Ventilación pulmonar: Este proceso llamado respiración consta de 3 pasos :
1.-ventilacion 1.-ventilacion pulmonar: es la inspiración (flujo hacia adentro) y la espiración (flujo hacia afuera) de aire entre la atmosfera y los alveolos pulmonares.
2.-respiracion externa (pulmonar): es el intercambio de gases entre los alveolos pulmonares y la sangre en los capilares pulmonares atraves de la membrana respiratoria en este proceso la sangre capilar gana O2 y pierde CO2
3.-Respiracion 3.-Respiracion interna (tisular): es el intercambio de gases en la sangre en los capilares sistémicos y las células tisulares. En este paso la sangre pierde O2 y gana CO2. Dentro de las células, las reacciones metabólicas que consumen O2 y liberan CO2 durante la producción de ATP se llaman respiración celular Todo es ocurre por los cambios de presión los cuales son creados por la contracción y la relajación de los músculos respiratorios la distensibilidad de los pulmones y la resistencia de las vías aéreas Explicados por la ley de boyle:
Cambios de presión durante la l a ventilación: El aire se desplaza hacia los pulmones cuando la su su presión interior es menor a la atmosférica. (Inspiración) el aire se moviliza hacia afuera cuando la presión es mayor a la atmosférica (espiración). Inspiración: es la introducción del aire en los pulmones, justo antes de cada inspiración la presión del aire dentro de los pulmones es igual a la atmosférica, que en el nivel del mar es igual a 760 mm Hg o 1 atm. Para que el aire fluya hacia el interior de los pulmones la presión de los alveolos debe ser más baja que la presión atmosférica esta condición se logra con el aumento de volumen de los pulmones. La diferencia de presión provocada por los pulmones obliga al aire a entrar en estos cuando inspiramos y a salir cuando espiramos, para que ocurra la inspiración los pulmones deben expandirse lo cual aumenta su volumen y disminuye su presión por debajo de la atmosférica. Esto implica la contracción de los principales músculos inspiratorios el diafragma y los intercostales externos El musculo más importante de la inspiración es el diafragma el musculo esquelético con forma de cúpula esto aumenta la cavidad torácica La contracción del diafragma es la responsable del 75% del aire que ingresa a los pulmones en una ventilación normal. Los músculos que siguen en el orden de importación son los intercostales externos su contracción es responsable del 25% del aire que entra a los pulmones en la respiración normal Durante la inspiración normal la presión entre las 2 capas de la en la cavidad pleural se llama presión intrapleural es siempre más baja a la atmosférica Espiración: se le llama así a la expulsión del aire, de igual forma también se debe a un gradiente de presión. Pero en este caso el gradiente es en la dirección contraria: la presión de los pulmones es mayor a la presión atmosférica a diferencia de la inspiración normal es proceso pasivo ya que no necesita de la contracción muscular, la espiración es el producto de la retracción elástica de la tracción del tórax y los pulmones Esta empieza cuando los músculos inspiratorios se relajan cuando el diafragma se relaja la cúpula va hacia arriba a causa de su elasticidad, cuando los intercostales externos se relajan bajan las costillas estos cambios producen la reducción de los pulmones
La espiración se vuelve activa solo en la ventilación forzada como cuando ocurre cuando se toca un instrumento de aire o se hace ejercicio, en este caso se contraen los músculos intercostales y los abdominales
