Respiratorio

UNIVERSIDAD DE SAN MARTIN DE PORRES DPTO. ACADEMICO DE CIENCIAS BASICAS

Fisiologia del Aparato Respiratorio

Prof.: DR. MAURO RIVERA RAMIREZ

Profesor asociado

FISICA BIOLOGICA 2006

I. INTRODUCCIÓN   Genéricamente  se  habla  de  un  “Sistema  Respiratorio” el que está conformado por:   1º Reservorio de aire: Atmósfera 2º Bomba ventilatoria: Pulmones 3º  Superficie  de  contacto:  Membrana  alvéolo  –  Capilar 4º  Aparato circulatorio: Transporte de gases           5º  Sistema  de  aprovechamiento  del  oxígeno:  células, tejidos, etc. 6º  Sistema de Coordinación y Control Respiratorio:  Bulbo – Protuberancia 

II. FUNCION RESPIRATORIA  “Intercambio  de  gases  entre  ser  vivo  y  ambiente”          Etapas: 1º   Ventilación pulmonar:         ATMOSFERA     ALVEOLOS  2º  Respiración externa (HEMATOSIS): Intercambio  gaseoso  (O2-CO2)  a  nivel  de  la relación alvéolo-capilar. 3º  Transporte de gases:

3.1

Transporte de Oxígeno (PULMONES  TEJIDOS)       a) El 98% (aproximadamente): O2 + Hb     HbO2   La “capacidad de saturación de la Hb” es la máxima  cantidad  de  O2  que  puede  ser  captada  por  la  Hb,  equivale a 1,34 ml de O2 x 1 gr de Hb. Ejem.:  Valor  promedio  de  Hb  (adulto):  15  gr.  ¿Capacidad de saturación de Hb? 15 x 1,34 = 20.1 de O2 x ml de sangre b) El 2% (aproximadamente): Disuelto, en el agua del plasma.

3.2

Transporte de CO2

(TEJIDOS  PULMONES) a) El 70% (aproximadamente):        anhidrasa     CO2 + H2O          H2CO3

          

        HCO3 + H+

        carbónica    El  ión  HCO3  a  su  vez  se  combina  con  bases  formando  BICABORNATOS:  HCO3Na  (plasma)  y  HCO3K  (en  eritrocito).   b) El 23% (aproximadamente):           En  combinación  con  la  Hb  formando  el  “compuesto  carbamino” (Carbaminohemoglobina).   c) El 7% (aproximadamente): Disuelto en plasma. 

TERMINOLOGÍA BASICA I. ATMOSFERA 1. Concepto:  El  aire  atmosférico  corresponde  a  una  mezcla  de  gases,  los  mismos  que  conservan  sus  propiedades  particulares  y  se  pueden  separar  por  medios físicos.   2. Composición:    La composición porcentual del aire  - N2 79%         es constante en cualquier lugar de  - O2 20.46%      la tierra (a cualquier altitud es la - CO2 0.04%      misma). El N y los gases raros SON  - Gases raros        GASES INERTES. 

I.

PRESION ATMOSFERICA O BAROMÉTRICA (PB) Se  le  define  como  la  fuerza  con  que  los  gases  de  la  atmósfera  actúan  sobre  nuestro  planeta.  Es  variable  y  disminuye con la altitud:                      A nivel del mar : PB=760 mmHg=147 lb/pulg2                      A 18.000 pies snm: PB=380 mmHg                       A 63.000 pies snm: PB=47 mmHg

I.

PRESION DEL VAPOR DE AGUA:

        Dentro  del  cuerpo  humano,  los  gases  existentes  se  encuentran saturados en vapor de agua: éste a su vez  ejerce  una  presión  parcial  que  depende  exclusivamente  de  la  Tº.  –  A  una  Tº  de  37ºC  dentro  del cuerpo el vapor de agua ejerce una  P = 47 mmHg.          El  vapor  de  agua  dilata  el  aire  y  diluye  sus  componentes, por ese motivo el aire inspirado reduce  las presiones parciales de los gases que lo componen.

