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VENTILACIÓN PULMONAR
E INTERCAMBIO GASEOSO
Y SU REGULACIÓN
FUNCIÓN RESPIRATORIA
Los objetivos de la respiración son
suministrar oxígeno a los tejidos y
eliminar el dióxido de carbono.
Para lograr ese objetivo la respiaración
puede dividirse en cuatro sucesos
funcionales importantes:
FUNCIÓN RESPIRATORIA
1.
2.
3.
4.
Ventilación pulmonar: significa el flujo
de aire de entrada y salida, entre la
atmósfera y los alvéolos pulmonares.
Difusión del oxígeno y del dióxido de
carbono entre los alvéolos y la sangre.
Transporte del oxígeno y del dióxido de
carbono de la sangre y de los líquidos
corporales a las células y desde ellas.
Regulación de la ventilación y de otras
facetas de la respiración.
CONTRACCIÓN Y EXPANSIÓN TORÁCICA

1.
2.
Los pulmones pueden contraerse y
expandirse de dos maneras:
Por el movimiento hacia abajo y arriba
del diafragma para alargar y acortar la
cavidad torácica.
Por elevación y descenso de las
costillas para aumentar y disminuir el
diámetro anteroposterior de la cavidad
torácica.
CIRCULACIÓN PULMONAR
CIRCULACIÓN PULMONAR
TRONCO PULMONAR
ARTERIA PULMONAR ARTERIA PULMONAR
DERECHA
IZQUIERDA
La circulación pulmonar da un flujo
relativamente continuo de sangre sin
oxígeno desde el ventrículo derecho.
CIRCULACIÓN PULMONAR


Las arterias pulmonares se dividen
hasta formar los capilares pulmonares
los cuales están en contacto con la
membrana alveolar para el intercambio
de gases.
La circulación pulmonar satisface los
requerimientos metabólicos.
CIRCULACIÓN PULMONAR



A diferencia de la circulación sistémica,
la circulación pulmonar maneja
presiones más bajas.
La presión sanguínea promedio de la
arteria pulmonar es de 15 mmHg.
En situaciones en las que se presentan
disminuciones de O2 en la sangre se
produce una vasoconstricción de la
arteria pulmonar.
CIRCULACIÓN PULMONAR



FUNCIONES
Aporta energía para nutrir el
parénquima pulmonar.
Es un reservorio de sangre para el
ventrículo izquierdo.
Posee acción endocrina pues su
endotelio participa en la formación de
Bradicinina, Prostaglandinas y
Serotonina.
CIRCULACIÓN PULMONAR
1.
2.
3.
4.
5.
6.
INTERFAZ SANGRE-GAS
Surfactante pulmonar.
Epitelio alveolar.
Membrana basal.
Endotelio capilar.
Plasma.
Membrana del eritrocito.
MECÁNICA VENTILATORIA




FACTORES MECÁNICOS
El aire fluje de hacia adentro y afuera
del pulmón siguiendo gradientes de
presión y contra una resistencia.
La inspiración es un proceso activo que
necesita trabajo.
La espiración es un proceso pasivo que
utiliza las propiedades elásticas del
pulmón.
Las fuerzas elásticas del tejido
pulmonar están determinadas
principalmente por las fibras de
elastina y colágeno entrelazadas en el
parénquima pulmonar.
FUERZAS INVOLUCRADAS

1.
2.
3.
Para lograr la respiración se requiere lo
siguiente:
Controladores: cerebro, tallo, médula.
Sensores: quimiorreceptores.
Efectores: pulmones y músculos de la
respiración.
MÚSCULOS INSPIRATORIOS


Elevan la caja torácica y aumenta su
tamaño cuando se contraen.
El diafragma es el músculo más
importante de la inspiración. Realiza el
mayor trabajo.
DIAFRAGMA


Durante la inspiración se aplana, es
decir, desciende para aumentar el
volúmen torácico.
Durante la espiración se eleva para
disminuir el volúmen.
 Una respiración normal y tranquila
puede lograrse solamente con el
diafragma.
 Recibe
inervación
de
raíces
espinales de C3-C5.
INTERCOSTALES EXTERNOS




