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Fisiología Respiratoria
Facilitador: Dr. Eric M. Cabrera
Respiración




Ventilación: Movimiento de aire dentro y
fuera de los pulmones
Respiración Externa: Intercambio de gases
entre el aire en los pulmones y la sangre
Transporte de oxigeno y dioxido de carbono
en la sangre
Respiración Interna: Intercambio de gases
entre la sangre y los tejidos
Funciones del Sistema
Respiratorio





Intercambio de gases: O2 que entra a la sangre y
CO2 que sale de la misma
Regulación del pH sanguineo: Alterado por cambios
en los niveles de CO2 en sangre
Producción de la voz: Movimiento de aire a través
de las cuerdas vocales provoca el sonido del lenguaje
Olfato: Ocurre cuando las moleculas en el aire
entran en contacto con el epitelio nasal
Protección: En contra de micro organismospara
prevenir infecciónes y removerlos
Divisiones del Sistema Respiratorio

Tracto Superior


Nariz, faringe y
estructuras
asociadas
Tracto Inferior

Laringe, traquea,
bronquios y
pulmones
Cavidad Nasal y Faringe
Nariz y Faringe


Nariz


Nariz externa
Cavidad nasal
 Funciones





Vía de paso del aire
Limpiar el aire
Humidificar y calentar el
aire
Olfato
Con los senos paranasales
servir de cámara de
resonancia para el habla
Faringe


Cavidad común para el sistema
digestivo y respiratorio
Tres regiones



Nasofaringe
Orofaringe
Laringofaringe
Laringe

Funciones



Mantener una vía permeable para el movimiento del aire
La epiglotis y los plieges vestibulares previenen que el material
deglutido se mueva hacia la laringe
Las cuerdas vocales son la fuente primaria de la producción del
sonido
Cuerdas Vocales
Traquea


Tubo para el
aire
Se divide
para formar:


Bronquio
primario
Carina:
relacionada
al reflejo
de la tos
Arbol Traqueobronquial

Zona de conducción




Desde la traquea a los bronquios terminales ambos
cubiertos de epitelio cilíndrico ciliado para remover
cuerpos extraños
Vía de paso para el movimiento del aire
Cartílagos en forma de herraduras mantienen abiertos los
tubos del sistema y el musculo liso controla el diámetro
del tubo.
Zona de respiración


De los bronquiolos respiratorios al alveolo
Es el sitio para el intercambio gaseoso
Arbol Traqueobronquial
Bronquiolos y Alveolos
Alveolos y la Membrana
Respiratorio
Pulmones

Dos pulmones: Principales organos de la respiración


Pulmón derecho: tres lóbulos
Pulmón izquierdo: dos lóbulos
Pared Torácica
músculos de la Respiración
Volumen Torácico
Pleura

El líquido pleural es producido por las membranas
pleurales


Actua como un lubricante
Ayuda a mantener juntas la pleura parietal y visceral
Ventilación



Movimiento del aire dentro y fuera de los
pulmones
El aire se mueve de un area de mayor presión a
un area de menor presión
La presión es inversamente proporcional al
volumen
Cambios en la Presión Alveolar
1. La presión barométrica (PB) es igual a la presión alveolar (Palv) y no hay movimiento de aire.
2. El aumento del volumen torácico resulta en aumento del volumen alveolar y disminución de
la presión alveolar. La presión del aire inspirado es mayor que la presión alveolar, y el aire
entra espontáneamente a los pulmones.
3. Final de la inspiración. Ambas presiones son iguales
4. La disminución del volumen torácico disminuye el volumen alveolar y aumenta su presión.
La presión alveolar es mayor que la del aire atmosférico, y el aire sale espontáneamente de los
pulmones.
Cambios de Volumen Alveolar

Recojimiento Pulmonar

Factores que tienden a colapsar el alveolo

Recojimiento elástico del tejido pulmonar y la tensión
superficial del alveolo


La sustancia surfactante: reduce la tendencia del alveolo a
colapsar
Presión Pleural
Negativa causa que el alveolo se expanda
 Pneumotorax es un orificio entre la cavidad
pleural y el aire atmosférico que causa pérdida de
la presión pleural

