Fisiología Fisiología RespiratoriaRespiratoria

Facilitador: Dr. Eric M. Facilitador: Dr. Eric M. CabreraCabrera

RespiraciónRespiración

VentilaciónVentilación: Movimiento de aire : Movimiento de aire dentro y fuera de los pulmonesdentro y fuera de los pulmones

Respiración ExternaRespiración Externa: Intercambio de : Intercambio de gases entre el aire en los pulmones y gases entre el aire en los pulmones y la sangrela sangre

Transporte de oxigeno y dioxido de Transporte de oxigeno y dioxido de carbono en la sangrecarbono en la sangre

Respiración InternaRespiración Interna: Intercambio de : Intercambio de gases entre la sangre y los tejidosgases entre la sangre y los tejidos

Funciones del Sistema Funciones del Sistema RespiratorioRespiratorio

Intercambio de gasesIntercambio de gases: O2 que entra a la : O2 que entra a la sangre y CO2 que sale de la mismasangre y CO2 que sale de la misma

Regulación del pH sanguineoRegulación del pH sanguineo: Alterado por : Alterado por cambios en los niveles de CO2 en sangrecambios en los niveles de CO2 en sangre

Producción de la vozProducción de la voz: Movimiento de aire a : Movimiento de aire a través de las cuerdas vocales provoca el través de las cuerdas vocales provoca el sonido del lenguajesonido del lenguaje

OlfatoOlfato: Ocurre cuando las moleculas en el : Ocurre cuando las moleculas en el aire entran en contacto con el epitelio nasalaire entran en contacto con el epitelio nasal

ProtecciónProtección: En contra de micro : En contra de micro organismospara prevenir infecciónes y organismospara prevenir infecciónes y removerlosremoverlos

Divisiones del Sistema Divisiones del Sistema RespiratorioRespiratorio

Tracto Tracto SuperiorSuperior Nariz, faringe y Nariz, faringe y

estructuras estructuras asociadasasociadas

Tracto InferiorTracto Inferior Laringe, Laringe,

traquea, traquea, bronquios y bronquios y pulmonespulmones

Cavidad Nasal y FaringeCavidad Nasal y Faringe

Nariz y FaringeNariz y Faringe

Nariz Nariz Nariz externaNariz externa Cavidad nasalCavidad nasal

FuncionesFunciones Vía de paso del aireVía de paso del aire Limpiar el aireLimpiar el aire Humidificar y Humidificar y

calentar el airecalentar el aire OlfatoOlfato Con los senos Con los senos

paranasales servir paranasales servir de cámara de de cámara de resonancia para el resonancia para el hablahabla

Faringe Faringe Cavidad común para el Cavidad común para el

sistema digestivo y sistema digestivo y respiratoriorespiratorio

Tres regionesTres regiones NasofaringeNasofaringe OrofaringeOrofaringe LaringofaringeLaringofaringe

LaringeLaringe

FuncionesFunciones Mantener una vía permeable para el movimiento del Mantener una vía permeable para el movimiento del

aireaire La epiglotis y los plieges vestibulares previenen que el La epiglotis y los plieges vestibulares previenen que el

material deglutido se mueva hacia la laringematerial deglutido se mueva hacia la laringe Las cuerdas vocales son la fuente primaria de la Las cuerdas vocales son la fuente primaria de la

producción del sonidoproducción del sonido

Cuerdas VocalesCuerdas Vocales

TraqueaTraquea

Tubo para Tubo para el aireel aire

Se divide Se divide para para formar:formar: Bronquio Bronquio

primarioprimario CarinaCarina: :

relacionarelacionada al da al reflejo de reflejo de la tosla tos

Arbol TraqueobronquialArbol Traqueobronquial

Zona de conducciónZona de conducción Desde la traquea a los bronquios terminales Desde la traquea a los bronquios terminales

ambos cubiertos de epitelio cilíndrico ambos cubiertos de epitelio cilíndrico ciliado para remover cuerpos extrañosciliado para remover cuerpos extraños

Vía de paso para el movimiento del aireVía de paso para el movimiento del aire Cartílagos en forma de herraduras Cartílagos en forma de herraduras

mantienen abiertos los tubos del sistema y mantienen abiertos los tubos del sistema y el musculo liso controla el diámetro del el musculo liso controla el diámetro del tubo.tubo.

