La respiración humana consta básicamente de los siguientes
procesos: Inhalación y exhalación: la entrada y salida de aire a nuestros
pulmones.
Hay que recordar el concepto de hematosis: intercambio
gaseoso en los alvéolos pulmonares. Transporte de oxígeno a las células del
cuerpo. El principal función que tiene la respiración pulmonar.
El grado al que se inflan y desinflan los pulmones depende
de:
Presiones respiratorias que inflan el pulmón
La distensibilidad de los pulmones
La resistencia de las vías respiratorias (Este a su vez, se relaciona inversamente con la cuarta potencia del radio de las vías respiratorias)
Presiones respiratorias que inflan el pulmón
La distensibilidad de los pulmones
La resistencia de las vías respiratorias (Este a su vez, se relaciona inversamente con la cuarta potencia del radio de las vías respiratorias)
A diferencia del aparato circulatorio en el que el
movimiento del fluido se realizaba mediante la acción de una bomba situada en
serie con el circuito, en el sistema respiratorio la entrada y salida de aire
se produce por la acción de una bomba situada en el exterior del sistema. El
aire se mueve por gradiente de presión. Si la presión externa es superior a la
interna o pulmonar, se produce la entrada de aire; si la presión externa es
inferior a la interna se produce la salida de aire.
presión intrapulmonar o presión alveolar:
•
En esta área de los pulmones los gases están en
comunicación con la presión atmosférica.
•
Cuando se abre la glotis (justo antes de la
inspiración o expiración), la presión intrapulmonar = cero o igual a la presión
atmosférica.
presión intrapleural;
•
En un pulmón inflado normal, siempre negativa en
relación con la presión alveolar. Aprox. 4 mm Hg entre respiraciones cuando
la glotis está abierta y los espacios alveolares están abiertos a la atmósfera.
•
Las fuerzas opuestas de la pared torácica y los
pulmones crean un tirón contra las capas visceral y parietal de la pleura à presión negativa.
•
puede volverse positiva en relación con la
presión atmosférica (p. ej., durante la expiración forzada y tos)
La presión transpulmonar; es la diferencia
entre las presiones alveolar e intrapleural y se utiliza para determinar la
distensibilidad pulmonar.
La función respiratoria depende también de los músculos respiratorios
y la caja torácica, la acción de dichos músculos le da a la caja torácica la
forma necesaria para realizar la inspiración y expiración.
•
Respirar depende de que la cavidad
torácica es un compartimento cerrado, cuya única abertura a la atmósfera
externa es por la tráquea.
•
La ventilación consiste en la inspiración y
expiración
•
Inspiración; incrementa
tamaño de la cavidad torácica à
presión intratorácica se vuelve negativa y
el aire se extrae hacia los pulmones.
•
Expiración; los componentes
elásticos de la pared torácica y las estructuras pulmonares que se estiraron
durante la inspiración retrocedenàtamaño
de la cavidad torácica disminuye à
incrementa la presión en ésta.
El diafragma es el principal musculo inspiratorio:
•
Se contrae y a consecuencia el contenido
abdominal es forzado hacia abajo, se expande el tórax desde la parte superior
hasta el fondo
•
En Niveles normales de inspiración; diafragma se
mueve aprox. 1 cm
•
Puede llegar a 10 cm en inspiración
forzada
•
Raíces nerviosas frénicas que inervan al
diafragma provienen de C4 principalmente pero también de C3 y C5.
Las características o funciones que tienen los músculos
intercostales externos son:
•
Ayudan en la inspiración
•
Se contraen, elevan las costillas y las hacen
girar ligeramente para que el esternón sea empujado hacia adelante. Esto alarga
el tórax de lado a lado y del frente hacia atrás.
•
La Parálisis de estos músculos no tiene efecto
grave alguno en la respiración por la efectividad del diafragma
•
Los músculos intercostales reciben su inervación
de los nervios que salen del sistema nervioso central en el nivel torácico de
la médula espinal.
