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MECANICA DE LA
RESPIRACION
RECUERDO ANATÓMICO
IMPORTANCIA DE LA V.A DE CONDUCCIÓN –
Tráquea y bronquios
CONCEPTOS GENERALES
La respiración consiste en el intercambio
de gases (O2, CO2) entre las células y la
atmósfera. Puede dividirse en
 Externa :Intercambio de gases (O2/CO2)
a nivel pulmonar
 Interna :
◦ Transporte de gases en la sangre
◦ Intercambio tisular
◦ Respiración celular
RESPIRACIÓN INTERNA VS EXTERNA
La respiración y sus órganos
participan además en otras
funciones:
Regulación ácido/base
 Regulación de la temperatura corporal
 Excreción de compuestos (por ejemplo,
cuerpos cetónicos)
 Actividad hormonal: angiotensina.

VALORES EN REPOSO
12-15 respiraciones minuto
 500 cc aire inspirado/espirado en cada
ciclo
 6 a 7,5 L/min

MECANICA DE LA RESPIRACION
Músculos respiratorios
INSPIRATORIOS
1. Diafragma
2. Intercostales
externos
3. Esternocleido
mastoideo
4. Escalenos
5. Pectorales
1.
2.
3.
4.
ESPIRATORIOS
Intercostales
internos
Abdominales
Recto anterior
Oblicuos
Músculos respiratorios
2006
MECANICA DE LA RESPIRACION
Presiones
Presión atmosférica = 0 cm H2O
 Presión pleural (Ppl) = -3 a -5 cm H2O
 Presión alveolar (Pal) = Presión pleural +
presión de retroceso elástico alveolar
 Presión transmural = Gradiente de presión
transmural alveolar = Pal - Ppl

Dinámica
AUMENTO DE LA CAVIDAD
TORACICA
Intercostales externos
Diafragma
DISMINUCION DE LA
CAVIDAD
TORACICA
Intercostales internos
MECANICA DE LA RESPIRACION
Inspiración
Orden de control central
 Vías eferentes: información a los músculos inspiratorios
 Actividad de diafragma e intercostales
 Presión pleural más negativa
 Aumenta presión trnasmural alveolar
 Los alvéolos se expanden
 Disminuye la presión alveolar
 Gradiente de presión, genera flujo de entrada de aire
 Aumenta el retroceso elástico pulmonar

INSPIRACION
MECANICA DE LA RESPIRACION
Espiración







Cesa el comando inspiratorio
Músculos respiratorios se relajan
Disminuye el volumen torácico
Presión pleural se hace menos negativa
Disminuye el gradiente de presión transmural
alveolar
Disminuye el volumen alveolar y presión
alveolar
Flujo de salida de aire hasta que se igualan las
presiones
ESPIRACIÓN
MECANICA DE LA RESPIRACION
Distensibilidad o Compliance





Determina la facilidad con la que el pulmón
puede distenderse o estrecharse
La distensibilidad (compliance)es el inverso de la
elasticidad
DISTENSIBILIDAD = 200-240 ml/cmH2O
+ Volumen / + Presión
500 ml / -3, -5 cm H2O
MECANICA DE LA RESPIRACION
Retroceso elástico
Depende del tejido pulmonar en su contenido
de elastina y colágeno

El retroceso elástico alveolar:
* Tiende a colapsar alvéolos
* Aumenta a volúmenes pulmonares altos

Retroceso elástico de la caja torácica
* Tiende a expandir sus diámetros
* Aumenta a volúmenes pulmonares bajos

Dinámica
La elasticidad del tejido pulmonar y la tensión superficial del líquido de los
alveolos se oponen a la distensión del pulmón por la pleura. Esto hace que
en reposo la presión intrapleural sea negativa
Tensión
superficial de
los alveolos
Elasticidad del
tejido pulmonar
pared
torácica
rígida
Presión
intrapleural 757
mm Hg
MECANICA DE LA RESPIRACION
Surfactante pulmonar
COMPONENTES:
90% son Lípidos
10% son Proteínas
Lípidos: Fosfatidilcolina 60%
Fosfatidilglicerol
Fosfatidilinositol
Otros
Proteínas: SP-A es Inmunomoduladora
SP-B
SP-C
SP-D es Inmunomoduladora
SP-B Y C Participan en estructura, en la actividad de disminuir la
tensión superficial y estimulan la absorción de fosfolípidos
Ley de LaPlace
1