Zona de respiraciónZona de respiración De los bronquiolos respiratorios al alveoloDe los bronquiolos respiratorios al alveolo Es el sitio para el intercambio gaseosoEs el sitio para el intercambio gaseoso

Arbol TraqueobronquialArbol Traqueobronquial

Bronquiolos y AlveolosBronquiolos y Alveolos

Alveolos y la Membrana Alveolos y la Membrana RespiratorioRespiratorio

Pulmones Pulmones

Dos pulmonesDos pulmones: Principales organos de la : Principales organos de la respiraciónrespiración Pulmón derechoPulmón derecho: tres lóbulos: tres lóbulos Pulmón izquierdoPulmón izquierdo: dos lóbulos: dos lóbulos

Pared TorácicaPared Torácicamúsculos de la músculos de la

RespiraciónRespiración

Volumen TorácicoVolumen Torácico

PleuraPleura

El líquido pleural es producido por las El líquido pleural es producido por las membranas pleuralesmembranas pleurales Actua como un lubricanteActua como un lubricante Ayuda a mantener juntas la pleura parietal y Ayuda a mantener juntas la pleura parietal y

visceralvisceral

VentilaciónVentilación

Movimiento del aire dentro y fuera Movimiento del aire dentro y fuera de los pulmonesde los pulmones

El aire se mueve de un area de El aire se mueve de un area de mayor presión a un area de menor mayor presión a un area de menor presiónpresión

La presión es inversamente La presión es inversamente proporcional al volumenproporcional al volumen

Cambios en la Presión Cambios en la Presión AlveolarAlveolar

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 iguales4. 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 Cambios de Volumen AlveolarAlveolar

Recojimiento PulmonarRecojimiento Pulmonar Factores que tienden a colapsar el Factores que tienden a colapsar el

alveolo alveolo Recojimiento elástico del tejido pulmonar y la Recojimiento elástico del tejido pulmonar y la

tensión superficial del alveolotensión superficial del alveolo La sustancia surfactante: reduce la tendencia del La sustancia surfactante: reduce la tendencia del

alveolo a colapsaralveolo a colapsar

Presión PleuralPresión Pleural Negativa causa que el alveolo se expandaNegativa causa que el alveolo se expanda Pneumotorax es un orificio entre la Pneumotorax es un orificio entre la

cavidad pleural y el aire atmosférico que cavidad pleural y el aire atmosférico que causa pérdida de la presión pleuralcausa pérdida de la presión pleural

Ciclo Respiratorio Ciclo Respiratorio NormalNormal

ComplianzaComplianza

Es una medida de qué tan Es una medida de qué tan facilmente se expanden el pulmón y facilmente se expanden el pulmón y el tóraxel tórax A mayor complianza, más facilmente un A mayor complianza, más facilmente un

cambio de presión causará expansióncambio de presión causará expansión Una complianza menor de lo normal Una complianza menor de lo normal

significa que el pulmón y el tórax son significa que el pulmón y el tórax son más dificiles de expandirmás dificiles de expandir

Conditiones que disminuyen la complianzaConditiones que disminuyen la complianza Fibrosis pulmonarFibrosis pulmonar Edema pulmonarEdema pulmonar Síndrome de insuficiencia respiratoria Síndrome de insuficiencia respiratoria

Volumenes PulmonaresVolumenes Pulmonares Volumen TidalVolumen Tidal

Volumen de aire inspirado o expirado durante una Volumen de aire inspirado o expirado durante una inspiración o espiración normalinspiración o espiración normal

Volumen de Reserva InspiratorioVolumen de Reserva Inspiratorio Cantidad de aire inspirado a la fuerza luego de una Cantidad de aire inspirado a la fuerza luego de una

inspiración normal de volumen tidalinspiración normal de volumen tidal

Volumen de Reserva EspiratorioVolumen de Reserva Espiratorio Cantidad de aire espirado a la fuerza luego de una Cantidad de aire espirado a la fuerza luego de una

espiración normal de volumen tidal espiración normal de volumen tidal

Volumen ResidualVolumen Residual Volumen de aire que permanece en las vías Volumen de aire que permanece en las vías

respiratorias y pulmones, luego de una espiración respiratorias y pulmones, luego de una espiración forzadaforzada

Capacidades Capacidades PulmonaresPulmonares

Capacidad InspiratoriaCapacidad Inspiratoria Volumen tidal + volumen de reserva inspiratorioVolumen tidal + volumen de reserva inspiratorio

Capacidad Funcional ResidualCapacidad Funcional Residual Volumen de reserva espiratorio + volumen residualVolumen de reserva espiratorio + volumen residual

Capacidad VitalCapacidad Vital La suma del volumen de reserva inspiratorio, La suma del volumen de reserva inspiratorio,

volumen tidal , y volumen de reserva espiratoriovolumen tidal , y volumen de reserva espiratorio

