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Fisiologia Respiratoria
- 1. FISIOLOGIA RESPIRATORIA GALVEZ CABRERA Orlando Anestesiología JUNIO- 2009 UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO UNIDAD DE SEGUNDA ESPECIALIZACIÓN HOSPITAL VÍCTOR LAZARTE ECHEGARAY
- 2. REGULACION DE LA RESPIRACION.
- 3. El ritmo básico de las respiraciones depende de un sistema de control denominado CENTRO RESPIRATORIO REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN
- 4. INTRODUCCION Hay 2 sistemas nerviosos que controlan la respiración: Control voluntario: Situado en la corteza cerebral. Envía impulsos a las neuronas motoras respiratorias a través de las vías corticoespinales. Sistemas automático: Situado en el bulbo y la protuberancia. Las fibras nerviosas que median la inspiración convergen en las neuronas motoras frénicas situadas en las astas anteriores C3 – C5 y, en las neuronas intercostales externas en las astas anteriores en toda la extensión de la médula torácica. Las fibras nerviosas que median la espiración convergen en las neuronas motoras intercostales internas en la médula torácica.
- 6. CENTRO RESPIRATORIO Consta de tres grupos principales de neuronas : 1. Grupo respiratorio dorsal: localizado en la porción dorsal del bulbo. Estimula sobre todo la inspiración. Desempeña el papel principal de control de la respiración. La mayoría de sus neuronas están localizados dentro del núcleo del fascículo solitario, que es también terminación sensitiva de los nervios vago y glosofaríngeo y que transmiten al centro respiratorio señales sensitivas de: quimiorreceptores periféricos, barorreceptores y receptores del pulmón.
- 7. CENTROS BULBARES DE CONTROL RESPIRATORIO
- 8. CENTRO RESPIRATORIO 2. Centro Neumotáxico: localizado dorsalmente en la parte superior de la protuberancia. Ayuda a controlar la frecuencia y el patrón respiratorio. Limita la duración de la inspiración y aumenta la frecuencia respiratoria.
- 9. Localización: Porción superior Puente Grupo neuronal en N. Parabraquial Función: Coordinación Inspiración - Espiración ÁREA NEUMOTÁXICA Impulsos inhibitorios al área inspiratoria Desactiva área inspiratoria: Evita llenado excesivo de aire pulmonar Limita duración inspiración y aumenta frecuencia respiratoria
- 10. ÁREA APNÉUSTICA Localización: Porción inferior Puente Función: Inhibe la Espiración Impulsos excitatorios al área inspiratoria Activa y prolongan la inspiración Inhiben la Espiración
- 11. CENTRO RESPIRATORIO 3. Grupo respiratorio ventral: situado en la parte ventrolateral del bulbo. Puede poner en marcha la espiración o la inspiración. Permanecen casi totalmente inactivas durante la respiración normal tranquila. Esta zona funciona más o menos como un mecanismo de hiperestimulación cuando se requieren niveles elevados de ventilación pulmonar, sobre todo durante el ejercicio.
- 15. REFLEJO DE HERING - BREUER Existen unos receptores de distensión localizados en los músculos de los bronquios y bronquiolos que transmiten señales a través de los vagos al núcleo dorsal respiratorio cuando los pulmones se distienden en exceso, estos receptores activan una respuesta de retroacción que interrumpen la inspiración.
- 16. CONTROL QUIMICO DE LA RESPIRACION El objetivo final de la respiración es mantener las concentraciones adecuadas de O2, CO2 e hidrogeniones. Por lo tanto la actividad respiratoria es muy sensible a las variaciones de cada uno de ellos. El exceso de CO2 o de hidrogeniones estimula directamente al centro respiratorio y aumenta las señales inspiratorias y espiratorias a los músculos respiratorios. El O2 no tiene efecto directo sobre el centro respiratorio. Actúa casi exclusivamente sobre quimiorreceptores periféricos situados en los cuerpos carotídeos y aórticos y éstos a su vez envían señales al centro respiratorio.