Presión = 2 x Tensión superf.
Radio del alvéolo
2
SIN SURFACTANTE, EL ALVEOLO CHICO SE VACIARÍA EN EL GRANDE POR
MAYOR PRESIÓN
MECANICA RESPIRATORIA
Surfactante pulmonar






NEUMOCITO II
Cuerpos lamelares (Almacenam.)
Exocitosis al alvéolo
Formación de una Monocapa
Disminución de la tensión superficial
Reemplaza el agua en la superficie alveolar,
intercalándose entre sus moléculas.
(reduce la interfaz aire- líquido)
MECANICA DE LA RESPIRACION
Surfactante pulmonar


Disminuye el trabajo durante la inspiración:
* Disminuye la tensión superficial de los
alvéolos
* Disminuye el retroceso elástico del
pulmón
* Aumenta la distensibilidad
Ayuda a estabilizar los alvéolos de diferentes
tamaños
MECANICA DE LA RESPIRACION
Surfactante pulmonar

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Efectos:
Mejora la función pulmonar
Mejora la expansión alveolar
Mejoría en la oxigenación
Disminuye el soporte ventilatorio
Aumenta la capacidad residual funcional
Aumenta la distensibilidad pulmonar
Disminuye los cortocircuitos intrapulmonares
Mejora la relación ventilación / perfusión
ESPACIO MUERTO
Anatómico: es el volumen de las vías aéreas de
conducción = 150ml
 Fisiológico: es una medida funcional del volumen
de los pulmones que no intercambia CO2. En
sujetos normales es igual al espacio muerto
anatómico
 Representa ventilación perdida en pacientes con
enfermedades obstructivas y restrictivas

Ventilación minuto= F x V
“Normal” = 12 x 0,5L = 6 L
 Ejercicio físico = 35-45 x 2L = 70-90L

◦ Diferencia 15.
FLUJO EN LA VIA AEREA
Turbulento: Ocurre si el flujo de aire es
alto, la densidad del gas es elevada, radio
de la vía aérea es grande: tráquea.
 Transicional: Ocurre en los puntos de
ramificación de las vías aéreas
 Laminar:Vías aéreas periféricas donde la
velocidad es muy baja.

RESISTENCIA PULMONAR



Está dada por la resistencia del tejido
pulmonar más la resistencia de la vía
aérea.
La resistencia de las vías aéreas
constituye el 80% de la resistencia total.
La resistencia de las vías aéreas puede
elevarse en forma significativa en
presencia de algunas enfermedades.
Factores que modifican la
resistencia de la vía aérea
> Resistencia
(constricción)
 Estímulo
parasimpático
(Acetilcolina)
 Histamina
 < PCO2




< Resistencia
(dilatación)
Estímulo simpático
B2 agonistas
> PCO2
< PO2
CIRCULACIÓN PULMONAR
Circulación pulmonar: relacionada con el
sistema de intercambio gaseoso
 Circulación bronquial: abastece de sangre
arterial al pulmón para las necesidades de sus
células
 Ambos sistemas producen uniones
(anastomosis), lo que hace que la sangre de la
vena pulmonar, es decir la que se ha
oxigenado, no esté oxigenada al 100%.

