Cátedra de Fisiología. Lic. En Kinesiología y Fisiatría Bibliografía: Guyton

Cátedra de Fisiología. Lic. En Kinesiología y Fisiatría
Lic. Klga. Patricia Pereyra
Bibliografía: Guyton
APARATO RESPIRATORIO.
Los objetivos de la respiración son suministrar oxígeno a los tejidos y eliminar dióxido
de carbono.
El pulmón es una estructura elástica que se colapsa como un globo y expulsa todo su
aire por la tráquea si no existe una fuerza que lo mantiene inflado. El pulmón flota en la
cavidad torácica, rodeado de una fina capa de líquido pleural que lubrica los
movimientos de los pulmones en el interior de la cavidad.
La presión pleural es la presión del líquido en el estrecho espacio existente entre la
pleura pulmonar y la pleura de la pared torácica.
La presión alveolar es la presión en el interior de los alvéolos pulmonares. Cuando la
glotis está abierta y no fluye aire ni al interior ni fuera de los pulmones, las presiones en
todas las partes del árbol respiratorio, hasta los alvéolos, son iguales a la presión
atmosférica, que se considera 0 cm. de agua.
Para originar un flujo de aire hacia dentro en la inspiración, la presión en los alveolos
debe caer a un valor discretamente inferior al de la Pr atmosférica.
En la inspiración normal la presión alveolar desciende a (-1 cm de H2O). Esta presión
ligeramente negativa basta para desplazar ½ litro de aire al interior de los pulmones en
los 2 segundos que dura la inspiración normal tranquila.
Durante la espiración ocurre lo contrario: la presión alveolar se aumenta hasta (+1 cm
de H2O) aproximadamente y esto hace salir ½ litro de aire inspirado fuera de los
pulmones durante los 2 o 3 segundos de la espiración.
La diferencia de presión entre la alveolar y la pleural se llama Pr transpulmonar y es
la diferencia entre la Pr de los alveolos y la de las superficies externas de los pulmones
y representa una medida de las fuerzas elásticas de los pulmones que tienden a colapsar
los pulmones en cada grado de expansión, llamada presión de retroceso elástico.
Distensibilidad pulmonar: el grado de expansión de los pulmones por unidad de
incremento de la presión transpulmonar se denomina distensibilidad y esta está
determinada por las fuerzas elásticas del propio tejido pulmonar y la fuerza elástica
causada por la tensión superficial del líquido que reviste las paredes interiores de los
alvéolos y otros espacios aéreos pulmonares.
Las fuerzas elásticas del tejido pulmonar están determinadas por las fibras de elastina y
colágeno entrelazadas en el parénquima pulmonar. En los pulmones desinflados, estas
fibras están en estado de contracción, cuando los pulmones se expanden, las fibras
distienden y enderezan, alargándose.
Agente tensoactivo, tensión superficial y colapso pulmonar:
Esto sucede dentro de los alvéolos, aquí la superficie del agua intenta contraerse, esta
trata de forzar el aire fuera de los alvéolos a través de los bronquios y hace que los
alvéolos (y otros espacios aéreos de los pulmones) intenten colapsarse. El efecto genera
una fuerza contráctil elástica de todos los pulmones, que se denomina la fuerza elástica
de tensión superficial.
El agente tensoactivo es, un agente activo en la superficie, que cuando se extiende sobre
la superficie de un líquido, reduce notablemente la tensión superficial. Se segrega por
las células epiteliales alveolares de tipo II
Trabajo respiratorio:
Inspiración: activa
Espiración: causada por la retracción elástica de los pulmones y de las estructuras de la
caja torácica.
El trabajo de la inspiración puede dividirse en tres fracciones:
1.- el requerido para expandir los pulmones en contra de las fuerzas elásticas de los
pulmones y del tórax, denominado trabajo de distensibilidad o trabajo elástico
2.- el requerido para vencer la viscosidad de los pulmones y de las estructuras de la
pared torácica, denominado trabajo de resistencia tisular, y
3.- el preciso para vencer la resistencia de la vía respiratoria durante el movimiento del
aire a los pulmones, denominado trabajo de resistencia de la vía respiratorio.