- 17. CONTROL QUIMICO DE LA RESPIRACION Existe una zona quimiosensible en el centro respiratorio (ninguna de las tres zonas mencionadas) que se ve afectada por las variaciones de CO2 e Hidrogeniones y, se cree que éstos últimos son quizás el único estímulo directo de estas neuronas. Sin embargo los hidrogeniones no pasan la barrera hematoencefálica, por lo que el CO2 que pasa fácilmente de combina con el H2O y se forma HCO3 + H. Pasado 1 ó 2 días disminuye el efecto estimulante del CO2, debido que los riñones actúan aumentando las concentraciones de bicarbonato sanguíneo que capta hidrogeniones de la sangre y del LCR.
- 18. CONTROL QUIMICO DE LA RESPIRACION : “Área quimiosensible”: sensible a variaciones de PCO2, H+, excita porciones del centro respiratorio
- 20. PAPEL DEL O2 EN EL CONTROL RESPIRATORIO. Existen unos receptores químicos situados fuera del encéfalo denominados quimiorreceptores que son importantes para detectar variaciones del O2 sanguíneo. El mayor número de quimiorreceptores se encuentra en el cuerpos carotídeos, aunque también hay un número importantes en los cuerpos aórticos. Los quimiorreceptores están expuestos en todo momento a sangre arterial, por lo tanto su PO2 es arterial.
- 22. MIENTRAS QUE LA PO2 ARTERIAL DISMINUYE EN EL CUERPO CAROTIDEO, AUMENTA EL RITMO DE DESCARGAS DE IMPULSOS HACIA EL CENTRO RESPIRATORIO.
- 23. Fenómeno de Aclimatación Fenómeno muy conocido por los escaladores. El centro respiratorio del tronco encefálico pierde entre 2 a 3 días unas cuatro quintas partes de su sensibilidad a las variaciones de la PCO2 de los hidrogeniones arteriales. El oxígeno actúa sobre el centro respiratorio obteniendo un nivel ventilatorio alveolar muy superior al que obtendría en condiciones agudas de baja concentración de oxígeno. (de 70% a 400 – 500%)
- 24. OTROS FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RESPIRACION Control voluntario de la respiración : La vía nerviosa desciende desde la corteza y otros centros superiores por el haz cortico espinal a las neuronas medulares que impulsan los músculos respiratorios.
- 25. OTROS FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RESPIRACION Efecto de los receptores de irritantes de las vías respiratorias : El epitelio de la tráquea, bronquios y bronquiolos están inervados por terminaciones nerviosas sensitivas denominadas receptores pulmonares de irritantes.
- 26. OTROS FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RESPIRACION Efecto de los receptores “J” del pulmón: En las paredes alveolares yuxtapuestas a los capilares pulmonares existen terminaciones nerviosas sensitivas que se denominan receptores “J”. Su exitación transmite a la persona sensación de disnea.
- 27. OTROS FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RESPIRACION Efecto del edema cerebral : La actividad del centro respiratorio puede deprimirse o incluso inactivarse por edema cerebral agudo por conmoción cerebral.
- 29. TRANSPORTE DE OXIGENO Y DIOXIDO DE CARBONO EN LA SANGRE Y LIQUIDOS CORPORALES.
- 30. INTRODUCCION El ox í geno se transporta a los capilares tisulares principalmente combinado con la hemoglobina (Hb), donde se libera para ser utilizado por las células. La presencia de Hb en los eritrocitos permite a la sangre transportar entre 30 y 100 veces más oxígeno del que podría transportarse disuelto en la sangre. El dióxido de carbono (CO2) también se combina con sustancias químicas en la sangre que aumentan entre a 15 a 20 veces su transporte.
- 31. PRESIONES DE OXIGENO Y DIOXIDO DE CARBONO EN LOS PULMONES, LA SANGRE Y LOS TEJIDOS Los gases pueden moverse de un punto a otro por difusión. La causa de este movimiento se debe siempre a una diferencia de presión entre uno y otro punto. El transporte de oxigeno depende tanto de la difusión como del movimiento de la sangre
- 33. DIFUSION DE OXIGENO DE LOS CAPILARES TISULARES PERIFERICOS A LAS CELULAS TISULARES La PO2 intracelular de los tejidos periféricos es siempre menor a la PO2 en los capilares periféricos. La PO2 intracelular normal varía entre 5 a 40mmHg (promedio 23mmHg). Normalmente se requieren 1 a 3 mmHg de presión de oxígeno para el soporte de los procesos químicos que consumen oxígeno en la célula.
