aparato_respiratorio[1]

UNIVERSIDAD JOSÉ ANTONIO PÁEZ

FACULTAD DE CS. DE LA SALUD

ESCUELA DE ODONTOLOGÍA

UNIDAD VII

Fisiología del

Aparato Respiratorio

Febrero, 2007

APARATO RESPIRATORIO

•Componentes

•Vías respiratorias superiores:

•Nariz, faringe, glotis, laringee

•Vías respiratorias inferiores:

•Tráquea

•Bronquios, bronquiolos

•Alvéolos pulmonares (pulmones)ones)

•Membrana pleural

•Tórax, músculos respiratorios (intercostales)

•Diafragma abdominal


GASES ATMOSFÉRICOS

Composición del aire seco

•Oxígeno (O2) 21 %

•Dióxido de Carbono (CO2) 0.04 %

•Nitrógeno (N2) 78 %

•Otros gases (Argón, Helio) 0.9 %

Respiración externa (pulmonar):

toma O2, elimina CO2 (intercambio gaseoso)

Respiración interna (celular):

utilización de O2, producción de CO2


PROPIEDADES DE LOS GASES

Un gas ejerce presión en el espacio en el que está disuelto.

La presión depende de su temperatura y de la concentración molar

(número de moles)

Los gases se expanden llenando el espacio disponible

(ocupan un volumen)

En una mezcla de gases, cada gas ejerce una presión en ese volumen

(presión parcial)

Presión atmosférica (barométrica)

A nivel del mar = 760 mmHg = 1 atmósfera


PRESIÓN PARCIAL DE LOS GASES ATMOSFÉRICOS

Presión parcial= P

•PO2 = 0.21 x 760 mmHg = 160 mmHg (a nivel del mar)

•PN2 = 0.79 x 760 mmHg = 600 mmHg

•PCO2 = 0.0004 x 760 mmHg = 0.3 mmHg

El vapor de agua en el aire disminuye las presiones parciales de los gases:

P H2O (a 37ºC) = 47 mmHg


PRESIÓN PARCIAL DE LOS GASES ATMOSFÉRICOS

Presión parcial= P

a nivel del mar en los pulmones (humedad)

•PO2 160 mmHg

•PN2 600 mmHg

•PCO2 0.3 mmHg

•PO2 149

mmHg

•PN2 564

mmHg

•PCO2 0.3

mmHg


PULMONES:

Órgano intercambiador de gases

Tórax: bomba que ventila los pulmones

Frecuencia respiratoria normal: 12 a 15 resp/min

Los gases entran a los alvéolos y por DIFUSIÓN SIMPLE se intercambian con los de las sangre

alveolo capilar

O2

CO2

O2

CO2


PULMONES:

Cada minuto: entran 250 mL de O2 al cuerpo

salen 200 mL de CO2 del cuerpo

Otros gases que se pueden encontrar en el aire espirado:

Metano, Alcohol, Acetona

RESPIRACIÓN PULMONAR

VÍAS RESPIRATORIAS Y PULMONES:

Área total de vías resp. (con divisiones y ramificaciones)

11.800 cm2

Humano: 300 millones de alvéolos. Superficie total alveolar:

70 m2

Células alveolares:

c. tipo I (de revestimiento)

c. tipo II (neumocitos granulosos): sustancia tensoactiva

Otras células:

macrófagos alveolares, linfocitos, células cebadas

Células Bronquiales:

ciliadas. Abundantes receptores muscarínicos


VÍAS RESPIRATORIAS Y PULMONES:

Superficie total alveolar:

70 m2


Circulación Pulmonar:

Aurícula y ventrículo derecho

Arteria pulmonar

Lecho capilar pulmonar

Venas pulmonares

Retorno sanguíneo a la aurícula izquierda

Espacios Torácicos:

PLEURA= pleura parietal ) ( pleura visceral

espacio pleural

Presión pleural negativa (-2,5 mmHg)

en inspiración (-6 mmHg)

inspiración forzada (-30 mmHg)