Capacidad Total PulmonarCapacidad Total Pulmonar La suma de los volúmenes de reserva inspiratorio, La suma de los volúmenes de reserva inspiratorio,

respiratorio, tidal y residualrespiratorio, tidal y residual

Espirómetría de Espirómetría de Volúmenes y Volúmenes y Capacidades Capacidades PulmonaresPulmonares

Ventilación Alveolar por Ventilación Alveolar por MinutoMinuto

Ventilation por minutoVentilation por minuto: cantidad total de aire : cantidad total de aire movido dentro y fuera del sistema respiratorio movido dentro y fuera del sistema respiratorio por minutopor minuto

Frecuencia Respiratoria Frecuencia Respiratoria : número de : número de respiraciones tomadas por minutorespiraciones tomadas por minuto

Espacio Muerto Anatomico Espacio Muerto Anatomico : las partes : las partes anatómicas del sistema respiratorio donde no anatómicas del sistema respiratorio donde no ocurre intercambio gaseosoocurre intercambio gaseoso

Ventilación Alveolar Ventilación Alveolar : cuanto aire por minuto : cuanto aire por minuto entra a las partes anatómicas del sistema entra a las partes anatómicas del sistema respiratorio en las cuales ocurre intercambio respiratorio en las cuales ocurre intercambio gaseosogaseoso

Principios Físicos del Principios Físicos del Intercambio GaseosoIntercambio Gaseoso

Presión ParcialPresión Parcial Ley de Dalton:Ley de Dalton: La presión ejercida por cada tipo de gas en una La presión ejercida por cada tipo de gas en una

mezcla de gases (aire)mezcla de gases (aire) Presión de vapor de aguaPresión de vapor de agua

Difusión de gases a través de líquidosDifusión de gases a través de líquidos Ley de HenryLey de Henry La concentración de un gas en un líquido es La concentración de un gas en un líquido es

determinado por su presión parcial y su determinado por su presión parcial y su coeficiente de solubilidad coeficiente de solubilidad

Principios Físicos del Principios Físicos del Intercambio GaseosoIntercambio Gaseoso

Difusión de gases a través de la Difusión de gases a través de la membrana respiratoriamembrana respiratoria Depende del grosor de la membrana, el Depende del grosor de la membrana, el

coeficiente de difusión del gas, el area de coeficiente de difusión del gas, el area de superficie de la membrana,la presión parcial de superficie de la membrana,la presión parcial de los gases en el alveolo y la sangre los gases en el alveolo y la sangre

Relación entre la ventilación pulmonar Relación entre la ventilación pulmonar y perfusión del capilar pulmonary perfusión del capilar pulmonar

El aumento de la ventilación o el aumento de la El aumento de la ventilación o el aumento de la perfusión del capilar pulmonar, aumentan el perfusión del capilar pulmonar, aumentan el intercambio de gasesintercambio de gases

Un corto circuito fisiológico es cuando sangre Un corto circuito fisiológico es cuando sangre desoxigenada regresa de los pulmonesdesoxigenada regresa de los pulmones

Gradientes de Difusión Gradientes de Difusión de O2 y CO2de O2 y CO2

OxigenoOxigeno Se mueve del alveolo a Se mueve del alveolo a

la sangre. La sangre la sangre. La sangre esta casi esta casi completamente completamente saturada de O2 cuando saturada de O2 cuando deja el capilar pulmonar deja el capilar pulmonar

P0P022 en sangre en sangre disminuye por mezcla disminuye por mezcla con sangre con sangre desoxigenadadesoxigenada

El Oxigeno se mueve El Oxigeno se mueve del capilar tisular hacia del capilar tisular hacia los tejidoslos tejidos

Dióxido de carbonoDióxido de carbono Se mueve de los Se mueve de los

tejidos hacia el tejidos hacia el capilar tisularcapilar tisular

Se mueve de los Se mueve de los capilares pulmonares capilares pulmonares hacia el alveolohacia el alveolo

Cambios en las Presiones Cambios en las Presiones ParcialesParciales

Hemoglobina y Hemoglobina y Transporte de OxígenoTransporte de Oxígeno

El Oxigeno es transportado por la El Oxigeno es transportado por la hemoglobina (98.5%) y disuelto en el hemoglobina (98.5%) y disuelto en el plasma (1.5%)plasma (1.5%)

La curva de disociación Hb-O2 muestra que La curva de disociación Hb-O2 muestra que la Hb esta casi completamente saturada la Hb esta casi completamente saturada cuando la P0cuando la P022 es de 80 mm Hg ó mayor. A es de 80 mm Hg ó mayor. A presiones parciales menores, la Hb libera presiones parciales menores, la Hb libera oxígeno.oxígeno.