Tiran las costillas hacia arriba y afuera.
Aumentan los diámetros AP y laterales
del tórax.
Son músculos inspiratorios.
Inervados por las raíces de T1 a T12.
INTERCOSTALES INTERNOS

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
Músculos esencialmente espiratorios.
Se contraen durante la espiración
principalmente forzada.
Comprimen la caja torácica.
MÚSCULOS ABDOMINALES



Son los músculos espiratorios más
importantes.
Al contraerse deprimen el contenido
abdominal y aumentan la presión
intraabdominal.
Esto empuja el diafragma hacia arriba y
disminuye el volúmen torácico.
PRESIONES
INTRATORÁCICAS
PRESIÓN INTRAALVEOLAR (PA)



Es la presión que existe en los
alvéolos.
También se denomina presión
intrapulmonar.
Cuando la glotis está abierta y no hay
flujo se dice que es igual a la presión
atmosférica.
PRESIÓN INTRAPLEURAL (PIP)



Presión existente en el espacio pleural
entre las dos pleuras.
Valor de referencia: -2.5 a –5 cmH2O.
Su presión es negativa con respecto a
la presión atmosférica.
PRESIÓN DE RETRACCIÓN



Es causada por la presión de retracción
de los pulmones.
Está en relación a las paredes que
deben estirar a los pulmones durante la
inspiración.
En condiciones normales su presión es
positiva. De aproximadamente 5
cmH2O.
VENTILACIÓN Y PRESIONES



En correctas condiciones, las
presiones antes citadas disponen de un
ambiente de presión igual o positiva
respecto a la presión atmosférica.
Para lograr la ventilación de los
pulmones, se debe generar una presión
negativa (debe ser menor a la presión
atmosférica).
La generación de está presión negativa
se da gracias a la participación de los
músculos intercostales, el diafragma y
la pleura.
VENTILACIÓN Y PRESIONES



La contracción de los intercostales
aumenta el volumen del tórax por lo
que disminuye la presión intrapleural.
La contracción del diafragma genera
que disminuya la presión pleural hasta
–6cmH2O lo que permite una mayor
expansión del pulmón.
Todo lo anterior gnera que la presión
dentro de las vías respiratorias se
negativice y forme un gradiente de
presión de aire al interior de la vía.
RESISTENCIA AL FLUJO
AÉREO
TENSIÓN ALVEOLAR SUPERFICIAL




Los alveólos se encuentran recubiertos
por una película de líquido.
Los alvéolos al ser pequeños sacos
microscópicos poseen una tensión
definida.
Los alvéolos tienen esta propiedad que
se denomina Tensión alveolar.
Tensión alveolar: fuerza que se opone
al flujo de aire.
TENSIÓN ALVEOLAR SUPERFICIAL


En 1929 Von Neergard descubrió al
utilizar un gato en su experimento que
este necesitaba menos presión para
llenar los pulmones cuando se aplicaba
solución salina que cuando se usaba
aire.
Este principio sirvió para que 30 años
después se descubriera el Factor
tensoactivo alveolar o Surfactante
pulmonar.
FACTOR TENSOACTIVO ALVEOLAR



Sustancia con actividad de superficie
compuesta por proteínas y lípidos.
Es producida por los neumocitos tipo II.
La función de este líquido es reducir la
tensión superficial del alvéolo y con
ello ayuda a la distensión pulmonar
durante la inspiración.
LEY DE LAPLACE

La presión transmural es:
PTm = 2T/ radio de los alvéolos.

Donde T es tensión alveolar.
LEY DE LAPLACE


Esta ley postula que si la tensión
superficial no se mantiene baja cuando
los alvéolos se hacen pequeños
durante la espiración, estos
simplemente colapsaran.
Esto explica la fisiopatología de
Membrana Hialina en el recién nacido
prematuro.
VOLÚMENES Y CAPACIDADES
PULMONARES
COMPORTAMIENTO DE UN GAS




El O2, el CO2 y el nitrógeno se
encuentran disueltos en los líquidos
pulmonares.
La concentración de los gases se mide
en términos de presiones parciales.
El aire es una mezcla de gases donde
hay 21% de oxígeno y 79% de
nitrógeno.
A nivel del mar estos gases tienen en
total una presión parcial de 760 mmHg
(una atmósfera).