Otros factores que afectan la ventilación pulmonar Existen tres factores que afectan la velocidad de flujo y la facilidad de ventilación pulmonar, estos son: 1.-Tensión superficial del líquido alveolar: en los pulmones esta tensión hace que los alveolos asuman en menor diámetro posible. Durante la ventilación la tensión superficial debe ser superada para expandir los pulmones durante cada inspiración. Esta misma representa 2 tercios de la retracción elástica del pulmón lo cual disminuye el tamaño de los alveolos durante la espiración. El surfactante o tensioactivo (uno mezcla de fosfolípidos y lipoproteínas) presente en el líquido alveolar reduce la tensión superficial por debajo de la tensión superficial del agua pura. 2.-Distensidad pulmonar: se refiere al esfuerzo requerido para distender los pulmones y la pared del tórax. Una distensibilidad elevada significa que los pulmones y la pared torácica se extienden fácilmente una distensibilidad baja significa que resisten la expansión. Por analogía un globo delgado es fácil de inflar y tiene un distensibilidad alta, mientras que un globo grueso y firme requiere más esfuerzo para inflar y es menos distensible. En los pulmones la distensibilidad se relaciona con dos factores principales: la elasticidad y la tensión superficial los pulmones normalmente tienen alta distensibilidad y se expanden fácilmente por que las fibras elásticas del tejido pulmonar se estiran fácilmente y el surfactante del liquido alveolar reduce la tensión superficial. La distensibilidad disminuida es una característica común en trastornos respiratorios 1) dañan el tejido pulmonar (ej. La tuberculosis) 2) hacen que el tejido pulmonar se llene de liquido (edema del pulmón) 3) producen una deficiencia de surfactante (tensión activo) 4) impiden la expansión de los pulmones de alguna manera. La distensibilidad pulmonar se presenta en el enfisema como consecuencia de la destrucción de las fibras elásticas de las paredes alveolares 3.-Resistensia de las vías aéreas: lo mismo que el flujo de la sangre a través de los vasos sanguíneos, la velocidad del flujo a través de las vías aéreas depende tanto de la diferencia de presión como la resistencia: el flujo del aire es igual a la diferencia de presión entre los alveolos y la atmosfera dividido por la resistencia las paredes de las vías aéreas especialmente los bronquiolos, ofrecen cierta resistencia al flujo normal de aire hacia adentro y hacia afuera de los pulmones. Cuando los pulmones se expanden durante la inspiración los bronquiolos se agrandan porque sus paredes son fraccionadas hacia afuera en todas sus direcciones. Las vías aéreas de mayor diámetro tiene menor tienen menor
resistencia. La resistencia de las vías aéreas aumenta en la espiración a medida que disminuye el diámetro de los bronquiolos. El diámetro de las vías aéreas también es regulado por el grado de contracción o relajación del musculo liso en sus paredes lo cual resulta como bronco dilatación y resistencia. Cualquier estado que estreche u obstruya las vías aéreas aumenta la resistencia de manera que se necesitara más presión para mantener el flujo aéreo. La característica más importante del asma y del EPOC, enfisema o bronquitis crónica es el aumento de la resistencia de la vía aérea por obstrucción o colapso de las vías aéreas.
Tipos de respiración y movimientos respiratorios El termino para el patrón de respiración o ventilación normal es eupnea. Puede tratarse de una respiración superficial profunda o combinada. Un tipo de respiración superficial (toraxica). Llamada respiración costal, es el movimiento hacia arriba y hacia afuera del tórax por la contracción de los músculos intercostales externos. Un tipo de respiración profunda (abdominal) llamada diafragmática se caracteriza por el movimiento hacia afuera del abdomen a causa de la contracción y el descenso del diafragma la respiración también provee al ser humano de expresiones como la risa, el suspiro el sollozo. Además el aire respiratorio puede ser usado para expulsar objetos extraños de las vías exteriores a través de acciones como el estornudo y la tos los movimientos respiratorios se modifican y se controlan a través del habla y el canto.
