mecanica de la respiración
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MECANICA DE LA MECANICA DE LA RESPIRACIONRESPIRACION
DR. MARIO LEEDR. MARIO LEE
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONTEMATICATEMATICA
Cambios VolumétricosCambios Volumétricos Propiedades de los gasesPropiedades de los gases Concepto de PresiónConcepto de Presión Concepto de VolumenConcepto de Volumen Relación presión / volumenRelación presión / volumen DistensibilidadDistensibilidad RetractibilidadRetractibilidad Sustancia TensoactivaSustancia Tensoactiva
RECUERDO ANATÓMICORECUERDO ANATÓMICO
CIRCULACIÓN PULMONAR CIRCULACIÓN PULMONAR Circulación pulmonar: relacionada con el Circulación pulmonar: relacionada con el
sistema de intercambio gaseososistema de intercambio gaseoso Circulación bronquial: abastece de sangre Circulación bronquial: abastece de sangre
arterial al pulmón para las necesidades de arterial al pulmón para las necesidades de sus célulassus células
Ambos sistemas producen uniones Ambos sistemas producen uniones (anastomosis), lo que hace que la sangre (anastomosis), lo que hace que la sangre de la vena pulmonar, es decir la que se ha de la vena pulmonar, es decir la que se ha oxigenado, no esté oxigenada al 100%.oxigenado, no esté oxigenada al 100%.
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACION
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACION
La respiración consiste en el intercambio de La respiración consiste en el intercambio de gases (O2, CO2) entre las células y la gases (O2, CO2) entre las células y la atmósfera. Puede dividirse en atmósfera. Puede dividirse en
Externa :Intercambio de gases (O2/CO2) Externa :Intercambio de gases (O2/CO2) a nivel pulmonara nivel pulmonar
Interna :Interna :– Transporte de gases en la sangreTransporte de gases en la sangre– Intercambio tisularIntercambio tisular– Respiración celular Respiración celular
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONOtras funcionesOtras funciones
Regulación ácido/baseRegulación ácido/base Regulación de la temperatura corporalRegulación de la temperatura corporal Excreción de compuestos (por ejemplo, Excreción de compuestos (por ejemplo,
cuerpos cetónicos)cuerpos cetónicos) Actividad hormonal: angiotensina.Actividad hormonal: angiotensina.
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACION Propiedades de Gases Propiedades de Gases
El gas es una sustancia cuyas El gas es una sustancia cuyas moléculas están en constante movimiento moléculas están en constante movimiento las cuales ejercen presión y genran calor las cuales ejercen presión y genran calor o temperatura.o temperatura.
Las moléculas de un gas ocupan un lugar Las moléculas de un gas ocupan un lugar y tienen temperatura.y tienen temperatura.
La masa de un gas representa el tamaño, La masa de un gas representa el tamaño, el número de moléculas y cuando actuan el número de moléculas y cuando actuan contra la gravedad tienen peso.contra la gravedad tienen peso.
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACION Propiedades de Gases Propiedades de Gases
PRESION: Está determinada por la PRESION: Está determinada por la frecuencia de movimientos de las frecuencia de movimientos de las moléculas contra una superficie.moléculas contra una superficie.
La presión de un gas se expresa en La presión de un gas se expresa en mmHg o en Torr (1 mmHg= 1 Torr)mmHg o en Torr (1 mmHg= 1 Torr)
La presión del aire a nivel del mar es de La presión del aire a nivel del mar es de 760 mmHg.760 mmHg.
La presión de un gas disuelto en líquido La presión de un gas disuelto en líquido se llama tensión del gas. se llama tensión del gas.
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACION Propiedades de Gases Propiedades de Gases
La presión del vapor de agua corresponde La presión del vapor de agua corresponde al agua en fase gaseosa. El vapor de al agua en fase gaseosa. El vapor de agua ejerce presión.agua ejerce presión.
La presión del vapor de agua depende de La presión del vapor de agua depende de la temperatura.la temperatura.