Las características o funciones que tienen los músculos
accesorios son:
•
Estos son principalmente los Escalenos y los
esternocleidomastoideos.
•
Los músculos escalenos elevan las 2 primeras
costillas y los esternocleidomastoideos elevan el esternón para aumentar
el tamaño de la cavidad torácica.
•
contribuyen poco a la respiración tranquila pero
se contraen en forma vigorosa durante el ejercicio
•
Para que los músculos accesorios ayuden en la
ventilación, deben estabilizarse de alguna manera. Esto es más notorio en el
asma y ejercicio intenso.
Profundizando aún mas en la expiración importante saber que
es una acción pasiva, los componentes elásticos de la pared torácica y
estructuras pulmonares que se estiraron durante la inspiración retroceden, esto
a su vez se incrementa la presión intratorácica, ademas músculos abdominales y
los músculos intercostales internos pueden utilizarse para incrementar el
esfuerzo espiratorio.
Otro factor importante para el ciclo respiratorio es la Distensibilidad
pulmonar; esto es la facilidad con que los pulmones pueden inflarse.
Tambien puede definirse como; Distensibilidad pulmonar (C) à es el cambio en el
volumen pulmonar (ΔV) que puede lograrse con un cambio dado en la
presión respiratoria (ΔP)
Representado por la
formula C = ΔV/ΔP.
La distensibilidad pulmonar se determina mediante:
- Las
fibras de elastina y colágeno del pulmón
- Su
contenido de agua y tensión superficial.
- Distensibilidad
de la caja torácica.
Los componentes principales que dan la distensibilidad al
pulmón son:
ELASTINA; se estira fácilmente e incrementa la
facilidad de inflación del pulmón.
Colágeno; resiste el estiramiento y hace la inflación
pulmonar más difícil.
Algunos trastornos relacionados a la falla de dichos
componentes son:
Enfermedad pulmonar intersticial y la fibrosis pulmonar, los pulmones se vuelven rígidos e inelásticos cuando las fibras de elastina son reemplazadas con tejido cicatricial
Enfisema, componentes elásticos del pulmón
pierden su capacidad de retracciónàpulmón
se infla con mayor facilidad pero es más difícil desinflarlo.
´ Tensión
superficial:
Fuerzas de atracción de las moléculas superficiales en los alvéolos.
Relación entre la presión dentro de un alvéolo y la tensión en la pared àla ley de Laplace (presión = 2 × tensión superficial/radio)
Si la tensión superficial fuese igual en los pulmones, los alvéolos con los radios más pequeños tendrían la mayor presión y esto causaría que se vaciaran en los alvéolos más grandes à no sucede por las moléculas que disminuyen la tensión superficial, llamadas tensoactivo, que revisten la superficie interna de los alvéolos.
Tensoactivo pulmonar; mezcla compleja de fosfolípidos, lípidos neutros y proteínas, este se sintetizan en las células alveolares tipo II.
Esta monocapa la que interrumpe la tensión superficial que se desarrolla en la interfase aire-líquido en los alvéolos.
Fuerzas de atracción de las moléculas superficiales en los alvéolos.
Relación entre la presión dentro de un alvéolo y la tensión en la pared àla ley de Laplace (presión = 2 × tensión superficial/radio)
Si la tensión superficial fuese igual en los pulmones, los alvéolos con los radios más pequeños tendrían la mayor presión y esto causaría que se vaciaran en los alvéolos más grandes à no sucede por las moléculas que disminuyen la tensión superficial, llamadas tensoactivo, que revisten la superficie interna de los alvéolos.
Tensoactivo pulmonar; mezcla compleja de fosfolípidos, lípidos neutros y proteínas, este se sintetizan en las células alveolares tipo II.
Esta monocapa la que interrumpe la tensión superficial que se desarrolla en la interfase aire-líquido en los alvéolos.