Movimientos respiratorios modificados: Movimiento
Descripción
Tos
Inspiración larga y profunda seguida de un cierre completo de la rima o hendidura glótica, lo cual da como resultado una espiración fuerte que la abre súbitamente y envía una bocanada a través de las vías aéreas superiores. Los estímulos de este acto reflejo pueden ser un cuerpo extraño alojado en la laringe la tráquea o la epiglotis
Estornudo
Contracción espasmódica de los músculos espiratorios que expulsa aire a través de la nariz y la boca. El estímulo puede ser la irritación de la mucosa nasal
Suspiro
Inspiración larga y profunda seguida inmediatamente de una espiración más larga y más fuerte
Bostezo
Inspiración profunda atraves de la boca plenamente abierta que produce una depresión exagerada de la mandíbula. Puede ser estimulada por la somnolencia o el bostezo de otra persona pero la causa precisa no se conoce
Sollozo
Serie de inspiraciones convulsivas seguidas de una espiración prolongada la rima glótica se cierra antes de lo normal después de cada inspiración de manera que entra poco aire en los pulmones
Llanto
Inspiración seguida de varias espiraciones cortas convulsivas, durante las cuales la rima glótica permanece abierta y los pliegues bocales vibran se acompaña de expresiones faciales y lagrimas
Risa
Los mismos movimientos básicos que el llanto pero su ritmo y las expresiones faciales suelen ser distintas
Hipo
Contracción espasmódica del diafragma seguida del cierre espasmódico de la rima glótica lo cual produce un sonido aguado de inspiración. El estímulo es por lo general la irritación de las terminaciones nerviosas del tracto gastrointestinal
Maniobra de valsalva
Espiración forzada contra la rima glótica cerrada que puede producirse durante los esfuerzos de la defecación
VOLUMENES Y CAPACIDADES PULMONARES
Volumen Pulmonar: son 4 y son consideradas entidades específicas
volumen corriente(vc) o normal volumen de reserva inspiratoria(vri) volumen de reserva espiratoria(vre) volumen residual(vr) Capacidades pulmonares capacidad inspiratoria capacidad residual funcional capacidad vital capacidad pulmonar total
VOLUMEN CORRIENTE O NORMAL (VC): Es igual a la cantidad de aire que entra y sale en cada movimiento respiratorio hacia los pulmones, Equivale a la frecuencia respiratoria Volumen por Minuto lo cual equivale a 500mL de aire/min.
Ejemplo: 14 R/Min/500mL O₂ = 7000MLO₂ /MIN Volumen/minuto varía dependiendo de algunos factores como son la Edad, estatura y sexo y patología de la persona. Cuando la respiración es menor suele ser signo de disfunción pulmonar, motivo por el cual se utiliza el
ESPIRÓMETRO/RESPIRÓMETRO: Lat. Spirare: Respirar. Métron: medida. Mide el volumen de aire intercambiado durante la respiración y la frecuencia respiratoria este Procedimiento se le realiza al cliente sentado, en reposo, sin infección viral o patología que se hace al final del registro se llama espirograma la inspiración se registra como deflexión positiva y la espiración como deflexión negativa.
En un adulto en reposo el 70% de volumen corriente es de 350ml llega a la zona respiratoria, sistema respiratorio-bronquiolos respiratorios, conductos alveolares, los sacos alveolares y alveolos participan en respiración externa el 30% 150ml, permanece en vías aéreas de conducción, nariz, faringe, laringe, tráquea, bronquios, bronquiolos, y bronquiolos terminales, en esta zona no existe cambio respiratorio se conoce como espacio muerto anatómico
Volumen de reserva inspiratoria: Es la inspiración adicional profunda de mas de 500mL lo cual equivale a 3100mL hombre adulto y 1900mL en mujeres. En inspiración y espiración forzada se inspira más y se elimina + de 500mL.
Volumen de reserva espiratoria Es la cantidad extra u agregada después de la inspiración forzada equivale a1200mL en hombres y 700mLen mujeres. VOLUMEN ESPIRATORIO FORZADO EN (EPOC).
VOLUMEN RESIDUAL. Es el aire que queda en los pulmones por presión subatmosférica, manteniendo insuflado los alveolos levemente. Este volumen de aire no es medible con
espirómetro
y es equivalente a 1200mL en hombres y 1100mL en mujeres VOLUMEN MINIMO Es el aire que queda, objetivo herramienta médico legal, determina si un niño nace muerto o murió después del nacimiento.