El aire inspirado después de su paso por El aire inspirado después de su paso por las vías respiratorias superiores se las vías respiratorias superiores se encuentra saturado con vapor de agua. encuentra saturado con vapor de agua.
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONPresión de vapor de aguaPresión de vapor de agua
Temperatura ° CTemperatura ° C 20 °20 ° 2525 3030 3535 3636 3737 3838 3939 40 40
Presión vapor H2O Presión vapor H2O 17.54 mmHg17.54 mmHg 23.7623.76 31.8231.82 44.5644.56 46.1846.18 47.0747.07 49.6949.69 52.4452.44 55.32 55.32
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACION Propiedades de Gases Propiedades de Gases
La presión del gas seco inspirado en una La presión del gas seco inspirado en una persona a 37° C de temperatura corporal será:persona a 37° C de temperatura corporal será:
NIVEL DEL MAR: P.B.= 760 mmHgNIVEL DEL MAR: P.B.= 760 mmHg Presión gas seco inspirado:Presión gas seco inspirado: 760 – 47 = 713 mmHg760 – 47 = 713 mmHg Bogotá. P.B. = 560 mmHgBogotá. P.B. = 560 mmHg Presión de gas seco inspirado:Presión de gas seco inspirado: 560 – 47 = 513 mmHg560 – 47 = 513 mmHg
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACION Propiedades de Gases Propiedades de Gases
El Volumen es el espacio ocupado por un El Volumen es el espacio ocupado por un gas.gas.
El gas es compresible y su volumen El gas es compresible y su volumen estará determinado por el espacio estará determinado por el espacio ocupado.ocupado.
Si un gas se comprime, su presión y Si un gas se comprime, su presión y volumen se modificarán de acuerdo a las volumen se modificarán de acuerdo a las leyes de los gases. leyes de los gases.
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONComposición del AireComposición del Aire
GASGAS % aire seco% aire seco PP aire PP aire seco n.marseco n.mar
PP aire PP aire seco P=47seco P=47
NitrógenoNitrógeno 78.08478.084 593.44593.44 556.74556.74OxígenoOxígeno 20.94820.948 159.20159.20 149.36149.36CO2CO2 0.0310.031 0.240.24 0.220.22ArgónArgón 0.9340.934 7.107.10 6.666.66Otros Otros gasesgases
0.0030.003 0.020.02 0.020.02
PH2OPH2O 00 00 4747PBPB 760760PP gas PP gas secoseco
760760 713713
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONLa altitud y la PBLa altitud y la PB
LUGARLUGAR PBPB mmHgmmHg
PPO2PPO2 mmHgmmHg
Altura Altura metros (m)metros (m)
EverestEverest 253253 5252 8,0008,000 AndesAndes 380380 8080 5,000 5,000 BogotáBogotá 560560 117.6 117.6 2.800 2.800 LimaLima 760760 160 160 Nivel mar Nivel mar
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACION Propiedades de Gases Propiedades de Gases
El Volumen es el espacio ocupado por un El Volumen es el espacio ocupado por un gas.gas.
El gas es compresible y su volumen El gas es compresible y su volumen estará determinado por el espacio estará determinado por el espacio ocupado.ocupado.
Si un gas se comprime, su presión y Si un gas se comprime, su presión y volumen se modificarán de acuerdo a las volumen se modificarán de acuerdo a las leyes de los gases. leyes de los gases.
