Función Respiratoria.

Temas de EstudioOrganización anatómica del sistema respiratorio.Ventilación pulmonar.Músculos que intervienen en la inspiración y en la espiración.Espirometría. Volúmenes y capacidades pulmonares.Espacio muerto anatómico y espacio muerto fisiológico.Neumografía por impedancia.Mecanismos para la regulación de la respiración.

Introducción:

El metabolismo celular normalmente requiere de un aporte continuo de oxígeno y una extracción continua de bióxido de carbono. La respiración puede clasificarse en dos procesos: 1) la respiración externa; la cual incluye el paso de aire por las vías respiratorias y pulmonares (proceso denominado ventilación), la difusión de los gases respiratorios entre los alvéolos y los capilares pulmonares, el transporte de O 2 y CO2

a través de la sangre y la difusión de los gases respiratorios entre la sangre y los tejidos; 2) la respiración interna o respiración celular, que implica una serie de reacciones metabólicas esenciales para la producción de energía a partir de los nutrientes y que requieren de la utilización de oxígeno, entre los productos de estas reacciones se encuentra el bióxido de carbono.

Los pulmones son un par de órganos esponjosos, ligeros y particularmente flexibles que se encuentran situados en la cavidad torácica, ésta actúa como una cavidad cerrada la cual, por el aumento o disminución de su volumen, cambia la presión sobre los pulmones y dichos cambios de presión son los responsables de la entrada y salida de aire durante la ventilación, los músculos respiratorios tienen un importante papel en los cambios de presión de la cavidad torácica.

El aire inspirado pasa por las fosas nasales y la faringe, donde es calentado y adquiere humedad, continúa por la tráquea hasta llegar a los alvéolos pulmonares a través de los bronquios, bronquiolos y conductos alveolares. Los alvéolos están rodeados por los capilares pulmonares entre los cuales difunde el O2 y CO2..

La espirometría es una técnica que sirve para evaluar la función pulmonar. Con un dispositivo en el cual el aire atrapado en el interior de un cilindro que flota en el agua, es posible medir los volúmenes de aire que entran o salen del organismo a través de una boquilla; de esta manera se puede conocer el estado de la función respiratoria de un sujeto y, eventualmente, la presencia de trastornos restrictivos u obstructivos. En la actualidad se utilizan transductores de flujo y sistemas computarizados que permiten hacer la evaluación de la función pulmonar de un individuo.

La neumografía de impedancia es una técnica muy empleada para valorar el funcionamiento del sistema respiratorio, sobre todo cuando el estudio se hace sin una boquilla para la entrada y salida del aire (por ejemplo al estudiar la respiración durante el sueño), y está basada en los cambios de conductancia eléctrica que se generan entre dos electrodos, estos cambios de conductancia eléctrica son originados por la entrada y salida de aire dentro de la cavidad torácica durante la ventilación pulmonar. Debe hacerse notar que con esta técnica no se miden directamente los volúmenes respiratorios, lo que se mide directamente son los cambios de conductancia, los cuales son debidos a los cambios de volumen originados por los movimientos respiratorios.

Objetivos.

- Por medio de la unidad de adquisición MP35 y del transductor de flujo de aire, determinar los volúmenes pulmonares y, a partir de ellos, calcular las capacidades pulmonares .- Realizar las maniobras que permitan medir el volumen espiratorio forzado y la ventilación voluntaria máxima.- Determinar si existe obstrucción en las vías ventilatorias de los sujetos voluntarios. - Conocer el fundamento físico de la neumografía de impedancia- Obtener un registro de la actividad respiratoria por medio de un neumógrafo de impedancia.- Observar las variaciones que pueden presentarse en un registro neumográfico al someterse a diferentes actividades.

Material.

- Programa Biopac Student Lab instalado en una computadora personal.- Unidad de adquisición de datos MP35 con transformador y cables.- Transductor de flujo de aire (SS11LA)- Filtro bacteriológico (AFT1)- Boquilla desechable (AFT2) (reutilizada después de esterilizarla)- Pinza para nariz (AFT3)- Jeringa de calibración de 0.6 L

- Fisiógrafo con acoplador para neumografía por impedancia- 2 electrodos de placa (y de plata)- Tres cables monopolares de vaina- Cable de tres vías- Gel electrolítico- Banda de hule para sujetar los electrodos de plata- Botella con agua para beber- Globos

Método.

Para los registros de espirometría con la computadora y el transductor de flujo de aire proceda a hacer las conexiones adecuadas. Conectar el transductor de flujo de aire en el canal 1. Colocar el filtro en la jeringa de calibración e insertar el filtro en el transductor de flujo de aire, el filtro debe colocarse en el lado donde se encuentra la etiqueta “inlet”.

