Fisiología de la Respiración

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FISIOLOGIA DE LA
RESPIRACIÓN
(Dinámica pulmonar. Obstrucción y
Restricción pulmonar)
Fabiola León-Velarde
Dpto. de Ciencias Biológicas y Fisiológicas
Laboratorio de Transporte de Oxígeno
Características Dinámicas del pulmón:
RESISTENCIA (R)
 Q (L /min) = P (mm Hg o cm H2O)
R (mm Hg / L / seg)
 Ley de Poiseuille:
R = 8nl
r4
n = viscosidad
l = longitud de V.R.
r = radio de V.R.
 Si  r (x2)   R (x16)
 Si  R (x16)   Q (x16)
CONTROL del radio de las vías aéreas
 r  =  actividad del sistema adrenérgico (rcp. 2)
 r  =  actividad del sistema colinérgico
(  formación de mucus)
 no adrenérgico, no colinérgico:
 r = VIP (péptido vasoactivador intestinal)
 r = sustancia P, neurokinas
 Mecanismos compensatorios:
 r =  volumen pulmonar
 r =  volumen pulmonar
El TONO de las vías aéreas
depende de:
• Volumen pulmonar:
• Calibre aumenta a medida que el pulmón se
expande.
• Tono del músculo liso bronquial:
• Estimulación simpática.
• Caída del PCO2 alveolar.
• Flujo sanguíneo local.
• Densidad y viscosidad del gas respirado.
Localización de
la Resistencia
Flujos en las vías aéreas
• Flujo laminar:
• Bajas tasas de flujo.
• Las líneas de corriente son paralelas a la pared
del tubo.
• Flujo transicional:
• Inestabilidad en las ramificaciones.
• Formación de remolinos locales
• Flujo turbulento:
• Desorganización total de la línea de corriente.
Bronquiolos y Flujo
• Bronquiolos segmentarios:
• Mayor calibre
• Alta tasa de flujo
• Flujo turbulento
• Bronquiolos terminales:
•
•
•
•
Menor diámetro
Baja tasa de flujo
Flujo laminar
Gran cantidad dispuestos en paralelo
VOLUMENES PULMONARES
 Espacio muerto:
1. Anatómico: nariz, traquea, bronquios mayores.
2. Alveolar: no ocurre intercambio gaseoso.
Espacio muerto
Vol. Residual
Res. Espiratoria
Vol. Corriente
Res. Inspiratoria
Ventilacion minuto (VE):
VE = (VT) x resp/min (FR)
Ventilacion alveolar minuto (VA) y
espacio muerto (VD):
VA = (VT – VD) x FR
VA = (450ml – 150) x 12 = 3,600 ml
Aire nuevo = Volumen + Espacio
tidal
Muerto
VT = volumen tidal
VD = ventilacion del espacio muerto
Ecuacion de la ventilacion alveolar:
PICO2 = 0.2 mm Hg
PACO2 = 40 mm Hg
VA = VCO2 x K
PACO2
PACO2 = VCO2 x K
VA
VD = VT x PaCO2 - PexpCO2
PaCO2
PaCO2 - PexpCO2 = f
PaCO2
f = expresa la dilucion del PACO2 por el aire del espacio muerto.
VCO2 = VA x FACO2
o
VCO2 = VE x FECO2
FACO2 = concentracion fraccional de anhidrido carbonico alveolar
FECO2 = concentracion fraccional de anhidrido carbonico espirado
VCO2 = eliminacion de CO2
Ecuacion del gas alveolar:
PAO2 = [PB – PH2O] FIO2 – PACO2
RQ
PIO2 = [PB – PH2O] x FIO2
RQ = VCO2
VO2
PIO2 = 150 mm Hg
PAO2 = 100 mm Hg
PB = presion barometrica
PH2O = presion de vapor de agua
FIO2 = concentracion fraccional de oxígeno inspirado
PaCO2 = presion arterial de anhidrido carbonico
RQ = couciente respiratorio
VCO2 = eliminacion de CO2
VO2 = consumo de O2
PRESIÓN DE VAPOR DE AGUA
T °C
0
20
37
100
Pv H2O (mm Hg)
4.6
17.5
47.0
760.0
 37°C en los pulmones:
PO2 = 0.21 x (760 - 47) = 150 mm Hg
Volúmenes pulmonares:
VALORES NORMALES
 Éspacio Muerto = 150 ml.
 Volumen Residual = 1 000 ml.
 Reserva Espiratoria = 1 000 ml.
 Volumen Corriente = 500 ml.
 Reserva Inspiratoria = 2.5 - 3.5 L
 Aire Nuevo = 350 ml.
Trazado de volúmenes y capacidades
pulmonares
Medida del volumen residual
• No se puede medir con un espirómetro
• Técnicas usadas:
– “Washout” de nitrógeno
– Dilución de Helio
– Pletismografía
Enfermedades pulmonares
Obstructivas
y
Restrictivas
Enfermedad Obstructiva
• Dificultad para ESPIRAR el aire
• Espiración obstruída
• Ejemplos:
– enfisema
– Bronquitis crónica
– asma.
Enfermedad Restrictiva
• Dificultad para INSPIRAR el aire
• Inspiración restringida
• Ejemplos:
–
–
–
–
Fibrosis intersticial
sarcoidosis
Enfermedades musculares
Deformaciones del tórax.
Capacidades y volúmenes
pulmonares alterados
• Enfermedad obstructiva:
– Disminuye VC
– Aumenta TLC, RV, FRC.
• Enfermedad restrictiva:
– Disminuye VC
– Disminuye TLC, RV, FRC.
Capacidades y volúmenes
pulmonares alterados
% Normal TLC
125
IRV
100
75
VC
TV
ERV
IRV
VC
TV
50
ERV
25
IRV
FRC
VC
RV
FRC
TV
ERV
FRC
RV
RV
0
normal
obstructiva
restrictiva
Capacidad Vital Forzada
FEV1.0 / FVC
Espiración forzada (flujo)
FEF25-75
Curvas Flujo - Volumen
Flujo Pico
Volúmenes y flujos alterados
FEV1.0
Enfermedad
Obstructiva
Disminuído
Enfermedad
Restrictiva
Disminuído
FVC
Disminuído
Disminuído
FEV1.0/FVC
Disminuído
Peak Flow
Disminuído
RV/TLC
Aumentado
Sin cambio o
Aumentado
Disminuído o
Sin cambio
Sin cambio
Cambios en la ventilación en presencia de
volúmenes y flujos alterados
 Enfermedad Obstructiva:
- Disminuye la frecuencia.
- Aumenta el volumen tidal (VT)
 Enfermedad Restrictiva:
- Aumenta la frecuencia.
- Disminuye el volumen tidal (VT).
Distensibilidad
=  volumen /  presión)
en
presencia de volúmenes y flujos alterados
(D
DISTENSIBILIDAD (D =  volumen /  presión) en
presencia de volúmenes y flujos alterados

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