Fisiologia respiratoria. Dinámica y mecánica pulmonar
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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.
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
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
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.
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.
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.
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.