FISIOLOGIA DE LA RESPIRACIÓNFISIOLOGIA DE LA RESPIRACIÓNDinámica y Mecánica Pulmonar Dinámica y Mecánica Pulmonar Interpretación de Gases ArterialesInterpretación de Gases ArterialesObstrucción y Restricción pulmonar Obstrucción y Restricción pulmonar

Dr. .José Torres SalesDra. Carmen Rojas Julián

Ventilación pulmonar

Es el proceso de conducción del gas a los alvéolos y Es el proceso de conducción del gas a los alvéolos y su extracción de estos a través de las vías aéreas de su extracción de estos a través de las vías aéreas de conducción.conducción.

Las interrelaciones entre los volúmenes de los Las interrelaciones entre los volúmenes de los gases y la presión intratoracica se llaman gases y la presión intratoracica se llaman Mecánica Mecánica PulmonarPulmonar

Ventilación pulmonar

Músculos de la RespiraciónInspiración• El músculo diafragma se contrae y se El músculo diafragma se contrae y se

mueve hacia abajo, con incremento de mueve hacia abajo, con incremento de la dimensión vertical de la cavidad la dimensión vertical de la cavidad torácica y los contenidos abdominales torácica y los contenidos abdominales son forzados a movilizarse hacia abajo son forzados a movilizarse hacia abajo y adelante.y adelante.

• Los márgenes de las costillas se Los márgenes de las costillas se elevan y se localizan hacia fuera, elevan y se localizan hacia fuera, incrementándose el diámetro incrementándose el diámetro transverso del tóraxtransverso del tórax..

Ventilación Pulmonar

Inspiración

• Los músculos intercostales Los músculos intercostales externos, cuando se contraen, externos, cuando se contraen, las costillas se movilizan hacia las costillas se movilizan hacia arriba y adelante, arriba y adelante, incrementando los diámetros incrementando los diámetros tanto lateral y anteroposterior tanto lateral y anteroposterior del tórax.del tórax.

• Los músculos accesorios son : Los músculos accesorios son : Esternocleidomastoideos, Del ala de la nariz.Pequeños del cuello y la cabeza.Escalenos del cuello,

Ventilación Pulmonar

Espiración

• Es pasivo durante la respiración Es pasivo durante la respiración tranquila.tranquila.

• Intervienen: Intervienen: Recto abdominal,Recto abdominal, Oblicuo interno y externo.Oblicuo interno y externo. Transverso.Transverso.• Cuando se contraen se eleva la Cuando se contraen se eleva la

presión intraabdominal y el presión intraabdominal y el diafragma es empujado hacia diafragma es empujado hacia arriba.arriba.

• Los musc. Intercostales internos, Los musc. Intercostales internos, ayudan a la espiración activa, ayudan a la espiración activa, desplazando las costillas hacia desplazando las costillas hacia abajo y adentro, disminuyendo así abajo y adentro, disminuyendo así el volumen torácico.el volumen torácico.

Distensibilidad (D = volumen / presión) en presencia de volúmenes y flujos alterados

DISTENSIBILIDAD ((D = D = volumen / volumen / presión) presión) en presencia de en presencia de volúmenes y flujos alteradosvolúmenes y flujos alterados

Vías AéreasVías Aéreas

• Función :Función : Conducir el aire inspirado hacia las regiones de Conducir el aire inspirado hacia las regiones de intercambio gaseoso del pulmón.intercambio gaseoso del pulmón.

• Los conductos alveolares están totalmente revestidos de alvéolos, Los conductos alveolares están totalmente revestidos de alvéolos, donde se realiza el intercambio gaseoso. donde se realiza el intercambio gaseoso.

• Zona Respiratoria:Zona Respiratoria: constituye la mayor parte del pulmón, su constituye la mayor parte del pulmón, su volumen aprox. 2.5 – 3 litros volumen aprox. 2.5 – 3 litros

Ventilación pulmonar

Características Dinámicas del pulmón RESISTENCIA (R)

Q (L /min) = P (mm Hg o cm H2O)

RR (mm Hg / L / (mm Hg / L / seg)seg)

Ley de Poiseuille: n = n = viscosidadviscosidad

RR = = 8 n l8 n l l = l = longitud longitud

de V.R.de V.R.

r r 44 r = r = radio de radio de

V.R.V.R.

