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Capítulo 37, Guyton
Ventilación Pulmonar
Las funciones principales de la respiración son proporcionar oxígeno y retirar dióxido de carbono. Sus 4 componentes son: 1. Ventilación pulmonar, 2. Difusion de oxígeno y de dióxido
de carbono entre los alvéolos, 3. Transporte de O 2 y de Co 2 en la sangre y 4. Regulación de la ventilación.
Músculos de expansión y contracción pulmonar – mecánica de la ventilación pulmonar-
Los pulmones se pueden expandir y contraer de 2 formas:
- Movimiento diafragmático: movimiento hacia arriba y hacia abajo del diafragma para
alargar o acortar la cavidad torácica. La respiración tranquila se consigue por este mecanismo, durante la inspiración el diafragma se contrae hacia abajo, en cambio durante el espiración el diafragma simplemente se relaja, y el retroceso elástico de los pulmones, de la pared torácica y de las estructuras abdominales comprimen los pulmones y expulsan el aire.
- Movimiento costal: elevación y el descenso de las costillas para aumentar y reducir el
diámetro anteroposterior de la cavidad torácica. La respiración forzada se consigue por este mecanismo, se consigue una fuerza adicional mediante la contracción de los músculos abdominales que empujan el contenido abdominal hacia arriba, comprimiendo así los pulmones.
El segundo método para expandir los pulmones es elevar la caja torácica. Al elevarla se expanden los pulmones xq permite que el esternón se desplace hacia abajo y hacia la columna vertebral. Cuando la caja costal se eleva, las costillas y el esternón se desplazan hacia adelante.
Músculos inspiratorios:: -son los músculos que elevan la caja torácica-
Intercostales externos. Esternocleidomastoideos – elevan el esternón- Serratos anteriores – elevan las costillas- Escalenos – elevan las 2 primeras costillas-
Músculos espiratorios: - son los músculos que descienden la caja torácica-
Los rectos del abdomen – empujan hacia abajo las costillas inferiores al mismo tiempo y otros músculos que comprimen el contenido abdominal contra el diafragma. Los intercostales internos.
Respiración Entrada de O 2 y salida de Co 2
Ventilación : flujo de entrada y salida de aire entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares
Presiones pulmonares
Presión pleural: es la presión del líquido pleural que está en el espacio entre la pleura visceral y la pleura parietal. En la inspiración, la presión pleural es de -7,5cmH 2 O y cuando espiramos es de -5cmH 2 O. Cuando más inspiramos, más negativa es la presión.
Presión alveolar: es la presión del aire en el interior de los alveolos pulmonares. Cuando la glotis está abierta y no hay flujo de aire hacia el interior ni el exterior de los pulmones, las presiones del árbol respiratorio son iguales a la presión atmosférica (0cmH 2 O – presión de referencia cero en las vías aéreas-). Cuando entra aire en los alveolos durante la inspiración, la presion alveolar disminuye a -1cmH 2 O, lo que hace posible que entre 0,5l de aire. Durante la espiración, la presión alveolar aumenta a +1cmH 2 O dejando salir los 0,5l de aire inspirados.
Presión transpulmonar: es la diferencia entre las presiones alveolar y pleural, es decir, es la presión que hay en el interior de los alveolos y la que hay en las superficies externas e los pulmones. Es una medida de las fuerzas elásticas pulmonares que tienden al colapsarlos durante la respiración, denominadas presión de retroceso.
Distensibilidad de los pulmones
Es el volumen que se expanden los pulmones por cada aumento de presion transpulmonar. La distensibilidad pulmonar total de los dos pulmones es aprox 200ml de aire por cada cmH 2 O de presión transpulmonar.
La distensibilidad está determinada por 2 fuerzas elásticas de los pulmones:
- Fuerzas elásticas del tejido pulmonar: está determinada por las fibras elastina y de colágeno que están entrelazadas entre sí en el parénquima pulmonar. En los pulmones desinflados, estas están contraídas y tensionadas. Cuando los pulmones se expanden, las fibras se distienden y se desenredan.
- Fuerzas elásticas producidas por la presión superficial del líquido que tapiza las paredes internas de los alveolos : los alvéolos contienen moléculas de agua unidas en la superficie ya que se atraen entre sí. Así, las moléculas de H 2 O tienden a contraerse, intentando expulsar el aire de los alvéolos a través de los bronquios (colapso alveolar).
Para evitar el colapso alveolar, existe el surfactante , es un agente activo en la superficie del agua y lo que hace es reducir la tensión superficial alveolar y por tanto, tmb en la reducción del esfuerzo necesario para que los músculos respiratorios expandan sus pulmones. Es secretado por las células epiteliales alveolares de tipo II que constituyen el 10% del área superficial de los alveólos.