IV. VOLUMETRIA EN CONDICIONES FISIOLÓGICAS Y FISICOQUÍMICAS A. ANÁLISIS BAJO MODELO FISIOLÓGICO (Saturados con vapor de H2O)   1. EN CONDICIONES BTPS: “Cuerpo Humano” (Body,  temperature  and  Presure.  Saturated  with  water  vapor):  Temperatura  y  presión  “corporal”  saturados  con vapor del agua.   En estas condiciones:   a) La Tº = 37ºC = 310º K b) La presión de vapor de H2O = 47 mmHg c) Presión barométrica en cuerpo: a nivel del mar:               PB = 760 mmHg – P vapor de agua            PB = 760 mmHg – 47 mmHg      PB = 713 mmHg 

•

 

EN CONDICIONES ATPS:  “Ambiente“  (Ambient.  Temperature  and  Presure  Saturated  with  water  vapor):  A  temperatura  y  Presión  “Ambiental”  saturado con vapor de agua. En estas condiciones:

d)

La Tº: Es la ambiental

f)

La  presión  Atmosférica:  corresponde  a  la  altitud  sobre el nivel del mar en donde nos hallamos.

h)

La Presión de vapor de agua: corresponde a la Tº  ambiental.

d)

El  volumen  de  gas  que  respiramos  se  relaciona  con  las  leyes  de  Boyle  y  Charles.  De  igual  modo  también se relaciona con el Principio de Avogrado:

PRINCIPIO DE AVOGADRO “Un  número  diferente  de  gases  a  igual  volumen,  presión  y  Tº  contienen  un  Nº  igual de moléculas”. Por tal motivo esto  puede  expresarse  en  la  Ecuación  de  Estado de los Gases Ideales: PV = n RT 

B. ANÁLISIS BAJO MODELO FISICO – QUÍMICO (En  condiciones  normales  de  Tº  -  P.  Standard  SECOS) 1.  En  condiciones  STPD  (Standard  Temperature  and  Presure Dry) Temperatura y presión estándar en aire seco.         -     En estas condiciones: a) La Tº = 0ºC = 273K b) La P = 1 atmósfer = 760 mmHg c) La Presión de vapor de agua = 0 mmHg  En conclusión: 1mol gas ocupa un volumen de 22.4 L   2. En condiciones: CN – CNTP – TPN     Presiones parciales de los Gases (en mmHg) y su  concentración (0%) 

AIRE INSPIRADO   O2        159 (20.8%)

   AIRE ALVEOLAR

AIRE ESPIRADO

104 (13.6%)

     120 (15.7%)

 40  ( 5.3%)

       27 ( 3.6%)

N2        597 (78.62%)

569 (74.9%)

     566 (74.5%)

H2O

 47  ( 6.2%)

       47 ( 6.2%) 

CO2

0.3  (0.04%) 3.7  ( 0.5%)

VENTILACIÓN PULMONAR CONCEPTO:   Es un proceso dinámico y cíclico de  INSPIRACIÓN Y ESPIRACION secuenciales:  El aire atmosférico ingresa a los alvéolos y  luego un volumen parecido se desplaza al  exterior. Se evalúa a través de Espirómetros  y Espirógrafos 

MÚSCULOS RESPIRATORIOS Músculos inspiratorios

Músculos espiratorios

 I.

Músculos INSPIRADORES: AUMENTAN diámetros toráxicos

  

1) Aumentan el DIÁMETRO VERTICAL: “Diafragma”: En condiciones de reposo, el 80%- 90% de la actividad muscular inspiradora corresponde a este músculo.

2)

Aumentan los DIÁMETROS ANTEROPOSTERIOR y TRANSVERSO

a. REGION COSTAL:    “Intercostales externos” – “Supracostales” b. REGION TORAXICA ANTERO-LATERAL    “Pectorales  mayores  y  menores” –  “Serrato    mayor” (Eleva las 9-10 primeras costillas) c. REGION DEL CUELLO-TRONCO POSTERIOR     “Serrato  menor  posterior y superior” (Eleva 2da. A 5ta. costilla) d. REGION DEL CUELLO: “Esternocleidomastoideo” (Eleva esternón) – “Escalenos anterior, medio y posterior” (Elevan las 2 primeras costillas).

II. MUSCULOS  toráxicos

ESPIRADORES: 

DISMINUYEN 

1) Músculos de la PRENSA ABDOMINAL: “Recto mayor del abdomen (2) – “Oblicuo mayor del abdomen” (2) “ Oblicuo menor del abdomen” (2)- “Transverso del abdomen” (1)   2) INTERCOSTALES INTERNOS    NOTAS:    - Debido a la ventilación se  mantiene constante   la composición del aire alveolar:  se  asegura   de este modo un adecuado  intercambio  gaseoso    en la relación alveolo-capila r (HEMATOSIS). - En  relación  a  la  ventilación  del  Aparato   Respiratorio se evalúa el ESPACIO MUERTO.  

diámetros 

ESPACIO MUERTO I. DEFINICIÓN • O Es la parte del Aparato Respiratorio que contiene  un  volumen  de  aire  que  no  participa  en  el  intercambio de gases. • O Durante una respiración normal se inspiran 500 ml  de aire: Parte de este aire llega a los ALVEOLOS  y el resto queda dentro de la VIA RESPIRATORIA  (Desde las fosas nasales hasta los bronquíolos  terminales). • O Los alvéolos están tapizados por capilares: Por  eso a este nivel se realiza la HEMATOSIS.

