ESTRUCTURA Y FUNCIÓN PULMONAR

DR JOSÉ JOSÉ HERRERA TÁMARARESIDENTE 1ER AÑO ANESTESIOLOGÍA Y REANIMACIÓNUNIMETRO 2015

ESTRUCTURA Y FUNCIÓN PULMONAR

• ARQUITECTURA PULMONAR CONTRIBUYE A SU FUNCION

• MEBRANA ALVEOLOCAPILAR

• VIAS RESPIRATORIAS Y FLUJO AEREO• VASOS Y FLUJO SANGUINEO

• ESTABILIDAD DE LOS ALVEOLOS• ELIMINACION DE PARTICULAS

GENERALIDADES• EL PULMÓN ES UN ORGANO DESTINADO AL INTERCAMBIO

GASEOSO

• PERMITIR QUE EL OXÍGENO SE DESPLACE DESDE EL AIRE A LA SANGRE VENOSA Y QUE EL DIOXIDO DE CARBONO HAGA EL CAMINO CONTRARIO

• ESTO SE DA EN LA MEBRANA ALVEOLO CAPILAR

• METABOLIZACION DE COMPUESTOS Y RESERVORIO SANGUINEO ( 1-2 % DEL GASTO CARDÍACO APROX.)

COMPONENTES GASEOSOS DEL AIRE

LEY DE DALTON

“LA PRESIÓN TOTAL EJERCIDA POR UNA MEZCLA DE GASES ES LA SUMA DE LAS PRESIONES PARCIALES DE CADA GAS POR SEPARADO”

La FIO2 es 21%

PO2 = PB x FIO2 = 760 X 0,21 = 159 mmHg

EN EL AIRE INSPIRADO

PO2 = ( PB – 47 ) x FIO2 = (760 – 47) X 0,21= 149 mmHg

EN EL AIRE

EN EL ALVÉOLO

PO2 = [ ( PB – 47 ) ] x FIO2 - PCO2 = [ (760 – 47) X 0,21 ] – 40 = 100 mmHg -------- ----

(RELACION. INT. GASEOSO) 1 1

ECUACIÓN DE GAS ALVEOLAR

RELACION DE INTERCAMBIO

GASEOSO(O.8-1)

PRESIONINSPIRADA

DE OXIGENO

PRESION DE VAPOR DE AGUA

VALOR DESCONOCIDO

• SE PUEDE OBTENER A TRÁVES DE GASES ARTERIALES

• LA CIRCULACION PULMONAR AGREGA 5.8 % AL GAS ATMOSFERICO

• DESPLAZANDO AL OXIGENO SIN ALTERAR LA PVH2O QUE ES CONSTANTE.

MEMBRANA ALVEOLOCAPILAR• EXTREMADAMENTE FINA

• SUPUERFICIE DE 50 A 100 M2

MEBRANA ALVEOLOCAPILAR

DIFUSIÓN SIMPLE

ZONA DE MAYOR

PRESION PARCIAL

ZONA DE MENOR PRESION PARCIAL

PRESIÓN PARCIAL

LA VELOCIDAD DE DIFUSIÓN DE LOS GASES RESPIRATORIOS ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LA PRESIÓN QUE GENERA CADA GAS .

EXPRESAN LAS ACUMULACIONES DE GASES Y PRESIONES QUE HACE QUE LOS GASES DIFUNDAN DE UNA PARTE A OTRA

DIFUSIÓN SIMPLE

ZONA DE MAYOR PRESION PARCIAL

ZONA DE MENOR PRESION PARCIAL

O2= 109 MMHG

O2= 75 MMHG

CO2= 45 MMHG

CO2= 40 MMHG

LEY DE DIFUSIÓN DE FICK

• DIFUSION = FLUJO DE GAS A TRAVÉS DE UN ÁREA• A = ÁREA DE DIFUSION• E = ESPESOR DE LA MEMBRANA• P1 = PRESIÓN PARCIAL DE GAS EN LOS CAPILARES• PULMONARES• P2= PRESIÓN PARCIAL DE GAS EN LOS ALVÉOLOS