CIRCULACIÓN PULMONAR
Zonas vasculares: efecto de la
presión hidrostática capilar.
Efecto de los gradientes de presión
hidrostática
Relación ventilación-perfusión
La ventilación pulmonar (V) y la cantidad
de sangre que recibe el pulmón
(perfusión, Q) guardan una correlación.
 Reposo :

◦ Q = 5L/min
◦ V= 4,2L/min
◦ V/Q=0,8
bases > vértices
vértices > bases
IMPORTANCIA DE LA PRESIÓN
INTERSTICIAL NEGATIVA
RESPIRACION
RESPIRACION
EXTERNA

O2 difuso de CO2 y de las
zonas de su mayor grado de
las presiones parciales en las
zonas más bajas de sus
presiones parciales (Figura
23.18)
Difusión depende de la
presión parcial de las
diferencias
Comparar los movimientos
de gas en los capilares
pulmonares a los capilares del
tejido
Tasa de Difusión de Gases
Depende de la presión parcial de los gases en el aire
P. O2 en el nivel del mar es de 160 mm / Hg
10.000 pies es de 110 mm / Hg / 50.000 pies es de 18
mm de Hg
Gran superficie de nuestro alvéolos
Difusión a distancia (membrana de espesor) es muy
pequeño
Solubilidad y peso molecular de los gases
O2 pequeñas molécula difunde algo más rápido

CO2 se disuelve fácilmente en agua,la difusión neta de
CO2 es mucho más rápido
RESPIRACION INTERNA

El intercambio de gases entre
la sangre y los tejidos
Conversión de oxígeno en la
sangre no oxigenada
Observar la difusión de O2
hacia adentro
En el resto del 25% la
disponibilidad de O2 entra
en las células
Durante el ejercicio más de
O2 se absorbe
Observar la difusión de CO2
hacia el exterior
TRANSPORTE DE OXIGENO Y
DIOXIDO DE CARBONO EN LA
SANGRE
TRANSPORTE DE OXIGENO

En cada 100 ml de sangre oxigenada, el 1,5% de
la de O2 se disuelve en el plasma y el 98,5% se
efectúa con la hemoglobina (Hb) en los glóbulos
rojos como oxyhemglobin (HbO2).
Hemoglobina consiste en una porción de
proteína llamada globina y un pigmento llamado
heme.
El heme porción contiene 4 átomos de hierro,
cada una capaz de combinar con una molécula
de oxígeno.
Hemoglobina y la presión parcial de
oxígeno

El factor más importante que determina la
cantidad de oxígeno se combina con la
hemoglobina es la PO2.
Cuanto mayor sea la PO2, más oxígeno se
combinan con la hemoglobina, hasta la
disposición de moléculas de hemoglobina están
saturados.
Hemoglobina y la presión parcial de
oxígeno

La sangre es casi
totalmente saturada de
O2 en 60mm
Entre el 40 y 20 mm de
Hg, grandes cantidades
de O2 se liberan como
en las zonas de
necesidad, como la
contratación muscular
TRANSPORTE DE OXIGENO EN
LA SANGRE

OxyhemoglobinA contiene un 98,5% de
oxígeno combinado químicamente y
hemoglobina
Dentro de los glóbulos rojos
No se disuelve fácilmente en el agua
Sólo el 1,5% transportado disuelto en la sangre
Sólo el O2 disuelto puede difundir en los
tejidos
Factores que influyen en la disociación de O2
de la hemoglobina son importantes
Otros factores que afectan a la
hemoglobina afinidad por el oxígeno


En un ácido (pH bajo), se conoce como el efecto Bohr.
Bajos valores de pH en sangre (ácido condiciones) los resultados de
la PCO2 alta.
- aumentos de la temperatura
2, 3 - bifosfoglicerido (es una sustancia formada en los glóbulos rojos
durante la glucosa). Cuanto mayor sea el nivel de los mejores, más
oxígeno es liberado de la hemoglobina.
ACIDEZ AFINIDAD CON EL
OXIGENO POR LA HB


Cuando la acidez
aumenta, la afinidad de
Hb por O2 disminuye:
efecto Bohr
H + se une a la
hemoglobina y se
altera, O2 va a los
tejidos necesitados
pCO2 & Oxygen Release
Como pCO2 aumenta
con el ejercicio, O2 se
libera más fácilmente
 CO2 se convierte
en ácido carbónico. y
este en H + y
bicarbonato, entonces
disminuye el pH.

