Fisiologia pulmonar

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Fisiologia pulmonar

  1. 1. FISIOLOGIAPULMONAR Rosa Estela Romero Aguilar Cirugía General Residente de Primer Año
  2. 2. VENTILACIÓN PULMONAR• La respiración proporciona oxígeno a los tejidos y retira el CO2
  3. 3. Funciones del aparato respiratorioVentilación Transportepulmonar de O2 y• Entrada y Difusión de CO2 en la salida de O2 y CO2 sangres y Regulación aire entre los liq de la alveolos y corporales ventilación la sangre • Hacia y desde las células
  4. 4. Concepto de respiración• Respiración celular: Interacción intracelular del O2 con moléculas para producir CO2, H2O y energía• Respiración externa: Movimiento de gases entre el ambiente y las células del organismo. Se lleva a cabo por los sistemas respiratorio y circulatorio. Es a la que nos referiremos a partir de ahora
  5. 5. Etapas de la respiración Intercambio de O2 y CO2 entre la sangre y las células Transporte de gases en la sangre (circulación pulmonar y Intercambio de O2 y sistémica) CO2 entre el aire del alveolo y la sangre Intercambio de aire entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares: VENTILACIÓN
  6. 6. Etapas de la respiración Atmósfera O2 CO2 1 Ventilación: intercambio de aire, entre la atmósfera Alvéolos y los alvéolos pulmonarespulmonares O2 CO2 2 Intercambio de O2 y CO2 O2 CO2 entre el aire del alveolo y la sangre Circulación pulmonar Corazón 3 Transporte de O2 y CO2 entre los pulmones y los tejidos Circulación sistémica O2 CO2 4 Intercambio de O2 y CO2 entre la sangre y los tejidosO2 + glucosa CO2 + H2O + ATP Célula Respiración celular
  7. 7. Mecánica ventilatoria• La ventilación pulmonar es el movimiento de aire que mueven los pulmones• La ventilación pulmonar depende de: • 1. Volumen de aire que entra en cada inspiración • 2. Frecuencia respiratoria
  8. 8. Existen dos movimientos respiratorios: inspiración y espiración Inspiración: Entra aire Espiración: Sale aire Diafragma contraído Diafragma relajadoel volumen torácico aumenta el volumen torácico disminuyeLa inspiración siempre es un La espiración en general es un movimiento activo movimiento pasivo
  9. 9. Músculos que causan expansión y contracción pulmonar Inspiración• Respiración • Se relaja tranquila • Retroceso elástico de • Contracción del los pulmones con diafragma compresión • Tira hacia abajo los abdominal pulmones Movimiento Espiración del diafragma
  10. 10. Caja torácica• Respiración • Se eleva • > El diametro AP en Forzada • Empujan el un 20% contenido abdominal hacia arriba • Desciende • Comprimiendo los pulmones Músculos Músculos Inspiratorios y abdominales espiratorios
  11. 11. Músculos inspiratorios• Intercostales externos • Mas importantes• Esternocleidomastoideos • Elevan el esternón• Serratos anteriores • Elevan muchas costillas• Escalenos • Elevan las 2 primeras costillasMúsculos espiratorios• Rectos del abdomen • Empujan hacia abajo las costillas y comprimen e contenido abdominal• Intercostales internos
  12. 12. Anatomía del sistema respiratorio Zona de conducción: Función de calentar, limpiar, humedecer Epitelio ciliado de la tráquea Cilios Células Secretoras de moco Zona respiratoria: Función de intercambio de gases
  13. 13. Z.Resp Zona de conducción Vías respiratorias
  14. 14. Alveolos Bronquiolo respiratorio Capilares Fibras elásticasCapilares Saco alveolar Célula tipo I Célula tipo II Macrófago
  15. 15. La unidad alveolo-capilar es el lugar donde se efectúa el intercambio de gases: Membrana respiratoria Célula alveolar tipo II Célula alveolar tipo I Macrófago Alvéolo Capilar 0.5 m eritrocito Membrana respiratoria
  16. 16. Cavidad torácica y pleuras Glándulatiroides Timo Tráquea La pleura es una membrana de doble pared que rodea cada pulmón Pulmón Pulmón Pleura derecho izquierdo parietal Pleura visceral MediastinoCada pulmón está encerrado dentro de un sacopleural independiente.