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONMecánica ventilatoriaMecánica ventilatoria
RespiraciónRespiraciónTosTosSuspirosSuspirosBostezosBostezos
La maquinaria motora de los pulmones depende de:
La caja torácica ósea
La pleura
Los músculos respiratorios
La caja torácica ósea:
vértebras
costillas
esternón
La membrana pleural
pleura parietal
pleura visceral
cavidad pleural
Inspiratorios: diaframa, I.C. externos, ECM
Espiratorios: rectos abdo. Intercostales Int
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONMúsculos respiratoriosMúsculos respiratorios
INSPIRATORIOS INSPIRATORIOS 1.1. DiafragmaDiafragma2.2. Intercostales Intercostales
externosexternos3.3. Esternocleido Esternocleido
mastoideomastoideo4.4. EscalenosEscalenos5.5. PectoralesPectorales
ESPIRATORIOSESPIRATORIOS1.1. Intercostales Intercostales
internosinternos2.2. AbdominalesAbdominales3.3. Recto anteriorRecto anterior4.4. OblicuosOblicuos
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONPresiones Presiones
Presión atmosférica = 0 cm H2OPresión atmosférica = 0 cm H2O Presión pleural (Ppl) = -3 a -5 cm H2OPresión pleural (Ppl) = -3 a -5 cm H2O Presión alveolar (Pal) = Presión pleural + Presión alveolar (Pal) = Presión pleural +
presión de retroceso elástico alveolarpresión de retroceso elástico alveolar Presión transmural = Gradiente de presión Presión transmural = Gradiente de presión
trnasmural alveolar = Pal - Ppl trnasmural alveolar = Pal - Ppl
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONInspiración Inspiración
Orden de control centralOrden de control central Vías eferentes: información a los músculos inspiratoriosVías eferentes: información a los músculos inspiratorios Actividad de diafragma e intercostalesActividad de diafragma e intercostales Presión pleural más negativaPresión pleural más negativa Aumenta presión trnasmural alveolarAumenta presión trnasmural alveolar Los alvéolos se expandenLos alvéolos se expanden Disminuye la presión alveolarDisminuye la presión alveolar Gradiente de presión, genera flujo de entrada de aireGradiente de presión, genera flujo de entrada de aire Aumenta el retroceso elástico pulmonar Aumenta el retroceso elástico pulmonar
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONEspiración Espiración
Cesa el comando inspiratorioCesa el comando inspiratorio Músculos respiratorios se relajanMúsculos respiratorios se relajan Disminuye el volumen torácicoDisminuye el volumen torácico Presión pleural se hace menos negativaPresión pleural se hace menos negativa Disminuye el gradiente de presión transmural Disminuye el gradiente de presión transmural
alveolaralveolar Disminuye el volumen alveolar y presión Disminuye el volumen alveolar y presión
alveolaralveolar Flujo de salida de aire hasta que se igualan las Flujo de salida de aire hasta que se igualan las
presiones presiones
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONDistensibilidadDistensibilidad
Determina la facilidad con la que el pulmónDetermina la facilidad con la que el pulmón puede distenderse o estrecharsepuede distenderse o estrecharse La distensibilidad (compliance)es el inverso deLa distensibilidad (compliance)es el inverso de la elasticidadla elasticidad DISTENSIBILIDAD = 200-240 ml/cmH2ODISTENSIBILIDAD = 200-240 ml/cmH2O + Volumen / + Presión+ Volumen / + Presión 500 ml / -3, -5 cm H2O500 ml / -3, -5 cm H2O
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONDistensibilidadDistensibilidad
AUMENTAAUMENTA
1.1. EnfisemaEnfisema
DISMINUYEDISMINUYE
1.1. FibrosisFibrosis2.2. Edema pulmonarEdema pulmonar3.3. AtelectasiaAtelectasia4.4. ObesidadObesidad5.5. Deformidad de la Deformidad de la
caja torácicacaja torácica
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONRetroceso elásticoRetroceso elástico
Depende del tejido pulmonar en su contenido Depende del tejido pulmonar en su contenido de elastina y colágenode elastina y colágeno
El retroceso elástico alveolar:El retroceso elástico alveolar: * Tiende a colapsar alvéolos* Tiende a colapsar alvéolos * Aumenta a volúmenes pulmonares altos* Aumenta a volúmenes pulmonares altos Retroceso elástico de la caja torácicaRetroceso elástico de la caja torácica * Tiende a expandir sus diámetros* Tiende a expandir sus diámetros * Aumenta a volúmenes pulmonares bajos * Aumenta a volúmenes pulmonares bajos
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONDiferencias regionales Diferencias regionales
Las regiones inferiores ventilan más que las Las regiones inferiores ventilan más que las zonas superioreszonas superiores
La presión es menos negativa en la base que La presión es menos negativa en la base que en el ápice, debido al peso del pulmónen el ápice, debido al peso del pulmón
El pulmón es más fácil distender a volúmenes El pulmón es más fácil distender a volúmenes pequeños por la posición en la curva presión / pequeños por la posición en la curva presión / volumen, pues pequeños cambios de presión volumen, pues pequeños cambios de presión producen grandes cambios de volumen. producen grandes cambios de volumen.