Pulmón atelectasico,
pulmón normal insuflado
Uno insuflado y el otro no
capacidades pulmonares: son combinaciones de volúmenes pulmonares específicos
Capacidad Inspiratoria Suma del vol. corriente y vol. De reserva inspiraciones (500 +3100=3600mL) hombres y (500+1900=2400mL) mujeres.
capacidad vital Suma de reserva inspiratoria y espiratoria, volumen corriente (500+3100+1200= 4800mL) H Y (500+1900+700=3100mL)M
capacidad pulmonar total Suma de la capacidad vital y el volumen residual (4800+1200=6000mL) Hombres (3100+1100=4200mL)
capacidad residual funcional Aire que queda en el pulmón suma del volumen residual y la reserva espiratoria (1200+1200=2400mL) hombres y (1100+700=1800) mujeres
INTERCAMBIO DE O ₂ Y CO₂
se da entre el aire alveolar y la sangre pulmonar que se produce por difusión pasiva, gobernada por el comportamiento de los gases. LEYES DE LOS GASES •
LEY DE DALTON Muestra diferencia de los gases según su diferencia de presión por difusión.
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LEY DE DALTON: cada gas ejerce su propia presión como si ningún otro estuviera presente. La presión de un gas específico en una mezcla se llama presión (Px).
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LA PRESION PARCIAL. Determina el desplazamiento del O₂ y CO₂. Entre atmosfera y pulmones y entre pulmones y sangre y entre sangre y células del organismo. El aire atmosférico es una mezcla de gases, N ₂, O₂, CO₂, H₂O, otros, la suma de todos es de 760mmHg. N₂, O₂, CO₂, H₂O, otros gases= presión atmosférica 760mmHg. LEY DE DALTON
Presión parcial de los gases inspirados son.
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LEY DE HENRY Explica la solubilidad de los gases en relación con la difusión La cantidad de gas que se disuelve en un líquido es proporcional a la presión parcial del gas y su solubilidad. Mayor presión parcial de un gas sobre un liquido, mayor solubilidad Un claro Ejemplo esta en los Refrescos gaseoso y los buzos CO₂ 79% más soluble en la sangre que él O₂. En inspiración el 79% N₂, No ejerce efecto en las funciones del organismo, a nivel del mar se disuelve poco en La sangre por su baja solubilidad.
LA RESPIRACIÓN EXTERNA O INTERCAMBIO PULMONAR DE GAS intercambio de gases entre los pulmones y la sangre convirtiendo la sangre desoxigenada a oxigenada y los gases atmosféricos N ₂, O₂, CO₂, H₂O hacen todo el proceso al ser inspirado por vías aéreas externas hasta el interior donde se da el intercambio a través de los pulmones hasta los alveolos, posterior a los capilares, lugar donde se oxigena la sangre.
LA RESPIRACIÓN INTERNA O INTERCAMBIO DE GAS SISTEMICO Es el intercambio de gases entre la sangre y las células durante el intercambio de los gases del exterior al interior, mediante la inspiración y espiración, el ventrículo izquierdo del corazón bombea sangre oxigenada hacia la aorta a través de arterias sistémicas a capilares sistémicos el intercambio de oxigeno y dióxido de carbono entre capilares sistémicos y células se le conoce respiración interna Durante la inspiración en el alveolo entra menos oxigeno y mas dióxido de carbono el aire se humidifica y se filtra vapor de H ₂O del aire relativamente es el 2% En espiración aumenta el O ₂ y disminuye el CO₂ ya que una parte estaba en el espacio Anatómico muerto por lo tanto no participa en el intercambio alveolar y se expulso mayor cantidad de oxigeno.
EL INDICE O TASA DE INTERCAMBIO GASEOSO PULMONAR Y SISTEMCO DE DEPENDEN DE: Presión parcial del oxigeno de los gases: la presión parcial del oxigeno del alveolo debe ser mayor que la presión parcial en la sangre y la velocidad de difusión es más rápida cuando hay diferencia de presiones.
Superficie disponible para el intercambio de los gases: la superficie alveolar es cerca de 70metros cuadrados. •
Distancia de difusión, la membrana respiratoria es fina y la difusión más rápida, capilares muy pequeños y los glóbulos rojos pasan en fila india
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Peso molecular y solubilidad de los gases el dióxido de carbono es mas soluble que en la membrana respiratoria y su salida es mayor que el oxigeno.