Una vez conectado el equipo y activado el programa de captura, seleccione la lección 12 y asigne el nombre del archivo. Lleve a cabo la calibración del equipo (con la jeringa de 0.6 L), siguiendo las instrucciones que parecen en el monitor de la computadora. Debe hacerse notar que después de realizar la calibración para la lección 12, la misma calibración puede utilizarse para la lección 13. Tanto para el registro de la lección 12 como de la 13, al momento del registro el sujeto experimental debe tener

colocada en la nariz la pinza de plástico y respirar por la boca de acuerdo con las instrucciones del programa.

En la lección 12 sólo se hace la captura de un segmento. Se inicia con el registro de tres a cinco ciclos de respiración en reposo, después se hace una inspiración profunda tratando de llenar completamente los pulmones de aire, lentamente se exhala el aire y se vuelven a registrar tres ciclos de respiración normal, después de estos ciclos se procede a hacer una espiración profunda tratando de expulsar todo el aire contenido en los pulmones, por último, después de la espiración se regresa a la respiración normal. Se suspende la captura y si el registro se obtuvo de manera correcta, con todos los procedimientos indicados, se procede a guardar el archivo.

Seleccione la lección 13, de preferencia utilice el mismo nombre que se anotó para la lección 12. Debido a que en la lección 12 lo que se calibró fue el transductor con la jeringa de plástico (y no a un sujeto), la calibración puede servir para las dos lecciones y para todos los registros que se hagan durante la sesión de laboratorio, mientras no se salga del programa.

Inicialmente se deben registrar cinco ciclos de respiración normal, después se debe hacer una inspiración profunda tratando de llenar los pulmones de aire, en cuanto el sujeto sienta que ha llenado sus pulmones debe proceder a realizar una espiración forzada, expulsando lo más rápido posible el aire de los pulmones y tratando de dejarlos sin aire, se debe procurar que una vez iniciada la espiración profunda pasen por lo menos tres segundos antes de volver a inspirar aire. Proceda a marcar en la gráfica que se presenta en el monitor la parte correspondiente a la espiración y seleccione la opción para que el programa calcule el FEV (volumen espiratorio forzado).

Una vez obtenida la gráfica se procede a la segunda parte de la lección 13, la obtención de la ventilación voluntaria máxima (MVV), se debe iniciar con el registro de cinco ciclos de respiración normal que son seguidos por una serie de ciclos en hiperventilación (se deben hacer inspiraciones y espiraciones muy profundas y con una alta frecuencia), se tratará de mantener la hiperventilación durante 12 ó 15 segundos, pero en el caso de que el sujeto se comience a sentir mareado debe suspender inmediatamente la hiperventilación y regresar a una ventilación normal.

Para la técnica de Neumografía por impedancia proceda de la siguiente manera:Conecte el cable de tierra y el de corriente del fisiógrafo. Revise que el tintero del canal que se

utilizará tenga tinta y que además el fisiógrafo tenga papel suficiente para el registro gráfico.Con una torunda de algodón, humedecida con alcohol, proceda a limpiar la piel del sujeto

voluntario en los costados de la caja torácica. En la zona que se limpió coloque los electrodos de plata previamente cubiertos con gel conductor

y sujételos con la banda de hule, conecté los cables monopolares en los electrodos y en el cable de tres vías (en la posición correspondiente a los cables activos y el de tierra colóquelo por debajo de la banda de hule).

Conecte el cable de tres vías al acoplador y proceda a realizar la calibración del equipo enviando la señal de 5 ohms al apretar el botón de calibración del acoplador del fisiógrafo.

Inicie el registro y escoja una velocidad de corrimiento del papel que le permita, posteriormente, hacer las mediciones adecuadas de las ondas obtenidas en el registro.

A un voluntario se le coloca cada uno de los electrodos de placa en los costados del tórax, previamente impregnados con gel conductor y sujetos con la banda de hule, es importante asegurarse de que los electrodos se encuentren a la misma altura uno del otro. Conectar los cables de registro en cada placa por un extremo y al cable de tres vías por el otro, conectar éste último al acoplador en el fisiógrafo.

Hacer el registro basal de la actividad respiratoria.Registrar la actividad respiratoria mientras el voluntario se encuentra leyendo en voz alta.Registrar nuevamente la actividad en reposo, posteriormente registrar la actividad respiratoria

mientras el voluntario deglute agua.

Registrar actividad basal y pedirle al voluntario que realice una inspiración profunda seguida de una espiración forzada.