  17. 17. Presiones que originan la entrada y salida de aire• Presión Pleural • Presión del líquido entre las pleuras • Normalmente hay una presión ligeramente negativa Aumento pulmonar de 0.5 L Durante la P pleural al espiración se inicio de la produce una inspiración: - inversión de 5cmH2O presiones Inspiración normal: - 7.5cmH2O
  18. 18. • Presión Alveolar • Presión del aire en el interior de los alveolos Glotis Saca 0.5L abierta= No de aire en flujo de aire 2-3s = 0cmH2O Espiración: Inspiración: +1cmH2O -1cmH2O Arrastra 0.5L en 2s
  19. 19. • Presión transpulmonar • Diferencia entre la presión alveolar y la presión pleural => entre los alveolos y las superficies externas de los pulmones • Medida de las fuerzas elásticas que tienden a colapsar los pulmones en todo momento de la respiración => presión de retroceso
  20. 20. ¿Por qué entra y sale el aire de los pulmones? 1. REPOSO 2. INSPIRACIONPalveolar igual que Patmosférica Palveolar menor que Patmosférica Palveolar mayor que Patmosférica 3. ESPIRACION
  21. 21. Distensibilidad pulmonar(“compliance”)• Es la fuerza que debe aplicarse para sacar a un cuerpo elástico del reposo.• Elasticidad es la fuerza que debe hacer para regresar al reposo.
  22. 22. • Al la presión intrapulmonar 1 cm H2O, los pulmones incrementan en 200 mL su volumen después de 10-20s = distensibilidad de los 2 pulmones normales.• Depende de: • Fuerzas de elasticidad pulmonar • fibras de elastina y colágeno • Tensión superficial en los alvéolos • surfactante pulmonar
  23. 23. • Diagrama de distensibilidad pulmonar: • Relaciona los cambios del volumen pulmonar con los cambios de presión transpulmonar • Las 2 curvas se denominan • Curva de distensibilidad inspiratoria • Curva de distensibilidad espiratoria
  24. 24. Surfactante pulmonarCélula II. Productora desurfactante pulmonar El surfactante reduce la tensión superficial en los alveolos y reduce la posibilidad de que el alveolo se colapse durante la espiración
  25. 25. • Funciones: • Fuerza que se forma en una interfase Agua-Aire. • Es una fuerza elástica, que mantiene abierto al Alvéolo. • Valor normal: 5 a 30 dinas/cm. • de la Tensión superficial del Alvéolo. • Evita la formación de Edema Pulmonar.
  26. 26. Volúmenes y capacidades pulmonares• La ventilación pulmonar puede estudiarse registrando el movimiento de volumen que entra y sale de los pulmones por medio de la espirometría Aire Insp.Esp.Insp.Esp. Agua
  27. 27. Volúmenes Pulmonares: • Volúmen de aire que se inspira oVolumen Corriente espira en cada respiración normal= (VC) 500 ml aprox. • Volumen adicional que se puedeVolumen de Reserva inspirar en insp. Forzada= 3000ml Inspiratoria (VRI) • Vol adicional max que se puedeVolumen de Reserva espirar mediante espiración forzada= Espiratoria (VRE) 1100ml • Vol que queda en los pulmones Volumen Residual despues de la espiración forzada= (VR) 1200ml
  28. 28. Capacidades Pulmonares: • VC + VRI= 3500ml Capacidad • Capacidad de aire que se puede inspirar Inspiratoria (CI) • VRI + VR= 2300mlCapacidad residual • Cantidad de aire que queda en los pulmones funcional (CRF) al final de una espiración • VRI + VC + VRE = 4600mlCapacidad Vital (CV) • Cantidad max de aire que se puede expulsar con inspiración y espiración forzada • CV + VR=5800mlCapacidad pulmonar • Vol max que se pueden expandir los Total (CPT) pulmones con el max esfuerzo
  29. 29. • Volúmen respiratorio minuto: • Cantidad total de aire nuevo que pasa havia las vías respiratorias por minuto • VCxFR = 500x12= 6lts/min • Mínimo 1.5lts/min Máximo >200lts/min. No se puede mantener por mas de 1 minuto.
