RESPIRATORIO (Sylvia Palacios)

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FISIOLOGÍA Respiratorio
RESPIRATORIO
1. MECÁNICA RESPIRATORIA
 Volumen corriente (VC): es el volumen de aire que entra y sale en reposo, para un sujeto adulto
joven de 70 Kg es de alrededor de 500 ml.
 Volumen de reserva inspiratoria se da con una inspiración forzada.
 El volumen de reserva espiratoria (VRE) se consigue con una expiración forzada.
 Volumen residual (VR): es el que queda en los pulmones luego de una espiración forzada.
 La suma de 2 o más volúmenes corresponde a las capacidades pulmonares.
 Capacidad residual funcional (CRF): VRE + VR; cuando estamos en reposo los pulmones se
encuentran a CRF, es el volumen que queda al final de una espiración tranquila.
 Capacidad pulmonar total (CPT): es la suma de los 4 volúmenes pulmonares, por lo que es el
máximo volumen de aire que pueden tener los pulmones en un momento dado.
1.1. GRADIENTE DE PRESIONES: PRESIÓN PLEURAL, PRESIÓN ALVEOLAR
En el espacio pleural existe una presión pleural y que siempre en reposo tiene un valor
negativo. Hay una presión dentro de los alvéolos: presión alveolar. Ambas se comparan siempre con
la presión atmosférica, la que es considerada para la fisiología con valor de cero (su valor es de 760
mmHg); por tanto, si la presión pleural es negativa, es menor de cero o menor de 760; la presión
pleural es de -5 cm de agua, en reposo.
La presión pleural es negativa porque el pulmón como cuerpo siempre ejerce una fuerza
hacia dentro: fuerza de retroceso elástico hacia adentro. El tórax siempre ejerce una atracción hacia
afuera, en sentido opuesto. A CRF esas fuerzas opuestas son iguales, como resultado de ello, sobre
un espacio cerrado la presión pleural se hace negativa. Cuando se pierde la presión pleural negativa,
el pulmón tiende a colapsarse produciendo neumotorax.
La presión alveolar a CRF es igual a la atmosférica, esto es, cero.
Un gas se mueve de una zona de mayor presión a una de menor presión. Por tanto, debe caer
la presión en los alvéolos (gradiente de presiones) por debajo de cero. Así el aire entra.
Desde los centros respiratorios ubicados en el bulbo baja la información vía bulboespinal
hasta hacer sinapsis con la alfa motoneurona, dando origen a los nervios que inervan los músculos
inspiratorios, los que se contraen, como resultado, el tórax se expande o aumenta de volumen y
arrastra en este movimiento de expansión a los pulmones, los cuales se distienden, con esto, la
presión pleural se hace más negativa y al distenderse los alvéolos la presión intraalveolar cae por
debajo de cero.
Al final de la inspiración los músculos inspiratorios naturalmente se relajan y el tórax y el
pulmón vuelven a su posición inicial de reposo (CRF), los alvéolos sufren una ligera compresión
como resultado de la deflación del pulmón y la presión intraalveolar se hace mayor que cero (+1, +2
cm de agua), entonces el aire sale de la zona de mayor presión, que son los alvéolos, hacia la
atmósfera. La espiración de reposo es pasiva, no hay actividad de los músculos espiratorios. Estos se
activan durante la espiración forzada.
La presión pleural en inspiraciones forzadas puede alcanzar valores tan negativos como los 80 ó -100 cm de agua, y la alveolar, de –40 ó -30. Durante la espiración forzada se pueden alcanzar
presiones pleurales tan positivas como +60 o +80 cm de agua. Estas presiones se miden en el tercio
inferior del esófago.
1.2. ROL DE LA MUSCULATURA RESPIRATORIA
Esteban Arriagada
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FISIOLOGÍA Respiratorio
Los músculos inspiratorios están activos en la inspiración de reposo:
 Diafragma: es el más importante, su contracción es responsable del 70-80% del volumen que se
desplaza. Es un músculo esquelético activo de por vida, contrayéndose 12 a 14 veces, hasta 20
veces, por minuto. A CRF la presión abdominal es positiva y la de la caja torácica negativa; en
una inspiración normal la cúpula diafragmática desciende y aumenta el diámetro vertical del
tórax, por su inserción en las costillas inferiores su contracción determina la expansión de la caja
torácica hacia afuera (asa de balde) aumentando el diámetro transverso del tórax.