Registrar actividad basal y después realizar el registro mientras el voluntario infla un globo.Registre la actividad basal y registre posteriormente la actividad durante una apnea.Realice el registro mientras le solicita al voluntario realizar mentalmente una operación

matemática.Realice el registro mientras el voluntario efectúa movimientos corporales que modifican la

distancia entre los electrodos de registro (al levantar uno de los brazos o al girar el tronco hacia uno de los lados).

Registre la actividad basal y después solicite al voluntario realizar 20 ó 25 sentadillas rápidamente y obtenga el registro inmediatamente después del ejercicio realizado.

Resultados.De los registros de la computadora obtenga la información necesaria para llenar las tablas que se

encuentran en las hojas de respuestas. Por lo que se refiere a los registros obtenidos en el fisiógrafo, recorte los trazos correspondientes a las diferentes actividades que realizó el sujeto y haga los cálculos de amplitudes y frecuencias para hacer las comparaciones con respecto a la respiración normal. Tome en cuenta que los cambios de impedancia son debidos a los cambios de volumen originados por los movimientos respiratorios, con esta base analice y discuta estos resultados.

Hojas de respuestas

Perfil del sujeto:

Nombre ______________________________________ Sexo: masculino/femenino

Altura (estatura): _____________(cm) Edad: _________(años) Peso __________Kg

Lección 12.

A. Predicción de la Capacidad Vital (CV)

Use la ecuación correspondiente para calcular la CV del sujeto de estudio

Tabla 12.1

Ecuaciones para predecir la capacidad vital (CV)

Hombres CV= (0.052) (A) – (0.022) (E) – 3.60

Mujeres CV= (0.041) (A) – (0.018) (E) – 2.69

CV = Capacidad Vital (en litros)

A = Altura (estatura) (en cm)

E = Edad (en años)

Predicción de la CV = _____________litros.

B. Volúmenes y capacidades medidos.

Tabla 12.2

Para cálculos posteriores, el Volumen Residual (VR) se considerará de 1 litro.

Utilice los datos obtenidos para calcular las siguientes capacidades:

Tabla 12.3

Capacidad Fórmula Resultado

Inspiratoria (CI) CI = VC + VIR

Tipo de volumen Medición

(en litros)

Volumen Corriente (VC)

Volumen Inspiratorio de

Reserva (VIR)

Volumen Espiratorio de

Reserva (VER)

Capacidad Vital (CV)

Funcional residual (CFR) CFR = VER + VR

Pulmonar Total (CPT) CPT = VC + VIR + VER + VR

Compare los volúmenes del sujeto estudiado con los que existen en los libros, considere el género del sujeto.

C. Capacidad Vital, medida vs predicción.

¿Cuál es la capacidad vital medida en relación con la predicha?

___________Litros medidos / ______________Litros predichos X 100 = ________%

Las capacidades vitales dependen de otros factores además de la edad y la estatura por lo que tener un 80 % del valor predicho puede considerarse como normal.

Lección 13

D. Medición de la Capacidad Vital.

Considerando que se habían llenado los pulmones y que fueron vaciados, use la opción p-p para medir la CV del sujeto.

CH1 medición p-p CV= _____________ litros

E. Comparación entre los valores de FEVx% del sujeto y los valores normales.

Tabla 13.1

Intervalo de tiempo

(segundos)

Volumen de Espiración

Forzada (FEV)

(p-p)

(FEV/CV)

x 100 = % = FEVx

Valores de referencia

cálculo

0 - 1 FEV1 83%

0 - 2 FEV2 94%

0 - 3 FEV3 97%

F. Mediciones durante la hiperventilación.

Número de ciclos completos en 12 segundos _________.

Calcule el número de ciclos por minuto (frecuencia respiratoria, FR). _________ciclos/min.

Mida el volumen de cada uno de los ciclos que se observaron durante los 12 segundos de registro cuando el sujeto se encontraba hiperventilando. Solamente mida los ciclos completos (es probable que la tabla tenga más ciclos de los que se necesitan)

Tabla 13.2

Número de

ciclo

Medición

(p-p)

(litros)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

G. Cálculo del Volumen Promedio por Ciclo (VPC)

Sume los volúmenes de todos los ciclos de la Tabla 13.2 que corresponden a los 12 segundos de registro y divídalos entre el número de ciclos

VPC = _____________ litros.

H. Cálculo de la Ventilación Voluntaria Máxima (MVV).

Multiplique el VPC por la frecuencia respiratoria (FR) calculada en la sección F.

MVV = _____________litros/min.