- 34. DIFUSION DE OXIGENO DE LOS CAPILARES PERIFERICOS AL LIQUIDO TISULAR.
- 35. DIFUSION DEL DIOXIDO DE CARBONO DESDE LAS CELULAS DE LOS TEJIDOS PERIFERICOS A LOS CAPILARES TISULARES Y DE LOS CAPILARES PULMONARES A LOS ALVEOLOS. Las células utilizan el O2 y en su mayor parte se convierte en CO2 y esto aumenta la PCO2 intracelular, permitiendo la difusión hacia los capilares tisulares y después es transportado por la sangre a los pulmones. El CO2 difunde exactamente en una dirección opuesta a la del O2. Una diferencia importante es que el CO2 se difunde unas 20 veces más rápido que el O2. Por lo tanto la diferencia de presión para producir difusión de CO2 es menor que para el O2.
- 36. TRANSPORTE DE OXIGENO EN LA SANGRE El 97% del oxígeno conducido desde los pulmones a los tejidos se transporta en combinación química reversible con la Hb de los eritrocitos. El 3 % restante circula disuelto en el agua del plasma y de las células. CURVA DE DISOCIACIÓN DE LA OXIHEMOGLOBINA. Demuestra a medida que aumenta la PO2 sanguínea se corresponde con un aumento en el porcentaje de Hb unido con oxigeno (porcentaje de saturación de la Hb). A PO2 arterial sistémica de 95mmHg equivale a un porcentaje de saturación de O2 de 97% aprox. En sangre venosa a PO2 40mmHg la saturación es de 75%.
- 37. La sangre de una persona normal tiene unos 15 gramos de Hb por cada 100ml de sangre. Cada gramo de Hb puede liberar 1.34 ml de O2. Por lo tanto 100ml de sangre se pueden combinar con 20ml de O2 cuando la Hb está saturada al 100%. Esto se expresa habitualmente como 20 volúmenes por ciento. En la sangre arterial normal saturada 97% se tiene 19.4ml de O2 por cada 100ml de sangre. Al pasar por los capilares tisulares se reduce a 14.4ml de O2 por cada 100ml de sangre (PO2 40mmHg = saturación 75%). Por lo tanto: Por cada 100 ml de sangre, se utilizan 5 ml de O2 por los tejidos. CANTIDAD MAXIMA DE OXIGENO QUE SE PUEDE COMBINAR CON LA Hb DE LA SANGRE.
- 38. FACTORES QUE DESPLAZAN LA CURVA DE DISOCIACION OXIGENO – HEMOGLOBINA. Adem ás del pH 4 son los factores que desplazan la curva hacia la derecha:
- 39. Temperatura: A mayor T° mayor liberación de oxígeno de la Hb . FACTORES QUE AFECTAN LA AFINIDAD DE LA HEMOGLOBINA POR EL OXÍGENO
- 40. ACIDEZ: Al disminuir el Ph o aumentar la PCO 2 se reduce la afinidad de la Hb por el O 2. De modo que menos oxígeno se combina con la Hb y se incrementa su disponibilidad en los tejidos
- 41. PCO 2 : Al aumentar la Hb libera fácilmente el oxígeno a los tejidos.
- 42. 2-3 DFG : Se forman en los eritrocitos cuando desdoblan la glucosa para formar ATP. a MAYOR formación de DFG menor afinidad de la Hb por el oxígeno .