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONSurfactante pulmonar Surfactante pulmonar
COMPONENTES:COMPONENTES: 90% son Lípidos90% son Lípidos 10% son Proteínas10% son Proteínas
Lípidos: Fosfatidilcolina 60%Lípidos: Fosfatidilcolina 60% FosfatidilglicerolFosfatidilglicerol FosfatidilinositolFosfatidilinositol OtrosOtros Proteínas: SP-A es InmunomoduladoraProteínas: SP-A es Inmunomoduladora SP-BSP-B SP-CSP-C SP-D es InmunomoduladoraSP-D es Inmunomoduladora
SP-B Y C Participan en estructura, en la actividad de disminuir laSP-B Y C Participan en estructura, en la actividad de disminuir la tensión superficial y estimulan la absorción de fosfolípidos tensión superficial y estimulan la absorción de fosfolípidos
MECANICA RESPIRATORIAMECANICA RESPIRATORIASurfactante pulmonarSurfactante pulmonar
NEUMOCITO IINEUMOCITO II
Cuerpos lamelares (Almacen)Cuerpos lamelares (Almacen) Exocitosis del alvéolo (Transporte)Exocitosis del alvéolo (Transporte) Mielina tubular (Monocapa)Mielina tubular (Monocapa) Disminución tensión superficialDisminución tensión superficial
Reemplaza el agua en la superficie por aire Reemplaza el agua en la superficie por aire
( interfaz aire- líquido)( interfaz aire- líquido)
• 1929 Von Neergard :Rol de Tensión superficial1929 Von Neergard :Rol de Tensión superficial..• 1956 Clements . Aisla Surfactante1956 Clements . Aisla Surfactante• 1965 Silverman, Adamson : Ventilación mecánica en EMH1965 Silverman, Adamson : Ventilación mecánica en EMH• 1969 Liggins : corticoides inducen maduración pulmonar 1969 Liggins : corticoides inducen maduración pulmonar
en ovejasen ovejas• 1971 Gluck : Introduce relación L/S 1971 Gluck : Introduce relación L/S • 1972 King y Clements : Rol de las proteínas1972 King y Clements : Rol de las proteínas• 1980 Fujiwara : Surfactante bovino modificado 1980 Fujiwara : Surfactante bovino modificado
intratraqueal en 10 RN con EMHintratraqueal en 10 RN con EMH• 1990 FDA : Aprueba uso de Exosurf1990 FDA : Aprueba uso de Exosurf• 1991 FDA : Aprueba uso de Survanta1991 FDA : Aprueba uso de Survanta
SURFACTANTE - HISTORIA
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONSurfactante pulmonar Surfactante pulmonar
Disminuye el trabajo durante la inspiración:Disminuye el trabajo durante la inspiración: * Disminuye la tensión superficial de los* Disminuye la tensión superficial de los alvéolosalvéolos * Disminuye el retroceso elástico del* Disminuye el retroceso elástico del pulmónpulmón * Aumenta la distensibilidad* Aumenta la distensibilidad Ayuda a estabilizar los alvéolos de diferentes Ayuda a estabilizar los alvéolos de diferentes
tamañostamaños
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONSurfactante pulmonar Surfactante pulmonar
Efectos:Efectos:1.1. Mejora la función pulmonarMejora la función pulmonar2.2. Mejora la expansión alveolarMejora la expansión alveolar3.3. Mejoría en la oxigenaciónMejoría en la oxigenación4.4. Disminuye el soporte ventilatorio Disminuye el soporte ventilatorio 5.5. Aumenta la capacidad residual funcionalAumenta la capacidad residual funcional6.6. Aumenta la distensibilidad pulmonarAumenta la distensibilidad pulmonar7.7. Disminuye los cortocircuitos intrapulmonaresDisminuye los cortocircuitos intrapulmonares8.8. Mejora la ventilación / perfusión Mejora la ventilación / perfusión
