mecanica de la respiracion unsam – lic. kinesiologÍa y fisiatrÍa cÁtedra de fisiologÍa prof....
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MECANICA DE LA MECANICA DE LA RESPIRACIONRESPIRACION
UNSAM – LIC. KINESIOLOGÍA Y FISIATRÍACÁTEDRA DE FISIOLOGÍAPROF. BORGATELLO
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RECUERDO ANATÓMICORECUERDO ANATÓMICO
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IMPORTANCIA DE LA V. A DE IMPORTANCIA DE LA V. A DE CONDUCCIÓN – Fosas nasalesCONDUCCIÓN – Fosas nasales
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IMPORTANCIA DE LA V.A DE CONDUCCIÓN – IMPORTANCIA DE LA V.A DE CONDUCCIÓN – Tráquea y bronquiosTráquea y bronquios
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CONCEPTOS GENERALESCONCEPTOS GENERALES
La respiración consiste en el intercambio de gases (O2, CO2) entre las células y la atmósfera. Puede dividirse en
Externa :Intercambio de gases (O2/CO2) a nivel pulmonar
Interna :◦Transporte de gases en la sangre◦Intercambio tisular◦Respiración celular
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RESPIRACIÓN INTERNA VS EXTERNARESPIRACIÓN INTERNA VS EXTERNA
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La respiración y sus La respiración y sus órganos participan órganos participan además en otras además en otras funciones:funciones:Regulación ácido/baseRegulación de la temperatura
corporalExcreción de compuestos (por
ejemplo, cuerpos cetónicos)Actividad hormonal: angiotensina.
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VALORES EN REPOSOVALORES EN REPOSO12-15 respiraciones minuto500 cc aire inspirado/espirado en
cada ciclo 6 a 7,5 L/min
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MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONMúsculos respiratoriosMúsculos respiratorios
INSPIRATORIOS 1. Diafragma2. Intercostales
externos3. Esternocleido
mastoideo4. Escalenos5. Pectorales
ESPIRATORIOS1. Intercostales
internos2. Abdominales3. Recto anterior4. Oblicuos
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Músculos respiratoriosMúsculos respiratorios
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2006
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MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONPresiones Presiones
Presión atmosférica = 0 cm H2OPresión pleural (Ppl) = -3 a -5 cm H2OPresión alveolar (Pal) = Presión
pleural + presión de retroceso elástico alveolar
Presión transmural = Gradiente de presión transmural alveolar = Pal - Ppl
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DinámicaDinámica
AUMENTO DE LA CAVIDAD TORACICA
Intercostales externos Diafragma
DISMINUCION DE LA CAVIDADTORACICA
Intercostales internos
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MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONInspiración Inspiración Orden de control centralVías eferentes: información a los músculos
inspiratoriosActividad de diafragma e intercostalesPresión pleural más negativaAumenta presión trnasmural alveolarLos alvéolos se expandenDisminuye la presión alveolarGradiente de presión, genera flujo de
entrada de aireAumenta el retroceso elástico pulmonar
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INSPIRACION
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MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONEspiración Espiración Cesa el comando inspiratorioMúsculos respiratorios se relajanDisminuye el volumen torácicoPresión pleural se hace menos
negativaDisminuye el gradiente de presión
transmural alveolarDisminuye el volumen alveolar y
presión alveolarFlujo de salida de aire hasta que se
igualan las presiones
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ESPIRACIÓN
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MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONDistensibilidad o ComplianceDistensibilidad o ComplianceDetermina la facilidad con la que el
pulmón puede distenderse o estrecharseLa distensibilidad (compliance)es el
inverso de la elasticidadDISTENSIBILIDAD = 200-240
ml/cmH2O + Volumen / + Presión500 ml / -3, -5 cm H2O
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COMPLIANCE – Relación presión/volumenCOMPLIANCE – Relación presión/volumen
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MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONDistensibilidad o ComplianceDistensibilidad o Compliance
AUMENTA
1. Enfisema
DISMINUYE
1. Fibrosis2. Edema pulmonar3. Atelectasia4. Obesidad5. Deformidad de la
caja torácica
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MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONRetroceso elásticoRetroceso elástico Depende del tejido pulmonar en su
contenido de elastina y colágeno El retroceso elástico alveolar: * Tiende a colapsar alvéolos * Aumenta a volúmenes pulmonares
altos Retroceso elástico de la caja torácica * Tiende a expandir sus diámetros * Aumenta a volúmenes pulmonares
bajos
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DinámicaDinámica
Tensión superficial de los alveolos
Elasticidad del tejido pulmonar
pared torácica rígida
Presión intrapleural 757
mm Hg
La elasticidad del tejido pulmonar y la tensión superficial del líquido de los alveolos se oponen a la distensión del pulmón por la pleura. Esto hace que en reposo la presión intrapleural sea negativa
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MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONDiferencias regionales Diferencias regionales Las regiones inferiores ventilan más
que las zonas superiores La presión es menos negativa en la
base que en el ápice, debido al peso del pulmón
El pulmón es más fácil distender a volúmenes pequeños por la posición en la curva presión / volumen, pues pequeños cambios de presión producen grandes cambios de volumen.