TRANSPORTE DE OXIGENO Y DIOXIDO DE CARBONO 1.5% del o₂ inspirado se disuelve en el plasma sanguíneo.
TRANSPORTE DE O₂
98.5% del o₂ se une a la hemoglobina en los GR
Por C/D 100mL de sangre hay 20mL de O₂ gaseoso
en plasma hay 0.3% y en hemoglobina 19.7%= 20mL
El o₂ no se disuelve fácilmente en el H₂O, el o₂ y hemoglobina se une en una reacción fácilmente reversible para formar oxihemoglobina RELACION ENTRE HEMOGLOBINA Y PRESION PARCIAL DE O₂ Determina cuanto o₂ se une a la hemoglobina en la Po₂, convirtiéndose en totalmente saturada o parcialmente saturada FACTORES QUE AFECTAN LA AFINIDAD DE LA HEMOGLOBINA POR EL O₂ 1: ACIDEZ (PH) 2: PRESION PARCIAL DEL CO₂ 3: TEMPERATURA 4: 2,3 BIOFOSFOGLICERATO BPG AFINIDAD POR EL O₂ DE LA HEMOGLOBINA FETAL Y ADULTA En las mujeres embarazadas se consume mayor cantidad de O₂ de manera que cuando la Po₂ es baja la hemoglobina fetal transporta hasta un 30% más de O₂, la de un adulto tiene una afinidad elevada por que se une al BPG en forma débil.
TRANSPORTE DE CO ₂ •
En condiciones normales de reposo. 100mL de sangre desoxigenada contiene 53mL de CO₂ gaseoso se transportan en 3 formas.
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En condiciones normales de reposo. 100mL de sangre desoxigenada contiene 53mL de CO₂ gaseoso se transportan en 3 formas.
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1:CO₂ disuelto: 7% en plasma, llega al pulmón, se difunde hacia el aire alveolar y se elimina.
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2: compuestos carbamínicos: cerca del 23% combinación de aminoácidos y proteínas. La hemoglobina que ha unido CO₂ se denomina carbaminohemoglobina (Hb-CO ₂).
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3: iones bicarbonato: mayor de CO₂ ,70%transportado en plasma sanguíneo como iones bicarbonato (HCO₃-).
INTERCAMBIO DE O Y COEN CAPILARES PULMONARES Y SISTEMICOS
CONTROL DE LA RESPIRACION La respiración en reposo se consume entre 200Ml de oxigeno por cada célula del organismo. Durante el ejercicio extremo aumenta de 15 a 20 veces en adultos sanos y hasta 30 veces en atletas .
CENTRO RESPIRATORIO El tamaño del tórax se contrae por la acción de los músculos ventilatorios que se contraen por los impulsos nerviosos que se trasmiten desde centros encefálicos y se puede dividir en 3 áreas:
AREA AUTOMATICA DEL BULBO: Su función es el control del ritmo básico de la respiración. Hay áreas inspiratorias y espiratorias en el área rítmica. Durante la respiración normal la aspiración dura aprox. 3 seg. Los impulsos nerviosos que se generan en el área inspiratoria establecen el ritmo básico de la respiración. Mientras que el área inspiratoria activa genera impulsos durante unos 2 seg. Las neuronas del área espiratoria se mantienen inactivas durante la respiración tranquila.
AREA NEUMOTAXICA: Ayuda a coordinar la transición entre la inspiración y espiración, la cual transmite impulsos inhibitorios al área inspiratoria. El efecto principal de estos impulsos nerviosos es el de contribuir a desactivar el área inspiratoria antes de que los pulmones se insuflen excesivamente, los impulsos acortan la duración de la inspiración.
AREA APNEUSTICA: Esta área envía impulsos estimulatorios al área inspiratoria, los cuales se activan y prolongan la inspiración. El resultado es una inspiración larga y profunda.