  30. 30. 5800 FinalVolumen inspiración (ml) normal Volumen de reserva Capacidad inspiratoria inspiratoria Volumen (3000 ml) corriente Capacidad vital (500 ml) 4600 ml 2800 Capacidad 2300 pulmonar total Volumen Final de reserva espiración espiratoria normal (1100 ml) Capacidad 1200 residual Volumen residual funcional (1200 ml) Tiempo
  31. 31. Ventilación alveolar• Velocidad en la que llega el aire a los alvéolos, sacos alveolares, conductos alveolares y bronquiolos respiratorios. • La Ventilación Alveolar: • [VC– VM] x FR= VA • [500 – 150 mL] x 12 = 350 x 12 = 4,200 mL/minEspacio muerto: aire que nunca llega a las zonas deintercambio gaseosos, solo llena las vías aéreas. VM= Volumendel espacio muerto = 50ml en un varón joven adulto
  32. 32. Intercambio gaseoso• Pasos: • Difusión de los Gases. • Transporte de los gases en Sangre. • Intercambio de gases entre la Sangre (GR) y las células.
  33. 33. Difusión de los Gases • Características de los gases. • Composición de los Gases. • Estructura de la Membrana • Conocer las Leyes de los Gases. • Parámetros físicos que involucran: • Presión () • Temperatura • Volumen • Humedad (Vapor de Agua) • Permeabilidad de la membrana Alvéolo-Capilar.
  34. 34. Ley de Boyle-Mariotte.A Temperatura constante: P1V1 = P2V2P es inversamente proporcional a V.En inspiración el Alvéolo  Vol., y suspresiones , lo cual crea grandientepara que entre el flujo de aire desde laatmósfera.
  35. 35. Ley de CharlesA Presión constante: V 1 T1  V2 T2El volumen es proporcional a la TemperaturaA volumen constante, P es proporcional a T.
  36. 36. Ley de AvogadroEl N° de moléculas es igual cuando V es constante y T y P son iguales.
  37. 37. La Ley de HenryEl volumen de un gas disueltoen líquidos es proporcional asu presión parcial.
  38. 38. La Ley de los Gases Ideal Combina la mayoría de los factores: RT P V = N° de moles R = Constante de los gases (62.4) T = Temperatura Absoluta V = Volumen.
  39. 39. La Ley de DaltonCada gas desarrolla una presión propia (PresiónParcial), como si estuviese solo.La Presión Total es Σ de todas.Los gases tienden a ocupar todo el espacio.
  40. 40. La Presión Parcial de un gas.PP = % x Presión Atmosférica Total.Ejemplo del O2: 20.84 % x 760 mm Hg = 160 mm Hg
  41. 41. Difusión de los Gases a través de lamembrana A-C• El gas se expande para ocupar el espacio alveolar.• Movimiento de partículas da la Energía.• 4 Factores de la Membrana A-C: • Espesor de la Membrana • Coeficiente de Difusión de los gases. • Superficie de la Membrana • Gradiente de Presión
  42. 42. El Espesor de la MembranaEstá en relación inversa con la Difusión delGas.Estados anormales: Edema y Fibrosis.