Ciclo Respiratorio Normal
Complianza

Es una medida de qué tan facilmente se
expanden el pulmón y el tórax
A mayor complianza, más facilmente un cambio
de presión causará expansión
 Una complianza menor de lo normal significa
que el pulmón y el tórax son más dificiles de
expandir


Conditiones que disminuyen la complianza



Fibrosis pulmonar
Edema pulmonar
Síndrome de insuficiencia respiratoria
Volumenes Pulmonares

Volumen Tidal


Volumen de Reserva Inspiratorio


Volumen de aire inspirado o expirado durante una inspiración o
espiración normal
Cantidad de aire inspirado a la fuerza luego de una inspiración
normal de volumen tidal
Volumen de Reserva Espiratorio

Cantidad de aire espirado a la fuerza luego de una espiración normal
de volumen tidal

Volumen Residual

Volumen de aire que permanece en las vías respiratorias y pulmones,
luego de una espiración forzada
Capacidades Pulmonares

Capacidad Inspiratoria


Capacidad Funcional Residual


Volumen de reserva espiratorio + volumen residual
Capacidad Vital


Volumen tidal + volumen de reserva inspiratorio
La suma del volumen de reserva inspiratorio, volumen tidal , y
volumen de reserva espiratorio
Capacidad Total Pulmonar

La suma de los volúmenes de reserva inspiratorio, respiratorio, tidal y
residual
Espirómetría de Volúmenes y
Capacidades Pulmonares
Ventilación Alveolar por Minuto




Ventilation por minuto: cantidad total de aire movido
dentro y fuera del sistema respiratorio por minuto
Frecuencia Respiratoria : número de respiraciones
tomadas por minuto
Espacio Muerto Anatomico : las partes anatómicas del
sistema respiratorio donde no ocurre intercambio
gaseoso
Ventilación Alveolar : cuanto aire por minuto entra a las
partes anatómicas del sistema respiratorio en las cuales
ocurre intercambio gaseoso
Principios Físicos del
Intercambio Gaseoso

Presión Parcial




Ley de Dalton:
La presión ejercida por cada tipo de gas en una mezcla de
gases (aire)
Presión de vapor de agua
Difusión de gases a través de líquidos


Ley de Henry
La concentración de un gas en un líquido es determinado
por su presión parcial y su coeficiente de solubilidad
Principios Físicos del
Intercambio Gaseoso

Difusión de gases a través de la membrana
respiratoria

Depende del grosor de la membrana, el coeficiente de difusión
del gas, el area de superficie de la membrana,la presión parcial
de los gases en el alveolo y la sangre

Relación entre la ventilación pulmonar y
perfusión del capilar pulmonar

El aumento de la ventilación o el aumento de la perfusión del
capilar pulmonar, aumentan el intercambio de gases
Un corto circuito fisiológico es cuando sangre desoxigenada
regresa de los pulmones

Gradientes de Difusión de O2 y
CO2

Oxigeno



Se mueve del alveolo a la
sangre. La sangre esta casi
completamente saturada
de O2 cuando deja el
capilar pulmonar
P02 en sangre disminuye
por mezcla con sangre
desoxigenada
El Oxigeno se mueve del
capilar tisular hacia los
tejidos

Dióxido de carbono


Se mueve de los tejidos hacia
el capilar tisular
Se mueve de los capilares
pulmonares hacia el alveolo
Cambios en las Presiones Parciales
Hemoglobina y Transporte de
Oxígeno



El Oxigeno es transportado por la hemoglobina
(98.5%) y disuelto en el plasma (1.5%)
La curva de disociación Hb-O2 muestra que la Hb
esta casi completamente saturada cuando la P02 es
de 80 mm Hg ó mayor. A presiones parciales
menores, la Hb libera oxígeno.
Una desviación de la curva hacia la izquierda
secundario a un aumento del ph, una disminución
de CO2, o una disminución de temperatura resulta
en un aumento de la afinidad de la Hb para retener
oxígeno.
Hemoglobina y Transporte de
Oxígeno



