Tema 8. Sistema respiratorio Respiración: obtener O2 para utilizarlo en las células, y eliminar el CO2 que ellas producen. Función: Ventilación- intercambio de gases y utilización del oxígeno Respiración externa: 1 CO2 1. Ventilación 2. Intercambio de gases (aire-sangre) Respiración interna: 2. Intercambio de gases (sangre-tejidos) 3. Utilización del oxígeno por parte de los tejidos Otras funciones no respiratorias Regula el pH El habla Defensa frente a elementos extraños inhalados La nariz sirve como órgano del olor O2 2 circulación pulmonar circulación sistémica CO2 O2 2 3 El aparato respiratorio consta de: 1. PORCIÓN CONDUCTORA (Vías respiratorias) faringe conductos rígidos que llevan el aire hasta los lugares de intercambio gaseoso: nariz, faringe, laringe, tráquea y bronquios primarios nariz tráquea boca bronquios laringe 2. PORCIÓN RESPIRATORIA lugares de intercambio de gases pulmón Bronquios secundarios , bronquiolos, conductos alveolares y alvéolos 3. PORCIÓN MOTORA músculos respiratorios: diafragma y m. intercostales internos y externos pulmón diafragma Laringe La tráquea se divide en dos bronquios principales El bronquio principal se divide 22 veces más, finalizando en un grupo de alveolos Tráquea Bronquio principal izquierdo Bronquio secundario Bronquiolo Alveolos Zona de conducción Zona de intercambio Porción respiratoria LA UNIDAD RESPIRATORIA TERMINAL Conducto alveolar alvéolos Conducto alveolar Bronquiolos respiratorios Bronquiolos terminales Los elementos básicos de la unidad respiratoria terminal son LOS ALVEOLOS (~300 millones, ~ superficie respiratoria de 50100 m2 ) saco alveolar Rama de la vena pulmonar Rama de la arteria pulmonar capilares pulmonares alvéolo El intercambio gaseoso entre el pulmón y la sangre se produce por DIFUSIÓN a través de la MEMBRANA ALVÉOLO-CAPILAR célula tipo II-productora de surfactante pulmonar Glóbulo rojo célula tipo I- (pared alveolar) capilar N macrófago alvéolos alvéolo membrana alveolo-capilar N epitelio alveolar endotelio capilar Hay dos tipos de neumocitos o células alveolares: -Tipo I:Las más numerosas. El intercambio de gases con la sangre tiene lugar a través de estás células. -– Tipo II : Son las células productoras de surfactante pulmonar (agente tensoactivo) CIRCULACIÓN PULMONAR EL FLUJO SANGUÍNEO ES IGUAL QUE EN LA CIRCULACIÓN GENERAL La red capilar rodea la totalidad del alveolo (cubren el 80-90% de su superficie) INTERCAMBIO DE GASES RÁPIDO La presión de la sangre en la circulación pulmonar es sólo la décima parte de la que presenta la sangre en la circulación general RESISTENCIA VASCULAR BAJA FUNCIONA CON RESISTENCIAS Y PRESIÓN BAJAS EDEMA PULMONAR El edema pulmonar generalmente es causado por insuficiencia cardíaca. A medida que el corazón deja de funcionar, la sangre se acumula en las venas y capilares pulmonares: la presión hidrostática aumenta y, a medida que dicha presión se incrementa, aumenta la cantidad de líquido filtrado, que es enviado hacia los alveolos (espacios aéreos). X X Este líquido se comporta como una barrera que interrumpe el movimiento normal del oxígeno a través de los pulmones, provocando dificultad para respirar. RELACIÓN VENTILACIÓN-PERFUSIÓN Acoplamiento ventilación-perfusión Regulación del diámetro bronquiolos arteriolas O2 en el fluido intersticial PO2 vasodilatación PO2 vasoconstricción O2 alveolo mal ventilado Vasoconstricción. Se desvía la sangre hacia regiones mejor ventiladas CO2 en el aire espirado CO2 broncodilatación CO2 bronconstricción VENTILACIÓN PULMONAR - Proceso por el cual el aire entra y sale de los alvéolos - Dos fases – Inspiración: aire entra a los pulmones (aumento del volumen pulmonar) – Espiración: aire sale de los pulmones (disminución del volumen pulmonar) Biomecánica de la ventilación Las modificaciones de la presión intrapulmonar tienen lugar debido a los cambios del volumen pulmonar La presión ejercida por un gas es inversamente proporcional al volumen que ocupa Ley de Boyle Inspiración: V Espiración: V pulmonar pulmonar P intrapulmonar mayor presión atmosférica que intrapulmonar P intrapulmonar mayor presión intrapulmonar que atmosférica entra aire sale aire Respiración: cambios en el volumen pulmonar Inspiración Espiración Los pulmones son incapaces de expandirse o de retraerse por sí solos: se mueven en asociación con la contracción y relajación del tórax DISTENSIBILIDAD: capacidad de expansión ELASTICIDAD: tendencia de una estructura a volver a su tamaño inicial tras haberse distendido. INSPIRACIÓN P V P atm P Intrapulmonar entra aire (en los pulmones) Expansión de la caja torácica mediante la contracción de -Diafragma -Intercostales externos los músculos inspiratorios: Diafragma: se contrae, y desciende hacia el abdomen La contracción de los músculos intercostales externos provoca el movimiento de las costillas hacia arriba y hacia delante Diafragma intercostales externos ESPIRACIÓN En la respiración normal, la espiración es un proceso PASIVO, que se lleva a cabo por la