  43. 43. El Coeficiente de Difusión de los Gases Ley de Difusión de Fick:La velocidad de difusión de un gas a través de una membrana es proporcional a: 1. Superficie de la membrana 2. P 3. Espesor (Inversamente) 4. Solubilidad del Gas. 5. Raíz cuadrada del Peso Molecular. El caso del CO2: tiene menor gradiente que el O2 pero difunde más rápido
  44. 44. La Superficie de la Membrana.1. Las infecciones pulmonares.2. El Enfisema.3. La Fibrosis4. Extirpación de lóbulo.
  45. 45. El Gradiente de PresiónP entre entre los Alvéolos y la Sangre.Difusión de gases bidireccional.
  46. 46. El Proceso Respiratorio. El Transporte de los Gases
  47. 47. El Transporte de Gases en Sangre.1.- Transporte de O2 del Alvéolo a los tejidos.2.- Transporte del CO2 de los tejidos al Alvéolo
  48. 48. Transporte de OxígenoDos formas:1. Combinación química con la Hb de los GR (97%) HbO2 (oxiHb)2. Libre, disuelto en el H2O. (3%)
  49. 49. Funciones de la Hb1. Facilita el transporte de O22. Facilita el transporte de CO23. Función Buffer del pH en el EAB4. Transporte de NO en el GR.
  50. 50. Modificación de la Curva de Disociación 1. La Temperatura corporal 2. El pH de la sangre 3. La 2,3-DPG (difosfoglicerato) 4. La P50.
  51. 51. Modificación de la Afinidad del O2 por la Hb.1. La Temperatura corporal: Se desvía hacia la derecha cuando esta aumenta, produciendo  de la afinidad. Es favorable a nivel de los tejidos, favorece descarga del CO2.
  52. 52. Modificación de la Afinidad del O2 por la Hb.El pH de la Sangre. “Efecto Bohr”
  53. 53. Modificación de la Afinidad del O2 por la Hb.La Concentración de 2,3-DPG (difosfoglicerato) eritrocitario.• Une las cadenas  de HbO2.• Factor importante en respiración celular.• Su aumento desvía la curva a la derecha.• Liberación de O2 de la Hb.• En el ejercicio.• En la Bronquitis crónica.
  54. 54. Modificación de la Afinidad del O2 por la Hb.La P50. Es la pO2 en la cual el 50% de la Hb está saturada. Indicador útil Valor normal de 26 a 28 mm Hg. Su aumento desvía la curva a la derecha.
  55. 55. El Transporte de CO2.• Desde los tejidos hacia el Pulmón• Es 20 veces más soluble que el O2.• Se transporta en 3 formas: • Como HCO3. La + importante. = 60% • Disuelto en plasma = 10% • Compuestos Carbaminos = 30%
  56. 56. El CO2 como HCO3 Anhidrasa CarbónicaH2O + CO2  H2CO3 H+ + HCO3“Efecto Haldane” La desoxigenacion de lasangre favorece su capacidad de transportarCO2La Hb amortigua el H+.
  57. 57. El CO2 como HCO3Destino del HCO3. 70% Al plasma HCO3 30% se intercambia con Cl- El “Desplazamiento del Cloruro”
  58. 58. Transporte de CO2 en Plasma.Compuestos Carbaminos.• 30% en esta forma.• Amino terminal de las Proteínas.• En el Eritrocito (La Globina)• Se forma la Carbamino-Hb
  59. 59. La Relación Ventilación-Perfusión.• En la zona respiratoria alveolar.• Equilibrio entre la Ventilación Alveolar =(4.0 L/min) y la Perfusión o GC derecho = (5.0 L/min). 4.0 L / min . Normal   0.8 5.0 L / min
  60. 60. El Cociente Respiratorio [R] VCO 2 200 R   0.8 VO 2 250
  61. 61. El Proceso Respiratorio. Intercambio gaseoso celular.
