.-

El Flujo Turbulento:

tDesorganizado.

tAltas tasas de flujo. Alto contenidoenergtico.

tEjercicio u Obstculos en la va.

tN de Reynolds > 2,000

tRuidos: Roncos o Sibilantes


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El Nmero de Reynolds

(Re).

L

rvd2Re

!r = Radio del vaso.

v = Velocidad.d = Densidad del Fluido

L = Viscodidad del fluido.


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La Ventilacin Pulmonar


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La Ventilacin Pulmonar (VP)

Se basa en la Mecnica Respiratoria.

Frecuencia Respiratoria: 12 x min.

Volumen Corriente (VC) o VVP: 500 mL

en cada respiracin normal.

Entran al cuerpo 250 mL O2 y salen 200de CO2 en cada ciclo.


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La Ventilacin PulmonarRespiracin Externa o Hematosis.

1.- Ventilacin Pulmonar (VP):

VC x FR = 500 mL x 12 = 6,000 mL/min

o tambin 6 L/min.

2.- Ventilacin del Espacio Muerto

Anatmico: 150 mL x 12 = 1,800mL/min.


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La Ventilacin PulmonarHematosis.

3.- La Ventilacin Alveolar:

[500 150 mL] x 12 = 350 x 12 =

4,200 mL/min

La + importante

Es la Ventilacin efectiva


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La Espirometra


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La Espirometra

1. Con respiracin normal y forzada en reposo.

2. Cronometrada en seg.Con

Broncodilatadores

Sin


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El Valor de Prediccin

k Cada persona tiene su propio valor dePrediccin. (Formula matemtica).

k Sexok Peso y Talla

k Temperatura del ambiente (ATPS a

BTPS).


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El Valor de Prediccin

Son valores que ese cuerpo necesita parafuncionar.

Su valor se compara con el obtenido porla prueba.

El Resultado de la Prueba se expresa en% del Valor de Prediccin.

La Capacidad Vital debe ser el 80% delV. de Pred.


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La Espirometra

Condiciones y requisitos.

Equipo.

Resultados:

Volmenes (4)

Capacidades.(4)


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La Capacidad Vital Cronometrada

VEF1

Con el mismo espirmetro.

Inspiracin forzada al mximo.

Se mide el periodo expulsivo (Espiracin) en el

1 y 3 segundos.

til para el diagnstico de o Resistencia delas vas areas.

Con y sin broncodilatadores.


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Obstructivas RestrictivasAtrapamientoaereo

Asma

Bronquiolitis

CPT aumentada

CRF aumentada

VR aumentadoVEF1 bajo

RelacionVEF1/CVF baja (>0.75 esnormal)

CVF normalo baja

FEF 25-75muy bajo

Poca distensibilidad. Elalveolotiendea

colapsarse

Fibrosis pulmonar

Sindrome de distress respiratorio del adulto

Deficit de Surfactante

Insuficiencia cardiacaTrastornos de la caja toracica

Trastornos neuromusculares

CPT baja

CRF baja

VR bajo

VRE bajo

CVF baja (75% de la CPT es normal)

VEF1 normal

RelacionVEF1/CVF normal (>0.75 esnormal)

En general pueden estar bajos todos los

volumenes y capacidades

La Espirometra


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2.- La Difusin de los Gases:El Intercambio GaseosoPulmonar.


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Intercambio gaseoso

Difusin de los Gases.

Transporte de los gases en Sangre.

Intercambio de gases entre la

Sangre (GR) y las clulas.


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Difusin de los Gases.

Caractersticas de los gases.

Composicin de los Gases.

Estructura de la Membrana Alvolo-

Capilar.


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Difusin de los Gases

A travs de la Membrana Alvolo-Capilar. Conocer las Leyes de los Gases.

Parmetros fsicos que involucran:

Presin (()

Temperatura

VolumenHumedad (Vapor de Agua)

Permeabilidad de la membrana


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Ley de Boyle-Mariotte.

A Temperaturaconstante:

P1V1 = P2V2

P es inversamente proporcional a V.

En inspiracin el Alvolo o Vol., y sus

presiones q, lo cual crea grandiente

para que entre el flujo de aire desde la

atmsfera.


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Ley de Charles

A Presin constante:

El volumen es proporcional a la

TemperaturaA volumen constante, P es proporcional

a T.

2

1

2

1

T

T

V

V!


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Ley de Avogadro

El N de molculas es igual cuando V

es constante y T y P son iguales.


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La Ley de Henry

El volumen de un gas disuelto

en lquidos es proporcional a su

presin parcial.


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La Ley de los Gases Ideal

Combina la mayora de los factores:

L = N de molesR = Constante de los gases (62.4)

T = Temperatura AbsolutaV = Volumen.

!P V

RTP

L!


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La Ley de Dalton

Cada gas desarrolla una presin propia

(Presin Parcial), como si estuviese solo.

La Presin Total es de todas.