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MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONSurfactante pulmonar Surfactante pulmonar COMPONENTES: 90% son Lípidos 10% son Proteínas
Lípidos: Fosfatidilcolina 60% Fosfatidilglicerol Fosfatidilinositol Otros Proteínas: SP-A es Inmunomoduladora SP-B SP-C SP-D es Inmunomoduladora
SP-B Y C Participan en estructura, en la actividad de disminuir la
tensión superficial y estimulan la absorción de fosfolípidos
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Ley de LaPlace Ley de LaPlace
Presión = 2 x Tensión superf.
Radio del alvéolo
SIN SURFACTANTE, EL ALVEOLO CHICO SE VACIARÍA EN EL GRANDE POR MAYOR PRESIÓN
2
1
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MECANICA RESPIRATORIAMECANICA RESPIRATORIASurfactante pulmonarSurfactante pulmonar NEUMOCITO II
Cuerpos lamelares (Almacenam.) Exocitosis al alvéolo Formación de una Monocapa Disminución de la tensión
superficial
Reemplaza el agua en la superficie alveolar, intercalándose entre sus moléculas.
(reduce la interfaz aire- líquido)
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MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONSurfactante pulmonar Surfactante pulmonar Disminuye el trabajo durante la
inspiración: * Disminuye la tensión superficial de
los alvéolos * Disminuye el retroceso elástico del pulmón * Aumenta la distensibilidad Ayuda a estabilizar los alvéolos de
diferentes tamaños
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MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONSurfactante pulmonar Surfactante pulmonar Efectos:1. Mejora la función pulmonar2. Mejora la expansión alveolar3. Mejoría en la oxigenación4. Disminuye el soporte ventilatorio 5. Aumenta la capacidad residual funcional6. Aumenta la distensibilidad pulmonar7. Disminuye los cortocircuitos
intrapulmonares8. Mejora la relación ventilación / perfusión
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Volúmenes y capacidades respiratorias
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ESPIROMETRIA: volúmenes de aire que se ESPIROMETRIA: volúmenes de aire que se
movilizan en la respiraciónmovilizan en la respiración
VRE (VT)
VRI(CV)
(CPT)VRCRF
CI
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ESPACIO MUERTO ESPACIO MUERTO Anatómico: es el volumen de las vías
aéreas de conducción = 150mlFisiológico: es una medida funcional
del volumen de los pulmones que no intercambia CO2. En sujetos normales es igual al espacio muerto anatómico
Representa ventilación perdida en pacientes con enfermedades obstructivas y restrictivas
Espacio muerto fisiológico oscila entre un 20% a un 35% del volumen corriente.
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CAPACIDADES PULMONARES CAPACIDADES PULMONARES Capacidad residual funcional
(CRF): la cantidad de gas contenido en los pulmones al final de una espiración normal.
Capacidad pulmonar total (CPT): la cantidad de gas contenido en los pulmones al final de una inspiración forzada.
Capacidad Vital (CV)
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VENTILACION PULMONAR VENTILACION PULMONAR Es el producto del volumen de aire que se
mueve en cada respiración (volumen corriente o tidal) (Vt)
El número de respiraciones que se producen en un minuto (volumen minuto) (VE)
VE = Vt x fcia.respiratoriaVentilación del espacio muerto
anatómico( VD) no se produce intercambio gaseoso
Espacio alveolar: en el que se hace efectivo el intercambio de gases (VA)
Vt = VD + VA
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VENTILACION PULMONAR VENTILACION PULMONAR Vol. minuto: Vt x fcia.
respiratoria
Tiempo inspiratorio (Ti): duración en segundos desde el inicio al final del volumen inspiratorio.
Tiempo espiratorio (Te): duración en segundos desde el final del flujo inspiratorio hasta el inicio del ciclo siguiente.
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Ventilación minuto= F x VVentilación minuto= F x V“Normal” = 12 x 0,5L = 6 LEjercicio físico = 35-45 x 2L =
70-90L◦Diferencia 15.
Valores máximos registrados : 200 L /min
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VOLUMEN ESPIRATORIO FORZADO VOLUMEN ESPIRATORIO FORZADO EN EL 1° SEGUNDO – VEF EN EL 1° SEGUNDO – VEF 11
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PRESION DE LA VIA AEREA PRESION DE LA VIA AEREA El acto fundamental de la respiración
espontánea requiere de la generación de una presión de la vía aérea (de impulso)
Consecutiva a la fuerza contráctil inspiratoria que inicia el flujo que sobrepasa las propiedades elásticas, de resistencia al flujo y de inercia de la totalidad del aparato respiratorio.
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FLUJO EN LA VIA AEREA FLUJO EN LA VIA AEREA Turbulento: Ocurre si el flujo de
aire es alto, la densidad del gas es elevada, radio de la vía aérea es grande: tráquea.