Una desviación de la curva hacia la Una desviación de la curva hacia la izquierda secundario a un aumento del ph, izquierda secundario a un aumento del ph, una disminución de CO2, o una disminución una disminución de CO2, o una disminución de temperatura resulta en un aumento de la de temperatura resulta en un aumento de la afinidad de la Hb para retener oxígeno.afinidad de la Hb para retener oxígeno.

Hemoglobina y Hemoglobina y Transporte de OxígenoTransporte de Oxígeno

Una desviación de la curva hacia la derecha Una desviación de la curva hacia la derecha secundario a una disminución del ph, un secundario a una disminución del ph, un aumento del CO2, ó un aumento en la aumento del CO2, ó un aumento en la temperatura resulta en una disminución de la temperatura resulta en una disminución de la afinidad de la Hb para retener el oxígeno.afinidad de la Hb para retener el oxígeno.

El 2.3-difosfoglicerato aumenta la capacidad El 2.3-difosfoglicerato aumenta la capacidad de la Hb para liberar oxígeno a nivel tisular de la Hb para liberar oxígeno a nivel tisular

La hemoglobina fetal tiene una mayor afinidad La hemoglobina fetal tiene una mayor afinidad por el oxígeno que la hemoglobina A maternalpor el oxígeno que la hemoglobina A maternal

Curva de disociación de Curva de disociación de la la

Hb-O2 en reposoHb-O2 en reposo

Efecto Bohr: Desviación de Efecto Bohr: Desviación de la Curva de Disociación de la Curva de Disociación de

Hb-O2 con el phHb-O2 con el ph

Efectos de la Efectos de la Temperatura :Temperatura :

Desviación de la CurvaDesviación de la Curva

Transporte del Dióxido de Transporte del Dióxido de CarbonoCarbono

El CO2 es trasnportado como HCO3¯ El CO2 es trasnportado como HCO3¯ (70%), en combinación con las proteinas (70%), en combinación con las proteinas de la sangre (23%), y en solución en el de la sangre (23%), y en solución en el plasma (7%).plasma (7%).

La Hb que liberó el O2 en el capilar La Hb que liberó el O2 en el capilar tisular, se une más rápidamente al CO2 tisular, se une más rápidamente al CO2 que la Hb-O2 (efecto Haldane)que la Hb-O2 (efecto Haldane)

En los capilares tisulares, el CO2 se En los capilares tisulares, el CO2 se combina con el agua dentro del combina con el agua dentro del eritrocito para formar H2CO3 el cual se eritrocito para formar H2CO3 el cual se disocia para formar HCO3¯ y Hdisocia para formar HCO3¯ y H**

Transporte del Dióxido de Transporte del Dióxido de CarbonoCarbono

En los capilares pulmonares, el ión En los capilares pulmonares, el ión bicarbonato y el ión hidrogenión se bicarbonato y el ión hidrogenión se mueven dentro de los G.R. y el ión cloro. mueven dentro de los G.R. y el ión cloro. El HCO3¯ se combina con el H+ para El HCO3¯ se combina con el H+ para formar ácido carbónico (H2CO3). El formar ácido carbónico (H2CO3). El H2CO3 es convertido a CO2 + H2O. El H2CO3 es convertido a CO2 + H2O. El CO2 difunde fuera del glóbulo rojo.CO2 difunde fuera del glóbulo rojo.

El aumento del CO2 plasmático disminuye El aumento del CO2 plasmático disminuye el ph sanguineo. El sistema respiratorio el ph sanguineo. El sistema respiratorio regula el pH sanguineo regulando los regula el pH sanguineo regulando los niveles plasmaticos del CO2.niveles plasmaticos del CO2.

Transporte del CO2 y Transporte del CO2 y Movimiento del ClMovimiento del Cl

Acoplamiento Ventilation-Acoplamiento Ventilation-perfusion :perfusion :

Areas Respiratorias en el Areas Respiratorias en el Tallo CerebralTallo Cerebral

Centro Respiratorio BulbarCentro Respiratorio Bulbar Las neuronas dorsales estimulan el Las neuronas dorsales estimulan el

diafragmadiafragma Las neuronas ventrales estimulan los Las neuronas ventrales estimulan los

músculos intercostales y abdominalesmúsculos intercostales y abdominales Centro Respiratorio Pontino Centro Respiratorio Pontino

(pneumotaxico)(pneumotaxico) Involucrado en la alternancia entre Involucrado en la alternancia entre

inspiración y espiracióninspiración y espiración

Estructuras Respiratorias en el Estructuras Respiratorias en el Tallo CerebralTallo Cerebral