El Flujo de aire en las
vías respiratorias; volumen de aire que entra y sale del de intercambio
de aire de los pulmones; se relaciona en forma directa con la diferencia de
presión entre los pulmones y la atmósfera e inversamente con la
resistencia que encuentra el aire cuando se mueve por las vías respiratorias.
velocidad y patrón del flujo, el
flujo de aire puede ser laminar o turbulento.
•
Flujo de aire laminar o aerodinámico;
el aire en la periferia debe vencer la resistencia a fluir yà el aire en el centro de
la vía respiratoria se mueve más rápido. Sólo esta presente en las vías
respiratorias muy pequeñas, donde la velocidad del flujo es baja.
•
Flujo de aire turbulento;es
flujo desorganizado en el que las moléculas del gas se mueven de manera
lateral, colisionan entre sí y cambian sus velocidades. Se presenta
normalmente en la tráquea.
´ La
Resistencia del aire esta definida por la Ley de Poiselle; resistencia al flujo
se relaciona de manera inversa con la cuarta potencia del radio (R = 1/r4).
´ Si
el radio se reduce a la mitad, la resistencia se incrementa 16 veces (2 × 2 × 2
× 2 = 16).
´ El
sitio de mayor resistencia es el de los bronquios de tamaño medio
´ la
resistencia de cada bronquiolo individual podría ser relativamente alta, su
gran número produce una gran área total de sección transversal, lo que causa
que su resistencia total sea baja.
´ *Resistencia combinada total = 1/R +
1/R, etc.)
´ La
resistencia es menor durante la inspiración que en la expiración debido a las fibras
elásticas , Gracias a estas las vías respiratorias se abren cuando se
expanden los pulmones durante la inspiración, y se vuelven más estrechas cuando
se desinflan los pulmones.
´ Los
músculos lisos en las vías respiratorias (Que va de la tráquea a los
bronquiolos terminales), controlados por el sistema nervioso autónomo.
´ La
estimulación del sistema nervioso parasimpático produce restricción bronquial,
así como aumento en la secreción de moco.
´ La
estimulación simpática tiene el efecto opuesto
*Volúmenes pulmonares:
La cantidad de aire intercambiado durante la ventilación, puede subdividirse en 3 componentes: (1) volumen corriente, (2) volumen de reserva inspiratorio y (3) volumen de reserva espiratorio.
La cantidad de aire intercambiado durante la ventilación, puede subdividirse en 3 componentes: (1) volumen corriente, (2) volumen de reserva inspiratorio y (3) volumen de reserva espiratorio.
´ volumen
corriente (VT) es el volumen de aire inspirado (o exhalado) con
cada respiración; varía con la edad, sexo, posición corporal y la actividad
metabólica.
Aprox. 500 ml en el adulto de estatura media y cerca de 3 ml/kg a 5 ml/kg en niños.
Aprox. 500 ml en el adulto de estatura media y cerca de 3 ml/kg a 5 ml/kg en niños.
´ La
cantidad máxima de aire que puede inspirarse en exceso del VT normal
se llama volumen de reserva inspiratorio (VRI)
´ la
cantidad máxima que puede exhalarse en exceso del VT normal es el volumen
de reserva espiratorio (VRE).
´ 1
200 ml de aire siempre permanecen en los pulmones después de la espiración
forzada; volumen residual (VR)
Capacidades pulmonares:
Para medir estos se Incluyen 2 o más volúmenes pulmonares.
Para medir estos se Incluyen 2 o más volúmenes pulmonares.
Capacidad vital=VRI+ VT +VRE,
cantidad máxima de aire que puede
exhalarse a la fuerza desde el punto de máxima inspiracion
La capacidad residual funcional es la suma
del VR + VRE. volumen de aire que permanece en los pulmones al final de la
expiración normal.
capacidad pulmonar total es la suma de los
volúmenes en los pulmones.
VOLUMEN RESIDUAL; Se mide mediante métodos
indirectos, como el método de dilución de helio, método de lavado de nitrógeno
o pletismografía corporal.