• 1929 Von Neergard :Rol de Tensión superficial1929 Von Neergard :Rol de Tensión superficial..• 1956 Clements . Aisla Surfactante1956 Clements . Aisla Surfactante• 1965 Silverman, Adamson : Ventilación mecánica en EMH1965 Silverman, Adamson : Ventilación mecánica en EMH• 1969 Liggins : corticoides inducen maduración pulmonar 1969 Liggins : corticoides inducen maduración pulmonar
en ovejasen ovejas• 1971 Gluck : Introduce relación L/S 1971 Gluck : Introduce relación L/S • 1972 King y Clements : Rol de las proteínas1972 King y Clements : Rol de las proteínas• 1980 Fujiwara : Surfactante bovino modificado 1980 Fujiwara : Surfactante bovino modificado
intratraqueal en 10 RN con EMHintratraqueal en 10 RN con EMH• 1990 FDA : Aprueba uso de Exosurf1990 FDA : Aprueba uso de Exosurf• 1991 FDA : Aprueba uso de Survanta1991 FDA : Aprueba uso de Survanta
SURFACTANTE - HISTORIA
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONSurfactante pulmonar Surfactante pulmonar
TIPOS: NATURALES.TIPOS: NATURALES. Bovino: Bovino: Surfactan (Surfactant TA)Surfactan (Surfactant TA) Beractant (Survanta)Beractant (Survanta) InfasurfInfasurf AlveofactAlveofact Porcino:Porcino: CurosurfCurosurf SurfacenSurfacen Otros:Otros: Argentina, China, Sudafrica, etc Argentina, China, Sudafrica, etc
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONSurfactante pulmonar Surfactante pulmonar
TIPOS: Sintéticos:TIPOS: Sintéticos: ExosurfExosurf AlvecAlvec SurfaxinSurfaxin VenticuteVenticute Son hechos de dipalmitoil fosfatidilcolina y Son hechos de dipalmitoil fosfatidilcolina y
palmitatos palmitatos
MECANICA DE LA RESPIRACIONMECANICA DE LA RESPIRACIONSurfactante pulmonar Surfactante pulmonar
Breve Historia Clínica:Breve Historia Clínica: Recién nacido de una madre de 34 años Recién nacido de una madre de 34 años
primigesta con una Edad gestacional de 28 primigesta con una Edad gestacional de 28 semanas y nace de cesárea por DPP semanas y nace de cesárea por DPP (desprendimiento prematuro de placenta) y (desprendimiento prematuro de placenta) y nace con 820 gramos de peso.nace con 820 gramos de peso.
Presenta desde que nace a los 30 minutos un Presenta desde que nace a los 30 minutos un dificultad respiratorio de moderado a severo y dificultad respiratorio de moderado a severo y un aumento de la respiración y ausencia de un aumento de la respiración y ausencia de ruido respiratorio y con cianosis marcada ruido respiratorio y con cianosis marcada
Los problemas importantes que hoy Los problemas importantes que hoy enfrentamos no pueden ser resueltos enfrentamos no pueden ser resueltos manteniendo el mismo nivel de manteniendo el mismo nivel de pensamiento pensamiento
que teniamos ……. que teniamos …….
cuando los creamos.cuando los creamos.EinsteinEinstein
GRACIAS!!!!!!GRACIAS!!!!!!