MÚSCULOS RESPIRATORIOS

Diafragma: responsable del 75% de intercambio del volumen intratorácico

Músculos Inspiratorios:

•Diafragma

•Intercostales externos (elevan las costillas en inspiración)

•Inspiratorios accesorios:

•Escalenos

•Esternocleidomastoideo

Músculos espiratorios (espiración forzada)

•Intercostales internos

•Músculos abdominales


INSPIRACIÓN:

proceso activo (2 segundos)

ESPIRACIÓN:

proceso pasivo (3 segundos)

en reposo, o espiración tranquila

INSPIRACIÓN FORZADA: ( o máxima)

disminuye la presión intrapleural a -30 mmHg

Máximo uso de músculos respiratorios

(principales y accesorios)


VOLÚMENES PULMONARES:

Volumen ventilatorio (o normal):

Cantidad de aire que entra o sale con cada inspiración o espiración (en reposo, es de 500 mL)

Volumen inspiratorio de reserva:

Aire inspirado durante un esfuerzo inspiratorio máximo



Volumen espiratorio de reserva:

Volumen expulsado por un esfuerzo espiratorio activo (después de la espiración pasiva)

Volumen residual:

Aire que queda en los pulmones después de un esfuerzo espiratorio máximo



Espacio respiratorio muerto:

Espacio de las vías aéreas ocupado por gases que no se intercambian con la sangre (no se pone en contacto con los alvéolos)

Espacio muerto


CAPACIDADES PULMONARES:

Capacidad Vital:

La mayor cantidad de aire que puede espirarse después de un esfuerzo espiratorio máximo

Capacidad Respiratoria Máxima:

Volumen mayor de gas que

puede desplazarse hacia fuera

o adentro de los pulmones por

esfuerzo voluntario en 1 minuto

(125 – 170 L/min)


SUSTANCIA TENSOACTIVA (factor surfactante)

Producido por los neumocitos alveolares tipo II

Tensión superficial baja en los alvéolos

Lípidos que disminuyen la tensión

(dipalmitoilfosfatidilcolina, otros lípidos y proteínas)

Evita el colapso alveolar en la espiración


LA FUNCIÓN RESPIRATORIA PERMITE EL INTERCAMBIO GASEOSO SEGÚN LAS NECESIDADES DEL ORGANISMO.

ESTE PROCESO CONSTA DE VARIAS FASES:

1.VENTILACIÓN PULMONAR

2.DIFUSIÓN DE GASES ENTRE ALVEOLOS Y SANGRE 3.PROCESOS METABÓLICOS EN LAS CÉLULAS, CON CAPTACIÓN DE OXÍGENO Y ELIMINACIÓN DE CO2

INTERCAMBIO DE GASES EN LOS PULMONES

•AIRE ALVEOLAR:

Mezcla de aire inspirado con aire alveolar

Mayor humedad (aportada por vías aéreas)

•DIFUSIÓN A TRAVÉS DE MEMBRANA ALVEOLO-CAPILAR:

-Célula alveolar

(epitelio pulmonar)

-Membrana basal

(fusión membrana alveolo-capilar)

-Célula endotelial

-Sangre capilar

-Membrana glóbulo rojo

-Hemoglobina


•CAPILAR PULMONAR:

-Son tubos endoteliales

-Poco músculo en sus paredes

-Son grandes (anchos)

-Tienen múltiples anastomosis que

rodean al alvéolo (maya o red)


CAPTACIÓN DE GASES (oxígeno y dióxido de carbono):

•Depende de la capacidad de transporte de la hemoglobina

•De la difusión de O2

•De la velocidad de perfusión capilar:

Tiempo de recorrido del eritrocito en el capilar alveolar (reposo: 0,75 seg ejercicio: 0.3 seg)