RELACION TEMPERATURA Y
OXIGENO

Con los aumentos de
temperatura, más de
O2 se libera.
Actividad metabólica y
calor.
Más prácticas, más O2
liberado
Hormonas como la
tiroxina y la hormona
del crecimiento
Envenenamiento por monóxido de
carbono

CO de escape de automóviles y el humo
del tabaco
Se une a la Hb heme grupo con mayor
éxito que O2
Envenenamiento de CO
Tratar mediante con administración de
O2 puro
TRANSPORTE DE DIOXIDO DE
CARBONO

El CO2 es transportado en la sangre en
forma de CO2 disuelto (7%),
carbaminohemoglobin (23%), y los iones
bicarbonato (70%).
La conversión de CO2 en iones
bicarbonato y el cloruro de cambio iónico
mantiene el equilibrio entre el plasma y
glóbulos rojos de la sangre
TRANSPORTE DE DIOXIDO DE
CARBONO

100 ml de sangre lleva 55 ml
de CO2
Es transportada por la
sangre en tres formas
Disuelto en el plasma
Junto con la parte de globina
de la molécula de Hb
formando
carbaminohemoglobina
Como parte de los iones
bicarbonato
CO2 + H2O se combinan
para formar ácido carbónico
que se disocia en H + y de
iones bicarbonato
Resumen de intercambio y
transporte de gas en Pulmones y
Tejidos

CO2 en la sangre causa separación O2de la
hemoglobina.
Del mismo modo, la unión de O2 a la
hemoglobina provoca una liberación de CO2 a
partir de la sangre.
Resumen de intercambio y
transporte de gas en Pulmones y
Tejidos
CONTROL DE LA RESPIRACION
Centro Respiratorio

El área del cerebro desde el que se envían
impulsos nerviosos a los músculos
respiratorios se encuentra bilateral en la
formación reticulares del tallo cerebral.
Este centro respiratorio consta de un
área medular ritmicidad (inspiratorio y
espiratorio), zona pneumotaxica, y área
anapneusica
Rol del Centro Respiratorio
Ritmicidad zona medular

Controles básicos ritmo de la respiración
Inspiración durante 2 segundos, de caducidad de tres
Autorhythmic células activas durante dos segundos y luego
inactivos
Neuronas espiratorio inactivas durante más tranquila
respiración activa sólo durante la ventilación de alta tasas
Zona Pneumotaxic

Pneumotaxic la zona en la parte superior
ayuda a coordinar la transición entre la
inspiración y la expiración
La zona apneustic envía impulsos a la zona
inspiratoria para activarla y prolongar la
inspiración, e inhibirde la expiración
REGULACION DEL CENTRO
RESPIRATORIO

INFLUENCIASCORTICALES VOLUNTARIAMENTE
PUEDEN MODIFICAR LOS PATRONES DE
RESPIRACIÓN.
CONTRIBUCIONES VOLUNTARIAS DE LA
RESPIRACIÓN SE VE LIMITADA POR EL GRAN
AUMENTO DE LOS ESTÍMULOS DE [H +] Y [CO2].
Quimiorreceptora regulación de la
respiración

Un ligero aumento en la PCO2 (y, por tanto, H +), una
condición llamada hipercapnia, estimula quimiorreceptores
centrales.
Como respuesta al aumento de la PCO2, el aumento de H + y
la disminución de la PO2, la zona inspiratoria está activada y se
produce hiperventilación, la respiración profunda y rápida.
Si arterial de la PCO2 es menor de 40 mm Hg, una condición
llamada hipocapnia, los quimiorreceptores no son estimulados
y la zona inspiratorio establece su propio ritmo hasta que el
CO2 se acumula y aumenta la PCO2 40 mm Hg.
Grave deficiencia de O2 deprime la actividad de los
quimiorreceptores centrales y el centro respiratorio
Regulación de la respiración