Si Si r (x2) r (x2) RR (x16) (x16) Si Si RR (x16) (x16) Q (x16) Q (x16)

Control del radio de las vías aéreas

r r = = actividad del sistema adrenérgico actividad del sistema adrenérgico (rcp. (rcp. 2)2)

r r = = actividad del sistema colinérgico actividad del sistema colinérgico ( ( formación de mucus) formación de mucus)

no adrenérgico, no colinérgico:no adrenérgico, no colinérgico: rr = VIP (péptido vasoactivador intestinal) = VIP (péptido vasoactivador intestinal) rr = sustancia P, neurokinas = sustancia P, neurokinas

Mecanismos compensatorios:Mecanismos compensatorios: rr = = volumen pulmonar volumen pulmonar rr = = volumen pulmonar volumen pulmonar

Localización de la Resistencia

Flujos en las vías aéreas

Flujo laminarFlujo laminar:: Bajas tasas de flujo. Bajas tasas de flujo. Las líneas de corriente Las líneas de corriente

son paralelas a la pared son paralelas a la pared del tubo.del tubo.

Flujo transicionalFlujo transicional:: Inestabilidad en las Inestabilidad en las

ramificaciones.ramificaciones. Formación de remolinos Formación de remolinos

localeslocales

Flujo turbulentoFlujo turbulento:: Desorganización total de Desorganización total de

la línea de corrientela línea de corriente. .

Bronquiolos y Flujo

Bronquiolos Bronquiolos segmentariossegmentarios::Mayor calibreMayor calibreAlta tasa de flujo Alta tasa de flujo Flujo turbulentoFlujo turbulento

Bronquiolos Bronquiolos terminalesterminales::Menor diámetroMenor diámetroBaja tasa de flujoBaja tasa de flujoFlujo laminarFlujo laminarGran cantidad dispuestos en paraleloGran cantidad dispuestos en paralelo

Volúmenes pulmonares

Espacio muerto:Espacio muerto:

1. Anatómico: nariz, traquea, bronquios mayores.1. Anatómico: nariz, traquea, bronquios mayores.

2. Alveolar: no ocurre intercambio gaseoso.2. Alveolar: no ocurre intercambio gaseoso.

Espacio muertoEspacio muerto

Vol. Residual Vol. Residual Res. Espiratoria Res. Espiratoria

Vol. CorrienteVol. Corriente

Res. InspiratoriaRes. Inspiratoria

Ventilacion minuto (VE): 

VE = (VT) x resp/min (FR) 

Ventilacion alveolar minuto (VA) y espacio muerto (VD): 

VA = (VT – VD) x FRVA = (450ml – 150) x 12 = 3,600 ml

Aire nuevo = Volumen + Espacio

tidal Muerto

VT = volumen tidalVD = ventilacion del espacio muerto

Ecuacion del gas alveolar: 

PAO2 = [PB – PH2O] FIO2 – PACO2

RQ 

PIO2 = [PB – PH2O] x FIO2

 RQ = VCO2

VO2

 PB = presion barometricaPH2O = presion de vapor de aguaFIO2 = concentracion fraccional de oxígeno inspirado

PaCO2 = presion arterial de anhidrido carbonicoRQ = couciente respiratorioVCO2 = eliminacion de CO2

VO2 = consumo de O2

PIO2 = 150 mm HgPAO2 = 100 mm Hg

Trastornos Primarios

<7.36

ACIDEMIA

7.36 – 7.44

EUDREMIApH

↓ HCO3- ↑ PCO2

> 7.44

ALCALEMIA

ACIDOSIS RESPIRATORIA

↓ PCO2↑ HCO3-

ACIDOSIS METABÓLICA

ALCALOSIS RESPIRATORIA

ALCALOSIS METABÓLICA

Trastornos Primarios: Compensación

Ante un trastorno metabólico, el organismo compensa Ante un trastorno metabólico, el organismo compensa

este estado por la vía respiratoria.este estado por la vía respiratoria.

↓ ↓ HCOHCO33-- (Acidosis metabólica) (Acidosis metabólica)

↑↑ HCOHCO33-- (Alcalosis metabólica (Alcalosis metabólica))

Ante un trastorno respiratorio, el organismo Ante un trastorno respiratorio, el organismo

compensa este estado por la vía metabólica. compensa este estado por la vía metabólica. ↑↑ pCOpCO22 (Acidosis respiratoria)(Acidosis respiratoria)

↓ ↓ pCOpCO22 (Alcalosis respiratoria(Alcalosis respiratoria))

→ ↓ pCO2

→ ↑ pCO2

→ ↓ HCO3-

→ ↑ HCO3-

Trastornos Primarios: Compensación

Trastorno pHCambio Primario

Cambio Secundario

Acidosis Metabólica ↓ ↓ HCO3

- ↓ pCO2

Alcalosis Metabólica ↑ ↑ HCO3

- ↑ pCO2

Acidosis Respiratoria ↓ ↑ pCO2 ↑ HCO3

-

Alcalosis Respiratoria ↑ ↓ pCO2 ↓ HCO3

-

Trastornos Secundarios

La compensación del trastorno primario puede ser algo “exagerada” y

producir un “trastorno adicional”.