II TIPOS Según su localización el Espacio Muerto es de tres tipos:   1. Espacio MUERTO ANATOMICO: Volumen  de  aire  ubicado  en  la  “Vía  Respiratoria”  que  no  participa en el intercambio gaseoso. 2. Espacio MUERTO ALVEOLAR: Volumen de aire que ingresa a los alvéolos pero que no realiza  el intercambio gaseoso, esto se debe a dos causas principales: a. Alvéolos con BUENA VENTILACIÓN pero MALA PERFUSION. j. Alvéolos  MUY  VENTILADOS  en  valores  que  superan  a  la  PERFUSION. 3. Espacio MUERTO FISIOLÓGICO (VD) Corresponde al volumen TOTAL DE AIRE INSPIRADO y que no  se aprovecha para la HEMATOSIS.    VD = Espacio Muerto Anatómico + Espacio Muerto Alveolar VD = 150 ml de aire

D.MODIFICACIONES VENTILATORIAS I. NORMOVENTILACION O  Cuando la ventilación alveolar cubre adecuadamente  las demandas metabólicas del organismo. O En  un  individuo  normoventilado,  las  proporciones  parciales de los principales gases son: 1. PRESION PARCIAL DE OXIGENO (PO2): 100 mmHg 2.  PRESION  PARCIAL  DE  A.  CARBONICO(PCO2):  40  mmHg

II. HIPOVENTILACION Ventilación  Alveolar  disminuida,  no  cubre  demandas  metabólicas siendo sus consecuencias las siguientes:   1. HIPOXEMIA: PO2 disminuida en sangre. 2. HIPERCAPNEA: PCO2 aumentada en sangre. 3. ACIDOSIS  RESPIRATORIA:    Disminución  del   pH    sanguíneo.  Esto es secundario a la elevación de    IONES  H+ lo  cual a su  vez se  produce  por la     concentración aumentada de CO2 en sangre.  

III.

HIPERVENTILACION

La  ventilación  Alveolar,  se  encuentra  elevada  en  relación  a  las  demandas  metabólicas.  Existe  mayor  oferta  de  O2  y  eliminación  aumentada  de  CO2  razón  por la cual se produce:   1. HIPOCAPNEA: Disminución de la PCO2 en sangre. 2. ALCALOSIS  RESPIRATORIA:   Es  secundaria  a       Hipocapnea.

NOTAS:   1. MURMULLO VESICULAR:   o      Es un RUIDO INSPIRATORIO NORMAL parecido a  un  soplo  de  tono  bajo  producido  por  la  distensión  brusca  de  millones  de  alveolos  durante  la  inspiración  (Se  calcula:  300  millones  de  alveolos  en  ambos  pulmones). o   Patológicamente  condicionan  CREPITANTES  cuando  los  alvéolos  se  presentan  humedecidos  y  colapsados  por  un  PROCESO  INFLAMATORIO  y  se  distienden bruscamente al final de la inspiración.

2. TIPOS RESPIRATORIOS:      a. HOMBRE ADULTO : Costal inferior    b. MUJER ADULTA  : Costal superior    c. NIÑO : Diafragmático

3. MODIFICACIONES RESPIRATORIAS: Se  producen  cuando  determinadas  influencias  actúan  sobre  el  BULBO; las variaciones más comunes en el modelo respiratoria  son:   a. APNEA: - Ausencia de movimiento respiratorio       - Es una ESPIRACION SOSTENIDA b. APNEUSIS:  Representa  una  INSPIRACION     SOSTENIDA. c. HIPERPNEA: Aumento en la ventilación por    incremento de LA FRECUENCIA Y PROFUNDIDAD     RESPIRATORIA. d. POLIPNEA (TAQUIPNEA): Aumento de la     FRECUENCIA RESPIRATORIA. e. DISNEA: RESPIRACIÓN DIFÍCIL y TRABAJOSA con     sensación subjetiva y desagradable de AHOGO.    EUPNEA: Respiración Normal

E.VOLÚMENES Y CAPACIDADES PULMONARES -  Se  evalúa  con  la  ayuda  de  ESPIRÓMETROS;  se  obtienen 2 tipos de mediciones: o VOLÚMENES:  son  simples  y  tienen  un  solo  componente. o  CAPACIDADES: son medidas compuestas, formadas  por la suma de dos o más volúmenes.   Los valores varían de un individuo a otro, los  promedios regulares son los siguientes: 

• • • •

Volumen de aire corriente: 500 ml Volumen de reserva inspiratoria: 3000 ml Volumen de reserva espiratoria: 1100 ml Volumen de aire residual: 1200 ml

GRACIAS