LA DIFUSIÓN DE UN GAS A TÁVES DE UN TEJIDO ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LA DIFERENCIA DE PRESIONES (P1-P2), Y A LA SUPERFICIE DE DIFUSIÓN, E INVERSAMENTE PROPORCIONAL AL ESPESOR DE LA MEBRANA

LEY DE GRAHAM

• D = VELOCIDAD DE DIFUSIÓN• S = SOLUBILIDAD DEL GAS EN LOS LÍQUIDOS DE• LOS TEJIDOS.• PM = PESO MOLECULAR

LEY DE HENRY• LA DIFUSIÓN DE UN GAS DE UN MEDIO GASEOSO A UNO

LÍQUIDO O VICEVERSA, ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LA DIFERENCIA DE LA PRESION PARCIAL DEL GAS EN CADA UNO DE LOS MEDIOS (P1-P2).

QUÉ FACTORES DETERMINAN LA DIFUSIÓN DE GASEN LOS PULMONES?• 1. ÁREA DE SUPERFICIE PARA LA DIFUSIÓN.• 2. DIFERENCIA DE PRESIÓN PARCIAL A TRAVÉS DE LA• MEMBRANA.• 3. GROSOR DE LA BARRERA.• 4. CAPACIDAD DE DIFUSIÓN DEL GAS.• 5.LA SOLUBILIDAD DEL GAS• 6.PESO MOLECULAR

¿CÓMO PUEDE OBTENERSE UN ÁREA DE DIFUSION TAN PRODIGIOSA EN EL INTERIOR DE LA LIMITADA CAVIDAD TORAXICA?

• VASOS SANGUÍNEOS (CAPILARES) ENVUELTOS EN SACOS AEREOS DENOMINADOS ALVÉOLOS.

• 500 MILLONES DE ALVÉOLOS (0.3 um).

• POLIEDRICASPOROS DE KHON

LOS POROS DE KOHN O POROS ALVEOLARES• LOS TABIQUES

INTERALVEOLARES

• CIRCULACIÓN DE AIRE DESDE UN ALVÉOLO HACIA OTRO.

• DISTRIBUCIÓN HOMOGÉNEA

• EL PULMÓN PROPORCIONA ESTA GRAN ÁREA DE DIFUSIÓN POR ESTAR DIVIDIDO EN INNUMERABLES UNIDADES.

Saco alveolar

Bronquiolorespiratorio

Capilares

LLEGADA DEL AIRE

FLUJO SANGUÍNEO

VIAS RESPIRATORIAS Y FLUJO ÁEREO

• TUBOS RAMIFICADOS QUE SE ESTRECHAN Y ACORTAN A MEDIDA QUE SE PROFUNDIZAN EN EL PULMON

VIAS RESPIRATORIAS

VIAS RESPIRATORIA DE CONDUCCION O ESPACIO MUERTO

ANATOMICO+/- 150 ML(2CC X KG)

ZONA RESPIRATORIA+/- 2,5 L A 3LEN REPOSO

(35 -40 CC X KG)

ACINOS

• EL AIRE INSPIRADO SE DIRIGE A LOS BRONQUÍOLOS TERMINALES DESPLAZANDOSE EN MASA , COMO HACE EL AGUA A TRAVES DE UNA MANGUERA

• EL ÁREA DE LAS VÍAS RESPIRATORIAS ES TAN ENORME A CAUSA DEL GRAN NUMERO DE RAMAS, QUE LA VELOCIDAD DE AVANCE DEL AIRE DISMINUYE.

TIPOS DE FLUJO• FLUJO LAMINAR• LINIEAS DE CORRIENTE PARALELAS AL CONDUCTO CAPACES DE

DESLIZARCES UNA SOBRE OTRAS• LAS LINEAS DE CORRIENTE DEL CENTRO SE MUEVEN MAS

RAPIDO QUE LAS QUE ESTAN CERCA DE LAS PARES DEL CONDUCTO.

