Fisiología Respiratoria Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología 1

Fisiología Fisiología RespiratoriaRespiratoriaFisiología Fisiología

RespiratoriaRespiratoria

Eduardo Labbé DinamarcaKinesiología

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Anatomía RespiratoriaAnatomía RespiratoriaAnatomía RespiratoriaAnatomía Respiratoria

ESTRUCTURAS BÁSICASESTRUCTURAS BÁSICAS

1)Vías Aéreas Superiores

2)Vías Aéreas Inferiores

3)Unidad Alvéolo - Capilar

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Fisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaFisiología Respiratoria

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4

Fisiología Fisiología RespiratoriRespiratori

aa

Fisiología Fisiología RespiratoriRespiratori

aa5

PROCESOS BÁSICOSPROCESOS BÁSICOS

1)Ventilación

2)Difusión

3)Equilibrio ventilación – flujo sanguíneo

4)Flujo sanguíneo pulmonar

5)Transporte de gases en sangre

6)Transporte de gases entre los capilares y las células

7)Utilización del O2 y producción de CO2


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VENTILACIÓNVENTILACIÓNEs un proceso mecánico.

El volumen pulmonar aumenta y disminuye con la expansión y la contracción de la caja torácica.

La elevación y descenso del tórax se debe a la acción del Diafragma y otros músculos (Inspiradores y Espiradores).

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DIAFRAGMADIAFRAGMAEs el músculo respiratorio principal.

En la Inspiración desciende generando presión negativa en la caja torácica.

Durante la Espiración asciende hasta generar presión positiva.

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MÚSCULOS MÚSCULOS INSPIRATORIOSINSPIRATORIOS

Elevan la caja torácica. Las costillas se dirigen casi directamente hacia delante junto con el esternón,

produciendo un aumento del diámetro anteroposterior.

La presión alveolar desciende a – 1 cm H20. Dura 2 segundos.

Son: Intercostales Externos, Serratos Anteriores, Esternocleidomastoideos y

Escalenos.

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MÚSCULOS ESPIRATORIOSMÚSCULOS ESPIRATORIOSDescienden la caja torácica.

Disminuyen el diámetro anteroposterior.

La presión alveolar desciende a + 1 cm H20. Dura 3 segundos.

Son: Intercostales Internos y Rectos Abdominales.

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Diafragma

ApneaApnea Presión Presión AtmosféricoAtmosférico

0 cm H0 cm H2200

Presión PleuralPresión Pleural

– – 5 cm H5 cm H2200

Presión Presión AlveolarAlveolar

0 cm H0 cm H2200

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Inspiración

Inspiración

Presión Presión AtmosféricoAtmosférico

0 cm H0 cm H2200


– – 7,5 cm H7,5 cm H2200


- 1 cm H- 1 cm H2200

Diafragma

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Espiración

Espiración


0 cm H0 cm H2200

DiafragmaDiafragmaDiafragmaDiafragmaDiafragma

Diafragma


0 cm H0 cm H2200


+ 1 cm H+ 1 cm H2200


– – 2,5 cm H2,5 cm H2200

Espiración

Espiración

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Fisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaVOLUMENES PULMONARESVOLUMENES PULMONARES

Volumen Corriente (VT): Es el volumen inspirado o espirado durante una respiración normal. 500 ml

Volumen Inspiratorio de Reserva (VRI): Es el volumen adicional que se puede inspirar por

encima del VT. 3000 ml

Volumen Espiratorio de Reserva (VRE): Es el volumen adicional de aire que se puede espirar

forzadamente después de una espiración normal. 1100 ml

Volumen Residual (VR): Es el volumen de aire que queda en los pulmones luego de una espiración

forzada. 1200 ml

Volumen Muerto: Volumen de aire que presenta intercambio gaseoso. Incluído dentro del VT. 150

ml

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Fisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaV

olu

men

P

ulm

on

ar

(lit

ros)