Los gases tienden a ocupar todo el

espacio.


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La Ley de Dalton

ElementoAire atmosfrico Aire Alveolar

% mm Hg % mm Hg

Nitrgeno 78.62 597.0 74.9 569.0Oxgeno 20.84 159.0 13.6 104.0

CO2 0.04 0.3 5.3 40.0

Agua 0.50 3.7 6.2 47.0Total 100 760.0 100 760.0


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La Presin Parcial de un gas.

PP = % x Presin Atmosfrica Total.

Ejemplo del O2:

20.84 % x 760 mm Hg = 160 mm Hg


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Difusin de los Gases a travs de lamembrana A-C

tEl gas se expande para ocupar el espacio

alveolar.

tMovimiento de partculas da la Energa.t 4 Factores de la Membrana A-C.


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L M b A C


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La Membrana A-CFactores

1. Espesor de la Membrana

2. Coeficiente de Difusin de losgases.

3. Superficie de la Membrana

4. Gradiente de Presin


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El Espesor de la Membrana

Est en relacin inversa con la Difusin del

Gas.

Estados anormales:Edema y Fibrosis.


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El Coeficiente de Difusin de los Gases

Ley de Difusin de Fick:La velocidad de difusin de un gas a

travs de una membrana es proporcionala:

1. Superficie de la membrana

2. (P

3. Espesor (Inversamente)


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El Coeficiente de Difusin de los Gases

4.- Solubilidad del Gas.

5.- Raz cuadrada del Peso Molecular.

El caso del CO2: tiene menor gradiente

que el O2 pero difunde ms rpido


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La Ley de Laplace-Young

La burbuja de jabn.

El O2 debe pasar por una interfase H2O-Gas.

Esa interfase es uno de los determinantes de laTensin Superficial.

Las molculas de H2O estn unidas y tienen

carga elctrica.


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La Superficie de la Membrana.

1. Las infecciones pulmonares.2. El Enfisema.

3. La Fibrosis4. Extirpacin de lbulo.


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El Gradiente de Presin

(P entre entre los Alvolos y la

Sangre.

Difusin de gases bidireccional.


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3.- El Transporte de los Gases


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El Transporte de Gases en Sangre.

1.- Transporte de O2 del Alvolo a los

tejidos.

2.- Transporte del CO2 de los tejidos alAlvolo


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Transporte de Oxgeno

Dos formas:

1. Combinacin qumica con la Hb de los

GR (97%) HbO2

2. Libre, disuelto en el H2O. (3%)


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Valores Normales de la Hb.

A nivel del mar.

Hombre: de 13.0 a 16.0 g/L

Mujer: de 12.0 a 15 g/L.


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Funciones de la Hb

1. Facilita el transporte de O2 **

2. Facilita el transporte de CO2 **

3. Funcin Buffer del pH en el EAB

4. Transporte de NO en el GR.


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Modificacin de la Curva de Disociacin

1. La Temperatura corporal

2. El pH de la sangre

3. La 2,3-DPG

4. La P50.

Modificacin de la Afinidad del O por la


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Modificacin de la Afinidad del O2 por la

Hb.

1. La Temperatura corporal: Se desva hacia

la derecha cuando esta aumenta,

produciendo q de la afinidad.Es favorable a nivel de los tejidos,

favorece descarga del CO2.


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Modificacin de la Afinidad del


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O2 por la Hb.

3.- La Concentracin de 2,3-DPG

eritrocitario.

Une las cadenas F de HbO2.

Factor importante en respiracin

celular.


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3.- La Concentracin de 2,3-DPG

eritrocitario.Su aumento desva la curva a la derecha.

La liberacin de O2 de la Hb.

En el ejercicio.

En la Bronquitis crnica.



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O2 por la Hb.

4.- La P50.

Es la pO2 en la cual el 50% de la Hb

est saturada.

Indicador til

Valor normal de 26 a 28 mm Hg.

Su aumento desva la curva a la derecha.


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El Transporte de CO2.

Desde los tejidos hacia el Pulmn

Es 20 veces ms soluble que el O2.

Se transporta en 3 formas:

1. Como HCO3. La + importante. = 60%

2. Disuelto en plasma: 2.7 mL/dL 45 mm Hg) =

10%

3. Compuestos Carbaminos. = 30%


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El CO2 como HCO3

Anhidrasa Carbnica

H2O + CO2 m H2CO3 H+ + HCO3

Efecto Haldane La desoxigenacion de la

sangre favorece su capacidad de transportar

CO2

La Hb amortigua el H+.

El CO2 como HCO3


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El CO2 como HCO3Destino del HCO3.

70% Al plasma

HCO3

30% se intercambia conCl-

El e Desplazamiento del Cloruro


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El D splazami nto d l Cloruro

eL G S


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eLos Gases en Sangre

Son pruebas uncionales Pulmonares y

Renales.