VOLÚMENES PULMONARES
Un volúmen pulmonar es una medida
de cambio que se obtiene mediante un
espirómetro.
Una suma de 2 o más volúmenes
corresponde a una capacidad.
VOLÚMEN TIDAL
También llamado volúmen del aire
corriente.
Es el volúmen que entra y sale en
durante una respiración normal.
Corresponde a 500cc de aire.
VOLÚMEN RESIDUAL



Cantidad de aire que queda en los
pulmones luego de una espiración
normal.
Dicha cifra se corresponde a
aproximadamente al 25% o 30% de la
capacidad funcional residual.
Se menciona en una media de 3 litros
de aire.
VOLÚMEN DE RESERVA INSPIRATORIA
 Es el volúmen de aire que se puede
inspirar durante una inspiración
máxima.
 Corresponde aproximadamente a 2,5
litros de aire.


VOLÚMEN DE RESERVA ESPIRATORIA
Cantidad de aire de la reserva residual
que puede ser sacada con un esfuerzo
espiratorio máximo.
Corresponde a 1,5 litros de aire.
CAPACIDAD VITAL


Cantidad máxima de aire que se puede
expulsar luego de una inspiración
máxima.
La capacidad vital es igual al volúmen
de reserva inpiratorio, más volúmen
corriente, más volúmen de reserva
espiratorio.
CAPACIDAD PULMONAR TOTAL


Volúmen de aire total que es capaz de
almacenar el pulmón luego de una
inspiración forzada.
Es igual a la suma de la capacidad vital
y del volúmen residual.
VENTILACIÓN Y
PERFUSIÓN
VENTILACIÓN Y PERFUSIÓN


Ventilación (V) equivale al producto de
la frecuencia respiratoria por el
volúmen de aire que entra en cada
respiración.
Perfusión (Q) aluda al flujo sanguíneo
pulmonar que llega a cada uno de los
alvéolos por unidad de tiempo.
VENTILACIÓN


La ventilación es el proceso que
consiste en llevar el oxígeno hasta los
alvéolos para que se lleve a cabo el
intercambio gaseoso (hematosis).
Las moléculas de O2 pasan la
membrana alvéolo capilar por medio de
difusión pasiva hacia la circulación y la
CO2 difunde hacia el alvéolo.
ESPACIO MUERTO ANATÓMICO

Corresponde a la cantidad de aire que
no llega a los alvéolos y que queda
contenido en los espacios anatómicos
de la vía aérea y que por lo tanto no
participa en el intercambio gaseoso.
ESPACIO MUERTO ALVEOLAR



Cantidad de aire que alcanza los
alvéolos pero que no son
intercambiados debido a la escasa
perfusión en un momento determinado.
ESPACIO MUERTO FISIOLÓGICO
Suma del espacio muerto anatómico y
el espacio muerto alveolar.
Generalmente el espacio muerto
fisológico correponde al 30% del
volúmen general corriente.
INFLUENCIA DE LA GRAVEDAD



La gravedad modifica el flujo sanguíneo
pulmonar.
La presión intravascular es mayor en
las bases que la existente en los
vértices.
En el tercio superior del pulmón tiende
a descender la perfusión alveolar.
ZONAS DE WEST



El flujo sanguíneo está influido por la
gravedad. En el pulmón ni la
ventilación, ni el flujo sanguíneo tienen
una relación uniforme.
Así las bases pulmonares están más
perfundidas que ventiladas.
Los vértices más ventilados que
perfundidos.
ZONAS DE WEST


1.
2.
3.
Las zonas de West lo que explican es
este comportamiento de la relación V/Q
en las diferentes partes anatómicas.
De esta manera:
Zona 1: vértices del pulmón.
Zonas 2: parte media.
Zona 3: bases pulmonares.
ZONAS DE WEST