66

55

44

33

22

11

Volumen Volumen CorrientCorrient

ee

Volumen Volumen CorrientCorrient

ee

Volumen Volumen Reserva Reserva

InspiratoriInspiratoriaa


InspiratoriInspiratoriaa


EspiratoriEspiratoriaa


EspiratoriEspiratoriaa

Volumen Volumen ResidualResidual

Volumen Volumen ResidualResidual

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CAPACIDADES CAPACIDADES PULMONARESPULMONARES

Capacidad Inspiratoria (CI): VT (500 ml) + VRI (3000 ml) = 3500 ml

Capacidad Residual Funcional (CRF): VRE (1100 ml) + VR (1200 ml) = 2300

ml

Capacidad Vital (CV): VT (500 ml) + VRI (3000 ml) + VRE (1100 ml)= 4600

ml

Capacidad Pulmonar Total (CPT): CV (4600 ml) + VR (1200 ml) = 5800 ml

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ESPACIO MUERTOESPACIO MUERTOEspacio Muerto Anatómico: Es el aire presente en las vías aéreas que NO

esta implicado en el intercambio gaseoso.

Espacio Muerto Alveolar: Es el aire en las zonas pulmonares de intercambio

gaseoso que NO participa en dicho proceso. En personas sanas es casi

nulo

Espacio Muerto Fisiológico: Es la suma de los 2 espacios.

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Fisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaTENSIÓN SUPERFICIAL TENSIÓN SUPERFICIAL

ALVEOLARALVEOLARLa superficie de agua que tapiza los alvéolos intenta contraerse por la

atracción mutua de sus moléculas. Esto se llama Tensión Superficial.

El surfactante pulmonar (fosfolípido) es un agente tensoactivo que reduce a la

mitad la Tensión Superficial y disminuye el esfuerzo respiratorio.

Es secretado por la Células Epiteliales Alveolares tipo II.

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DIFUSIÓN DE GASESDIFUSIÓN DE GASESLos gases respiratorios difunden

desde las áreas de presión parcial elevada hacia las áreas de presión

parcial baja.

La Presión Parcial de cada gas se deduce en la siguiente fórmula:

Presión Parcial = Concentración x Presión Total

PpO2 160 mm Hg = 0,21 x 760 mm Hg

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Fisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaCARACTERÍSTICAS DEL AIRE CARACTERÍSTICAS DEL AIRE

ALVEOLARALVEOLAREl aire alveolar sólo se sustituye

parcialmente por aire atmosférico en cada respiración.

Se está absorbiendo Oxígeno continuamente del aire alveolar.

El Dióxido de Carbono está difundiendo constantemente desde la sangre pulmonar

a los alvéolos.

El aire atmosférico seco se humedifica antes de que alcance los alvéolos.

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CARACTERÍSTICA DEL CARACTERÍSTICA DEL AIRE VENTILADO (en mm AIRE VENTILADO (en mm

Hg)Hg)

Aire atmosf. Aire alveolar Aire expirado

O2 160.0 104.0 120.0

CO2 0.3 40.0 27.0

Nitrógeno 597.0 569.0 566.0

Vapor H20 3.7 47.0 047.0

Total 760.0 760.0 760.0

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CARACTERÍSTICA DEL CARACTERÍSTICA DEL INTERCAMBIOINTERCAMBIO

El intercambio gaseoso se produce a través de las membranas de todas las porciones terminales de los pulmones,

no sólo de los propios alvéolos.

En el alvéolo existe una membrana de intercambio muy particular formada

por:22


MEMBRANA DE MEMBRANA DE INTERCAMBIOINTERCAMBIO

Capa de líquido con surfactante pulmonar.

Epitelio Alveolar, formado por células epiteliales delgadas tipo I.

Membrana Basal Epitelial.

Espacio Intersticial fino.

Membrana Basal Capilar.

Membrana Endotelial Capilar.

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CARACTERÍSTICAS DE LA CARACTERÍSTICAS DE LA MEMBRANAMEMBRANA

Espesor: 0,6 micrómetros.

Área Superficial de la Membrana: 70 m2.

Volumen de Sangre Capilar: 60 a 140 ml.

Diámetro de los Capilares: El Diámetro Medio es de 5 micrómetros y la membrana de eritrocito esta en contacto con la pared capilar. 24

Fisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaCAPACIDAD DE DIFUSIÓN CAPACIDAD DE DIFUSIÓN

DE LA MEMBRANADE LA MEMBRANALa capacidad de difusión de la

membrana respiratoria para el Dióxido de Carbono es veinte veces mayor que

para el oxígeno.