Una desviación de la curva hacia la derecha secundario
a una disminución del ph, un aumento del CO2, ó un
aumento en la temperatura resulta en una disminución
de la afinidad de la Hb para retener el oxígeno.
El 2.3-difosfoglicerato aumenta la capacidad de la Hb
para liberar oxígeno a nivel tisular
La hemoglobina fetal tiene una mayor afinidad por el
oxígeno que la hemoglobina A maternal
Curva de disociación de la
Hb-O2 en reposo
Efecto Bohr: Desviación de la Curva
de Disociación de Hb-O2 con el ph
Efectos de la Temperatura :
Desviación de la Curva
Transporte del Dióxido de
Carbono



El CO2 es trasnportado como HCO3¯ (70%), en
combinación con las proteinas de la sangre (23%), y
en solución en el plasma (7%).
La Hb que liberó el O2 en el capilar tisular, se une
más rápidamente al CO2 que la Hb-O2 (efecto
Haldane)
En los capilares tisulares, el CO2 se combina con el
agua dentro del eritrocito para formar H2CO3 el
cual se disocia para formar HCO3¯ y H*
Transporte del Dióxido de
Carbono


En los capilares pulmonares, el ión bicarbonato y el
ión hidrogenión se mueven dentro de los G.R. y el
ión cloro. El HCO3¯ se combina con el H+ para
formar ácido carbónico (H2CO3). El H2CO3 es
convertido a CO2 + H2O. El CO2 difunde fuera
del glóbulo rojo.
El aumento del CO2 plasmático disminuye el ph
sanguineo. El sistema respiratorio regula el pH
sanguineo regulando los niveles plasmaticos del
CO2.
Transporte del CO2 y Movimiento del Cl
Acoplamiento Ventilation-perfusion :
Areas Respiratorias en el Tallo
Cerebral

Centro Respiratorio Bulbar
Las neuronas dorsales estimulan el diafragma
 Las neuronas ventrales estimulan los músculos
intercostales y abdominales


Centro Respiratorio Pontino (pneumotaxico)

Involucrado en la alternancia entre inspiración y
espiración
Estructuras Respiratorias en el Tallo
Cerebral
Ventilación Rítmica

Inicio de la inspiración




Aumentando la inspiración


Las neuronas del Centro Respiratorio Bulbar están activas continuamente
El centro recibe estimulación de receptores y estimulación de partes de la
corteza concernientes con movimiento respiratorio voluntario and
emotiones
Las aferencias combinadas de todos estos centros producen potenciales de
acción que estimulan a los músculos respiratorios
Mas y mas neuronas son activadas
Deteniendo la inspiración

Las Neuronas que exitan también son responsible de inhibir la inspiración y
recibir aferencias del centro pontino y los receptores de estiramiento en el
pulmón. Al activarse las neuronas inhibitorias y relajarse los músculos
respiratorios, resulta en la espiración.
Modificación de la Ventilación

Sistema Cerebral y
Límbico


Control Químico

La respiración puede
ser controlada
voluntariamente y
modificada por las
emociones
El CO2 es el mayor
regulador


Aumento o disminución en
el pH puede estimular
áreas con
quimioreceptores,
causando una mayor
frecuencia y profundidad
de la respiración
Cuando disminuyen los
niveles normales de O2
en sangre a 50% o mas
aumentan la frecuencia y
profundidad de la
respiración
Modificando la Respiración
Regulación del pH y gases
sanguineos
Reflejo deHerring-Breuer


Limita el grado de inspiración y previene la
sobreinflación de los pulmones
Infantes


El reflejo juega un papel el la regulación del ritmo básico
de respiración y previene la sobreinflación del pulmónl
Adultos

El reflejo es importante solo cuando aumenta el volumen
tidal en el ejercicio o trabajo
Ventilación en el Ejercicio

La Ventilacion aumenta abruptamente:




Al iniciar el ejercicio
El movimiento de las extremidades tiene una gran influencia
El componente aprendido del ejercicio
La ventilación aumenta gradualmente:


Luego de un aumento inmediato o abrupto, ocurre un
aumento gradual (4-6 minutos)
El umbral anaerobio es el mas alto nivel de ejercicio a que se
puede llegar sincausar cambios significativos en el ph
sanguineo

Si se excede dicho umbral, se acumulará el ácido láctico producido
por los músculos esqueléticos
Effects of Aging




Vital capacity and maximum minute
ventilation decrease
Residual volume and dead space increase
Ability to remove mucus from respiratory
passageways decreases
Gas exchange across respiratory membrane is
reduced