•El O2 sanguíneo tarda 0.3 seg en equilibrarse con el O2 alveolar

•El CO2 difunde con más facilidad las membranas celulares

•El “CO” (monóxido de carbono) difunde con mayor rapidez aún


CAPTACIÓN DE GASES

PO2 alveolar = 100 mmHg

PO2 capilar = 40 mmHg

PO2 capilar oxigenado = 97 mmHg

PO2 sangre Arterial (aorta) = 95 mmHg

PCO2 venosa (Arteria pulmonar) = 46 mmHg

PCO2 Aire alveolar = 40 mmHg

PCO2 sangre capilar (oxigenada) = 40 mmHg

Cortocircuito fisiológico:

1. Circulación bronquial cae en capilares pulmonares

2. Circulación venosa cardíaca cae en aurícula izquierda

INTERFASE ALVEOLO - CAPILAR

DIFUSIÓN DE GASES:

SANGRE VENOSA:

PO2 40

CO2 46

H2O 47

N2 573

SANGRE ARTERIAL:

PO2 95

CO2 40

H2O 47

N2 573

PO2 100

CO2 40

H2O 47

N2 573

Aire Inspirado

PO2 158

CO2 0.3

H2O 5.7

N2 596

Aire Espirado

PO2 116

CO2 32

H2O 47

N2 565

RESPIRACIÓN TISULAR

FUNCIÓN DE LA HEMOGLOBINA

INTERCAMBIO GASEOSO A NIVEL CELULAR

RETORNO DE CO2 A LOS PULMONES

RESPIRACIÓN TISULAR

FUNCIÓN DE LA HEMOGLOBINA:

•El 99% del O2 que se disuelve en la sangre se combina con la HB

•La HB se combina rápidamente con el O2 en los pulmones

•Entrega rápidamente O2 en los tejidos

(curva de disociación de la HB)

*estado relajado: pulmones *estado tenso: Tejidos

EL DIÓXIDO DE CARBONO:

•Se disuelve en sangre a través de reacciones químicas

( CO2 + H2O = ácido carbónico = bicarbonato + H+ )

•95% viaja en sangre de esta forma

•En el pulmón se invierte la ecuación = se libera CO2 (gaseoso)

REGULACIÓN NERVIOSA DE LA RESPIRACIÓN

RESPIRACIÓN ESPONTÁNEA:

Ocurre por descargas rítmicas de Neuronas Motoras que inervan a los músculos respiratorios.

Es dependiente de impulsos encefálicos.

Las descargas rítmicas son reguladas por:

Alteraciones en la concentración arterial de O2 (PO2)

Alteraciones en la concentración arterial de CO2 y H+

SISTEMA DE CONTROL NERVIOSO:

•Centros de control voluntario

•Centros de control automático


Centros Medulares de Nervios para músculos respiratorios:

Entre los segmentos medulares

C3 a C5 se encuentran:

-Las neuronas motoras medulares

Para:

-M. diafragma (N. frénico)

-Músculos intercostales


Centro de control voluntario:

Ubicado en la corteza cerebral, control de músculos respiratorios

A través del nervio frénico para el diafragma (vago)

Centro de control automático:

Protuberancia (puente) del tallo cerebral = centro Neumotáxico

Bulbo raquídeo (médula oblonga) = centro respiratorio

NEUMOTÁXICO

RESPIRATORIO


Centro de control automático:

Protuberancia (puente) del tallo cerebral = centro Neumotáxico

Bulbo raquídeo (médula oblonga) = centro respiratorio

ESTOS CENTROS TIENEN 2 GRUPOS DE NEURONAS QUE DESCARGAN EN FORMA AUTOMÁTICA Y ALTERNANTE:

NEURONAS INSPIRATORIAS (I)

NEURONAS ESPIRATORIAS (E)

RECIBEN INFORMACIÓN AFERENTE VIA NERVIO VAGO:

cambios de posición, expansión y contracción de caja torácica,

Información de sensores químicos circulatorios (quimiorreceptores)


CONTROL QUÍMICO DE LA RESPIRACIÓN:

Quimiorreceptores que son sensibles a cambios de PO2 PCO2 H+ :

•Cuerpos carotídeos (glomo)

•cuerpos aórticos

•Células bulbares

•Son estimulados por una elevación de la PCO2 y H+ (variación de pH)

•Son estimulados por un descenso en la PO2

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