Ventilación RítmicaVentilación Rítmica Inicio de la inspiraciónInicio de la inspiración

Las neuronas del Centro Respiratorio Bulbar están activas Las neuronas del Centro Respiratorio Bulbar están activas continuamentecontinuamente

El centro recibe estimulación de receptores y estimulación El centro recibe estimulación de receptores y estimulación de partes de la corteza concernientes con movimiento de partes de la corteza concernientes con movimiento respiratorio voluntario and emotionesrespiratorio voluntario and emotiones

Las aferencias combinadas de todos estos centros Las aferencias combinadas de todos estos centros producen potenciales de acción que estimulan a los producen potenciales de acción que estimulan a los músculos respiratoriosmúsculos respiratorios

Aumentando la inspiraciónAumentando la inspiración Mas y mas neuronas son activadasMas y mas neuronas son activadas

Deteniendo la inspiraciónDeteniendo la inspiración Las Neuronas que exitan también son responsible de Las Neuronas que exitan también son responsible de

inhibir la inspiración y recibir aferencias del centro inhibir la inspiración y recibir aferencias del centro pontino y los receptores de estiramiento en el pulmón. Al pontino y los receptores de estiramiento en el pulmón. Al activarse las neuronas inhibitorias y relajarse los músculos activarse las neuronas inhibitorias y relajarse los músculos respiratorios, resulta en la espiración.respiratorios, resulta en la espiración.

Modificación de la Modificación de la VentilaciónVentilación

Sistema Cerebral Sistema Cerebral y Límbicoy Límbico La respiración La respiración

puede ser puede ser controlada controlada voluntariamente y voluntariamente y modificada por las modificada por las emocionesemociones

Control QuímicoControl Químico El CO2 es el mayor El CO2 es el mayor

reguladorregulador Aumento o Aumento o

disminución en el pH disminución en el pH puede estimular áreas puede estimular áreas con quimioreceptores, con quimioreceptores, causando una mayor causando una mayor frecuencia y frecuencia y profundidad de la profundidad de la respiraciónrespiración

Cuando disminuyen Cuando disminuyen los niveles normales los niveles normales de O2 en sangre a de O2 en sangre a 50%50% o mas aumentan o mas aumentan la frecuencia y la frecuencia y profundidad de la profundidad de la respiraciónrespiración

Modificando la Modificando la RespiraciónRespiración

Regulación del pH y Regulación del pH y gases sanguineosgases sanguineos

Reflejo deHerring-Reflejo deHerring-BreuerBreuer

Limita el grado de inspiración y Limita el grado de inspiración y previene la sobreinflación de los previene la sobreinflación de los pulmones pulmones

InfantesInfantes El reflejo juega un papel el la regulación del El reflejo juega un papel el la regulación del

ritmo básico de respiración y previene la ritmo básico de respiración y previene la sobreinflación del pulmónlsobreinflación del pulmónl

AdultosAdultos El reflejo es importante solo cuando aumenta El reflejo es importante solo cuando aumenta

el volumen tidal en el ejercicio o trabajoel volumen tidal en el ejercicio o trabajo

Ventilación en el Ventilación en el EjercicioEjercicio

La Ventilacion aumenta abruptamente:La Ventilacion aumenta abruptamente: Al iniciar el ejercicioAl iniciar el ejercicio El movimiento de las extremidades tiene una El movimiento de las extremidades tiene una

gran influenciagran influencia El componente aprendido del ejercicioEl componente aprendido del ejercicio

La ventilación aumenta gradualmente:La ventilación aumenta gradualmente: Luego de un aumento inmediato o abrupto, Luego de un aumento inmediato o abrupto,

ocurre un aumento gradual (4-6 minutos)ocurre un aumento gradual (4-6 minutos) El umbral anaerobio es el mas alto nivel de El umbral anaerobio es el mas alto nivel de

ejercicio a que se puede llegar sincausar ejercicio a que se puede llegar sincausar cambios significativos en el ph sanguineocambios significativos en el ph sanguineo

Si se excede dicho umbral, se acumulará el ácido Si se excede dicho umbral, se acumulará el ácido láctico producido por los músculos esqueléticosláctico producido por los músculos esqueléticos

Effects of AgingEffects of Aging

Vital capacity and maximum minute Vital capacity and maximum minute ventilation decreaseventilation decrease

Residual volume and dead space Residual volume and dead space increaseincrease

Ability to remove mucus from Ability to remove mucus from respiratory passageways decreasesrespiratory passageways decreases

Gas exchange across respiratory Gas exchange across respiratory membrane is reducedmembrane is reduced