En la zona 1: V > Q
En la zona 2: V = Q
En la zona 3: V < Q
En otras palabras: el espacio muerto
alveolar es mayor en la zona 1 y el
cortocircuito mayor en la zona 3.
INTERCAMBIO DE GASES
PRESIONES PARCIALES



La presión parcial de Oxígeno en el
alvéolo es de 105 mmHg regularmente
(PO2).
La PO2 en sangre venosa es de 40
mmHg.
La presión parcial de dióxido de
carbono en el alvéolo es de 40 mmHg
normalmente (PCO2).
PRESIONES PARCIALES


Este comportamiento de presiones
explica la existencia de un gradiente de
difusión favorable del O2 del alveolo al
interior del capilar sanguíneo.
Existe también un gradiente de presión
de CO2 que favorece la difusión del gas
del capilar al alvéolo.
FACTORES QUE AFECTAN LA TASA DE
DIFUSIÓN DE GASES
1.
2.
3.
4.
Espesor de la membrana.
Área de superficie de la membrana.
Coeficiente de difusión del gas en la
sustancia de la membrana.
Diferencia de presión entre los lados de
la membrana.
PRESIONES PARCIALES


Este es un elemento a considerar en la
difusión de gases.
La difusión de gases a través de la
membrana alveolo capilar es del tipo
difusión pasiva.
 La capacidad de difusión de los
pulmones para un gas es
directamente proporcional al área de
membrana e inversamente
porporcional a su grosor.
COEFICIENTE DE DIFUSIÓN




Este es un elemento a considerar en la
difusión de gases.
Es un resultado de dividir los cocientes
de la solubilidad y el peso molecular
del O2 entre el cociente de la
solubilidad y el peso molecular del CO2.
Cuanto mayor sea el cociente a mayor
será la difusión.
El cociente de difusión del CO2/O2 es
2:1, eso significa que el CO2 es 2:1
veces más rápido para difundir.
REGULACIÓN DE LA
RESPIRACIÓN
REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN


El SN normalmente ajusta la tasa de
ventilación alveolar casi exactamente a
las demandas del organismo.
De esta forma la PO2 y la PCO2 apenas
resultan alteradas, incluso durante el
ejercicio moderado o enérgico y en la
mayor parte de los otros tipos de estrés
respiratorio.
CENTRO RESPIRATORIO


1.
2.
Está compuesto de varios grupos de
nueronas localizadas bilateralmente en
el bulbo raquídeo y en la protuberancia.
Se encuentra dividido en tres grupos
principales de neuronas:
Grupo respiratorio dorsal: origina
principalmente la inspiración.
Grupo respiratorio ventral: puede
originar la inspiración o la espiración
dependiendo de qué neuronas del
grupo se estimulen.
CENTRO RESPIRATORIO
1.
Centro neumotáxico: ayuda a controlar
la frecuencia y el patrón respiratorio. Se
ubica dorsalmente.

El grupo respiratorio dorsal de
neuronas desempeña el papel principal
del control de la respiración.
CONTROL QUÍMICO DE LA RESPIRACIÓN



La finalidad última de la respiración es
mantener concentraciones adecuadas
de O2, CO2 e hidrogeniones en los
tejidos.
Por tanto es importante que la actividad
respiratoria responda a ellos.
El exceso de CO2 e hidrogeniones
estimula el centro de la respiración y
aumenta mucho la fuerza de las señales
inspiratorias y espiratorias a los
músculos respiratorios.
CONTROL QUÍMICO DE LA RESPIRACIÓN


El O2 no tiene un efecto directo
significativo sobre el centro
respiratorio del encéfalo en el control
de la respiración.
Actúa indirectamente a través de
quimiorreceptores situados en los
cuerpos carotídeos y aórticos, y estos a
su vez transmiten las señales nerviosas
oportunas al centro de la respiración.
CONTROL QUÍMICO DE LA RESPIRACIÓN


El O2 no tiene un efecto directo
significativo sobre el centro
respiratorio del encéfalo en el control
de la respiración.
Actúa indirectamente a través de
quimiorreceptores situados en los
cuerpos carotídeos y aórticos, y estos a
su vez transmiten las señales nerviosas
oportunas al centro de la respiración.