relajación de los músculos inspiratorios V El diafragma se relaja, asciende de nuevo y el volumen de la cavidad torácica disminuye P P intrapulmonar P atm La relajación de los intercostales externos produce el desplazamiento de las costillas y el esternón hacia abajo y hacia dentro DISMINUYE EL VOLUMEN DEL TÓRAX sale aire aire VENTILACIÓN PULMONAR FORZADA Durante el ejercicio o en una respiración forzada, se activan otros músculos accesorios a la respiración Músculos de inspiración Músculos de espiración inspiración Esternocleidomastoideo - Músculos escalenos - Músculo esternocleidomastoideos Escalenos Intercostales externos espiración Intercostales internos Diafragma - Músculos abdominales - Músculos intercostales internos Abdominales LA PLEURA Es una membrana epitelial húmeda compuesta por: - La pleura visceral, cubre la superficie de los pulmones - La pleura parietal, reviste la parte interna de la cavidad torácica Entre ambas hojas existe una delgada película de líquido, el líquido pleural funciones Lubricante para que los pulmones puedan deslizarse sobre la pared torácica Permite que los pulmones se muevan con la contracción y la relajación del tórax Mantiene los pulmones estrechamente unidos a la pared torácica VOLÚMENES Y CAPACIDADES PULMONARES Volumen corriente (VC): El volumen de aire que entra y sale del pulmón en una respiración normal. (0,5 l) Volumen de reserva inspiratorio (VRI): Es el volumen adicional máximo de aire que puede inspirarse por encima del volumen corriente normal. (2,5 l) Volumen de reserva espiratorio(VRE): Es el volumen adicional máximo de aire que puede espirarse en una espiración forzada después de una espiración corriente normal. (1,5 l) Volumen residual (VR): Es el volumen de aire que queda en los pulmones tras una espiración forzada. (1.5 l) Capacidad residual funcional (CRF): Cantidad de aire que contiene el pulmón tras una espiración normal: VR+VRE (3 l) Capacidad inspiratoria (CI): Capacidad máxima de aire que puede inspirarse. VC+VRI (3 l) Capacidad pulmonar total (CPT): Es el máximo volumen al que pueden expandirse los pulmones con el máximo esfuerzo posible. VC+VRI+VRE+VR (6 l) Capacidad vital (CV): Es la máxima cantidad de aire que puede expulsar una persona de los pulmones después de una inspiración máxima y espirando al máximo. VC+VRI+VRE o CPT-VR (4,5 l) CAPACIDADES PULMONARES La suma de dos o más volúmenes pulmonares recibe el nombre de capacidad -Capacidad vital -Capacidad pulmonar total -Capacidad inspiratoria -Capacidad residual funcional La capacidad vital es la cantidad máxima de aire que puede movilizarse voluntariamente en una respiración VRI Vc Capacidad pulmonar total VRE VR ESPIROMETRÍA Se utiliza para medir los volúmenes pulmonares y el flujo de aire. Sirve para valorar la función pulmonar. Se emplea un espirómetro. Tambor flotante aire agua Cuando el sujeto inhala, el aire se desplaza hacia los pulmones. El volumen del tambor disminuye y la plumilla asciende INTERCAMBIO DE GASES Por difusión a favor de gradiente de presión De los 0.5 litros que entran en el aparato respiratorio en cada respiración, 0,15 litros se quedan en las vías respiratorias de conducción, y 0,35 litros entran en los alveolos donde se producirá el intercambio de gases. Difusión de OXÍGENO Difusión de CO2 alveolo ↓afinidad Hb-O2 ↑ afinidad Hb-O2 O2 Sistema circulatorio PO2 mmHg alveolo CO2 Sistema circulatorio Alteraciones en el intercambio de gases Enfisema Pulmón normal Destrucción de los alvéolos, son más escasos pero de mayor tamaño. Disminución de la superficie de intercambio respiratorio. Enfermedad fibrótica del pulmón Hay un engrosamiento de la pared alveolar, lo que reduce la distensibilidad pulmonar Edema Asma El líquido acumulado reduce el movimiento normal del oxígeno a través de los pulmones. Broncoconstricción (contracción exagerada del músculo liso bronquial) Mecanismos de control respiratorios - Bulbo raquídeo - Protuberancia - Corteza cerebral Quimioreceptores •Centrales. Bulbo raquídeo. Sensibles a variaciones en pCO2 en el líquido intersticial cerebral y el líquido cefalorraquídeo •Periféricos. Cuerpos carotídeos y aórticos. Sensibles a los cambios en: pO2, pCO2 y pH sanguíneos Receptores pulmonares •Receptores de estiramiento: captan el estiramiento de los pulmones durante la inspiración. •Receptores de irritación: se activan por irritantes mecánicos (polvo o químicos). Broncoconstricción, tos. •Receptores J o nociceptores: se estimulan en diversas situaciones patológicas. protuberancia Bulbo raquídeo CONTROL NERVIOSO DE LA RESPIRACIÓN Centro neumotáxico Centro apnéustico protuberancia Grupo respiratorio ventral (GRV) Complejo de Pre-Bötzinger Bulbo raquídeo Grupo respiratorio dorsal (GRD - inspiratorio) CENTRO RESPIRATORIO BULBAR a los músculos inspiratorios Neuronas inspiratorias y espiratorias músculos intercostales externos diafragma CO2 + H2O BHE LCR LCR + quimiorreceptores centrales + quimiorreceptores periféricos Ventilación H2CO3 H+ + HCO3-