Transicional: Ocurre en los puntos de ramificación de las vías aéreas
Laminar: Vías aéreas periféricas donde la velocidad es muy baja.
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RESISTENCIA EN LA VIA AEREARESISTENCIA EN LA VIA AEREA Este concepto tiene significado
en fisiología pulmonar solamente en términos de FLUJO.
RESISTENCIA = difer. de presión
flujo ( lt/ seg)La resistencia se expresa como: * cm de H2O / lt / seg
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RESISTENCIA PULMONAR RESISTENCIA PULMONAR
Está dada por la resistencia del tejido pulmonar más la resistencia de la vía aérea.
La resistencia de las vías aéreas constituye el 80% de la resistencia total.
La resistencia de las vías aéreas puede elevarse en forma significativa en presencia de algunas enfermedades.
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DISTRIBUCION DE LA DISTRIBUCION DE LA
RESISTENCIA RESISTENCIA Las vías aéreas superiores son
responsables del 20 – 40% de la resistencia total de vías aéreas, aumenta al respirar por la nariz.
La resistencia en las vías aéreas periféricas es menor: la superficie de corte transversal es mayor.
La mayor resistencia al flujo del aire la oponen a las vías aéreas de mediano calibre.
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RESISTENCIA Y VOLUMENES RESISTENCIA Y VOLUMENES PULMONARESPULMONARES
VOLUMEN ALTO1. < resistencia2. > gradiente de
presión de pared3. retroceso
elástico alveolar abre las vías aéreas.
VOLUMEN BAJO1. Esfuerzo
espiratorio2. Presión pleural >
+3. > compresión
dinámica4. < retroceso
elástico alveolar.
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Factores que modifican la Factores que modifican la resistencia de la vía aérearesistencia de la vía aérea
> Resistencia (constricción) Estímulo
parasimpático(Acetilcolina) Histamina < PCO2
< Resistencia (dilatación) Estímulo
simpático B2 agonistas > PCO2
< PO2
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COMPRESION DINAMICA COMPRESION DINAMICA
Aumento de la resistencia de la vía aérea durante la espiración forzada
Punto de presiones iguales: la presión dentro de la vía aérea es igual a la presión por fuera de ella. Gradiente de presión transmural = 0
Punto de cierre: cuando la presión afuera es > que la presión en el interior de la vía aérea.
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COMPRESIÓN DINÁMICACOMPRESIÓN DINÁMICA
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COMPRESIÓN DINÁMICACOMPRESIÓN DINÁMICALimita el flujo aéreo en personas
normales durante la espiración forzada
Puede reducir la capacidad de realizar ejercicio en pacientes con neumopatías (por disminución del retroceso elástico pulmonar y pérdida de tracción radial en la VA).
El flujo está determinado por la presión alveolar menos la presión pleural.
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TRABAJO RESPIRATORIO TRABAJO RESPIRATORIO
El trabajo respiratorio depende del cambio de presión por unidad de cambio de volumen.
Trabajo elástico: es el necesario para vencer el retroceso elástico.
Trabajo de resistencia: para vencer la resistencia de las vías aéreas.
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TRABAJO RESPIRATORIO TRABAJO RESPIRATORIO La ventilación de los pulmones está
determinada por el esfuerzo del sistema respiratorio y las propiedades elásticas y resistencias del aparato respiratorio.
Las propiedades mecánicas de la respiración se utiliza la determinación de la distensibilidad pulmona, las resistencias pulmonares y el trabajo de la respiración.
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CIRCULACIÓN PULMONAR CIRCULACIÓN PULMONAR
Circulación pulmonar: relacionada con el sistema de intercambio gaseoso
Circulación bronquial: abastece de sangre arterial al pulmón para las necesidades de sus células
Ambos sistemas producen uniones (anastomosis), lo que hace que la sangre de la vena pulmonar, es decir la que se ha oxigenado, no esté oxigenada al 100%.
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CIRCULACIÓN PULMONARCIRCULACIÓN PULMONAR
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Zonas vasculares: efecto de Zonas vasculares: efecto de la presión hidrostática la presión hidrostática capilar.capilar.
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Efecto de los gradientes de presión Efecto de los gradientes de presión hidrostáticahidrostática
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Relación ventilación-Relación ventilación-perfusiónperfusiónLa ventilación pulmonar (V) y la
cantidad de sangre que recibe el pulmón (perfusión, Q) guardan una correlación, que se rompe en un punto: UMBRAL VENTILATORIO
Reposo : ◦Q = 5L/min bases > vértices◦V= 4,2L/min vértices > bases◦V/Q=0,8
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SHUNT O CORTOCIRCUITO SHUNT O CORTOCIRCUITO FISIOLÓGICOFISIOLÓGICO
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IMPORTANCIA DE LA PRESIÓN IMPORTANCIA DE LA PRESIÓN INTERSTICIAL NEGATIVAINTERSTICIAL NEGATIVA
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GRACIAS!!!GRACIAS!!!…por estudiar …por estudiar tanto.tanto.