FLUJO TURBULENTO• DESORGANIZACIÓN DE LAS LINEAS DE CORRIENTE

• LAS MOLECULAS PUEDEN DESPLAZARSE DE EN DIRECCION LATERAL COLISIONANDO ENTRE SI O CONTRA LAS PAREDES DEL CONDUCTO

• VELOCIDAD VARIABLE

• ZONAS DE VOLUMEN DE GAS GRANDE

FLUJO TRANSICIONAL• LINEAS DE CORRIENTES SEPARADAS

• SE PUEDEN FORMAR FLUJOS TURBULENTOS BAJOS DEBIDO AL CHOQUE CON ELEMENTOS QUE OBSTRUYEN EL CONDUCTO O POR BIFURCACIONES

• EL MECANISMO DE DIFUSION

ZONA RESPIRATORIA

• LA VELOCIDAD DE DIFUSIÓN RAPIDA Y LAS DISTANCIAS SON CORTAS QUE DESAPARECEN EN 1 SEGUNDO

• LA VELOCIDAD DISMINUYE EN BRONQUÍOLOS TERMINALES

EL POLVO INHALADO SE ACUMULA FRECUENTEMENTE AQUÍ.

ELASTICIDAD PULMONAR• EL PULMON ES UN

ÓRGANO ELÁSTICO Y REGRESA DE FORMA PASIVA AL VOLUMEN PREINSPIRATORIO DURANTE LA RESPIRACION EN REPOSO

• ES ENORMEMENTE FÁCIL DE DISTENDER

VS

RESPIRACION NORMAL

+’- 500 ML

3 cmH20 30 cmH20

+/.500ML

EJEMPLO

• LA PRESIÓN NECESARIA PARA DESPLAZAR AIRE POR LAS VÍAS RESPIRATORIAS TAN BIEN ES MUY PEQUEÑA

FLUJO ÁEREO DE 1L/S CC 2 CMM DEH20FLUJO AL ASPIRAR A UNA PIPA DE FUMADOR QUE ES DE 1 FUMA 2UE ES DE 500 CCDE HSO

2 cmH20 500 cmH20

EJEMPLO

PUNTOS CLAVES

• SE DVIDEN EN UNA ZONA DE CONDUCCIÓN Y UNA ZONA RESPIRATORIA

• EL VOLUMEN DEL ESPACIO MUERTO ANATOMICO ES APROXIMADAMENTE 150ML (2 CC X KG)

• EL VOLUMEN DE LA REGIÓN ALVEOLAR ES DE ALREDEDOR 2,5 A 3 LIT .

• EL MOVIMIENTO DE AIRE EN LA REGIÓN ALVEOLAR SE PRODUCE PRINCIPALMENTE POR DIFUSIÓN.

VASOS Y FLUJOS SANGUÍNEOS• COSNSTITUYEN UNA

RED DE TUBOS QUE SE RAMIFICAN DESDE LA ARTERIA PULMONAR A LOS CAPILARES Y DE REGRESO HACIA LAS VENAS PULMONARES

• INICIALMENTE LAS ARTERIAS, LAS VENAS Y LOS BRONQUIS DISCURREN JUNTOS.

• HACIA LA PERIFERIA PULMONAR LAS VENAS SE ALEJAN PARA PASAR ENTRE LOS LOBULILLOS.

• LAS ARTERIAS Y LOS BRONQUIOS VIAJAN JUNTOS HACIA LOS CENTROS DE LOS MISMOS

• LOS CAPILARES CONSTITUYEN UN RETÍCULO DENSO EN LAS PAREDES ALVEOLARES.

• EL DIAMETRO DE UN SEGMENTO CAPILAR ES DE UNOS 7 A 10 um.

• LO SUFICIENTE PARA QUE PASE UN HEMATÍE.

• LAS LONGITUDES CORTAS FAVORECEN EL INTERCAMBIO GASEOSO .