Durante la respiración normal la mayor parte del trabajo de los músculos resp. Se
utiliza simplemente para expandir los pulmones.
Fisiología de la inspiración: Cuando la glotis está abierta y no existe movimiento de
aire a través de la vía aérea (reposo ventilatorio) no hay diferencias de presiones entre la
atmósfera y los alvéolos = 0 Para ventilar hay que romper este equilibrio. Para ello
fisiológicamente se logra descender la presión alveolar a valores subatmosféricos
gracias a la contracción de los músculos inspiratorios. Cuando el diafragma se contrae,
aumentan todos los diámetros torácicos principalmente el vertical disminuyendo así la
presión intrapleural y por lo tanto la alveolar.
La contracción diafragmática aumenta la presión intraabdominal. Esta presión
abdominal desplaza las vísceras y empuja la pared abdominal hacia delante ejerciendo
presión sobre el área del abdomen que contacta con las últimas costillas., así aumenta el
diámetro transversal junto a la acción de los intercostales externos. Así disminuye la
presión intrapleural y en consecuencia la alveolar, pero aumenta la presión abdominal.
Esta diferencia de presión se llama presión diafragmática inspiratoria o
transdiafragmática. (PDI)
Volúmenes y capacidades:
Volumen corriente: es el volumen de aire inspirado o espirado en cada respiración
normal, en el varón joven es en promedio de 500 milímetros.
Volumen de reserva inspiratoria: es el volumen adicional máximo de aire que se
puede inspirar por encima del volumen corriente normal, normalmente es de unos
3000ml
Volumen de reserva espiratorio: es la cantidad adicional máximo de aire que se puede
espirar por espiración forzada después de una espiración normal, 1100 ml.
Volumen residual: es el volumen de aire que queda en los pulmones tras la espiración
forzada. Supone en promedio 1200 ml.
Capacidades pulmonares: Las sumas de volúmenes reciben el nombre de
capacidades pulmonares.
La capacidad inspiratoria es igual al volumen corriente más el volumen de reserva
inspiratorio. Es la cantidad de aire (3500 ml.) que una persona puede respirar
comenzando el nivel de una espiración normal e hinchando al máximo sus pulmones.
La capacidad residual funcional es igual al volumen de reserva espiratorio más el
volumen residual. Es la cantidad de aire que queda en los pulmones tras una espiración
normal (2300 ml)
La capacidad vital es igual al VRI+VC+VRE. 3000+500+1100= 4600 ml. Es la
máxima cantidad de aire que puede expulsar una persona de los pulmones después de
una inspiración máxima y espirando al máximo (4600 ml.)
La capacidad pulmonar total es el máximo volumen al que pueden expandirse los
pulmones con el máximo esfuerzo inspiratorio posible (5800 ml.), es igual a la suma de
la capacidad vital y del volumen residual.
Todos los volúmenes y capacidades pulmonares son entre un 20% y25% menores en la
mujer que en el hombre, y son mayores en personas altas y atléticas que en pequeñas y
asténicos.
Volumen minuto respiratorio:
El volumen minuto respiratorio es la cantidad total de aire nuevo que se penetra en las
vías respiratorias cada minuto: es igual al volumen corriente multiplicado por la
frecuencia respiratoria. El vol. Cte.es de 500 ml. Y la fr. Resp. De 12.
Vol.minuto resp. Es en promedio unos 6 l por minuto.
La frecuencia respiratoria se eleva en ocasiones hasta 40 o 50 resp. Por minuto, y el
volumen corriente hasta 4600 ml. Esto puede dar un vol. Minuto superior a 200 litros
por minuto.
La frecuencia respiratoria en un adulto joven y sano en reposo es de 12 a 18.
Ventilación alveolar:
Consiste en renovar continuamente el aire en las zonas de intercambio gaseoso de los
pulmones donde el aire está en las proximidades de la sangre pulmonar. Estas zonas
son los alvéolos, sacos alveolares, conductos alveolares y bronquiolos respiratorios. La
tasa a la que el aire nuevo alcanza estas zonas se llama ventilación alveolar.