REGULACION DEL CENTRO RESPIRATORIO Puede ser modificado en respuesta a aferencias de regiones cerebrales receptores en el sistema nervioso periférico y otros factores.
INFLUENCIAS CORTICALES SOBRE LA RESPIRACION Como la corteza cerebral tiene conexiones con el centro respiratorio, es posible alterar voluntariamente el patrón de respiración. El control voluntario nos permite evitar que el agua o los gases irritantes entren en los pulmones. Los impulsos nerviosos del hipotálamo y el sistema límbico también estimulan al centro respiratorio y permiten que los estímulos emocionales alteren la respiración.
REGULACION DE LA RESPIRACION POR QUIMIORRECEPTORES Ciertos estímulos químicos modulan la rapidez y la profundidad de la respiración. El sistema respiratorio funciona para mantener los niveles apropiados de CO2 y O2 responde a cambios en los niveles de estos gases en los líquidos corporales. Los quimiorreceptores controlan los niveles de CO2 H y O2. Los quimiorreceptores centrales se localizan en el bulbo raquídeo o en sus inmediaciones dentro del sistema nervioso central.
Los quimiorreceptores periféricos están localizados en los cuerpos aórticos, acúmulos de quimiorreceptores situados en la pared del arco aórtico, y en los cuerpos o gránulos carotideos, que son nódulos ovales en la pared de las arterias carótidas comunes izquierda y derecha, en el punto donde se dividen en las arterias carótidas interna y externa.
HIPOXIA Es una diferencia de O2 en los tejidos y se clasifican en: Hipoxia hipoxica: es producida por una P O2 baja en la sangre arterial. Es una obstrucción de la vía aérea o la presencia de líquido en los pulmones. Hipoxia anémica: hay muy poca hemoglobina funcionante en los glóbulos rojos lo cual reduce el transporte de O2 o las células tisulares. Hipoxia isquémica: el flujo sanguíneo al tejido esta tan reducido que le llega muy poco O2 aunque la PO2 y los niveles de oxihemoglobina sean normales Hipoxia histotoxica: la sangre transporta una adecuada cantidad de O2 a los tejidos, pero estos son incapaces de utilizarlo adecuadamente por la acción de algún agente toxico.
ESTIMULACION DE LA RESPIRACION POR PROPIOCEPTORES El primer estimulo para estos cambios rápidos en el esfuerzo ventilatorio es la aferencia de los propioceptores, que monitorizan los movimientos de las articulaciones y los músculos.
OTRAS INFLUENCIAS SOBRE LA RESPIRACION Otros factores que regulan la respiración: Estimulación del sistema límbico: la anticipación de la act. O la ansiedad emocional puede estimular al sistema límbico que puede enviar aferencias excitatorias hacia el área inspiratoria lo cual lleva al aumento de la frecuencia respiratoria. Temperatura: el aumento de la temp. Corporal como ocurre durante la fiebre o el ejercicio muscular vigoroso, eleva la frecuencia respiratoria.
Dolor: un dolor intenso y repentino ocasiona apnea leve pero un dolor somático prolongado aumenta la frecuencia respiratoria. Distención del musculo del esfínter anal: aumenta la frecuencia respiratoria suele usarse para estimular la respiración en un recién nacido. Irritación de las vías aéreas: la irritación física o química de la faringe ocasiona el cese inmediato de la respiración seguido por tos o estornudo. Presión arterial: los barrorreceptores carotideos y aórticos que detectan cambios en la presión arterial tiene pequeños efectos sobre la respiración.
ENVEJECIMIENTO Y APARATO RESPIRATORIO Con el proceso de la edad las vías aéreas y los tejidos del tracto respiratorio como los alveolos se vuelven menos elásticos y mas rígidos. El resultado es una disminución de la capacidad pulmonar y puede disminuir un 35% en la edad de los 70años y se produce una disminución de la concentración sanguínea de O2 de la actividad de los macrófagos alveolares y de la actividad ciliar del revestimiento epitelial del tracto respiratorio.