Su objetivo es mantener los niveles de O2 y CO2 en
sangre dentro de unos márgenes estrechos que
permitan la funcionalidad celular.
Además, la respiración debe integrarse con el
sistema digestivo, la emisión de sonidos, la tos, etc.
El sistema está formado por unos centros
respiratorios, que está distribuidos en varios grupos
de neuronas integrados en el tronco del encéfalo o
bulbo raquídeo.
Control nervioso de la respiración

El patrón cíclico de respiración se modifica
por diversos estímulos:
◦ Cambios en el pH o en la concentración de
CO2 y de O2
◦ Situaciones como el ejercicio, emociones,
cambios de presión arterial y temperatura
Regulación de la respiración
El control nervioso se basa en la presencia de unos
mecanorreceptores en pulmones, vías respiratorias,
articulaciones y músculos, que recogen información y la
transmiten a los centros respiratorios.
 Cuando aumenta la concentración de CO2 en sangre o
cuando aumenta la concentración de iones hidrógeno en
sangre, se estimulan los quimiorreceptores en los cuerpos
carotídeo y aórtico, y la velocidad de la respiración aumenta
para eliminar el exceso de CO2
 Los movimientos respiratorios se desarrollan de forma
involuntaria pero se puede modificar de manera voluntaria al
tener conexiones con la corteza cerebral.

Regulación de la respiración
Quimiorreceptores
Centrales
Periféricos
Carótidas
aorta
No detectan cambios en PO2
Detectan cambios en PCO2
de forma indirecta (por
cambios de pH)
Detectan cambios en PO2
Detectan cambios en PCO2 de
forma directa
Regulación de la respiración
REGULACION QUIMICA DE LA
RESPIRACION

Central quimioreceptores en la
médula
Responder a los cambios en H + o
pCO2
Hipercapnia = ligero aumento se
observa alguna en cuanto a pCO2
Quimioreceptores periféricos
Responder a los cambios de H +, O2
o la PCO2
--- Aórtico cuerpo en la pared de la
aorta
Unirse a los nervios vago
Carotídea órganos -- en las paredes
de las arterias carótida común
Glossopharyngeal unirse a los nervios
nerviosos
Regeneración de la negativa
de la regulación de la
respiración

Retroalimentación negativa
de control de la respiración
Aumento de la pCO2
arterial de
Estimula los receptores
Inspiratorio centro
Músculos de la respiración
contrato con mayor
frecuencia y fuerza
Disminuye pCO2
Control de la frecuencia
respiratoria

Propioceptores de las articulaciones y los músculos
inspiratorios activan el centro para aumentar la
ventilación antes de la necesidad de suplemento de
oxígeno inducida por el ejercicio.
La inflación (Hering- Breuer) detecta el reflejo de la
expansión del pulmón se estiran los receptores y los
límites en función de necesidad de asistencia
respiratoria y la prevención de los daños.
Otras influencias incluyen la presión arterial, el sistema
límbico, la temperatura, el dolor, el estiramiento del
esfínter anal, y la irritación de la mucosa respiratoria.
El ejercicio y el sistema respiratorio

El sistema respiratorio trabaja con el sistema cardiovascular para
hacer los ajustes apropiados para el ejercicio de diferentes
intensidades y duraciones.
Como el flujo de sangre aumenta con un menor contenido de O2 y
mayor de CO2, la cantidad que pasa por el de pulmón (perfusión
pulmonar) aumenta y se ve compensada por el aumento de la
ventilación y la capacidad de difusión de oxígeno en los capilares
pulmonares más abierto.
La capacidad ventilatoria puede aumentar 30 veces por encima de
los niveles en reposo, al principio con ritmo rápido, debido a las
influencias neuronales y, a continuación, más gradualmente debido a
la estimulación química de los cambios en el metabolismo de las
células. Algo similar, pero invertido, el efecto se produce con el cese
de los ejercicios.
Los fumadores tienen dificultad para respirar por una serie de
razones, incluida la nicotina, mocos, irritantes, y que el hecho de
que el tejido cicatrizal reemplaza las fibras elásticas.