- 43. 2-3 DFG Eritrocitos Forma 3-fosfogliceraldehido Anion altamente cargado une cadenas B de la Hb desoxigenada Mol Hb desoxigenada combina con mol de 2,3 DFG Un aumento en la [ ] 2,3 DFG desplaza la curva hacia la derecha haciendo q se libere + 02
- 44. FACTORES QUE AFECTAN LA CONCENTRACION DE 2,3 DFG PH Hormonas tiroideas, hormona de crecimiento androgenos Ascenso a grandes altitudes mayor afinidad Hb F q la del Hb A x el O2 facilita el movimiento de O2 de la madre al feto
- 45. La [ ] 2,3 DFG esta aumentado en anemia, en varias enf. Hipoxia cronica , este aumento DFG esto facilita el suministro de 02 a los tejidos x la elevacion po2 a la cual se libera el o2 en los capilares perifericos. En la sangre q se almacena en los bancos baja la [ ] 2,3 DFG y se reduce la capacidad de esta sangre para liberar 02 a los tejidos
- 46. EFECTO BOHR Cuando la sangre pasa a través de los pulmones, el CO2 se difunde de la sangre a los alveolos. Esto disminuye la PCO2 de la sangre y los hidrogeniones, desplazando la curva de disociación hacia la izquierda; por lo tanto, la cantidad de O2 que se une a la Hb es mayor, lo que permite el transporte de más oxígeno a los tejidos…. Cuando la sangre alcanza los capilares tisulares se produce un efecto contrario, aumenta la PCO2 y los hidrogeniones y la curva se desplaza hacia la derecha, permitiendo que se libere mas O2 a los tejidos.
- 47. TRANSPORTE DE DIOXIDO DE CARBONO EN LA SANGRE.
- 48. Volúmenes y Capacidades Pulmonares
- 49. Compliance o Distensibilidad Pulmonar COMPLIANCE : Cambio de volumen en relación con el cambio de presión. Magnitud del esfuerzo necesario para estirar los pulmones y la pared torácica. Esta propiedad se relaciona con: elasticidad y tensión superficial. La Compliance y la tensión superficial del líquido alveolar se oponen a la distensión del pulmón por la pleura ocasionando en reposo la presión intrapleural sea negativa.
- 50. Tensión superficial del líquido alveolar La tensión superficial produce una fuerza dirigida hacia el interior, en los pulmones hace que los alveolos tengan el menor diámetro posible. Durante la respiración, debe contra restarse la tensión superficial para que los pulmones se expandan con cada inspiración. El surfactante, reduce la tensión superficial hasta un valor menor que la del agua pura.
- 51. Componentes -Neumocitos tipo I: Ocupan el 90% de la superficie alveolar Membrana basal se fusiona con la del endotelio. -Neumocitos II: Sintetizan el surfactante pulmonar (tensión superficial) Función metabólica -Intersticio pulmonar Tejido de sostén compuestos por fibras colágenas y fibroblastos
- 52. Surfactante Secretado por neumocitos tipo II. Mezcla compleja de proteinas, lípidos e iones. Fosfolípido dipalmitoilfosfatidilcolina, apoproteinas del surfactante e iones de calcio. El Dipalmitilfosfatidilcolina es el responsable de la tensión superficial
- 53. Espacio Muerto Aire del Espacio muerto no es útil para el intercambio gaseoso. Durante espiración se expulsa primero el aire del espacio muerto antes de que el aire de los alveolos llegue a la atmósfera. El espacio muerto es desventajoso para retirar los gases espiratorios de los pulmones. Anatómico : volumen de las vías aéreas de conducción = 150ml Fisiológico: Medida funcional del volumen de los pulmones que no intercambia CO2. En sujetos normales es igual al espacio muerto anatómico
- 54. GRACIAS
Notas del editor
- #49: Volumen Corriente: volumen de aire inspirado o espirado en cada respiración Volumen de reserva inspiratoria: Volumen adicional de aire que puede inspirarse por encima del aire corriente Volumen de reserva espiratoria: Volumen adicional de aire que puede expulsarse realizando una espiración forzada al final de una espiración normal. Volumen residual: volumen de aire que permanece aún en los pulmones tras una espiración forzada. Capaciadad inspiratoria: cantidad de aire que puede respirar comenzando desde el nivel de espiración normal y distendiendo los pulmones hasta su capacidad máxima. Capacidad residual funcional:cantidad de aire que queda en los pulmones al final de la espiración normal Capacidad vital: Máxima cantidad de aire que se puede expulsar tras haberlos llenados al máximo Capacidad pulmonar total:volumen máximo que pueden dilatarse los pulmones con mayor esfuerzo inspiratorio posible. El mujeres los volúmenes y capacidades es el 25% inferior al de los varones.