• SE OBSERVA UN HEMATÍE EN EL CAPILAR Y LA ALTA EXPOSICIÓN DE SANGRE AL AIRE ALVEOLAR INTERPONIENDOSE UNA DELGADA MEMBRANA ALVEOLO CAPILAR

• DEBIDO A EXTREMA DELGADEZ DE LA MEBRANA ALVEOLOCAPILAR LOS CAPILARES SE LESION CON FACILIDAD

• EJEMPLO DE ESTO AL INFLAR LOS PUMONES A GRANDES VOLUMENES SE AUMENTA EL ESTRÉS SOBRE LA PARED DE LOS CAPILARES PRODUCIENDOSO CAMBIOS EN ESTA (FILTRANDOSE PLASMA O HEMATIES AL ESPACIO ALVEOLAR)

http://www.experienciamedicahp.com.ar/v27n1/imagenes/anatomo4.jpg

CADA HEMATÍE PASA 0,75 SEG

ATRAVIESA 2 O 3 ALVÉOLOS

• BAJA HASTA 0.25 SEGUNDOS CON EL EJERCICIO EXTENUANTE

• TIEMPO ES SUFICIENTE REALIZAR EL INTERCAMBIO GASEOSO

CIRCULACIÓN BRONQUIAL

LAS VIAS RESPIRATORIAS DE CONDUCCIÓN

BRONQUÍOLOS TERMINALES

VENAS PULMONARES Y PARTE ENTRA EN LA CIRCULACIÓN SISTEMMICA.

• REPRESENTA DEL 1 AL 2% DEL GASTO CARDIACO

PUNTOS CLAVES

MEMBRANA ALVEOLOCAPILAR• GRAN PARTE DE ESTA ÄREA ES EXTREMADAMENTE

DELGADA (0,2 A 0,3 um).

• TIENE UNA ENORME SUPERFICIE 50 A 100M2.

• LA GRAN SUPERFICIE SE DEBE A LOS APROXIMADAMENTE 500 MILLONES DE ALVÉOLOS.

• ES TAN DELGADA QUE LOS GRANDES AUMENTOS DE PRESIÓN CAPILAR PUEDEN LESIONAR LA MEBRANA

ESTABILIDAD DE LOS ALVÉOLOS• COLECCIÓN DE 500 MILLONES DE

BURBUJAS

• CADA UNA DE ELLAS DE 0,3 MM DE DIAMETRO

• ESTA ESTRUCTURA ES INHERENTE A LA INESTABILIDAD

• A CAUSA DE LA TENSIÓN SUPERFICIAL DEL LQUIDO QUE TAPIZA LOS ALVÉOLOS APARECEN FUERZAS RELATIVAMENTE GRANDES QUE TIENDEN A COLAPSAR LOS ALVÉOLOS

• AFORTUNADAMENTE PARTES DE LAS CELULAS QUE REVISTEN LOS ALVÉOLOS SECRETAN UNA SUSTANCÍA DENOMINADA TENSOACTIVO (SURFACTANTE) O DIPALMITOIL FOSFATIDILCOLINA

• QUE DISMINUYE CONSIDERABLEMENTE LA TENSIÓN SUPERFICIAL QUE TAPIZA A LOS ALVÉOLOS AUMENTANDO LA ESTABILIDAD ALVEOLAR

• EL COLAPSO DE LAS PEQUEÑAS VÍAS RESPIRATORIAS SIEMPRES ES UNA POSIBLE COMPLICACIÓN .

CELULAS ALVEOLARES TIPO 1 (NEUMOCITOS TIPO 1 )• ES UNA CÉLULA DELGADA QUE SE EXTIENDE A LO LARGO DEL

ALVÉOLO CON EL FIN DE AUMENTAR SU EXPOSICIÓN PARA EL INTERCAMBIO GASEOSO.

• OCUPANDO EL 95% DE LA SUPERFICIE ALVEOLAR. • SON LAS CÉLULAS MÁS SENSIBLES A LOS EFECTOS TÓXICOS Y NO

PUEDEN REPLICARSE (SON IRREMPLAZABLES).

• SON CÉLULAS DE SOSTÉN.

CELULAS ALVEOLARES TIPO 2(NEUMOCITOS TIPO 2)

• SON CUBOIDES Y SE ENCUENTRAN EN LAS UNIONES SEPTALES ALVEOLARES CUBRIENDO EL 5% RESTANTE DE LA SUPERFICIE ALVEOLAR.

• ESTAS CÉLULAS SON LAS RESPONSABLES DE LA PRODUCCIÓN DEL SURFACTANTE PULMONAR.