 Paraesternales: fijos, próximos al esternón.
 Escalenos
 Intercostales externos: en dirección hacia abajo y adelante; al contraerse desplazan la caja
torácica hacia arriba y adelante, aumentando su diámetro anteroposterior.
Los accesorios se usan solo en inspiraciones forzadas:
 ECM
 Trapecio
 Pectorales.
Los espiratorios actúan solo en una espiración forzada:
 Intercostales internos
 Abdominales: rectos, oblicuos y transversos: al contraerse, aumenta la presión abdominal,
con lo que se empuja la cúpula diafragmática hacia arriba, lo que contribuye a la disminución
de los diámetros torácicos.
1.3. RESISTENCIA Y FUERZAS QUE SE DEBEN SUPERAR
Están relacionadas con:
 La elasticidad del pulmón y del tórax. A nivel del pulmón está dada por:
 La distribución de las fibras elásticas y colágenas en el pulmón: distensibilidad pulmonar.
 Tensión superficial intraalveolar.
 Resistencia friccional, dada por:
 Resistencia que ofrece la vía aérea al paso del aire.
 Roce de los tejidos durante los movimientos respiratorios.
A. DISTENSIBILIDAD PULMONAR. Al ser el pulmón rico en fibras elásticas, una fuerza produce
una cierta longitud, limitada por las fibras colágenas para que no se rompan. La
V
distensibilidad a nivel pulmonar se define como el cambio de volumen pulmonar D 
P
determinado por un cambio de presión.
Un cierto cambio de presión determina cambios de volúmenes distintos, siendo estos
menores mientras se esté más cerca de CPT. Esto significa que el pulmón es mucho más distensible
a bajos volúmenes pulmonares. El valor normal de la distensibilidad pulmonar estática es de 200
ml/cm de agua.
En un enfisema hay ruptura de los septum alveolares y se forman bulas de aire a nivel de los
lobulillos pulmonares, por lo que hay atrapamiento de aire con hiperinsuflación pulmonar (mayor
cantidad de aire que un sujeto normal), esto es, el pulmón tiene aumentada la distensibilidad
pulmonar. En una fibrosis pulmonar hay reemplazo del tejido elástico por colágeno, por lo que está
disminuida la distensibilidad pulmonar.
B. TENSIÓN SUPERFICIAL INTRAALVEOLAR: es una fuerza física que se ejerce en la interfase
aire-líquido en el interior de los alvéolos. Hay una capa de líquido que recubre el epitelio alveolar.
Esteban Arriagada
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Esta fuerza se ejerce hacia adentro y, por lo tanto, tiende a achicar la superficie de los alvéolos,
tiende a acercar la pared de los alvéolos. La presión está a su vez empujando las paredes hacia
afuera.
La ley de Laplace aplicada a superficies esféricas dice que la presión en el interior
2T
de la superficie esférica es inversamente proporcional al radio siempre que la tensión P 
r
superficial sea constante.
Si la tensión superficial en el interior de los alvéolos fuera constante, como los alvéolos
tienen todos diferentes diámetros, los que cambian con la inspiración y espiración, la presión en un
alvéolo de menor radio seria mayor que la del un alvéolo de mayor radio y el aire pasaría de un
alvéolo de mayor presión a uno de menor presión. Como resultado, habría alvéolos cerrados y otros
hiperinsuflados. Si hubiese grupos de alvéolos colapsados, para que entre el aire habría que hacer
más fuerza.