↓ ↓ HCOHCO33-- (Acidosis) (Acidosis)

↑↑ HCOHCO33-- (Alcalosis) (Alcalosis)

↑↑ pCOpCO22 (Acidosis)(Acidosis)

↓ ↓ pCOpCO22 (Alcalosis)(Alcalosis)

→ ↓↓↓ pCO2 (Alcalosis)

→ ↑↑↑ pCO2 (Acidosis)

→ ↓↓↓ HCO3- (Acidosis)

→ ↑↑↑ HCO3- (Alcalosis)

Trastorno Por cada… Compensa con…

Acidosis Metabólica

↓ 1 mEq/l HCO3- ↓ 1.2 mmHg pCO2

Alcalosis Metabólica

↑ 1 mEq/l HCO3- ↑ 0.7 mmHg pCO2

Acidosis Respiratoria

↑ 10 mmHg pCO2

Aguda: ↑ 1 mEq/l HCO3-

Crónica: ↑ 3.5 mEq/l HCO3-

Alcalosis Respiratoria

↓ 10 mmHg pCO2

Aguda: ↓ 2 mEq/l HCO3-

Crónica: ↓ 5 mEq/l HCO3-

Trastornos Primarios: Compensación

¿Como leo un AGA?

1er Paso:

¿Cómo está el pH?

pH

<7.36

ACIDEMIA

7.36 – 7.44

EUDREMIA

> 7.44

ALCALEMIA7.4

¿Como leo un AGA?2do Paso:

¿Qué trastorno primario me explica este pH?

<7.36

ACIDEMIA

↓ HCO3- Acidosis Metabólica

↑ pCO2 Acidosis Respiratoria

>7.44

ALCALEMIA

↑ HCO3- Alcalosis Metabólica

↓ pCO2 Alcalosis Respiratoria

GPO

¿Como leo un AGA?3er Paso

¿Hay una compensación secundaria adecuada?adecuada?

Trastorno Por cada… Compensa con…

Acidosis Metabólica ↓ 1 mEq/l HCO3- ↓ 1.2 mmHg pCO2

Alcalosis Metabólica ↑ 1 mEq/l HCO3- ↑ 0.7 mmHg pCO2

Acidosis Respiratoria ↑ 10 mmHg pCO2

Aguda: ↑ 1 mEq/l HCO3-

Crónica: ↑ 3.5 mEq/l HCO3-

Alcalosis Respiratoria ↓ 10 mmHg pCO2

Aguda: ↓ 2 mEq/l HCO3-

Crónica: ↓ 5 mEq/l HCO3-

Volúmenes pulmonares: VALORES NORMALES

Éspacio Muerto = Éspacio Muerto = 150 ml.150 ml.

Volumen Residual = Volumen Residual = 1000 ml.1000 ml.

Reserva Espiratoria = Reserva Espiratoria = 1000 ml. 1000 ml.

Volumen Corriente = Volumen Corriente = 500 ml.500 ml.

Reserva Inspiratoria = Reserva Inspiratoria = 2.5 - 3.5 L2.5 - 3.5 L

Aire Nuevo = Aire Nuevo = 350 ml.350 ml.

Trazado de volúmenes y capacidades pulmonares

Medida del volumen residual

No se puede medir No se puede medir con un espirómetrocon un espirómetro

Técnicas usadas: “Washout” de

nitrógeno Dilución de Helio Pletismografía

Espirometria

Enfermedades Pulmonares Obstructivas

y Restrictivas

Enfermedad Obstructiva

Dificultad para ESPIRAR el aireDificultad para ESPIRAR el aireEspiración obstruída

Ejemplos: enfisemaBronquitis crónicaasma.

Enfermedad Restrictiva

Dificultad para INSPIRAR el aireDificultad para INSPIRAR el aire Inspiración restringidaEjemplos:

Fibrosis intersticialsarcoidosisEnfermedades muscularesDeformaciones del tórax.

Capacidades y volúmenes pulmonares alterados

Enfermedad obstructiva:Disminuye VCAumenta TLC, RV, FRC.

Enfermedad restrictiva:Disminuye VCDisminuye TLC, RV, FRC.

Capacidades y volúmenes pulmonares alterados

normal

RV

ERV

TV

IRV

FRC

VC

restrictiva

RV

ERVTV

IRV

FRC

VC

obstructiva

RV

ERV

TV

IRV

FRC

VC

125

100

75

50

25

0

% N

orm

al T

LC

Capacidad Vital Forzada

FEV1.0 / FVC

Espiración forzada (flujo)FEF25-75

Curvas Flujo - Volumen

Flujo Flujo PicoPico

Volúmenes y flujos alterados

Enfermedad Obstructiva

Enfermedad Restrictiva

FEV1.0 Disminuído Normal o aumentado

FVC Normal o Disminuido Disminuído

FEV1.0/FVC Disminuído Sin cambio o Aumentado

Peak Flow Disminuído Disminuído o Sin cambio

RV/TLC Aumentado 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).