  62. 62. Intercambio gaseoso celularEl Oxígeno: proceso complejo.• Inverso al ocurrido en el Alvéolo.• GR (Hb) Célula.• Saturación de la Hb con O2: 97.5%.• 2 Factores: • El contenido arterial de O2: • Disuelto: 0.3 mL/100 mL de sangre • + Hb (Férrico): 1.36 mL O2/g Hb. • La Curva de disociación de la Hb.
  63. 63. Los 3 Sistemas que llevan O2 a lascélulas:• El Sistema Cardiovascular• El Sistema Respiratorio• El Sistema Hematológico.
  64. 64. Intercambio gaseoso celularEl CO2 De la célula al GR:• Por gradiente• Por su solubilidad en la membrana
  65. 65. El Pulmón y la Regulación del EAB
  66. 66. Ecuación Fundamental del EAB Anhidrasa CarbónicaH2O + CO2  H2CO3 H+ + HCO3 H2O + CO2
  67. 67. EcuaciónpH ~ HCO3 pCO2
  68. 68. Trastorno pH Arterial Formas Cambios Básico Clínicas Bioquímicos Metabólica  HCO3Acidosis Disminuido Respiratoria  pCO2 Metabólica  HCO3Alcalosis Aumentado Respiratoria  pCO2
  69. 69. El E.A.B Sistemas BufferLos Líquidos CorporalesEl PulmónEl Riñón.
  70. 70. El Sistema Buffer de los Líquidos Corporales. Características.Rápido e inmediato.Poca potencia.Fugaz (Corta duración).
  71. 71. El Sistema Buffer Pulmonar . Características.Modificando la Ventilación PulmonarPermite expulsar o retener CO2 y asímodifica la pCO2.Es intermedio en comienzo, potencia yduración del efecto.
  72. 72. El Proceso Respiratorio. La Regulación de la Respiración.
  73. 73. Control de la Respiración• Nervioso o Neural: Los Reflejos• Químico• Control de los músculos respiratorios.
  74. 74. El Control Nervioso o Neural.Mecanismos reflejos a través de ReceptoresVoluntario: Corteza, fascículos córtico- espinales.Involuntario: Protuberancia y Bulbo, por el puente de Varolio. (Zona respiratoria Central).
  75. 75. El Control Nervioso o Neural.Mecanismos Reflejos • Estímulos: •  pH (Sangre y LCR) •  pCO2 •  pO2 • Substancias irritantes.
  76. 76. El Control Nervioso o Neural.Mecanismos ReflejosReceptores:• Quimiorreceptores aórticos y carotídeos• Quimiorreceptores de subst. Irritantes.• Quimiorreceptores Centrales, en el Bulbo.• Mecanorreceptores de las vías aéreas (Reflejo de Hering-Brauer: se disminuyen las descargas inspiratorias via vagal).
  77. 77. El Control Nervioso o Neural.Mecanismos ReflejosCentros:• Zona respiratoria Bulbar• Protuberancial: Centro Apnéustico Centro Neumotáxico
  78. 78. El Control Nervioso o Neural.Mecanismos ReflejosRespuesta:• Cambios en la Ventilación Pulmonar.• Tos• Estornudo
  79. 79. Circulación pulmonar
  80. 80. Circulación pulmonar• En reposo en 1 minuto pasa aproximadamente toda la sangre por el pulmón• La regulación del flujo sanguíneo pulmonar es local, no autonómica.• La hipoxia e hipercapnia local producen vasoconstricción arteriolar para derivar la sangre a un área mejor ventilada.
  81. 81. 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%.
  82. 82. Circulación pulmonar La resistencia de los vasos pulmonares disminuye cuando aumenta el CG: El flujo sanguíneo depende de la presión y de la resistencia: f= P/r ; r = P/f f = Gasto cardiaco (5 L/min) P = P media Arterial – P venosa (15-8)= 7 r = 7/5= 1,4 mmHg/L/min Para aumentar el flujo (ejercicio p.ej.) aumenta la PA ligeramente y disminuye la resistencia por vasodilatación.
  83. 83. Bibliografía:

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