Pero la tensión superficial no es constante, sino que varía de acuerdo a los cambios de
diámetro de los alvéolos. Esto gracias a la sustancia surfactante (formada principalmente por
fosfolípidos), la que disminuye la tensión superficial en relación a los diferentes radios de los
alvéolos. Sin surfactante no podríamos respirar. Al hacer variar la tensión superficial logra que la
presión en el interior de los alvéolos tenga el mismo valor a un volumen determinado. A
determinados volumen todos los alvéolos tienen la misma presión. La sustancia surfactante se
distribuye como una capa molecular en la interfase aire-líquido: en los alvéolos grandes se concentra
menos, y las zonas libres generan tensión superficial; en los alvéolos de menor radio aumenta,
dejando menos zonas libres; así los de mayor radio tendrán mayor tensión superficial y los menores,
menor.
C. RESISTENCIA DE LA VÍA AÉREA AL PASO DEL AIRE
Las vías aéreas son tubos de conducción. En el paso del aire en los tubos hay roce de las
moléculas entre sí y con las paredes, tanto en la entrada como en la salida. El radio de estos tubos
está expuesto a cambios, porque las vías aéreas se pueden comprimir o distender. La zona
respiratoria propiamente tal está constituida por los ductos alveolares y sacos alveolares (hay 300
millones de alvéolos). Las vías aéreas presentan las características de flujo de la hemodinamia de la
sangre. Hay 2 tipos de flujo: laminar y turbulento (traquea). En todas las zonas de bifurcación el
flujo es transicional y en la zona respiratoria el aire se mueve por difusión.
Las zonas de mayor resistencia al paso del aire se ubica entre la 5ª y 9ª generación (ver
fotocopias profe). En la medida que nos aproximamos hacia la periferia (vía aérea menor de 2 mm
de diámetro), la resistencia cae en forma importante para ser mínima y despreciable a nivel de los
bronquiolos terminales, esto porque el área de sección transversal es mayor hacia la periferia.
Relación volumen pulmonar-resistencia de la vía aérea: a mayor volumen pulmonar, menor
resistencia al paso del aire y viceversa. Al distender o insuflar los pulmones, toda la vía aérea se
distiende y el radio aumenta, con lo que disminuye la resistencia al paso del aire de acuerdo a la ley
de Poiseuille. Entre la inspiración y espiración tranquila, la resistencia de la vía aérea varía muy
poco.
1.4. VENTILACIÓN
El objetivo es mantener las presiones parciales de O2 y CO2 dentro de valores normales.

Ventilación minuto: es el volumen total de aire que entra y sale de los pulmones cada minuto.
Vp = Volumen corriente (Vc) x frecuencia respiratoria.
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
Ventilación alveolar (Va): volumen de aire fresco que llega a los alvéolos cada minuto. Es
menor que la ventilación minuto, porque parte del aire que entra a cada ciclo no alcanza a llegar
a los alvéolos, quedando en las vías aéreas de conducción.

Espacio muerto anatómico: aire en las vías aéreas de conducción (desde la nariz hasta
bronquiolos terminales). Para un sujeto que tiene un flujo de 500 ml, es de 150 ml.
Va = Vc – (Volumen de espacio muerto VEM) x frecuencia. En promedio es de alrededor de 4 a
5 litros por minuto.
1.5. PRESIONES PARCIALES DE LOS GASES RESPIRATORIOS
Presión de un gas = porcentaje total gas x Presión total. (ver fotocopias profe).
El O2 constituye el 20,93 del aire atmosférico.
El aire que entra por las narices, es filtrado, luego calentado a la temperatura del cuerpo,
saturándose con vapor de agua, con lo que se agrega un nuevo gas, el vapor de agua. P vapor de
agua a 37º = 47 mmHg.
Por tanto:
Presión O2 = 0.2093 (760 - 47) = 149.
A mayor altura la presión barométrica baja, pero el porcentaje de oxígeno no varía.
La presión alveolar de oxígeno (PaO2) a nivel del mar es de 100 mmHg; la PaCO2 es de 40
mmHg.
El papel más importante del pulmón es ser un intercambiador de gases.
PvO2: 40mmHg
PvCO2: 46mmHg
PaO2: 100 mmHg
PaCO2: 40 mmHg
Estas 2 últimas son iguales a las presiones alveolares.
Apenas llega el oxígeno al capilar, comienza el intercambio, por eso la presión alveolar es
menor que la del aire inspirado; este recambio es solo parcial por cada ciclo.