La capacidad de difusión para el oxígeno aumenta con el ejercicio

porque:Aumenta el área superficial: Hay reclutamiento de alvéolos y

capilares para producir intercambio.

Mejor relación Ventilación – Perfusión (V/Q)25


VENTILACIÓN – VENTILACIÓN – PERFUSIÓN (V/Q)PERFUSIÓN (V/Q)

Es el cociente entre la Ventilación Alveolar (V) y el Flujo Sanguíneo

Pulmonar (Q):

V/Q = 0. No hay ventilación Alveolar.

V/Q = Infinito. No existe Flujo Sanguíneo Pulmonar.

V/Q = Normal: Los dos valores son normales. 26


CORTOCIRCUITO o SHUNTCORTOCIRCUITO o SHUNTSiempre que el V/Q sea inferior a lo normal, se habla de Shunt. Es decir una fracción de sangre venosa que

pasa a través de los capilares pulmonares no se oxigena.

Normalmente alrededor del 2 % del Gasto Cardíaco, fluye a través de los

vasos bronquiales en lugar de fluir por los capilares alveolares.

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Fisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaESPACIO MUERTO ESPACIO MUERTO

FISIOLÓGICOFISIOLÓGICOSiempre que el V/Q sea superior a lo normal, se habla de Espacio Muerto

Fisiológico.

Cuando la ventilación alveolar es grande, pero el flujo sanguíneo alveolar es bajo, existe mucho más oxígeno disponible en

los alvéolos del que puede extraer la sangre que fluye, entonces se dice que la

ventilación de estos alvéolos se desperdicia.

La ventilación del espacio muerto anatómico también se pierde, por falta de

sitios de intercambio.

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Fisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaANOMALÍAS DEL V/QANOMALÍAS DEL V/Q

La V/Q es alta en la parte superior del pulmón y baja en la inferior.

Tanto el Flujo Sanguíneo como la Ventilación aumentan desde la parte

superior a la inferior del pulmón, pero el primero se incrementa más

progresivamente.Área del Pulmón

Ventilación

Perfusión

V/Q PO2 PCO2

Superior Alta Menor Máxima Máxima Mínima

Inferior Baja Mayor Mínima Mínima Máxima

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Fisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaTRANSPORTE DE GASESTRANSPORTE DE GASES

La PO2 de la sangre pulmonar se eleva hasta igualar la del aire alveolar en el primer tercio

del trayecto capilar.

La sangre de los capilares pulmonares queda casi completamente saturada con Oxígeno,

incluso durante el ejercicio intenso.

El cortocircuito venoso bronquial hace disminuir la PO2 arterial desde un valor

capilar de 104 mmHg hasta un valor arterial de unos 95 mmHg.

El Dióxido de Carbono difunde en una dirección exactamente opuesta a la del

oxígeno.

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Fisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaHEMOGLOBINAHEMOGLOBINA

Alrededor del 97% del oxígeno que se transporta hasta los tejidos lo hace en

combinación química con la hemoglobina.

La cantidad máxima de oxígeno transportado por la hemoglobina es de unos 20 ml de oxígeno por 100 ml de

sangre.

El Monóxido de Carbono interfiere con el transporte de oxígeno, porque tiene una

afinidad por la hemoglobina unas 250 veces mayor que el oxígeno.

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Fisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaFisiología RespiratoriaHEMOGLOBINAHEMOGLOBINA

La curva de disociación de la hemoglobina muestra el porcentaje de saturación en

función de la PO2:

PO2 95 mmHg (sangre arterial) la hemoglobina se encuentra

saturada en un 97%. Hay 4 moléculas de oxígeno por cada molécula de hemoglobina.

PO2 40 mm Hg (sangre venosa) la hemoglobina se encuentra

saturada en un 75%. Hay 3 moléculas de oxígeno por cada molécula de hemoglobina.

PO2 25 mmHg (sangre venosa durante un ejercicio moderado)

la hemoglobina se encuentra saturada en un 50%. Hay 2 moléculas de oxígeno por cada molécula de hemoglobina.

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CO2 + H2O = H2CO3 = H+ + HCO3

-

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pH = pKA + log (HCO3-)

0,03 PCO2

pH = 6.1 + log 24

0,03 x 40

pH = 7,4

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