¿Cómo recorre el aire nuevo de los bronquiolos terminales a los alvéolos?
Por difusión.
Espacio muerto y su efecto sobre la ventilación alveolar:
Parte del aire que respira una persona nunca alcanza las zonas de intercambio gaseoso,
sino que llena las vías respiratorias en las que no tiene lugar intercambio gaseoso, como
las fosas nasales, la faringe y la tráquea. Este aire se denomina aire del espacio muerto
ya que no es útil para el proceso de intercambio de gases, las vías respiratorias en las
que no hay intercambio gaseoso se llaman espacio muerto.
En la espiración, el aire del espacio muerto se expulsa primero, antes de que el aire de
los alvéolos alcance la atmósfera.
El vol. Normal del espacio muerto es de 150 ml. Esta cifra aumenta con la edad.
El espacio de conducción de las vías aéreas se llama espacio muerto anatómico.
El espacio muerto fisiológico es cuando los alvéolos no funcionan o lo hacen
parcialmente, debido a mala perfusión o cuando el aire es escaso en su interior.
Tasa de ventilación alveolar
La ventilación alveolar por minuto es el volumen total de aire nuevo que penetra en los
alvéolos y las aéreas contiguas de intercambio gaseoso cada minuto.
Va= vol. Ventilación alveolar por minuto.
Va= FR x VC-VM
Va= 12x 500-150
Va= 12 x 350
Va=4,200 ml/minuto
La Va es uno de los principales factores que determinan las concentraciones de O2 y
CO2 en los alvéolos.
Funciones de las vías respiratorias:
El aire se distribuye a los pulmones a través de la tráquea, bronquios y bronquiolos. La
tráquea se denomina la vía respiratoria de la 1º generación y los dos bronquios
principales, der. e izq., son la 2º generación.
Para evitar el colapso de la traquea, existen los anillos cartilaginosos. En las paredes de
los bronquios, placas de cartílago le dan cierta rigidez. Estas placas se hacen menores
en las últimas generaciones de bronquios y desaparecen en los bronquiolos
Reflejo tusígeno:
Los bronquios y la tráquea son tan sensibles al contacto ligero que las cantidades
excesivas de sustancias extrañas u otra causa de irritación inicia el reflejo de la tos. La
laringe y la carina (donde la tráquea se bifurca en los 2 bronquios) son especialmente
sensibles, y los bronquiolos terminales e incluso los alvéolos son sensibles a estímulos
químicos corrosivos como el gas de dióxido de azufre y el cloro.
Los impulsos aferentes procedentes de las vías respiratorias se dirigen al bulbo raquídeo
por los nervios vagos. Los circuitos neuronales bulbares desencadenan una secuencia
de sucesos, que causan el siguiente efecto.
1º: se inspiran unos 2,5 l de aire.
2º se cierra la epiglotis y las cuerdas vocales para retener el aire en los pulmones.
3º se contraen enérgicamente los músculos abdominales, empujando al diafragma.
También se contraen los intercostales internos. La presión en los pulmones se eleva a
100mm Hg. O más.
4º las cuerdas vocales y la epiglotis se abren de repente, de forma que el aire a presión
explota hacia fuera. (120 o 150 km/hora)
El aire en rápido movimiento suele transportar cualquier material extraño que pueda
haber en los bronquios o tráquea.
Reflejo del estornudo:
Es muy parecido al de la tos, excepto porque afecta a las vías respiratorias nasales en
vez de las vías respiratorias inferiores. El estímulo inicial del reflejo del estornudo es la
irritación de las vías respiratorias nasales, y los impulsos aferentes se dirigen al bulbo
por el 5º nervio craneal, en el bulbo se desencadena el reflejo. La úvula desciende, de
forma que pasan rápidamente grandes cantidades de aire por la nariz, ayudando así a
eliminar sustancias extrañas de las vías nasales.