El surfactante es una mezcla de varios fosfolípidos, proteínas e iones. Si se bloquean los conductos aéreos que salen de los alveolos, la tensión superficial de los alveolos tiene a colapsarlos, con lo que genera una presión positiva en los alveolos que intenta expulsar el aire. Ésta presión se puede calcular:
PRESION PLEURAL -7,5cmH 2 O -5cmH 2 O PRESION ALVEOLAR -1cmH 2 O +1cmH 2 O DURACIÓN 2seg 3s
INSPIRACION ESPIRACIÓN
Presión =
2 X tensión superficial
Radio del alvéolo
Nos hace deducir que cuanto menor sea el alvéolo, mayor es la presión alveolar que produce la tensión superficial
A + tensión superficial,
- tendencia del alveolo al colapso.
4. Capacidad pulmonar total: es igual a la capacidad vital + volumen residual, el normal es aprox 5800ml. Es el volumen máximo al que se puede expandir los pulmones con el máximo esfuerzo posible. El volumen respiratorio minuto: es la cantidad total de aire nuevo que pasa hacia las vías aéreas en cada minuto y es igual al volumen corriente multiplicado por la frecuencia respiratoria por minuto. El vol corriente normal es de aprox 500ml y la frec respiratoria normal es de 12 respiraciones por minuto, por lo que el volumen respiratorio minuto es en promedio aprox 6l/min.
Ventilación alveolar
La función de la ventilación pulmonar es renovar continuamente el aire de las zonas de intercambio gaseoso de los pulmones (estas zonas incluyen alveolos, sacos alveolares, conductos alveolares y bronquiolos respiratorios). La velocidad a la que llega a estas zonas de aire nuevo se denomina ventilación alveolar. Aire de espacio muerto: es el aire que nunca llega a las zonas de intercambio gaseoso (hematosis), por lo que no es útil para el intercambio. El normal es aprox un volumen de 150ml. Espacio muerto anatómico: es el espacio donde no se produce el intercambio gaseoso.
La ventilación alveolar por minuto es el volumen total de aire que entra en los alvéolos cada minuto. Es igual a la frecuencia respiratoria multiplicada por la cantidad de aire nuevo que entra en estas zonas con cada respiración. Determinan las concentraciones de O 2 y Co 2 en los alvéolos.
VA= Ventilacion alveolar. Vc= vol corriente (500). Vm= vo muerto fisiológico (150)
Funciones de las vías aéreas – tráquea, bronquios y brionquiolos-
La tráquea está compuesta por múltiples anillos cartilaginosos, en cambio, en las paredes de los bronquios existen placas curvas de cartílago, que permiten que los pulmones se expandan y se contraigan. Los bronquiolos, se mantienen expandidos por las presiones transpulmonares que expanden los alvéolos, sus paredes están formadas casi totalmente por musculo liso. La tráquea y los bronquios están formados por músculo liso en la parte donde no se encuentras placas cartilaginosas. Los bronquiolos terminales (bronquiolos respiratorios) están formados por epitelio pulmonar y su tejido fibroso subyacente y algunas fibras musculares lisas.
VA = FREC X (Vc – Vm) = 4200ml/min
Control nervioso simpático en los bronquiolos
El árbol bronquial está expuesto a la noradrenalina y a la adrenalina que se libera a la sangre por la estimulación simpática de las medulas de las glándulas suprarrenales. Estas dos hormonas (especialmente la adrenalina) producen la dilatación del árbol bronquial.
Control nervioso parasimpático en los bronquiolos
Las fibras nerviosas parasimpáticas procedentes de los nervios vagos, secretan acetilcolina y producen una contracción de los bronquíolos.
Moco de las vías aéreas y acción de los cilios en la limpieza de las vías aéreas
Todas las vías aéreas (desde la nariz hasta los bronquioles terminales) están humedecidas por una capa de moco que recubre toda la superficie. Es secretado por células calciformes mucosas individuales y por pequeñas glándulas submucosas. El moco atrapa pequeñas partículas que están en el aire inspirado e impide que lleguen a los alvéolos. Tdoas las superficies de las vías aéreas están tapizadas por un epitelio ciliado. Los cilios se los pulmones baten para arriba, mientras que los de la nariz baten hacia abajo, y establece que la cubierta de moco fluya lentamente hacia la faringe. Después el moco y las partículas son deglutidos o se expulsan hacia el exterior con la tos.
Para que haya estornudo tiene que haber una irritación de las vías aéreas nasales, en cambio, para la tos, la irritación es en las vías inferiores..