2. DIFUSIÓN O INTERCAMBIO GASEOSO: LEY DE FICK
Describe los factores de los cuales depende la velocidad de paso de un gas a través de una
membrana. Estos factores son:
 Area de intercambio: es enorme, de 70 a 100 mts2 de superficie de intercambio, en algunas
patologías esta área disminuye.
 Constante de difusión (D): el CO2 es 20 veces más difusible que el oxígeno.
 Diferencia de presiones entre uno y otro lado de la membrana.
 Inversamente proporcional al grosor de la membrana (G): a pesar de que consta de varias capas,
la membrana es finísima: menos de 1 micrón de diámetro. Por lo que no es
AD (P)
problema, salvo cuando hay edema a nivel intersticial o en casos de fibrosis Vgas 
G
por depósito de colágeno.
La sangre demora 0,75 seg. en pasar por el alvéolo, y en solo 0,25 seg. se alcanza el
equilibrio de las presiones de los gases. Cuando un sujeto hace ejercicio la sangre pasa más rápido,
pero igual se alcanza el equilibrio. Cuando la membrana está engrosada (alteración de la difusión),
en reposo no hay problema, porque puede demorarse 0,50 o 0,75 seg en alcanzar el equilibrio; pero
si se hace ejercicio, la sangre pasa más rápido y ese tiempo no será suficiente para alcanzar el
equilibrio y la presión parcial de oxígeno será menor.
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La presión parcial de oxígeno va disminuyendo con la edad. A nivel periférico es menor que
a la salida del alvéolo; de alrededor de 95 mmHg. (gradiente de 5).
En los lugares de altura las presiones parciales son menores.
La gradiente aumenta con la edad.
3. TRANSPORTE DE GASES


El oxígeno se transporta de 2 maneras por la sangre hacia todos los tejidos:
Disuelto en la sangre en pequeña cantidad (0,3 ml de oxígeno por cada 100 ml de sangre)
Unido a la hemoglobina: 1,34 ml de oxígeno en 1 gr de Hb cuando está 100% saturada con
oxígeno. Por tanto, 15 gr de Hb transportan 20,1 ml de oxígeno por cada 100 ml de sangre. Pero
la Hb no está 100% saturada; su saturación es de alrededor de 97%; por lo que 15 gr de Hb
transportan 19,5 de oxígeno por cada 100 ml de sangre a la saturación del 97%. (En una anemia
disminuye el contenido, pero no la saturación).
la entrega a nivel tisular.
B. FACTORES QUE PUEDEN MODIFICAR LA
CURVA



% Saturación 02
A. CURVA DE DISOCIACIÓN DE LA HEMOGLOBINA
El oxígeno se consume a nivel alveolar y en la sangre. A la vez se habla de producción de
CO2. En los tejidos se cede oxígeno y la Hb se desatura; llega con una saturación del 97% quedando
en 40%.
En la zona aplanada (desde 60 hacia
arriba), aunque la PO2 baje de 100 en 10 o 20
100
mmHg el porcentaje de saturación de la Hb se
80
modifica muy poco.
La zona inclinada indica que pequeños
60
Se cede en
cambios de la PO2 se acompañan de importantes
los tejidos
40
variaciones en la saturación de la Hb, lo que afecta
20
20 40 60 80 100 120
PO2 (mmHg)
El pH (el normal es 7,4): al bajar el pH a 7.2 (acidosis) la curva se desplaza hacia la derecha. En
una alcalosis (7.6) la curva se mueve a la izquierda.
Un aumento de la PCO2 (hipercapnia) de lo normal 40, a 80, mueve la curva hacia la derecha;
una hipocapnia la mueve hacia la izquierda.
Un aumento de la temperatura mueve la curva hacia la derecha; una hipotermia, hacia la
izquierda.
Que la curva se mueva hacia la derecha implica que a una PO2 de 40 el porcentaje de
saturación ya no es de 75%, sino menor; hay menor afinidad de la Hb por el O2 y se cede más
fácilmente el oxígeno a los tejidos.
Cuando la curva se mueve hacia la izquierda hay mayor afinidad de la Hb por el O2.
Esteban Arriagada