Estudian oxigenacin y EAB.

pH arterial 7.35 7.45

HCO3 : 22-28 mEq/L

pCO2: 35-45 mm Hg

pO2: 97 mm Hg.

Transporte de CO2 en Plasma.


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p 2Compuestos Carbaminos.

30% en esta forma.

Amino terminal de las Protenas.

En el Eritrocito (La Globina)

Se forma la Carbamino-Hb


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La Relacin Ventilacin-Perfusin.

En la zona respiratoria alveolar.

Equilibrio entre la Ventilacin Alveolar

(4.0 L/min) y el FS o Perfusin o GC

derecho. (5.0 L/min).

8.0min/0.5

.min/0.4!! L

L

Normal


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115/140


4.- Intercambio gaseoso celular.

I t bi l l


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Intercambio gaseoso celular

A.- El Oxgeno: proceso complejo.

Inverso al ocurrido en el Alvolo.

GR (Hb) Clula.

Saturacin de la Hb con O2: 97.5%.

2 Factores.

I t bi l l


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Intercambio gaseoso celular

A.- El Oxgeno.- 2 Factores:

1.- El contenido arterial de O2:

Disuelto: 0.3 mL/100 mL de sangre

+ Hb (Frrico): 1.36 mL O2/g Hb.

2.- La Curva de disociacin de la Hb.


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Los 3 Sistemas que llevan O2 a las

clulas:

El Sistema Cardiovascular

El Sistema Respiratorio

El Sistema Hematolgico.


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El Cl l i i l l


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El Cl- en la respiracin celular.

eEl desplazamiento del Cloro .

Funcin del Cl-: mantener la neutralidadintracelular.

El H+ es poco permeable.


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5.- El Pulmn y la Regulacindel EAB

Ecuacin Fundamental del EAB


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Ecuacin Fundamental del EAB

Anhidrasa Carbnica

H2O + CO2 m H2CO3 H+ + HCO3

H2O + CO2


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Ecuacin

pH ~ HCO3

pCO2


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TrastornoBsico pH Arterial FormasClnicas CambiosBioqumicos

Acidosis DisminuidoMetablica q HCO3

Respiratoria o pCO2

Alcalosis AumentadoMetablica o HCO3

Respiratoria q pCO2

El E.A.B


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Sistemas Buffer

Los Lquidos Corporales

El Pulmn

El Rin.


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El

Sistema Buffer del

os LquidosCorporales.

Son:

El HCO3 del Plasma.

Las Protenas.

La Hemoglobina (Hb)


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ElSistema Buffer delos

Lquidos Corporales.Caractersticas.

Rpido e inmediato.

Poca potencia.

Fugaz (Corta duracin).


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ElSistema Buffer Pulmonar.Caractersticas.

Modificando la Ventilacin Pulmonar

Permite expulsar o retener CO2 y asmodifica la pCO2.

Es intermedio en comienzo, potencia yduracin del efecto.


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ElSistema Buffer Renal.

Caractersticas.

* Tardo en actuar.

* El ms potente.

* El de ms larga duracin.


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Control de la Respiracin


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Control de la Respiracin

Nervioso o Neural: Los Reflejos

Qumico

Control de los msculos respiratorios.

El Control Nervioso o Neural


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El Control Nervioso o Neural.

Mecanismos reflejos a travs de Receptores

Voluntario: Corteza, fascculos crtico-espinales.

Involuntario: Protuberancia y Bulbo, por elpuente de Varolio. (Zona respiratoria Central).



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Mecanismos Reflejos

Estmulos:

( pH (Sangre y LCR)

(pCO

2

( pO2

Substancias irritantes.


i fl j


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Mecanismos Reflejos

Receptores:

Quimiorreceptores articos y carotdeos

Quimiorreceptores de subst. Irritantes.

Quimiorreceptores Centrales, en el Bulbo.

Mecanorreceptores de las vas areas (Reflejo de

Hering-Brauer: se disminuyen las descargas

inspiratorias via vagal).


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M i R fl j


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Mecanismos Reflejos

Centros:

Zona respiratoria Bulbar

Protuberancial: Centro Apnustico

Centro

Neumotxico


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M i R fl j


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Mecanismos Reflejos

Respuesta:

Cambios en la Ventilacin Pulmonar.

Tos

Estornudo

El Reflejo de la Tos


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j

Receptores Vago Bulbo Efecto (TOS)

Inspiracin de aire Cierre de epiglotisy cuerdas vocales

Contraccin muscular abdominal o Presinpulmonar

Apertura de cuerdas vocales y epiglotis

Salida de aire en estallido (120-160 Km/h)

Caso Problema.


140/140

Un nio de 7 aos fue intervenido porApendicitis Aguda. Anestesia General.

Post-ciruga: No despierta

FR = 10 x min. pH = 7.21

HCO3 = 25 mEq/L

pCO2 = 64 mm Hg.

pO = 73 mm Hg

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Medicina - Fisiología. Respiratoria