• ES UN LÍQUIDO QUE DISMINUYE LA TENSIÓN SUPERFICIAL CREADA POR LA INTERFAZ LÍQUIDO-GAS DE LA SUPERFICIE AÉREA DEL ALVÉOLO PARA PERMITIR EL INTERCAMBIO GASEOSO.

• ESTAS CÉLULAS PUEDEN REPLICARSE Y REEMPLAZAR A LOS NEUMOCITOS TIPO II DAÑADOS.

• TIENEN FUNCIÓN SECRETORA.

CELULAS ALVEOLARES

eritrocito

CapilarAlvéolo

Macrófago

Célula alveolar tipo II

Célula alveolar tipo I

Membrana respiratoria

0.5 m

ELIMINACIÓN DE PARTICULAS INHALADAS• CON UNA SUPERFICIE DE 50-100M2

LOS PULMONES PRESENTA LA MAYOR SUPERFICIE DEL ORGANISMO FRENTE A UN ENTORNO CADA VEZ MAS HOSTIL

• SE HAN DESARROLLADO MECANISMOS PARA ENFRENTARSE A LAS PARTICULAS INHALADAS.

• LAS PARTICULAS GRANDES SE FILTRAN EN LA NARIZ.

• LAS PARTICULAS DE MENOR TAMAÑO SE ELIMINAN MEDIANTE UNA ESCALERA MUCOCILAR QUE DESPLAZA LOS RESTOS CONTINUAMENTE HASTA LA EPIGLOTIS PARA LUEGO SER DEGLUTIDOS

• EL MOCO SEGREGADO POR LAS GLANDULAS MUCOSAS Y LAS CELULAS CALICIFORMES EN LAS PAREDES BRONQUIALES ES IMPULSADO POR LOS CILIOS

• ESTOS CILIOS PUEDEN SER PARALIZADOS POR TOXINAS.

• LOS ALVEOLOS CARECEN DE CILIOS Y LAS PARITICULAS QUE ALLÍ SE DEPOSITAN SON ENGLOBADAS POR MACROFAGOS QUE LAS ELIMINAN A TRAVÉS DE LOS LINFATIVOS AL TORRENTE CIRCULATORIO.

• TAMBIEN INTERVIENEN LOS LEUCOCITOS EN LAS REACCIÓN DE DEFENSA

CONCEPTOS CLAVES• LA MEMBRANA ALVEOLO CAPILAR ES EXTREMADAMENTE DELGADA Y PRESENTA

UNA GRAN SUPERFICIE, QUE ES IDEAL PARA EL INTERCAMBIO DE GASES POR DIFUSÍON PASIVA.

• LAS VIAS RESPIRATORIOS DE CONDUCCIÓN SE EXTIENDEN HASTA LOS BRONQUILOS TERMINALES, CON UN VOLUMEN TOTAL DE UNOS 150 ML (2 CC XKG)

• TODO EL INTERCAMBIO DE GASES SE PRODUCE EN LA ZONA RESPIRATORIA, CUYO VOLUMEN ES DE 2,5 L A3L. (35-40 CC XKG )

• EL FLUJO DE TIPO TRANSICIONAL CONDUCE AIRE INSPIRADO HASTE LOS BRONQUILOS TERMINALES, MAS ALLÁ DE ESTE PUNTO, EL DESPLAZAMIENTO DE AIRE, ES CADA VEZ MAS POR DIFUSION EN LA REGION ALVEOLAR.

• LOS CAPILARES PULMONARES OCUPAN UNA ENORME ÁREA DE LA PARED ALVEOLAR Y UN HEMATIE PASA ALREDEDOR DE 0,75 SEG EN ELLOS

REFERENCIAS• FISIOLOGÍA RESPIRATORIA . JHON B. WEST 9NA EDICIÓN• FISIOLOGÍA RESPIRATORIA, LO ESENCIAL EN LA PRACTICA

CLINICA. WILLIAN CRISTANCHO GÓMEZ 2DA EDICIÓN• FISIOLOGÍA MEDICA. GUYTON Y HALL 12DA EDICIÓN

GRACIAS