Fisiología del Sistema Respiratorio
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Fisiología del Sistema Respiratorio Generalidades Estructura y Función Leyes de los Gases Composición del Gas Atmóferico Estructura y Función del Sistema Respiratorio Vías respiratorias Parénquima pulmonar Pleura Sistema nervioso pulmonar Sistema vascular y linfático pulmonar Sistema Inmune Función del sistema respiratorio Control de la Ventilación Vias eferentes Receptores Bomba Ventilatoria Intercambio gaseoso Musculos -Caja tóracica Vías aéreas de conducción Retroceso elástico Circulación Pulmonar Barrera hemato-aérea 50 - 100 mt2 Vías Respiratorias De Conducción Tráquea Sacos Cartílago ( 0 ) Bronquios Glándulas Bronquiales ( 1 – 7 ) Respiratorias - Terminales Bronquiolos Bronquiolos Ductus Alveolares No-Respiratorios Respiratorios ( 8 – 19 ) (20-27) Estructura del Sistema Respiratorio Vías Respiratorias De Conducción Respiratorias - Terminales Espacio Muerto Anatómico Flujo de aire 1 lt/ seg Zona Respiratoria Intercambio gaseoso Estructura del sistema respiratorio Area de las vías aéreas 500 Area transversa 400 cm2 300 Zona de conducción Zona respiratoria 200 100 0 5 10 15 20 23 Generación de vía aérea Sistema Nervioso y vías de conducción Centros de control central de la ventilación Control automático Control voluntario Vías eferentes hacia los músculos efectores Vías aferentes de los receptores a los centros de control Receptores centrales y periféricos Sistema Nervioso Pulmonar Fibras eferentes : Parasimpáticas con eferentes muscarínicos y colinérgicos Simpáticas (relajación de músculo liso, vasoconstricción pulmonar inhibición de la actividad secretora) Sistema NANC: ATP, ON, Sustancia P, PIV (broncodilatación) Sistema Nervioso Pulmonar Fibras aferentes provenientes de: Fibras de los receptores para estiramiento Fibras de los receptores de irritación Fibras de los receptores J Sistema Vascular y Linfático Vasos pulmonares Arterias pulmonares provenientes del VD Venas pulmonares drenan en AI Vasos Bronquiales Provienen de la circulación sistémica, irrigan el árbol bronquial y el sistema nervioso pulmonar Intercambio gaseoso O2 PetCO2 PIO2 PAO2 Alveólo PACO2 PvO2 CvO2 PCO2 Capilar pulmonar PcO2 CcO2 Estructura del Sistema Respiratorio Parénquima Pulmonar Pulmón derecho Lóbulo superior Apical Anterior Posterior Lóbulo medio Lateral Medial Lóbulo inferior Superior Postero basal Latero-basal Medial Antero-basal Estructura del Sistema Respiratorio Parénquima Pulmonar Pulmón Izquierdo Lóbulo superior Apical posterior Anterior Lóbulo superior: Língula Superior Inferior Lóbulo inferior Superior Postero basal Latero-basal Antero medial-basal Funciones del Sistema Respiratorio Intercambio gaseoso Depuración y limpieza del aire inspirado Defensa contra infecciones Fonación Fisiologia del Sistema Respiratorio Propiedades de los Gases El gas es una sustancia cuyas moléculas estan en constante movimiento las cuales ejercen presión y generan calor o temperatura Las moleculas de un gas ocupan un lugar y tienen volumen La masa de un gas representa el tamaño el número de moléculas. Cuando actuan contra gravedad tienen peso. Fisiologia del Sistema Respiratorio Propiedades de los Gases La temperatura es un propiedad física de los gases. A temperaturas altas sus moléculas se mueven más rápido La temperatura se puede expresar en Grados Kelvin °K = °C + 273 En escala K, 0°K = -273 Celcius 0° C = 273°K 37°C = 310° K Fisiologia del Sistema Respiratorio Propiedades de los Gases Presión (P) está determinada por la frecuencia de movimiento de las moléculas contra una superficie. En fisiología pulmonar la presión de un gas se expresa en mmHg o en Torr (1 mmHg = 1Torr) La presión del aire a nivel del mar es igual a 760 mmHg La presión de un gas disuelto en líquido se llama tensión del gas Fisiologia del Sistema Respiratorio Propiedades de los Gases La Presión de vapor de agua (P H2O), corresponde al agua en fase gaseosa. El vapor de agu ejerce presión La presión de vapor de agua depende de la temperatura El aire inspirado despues de su paso por las vías respiratorias superiores se encuentra saturado con vapor de H2O Presión de Vapor de Agua TEMPERATURA °C 20 °C 25 30 35 36 37 38 39 40 Presión de Vapor de Agua 17.54 mmHg 23.76 31.82 46.18 44.56 47.07 49.69 52.44 55.32 Propiedades de los gases La presión del gas seco inspirado, en una persona con 37°C de temperatura corporal será: A nivel del mar donde PB = 760 mmHg: Presión gas seco inspirado = 760 - 47 = 713 mmHg En Bogotá donde PB = 560 mmHg: Presión gas seco inspirado = 560 - 47 = 513 mmHg Propiedades de los gases El Volumen (V) es el espacio ocupado por un gas. El gas es compresible y su volumen estará determinado por el espacio ocupado Si un gas se comprime, su presión y volumen se modificarán de acuerdo a las leyes de los gases Leyes de los Gases Ley de Dalton: la suma de las presiones parciales de los gases será igual a la presión total La suma de las presiones individuales de los gases en el aire será igual a la presión atmosférica (PB) PB = P1 + P2 + P3 + ...... PB = PN2 + PO2 + PH2O + PCO2 Leyes de los Gases Ley de Avogadro: Volumenes iguales de gases a la misma temperatura y presión contiene igual número de moléculas A 273 °K y 760 mmHg el número de moleculas siempre ocupará 22.4 L El número de Avogadro = 6.02 x 1023 es el número de moleculas en una masa de gas igual a su peso molecular en gramos PM O2 = 32, entonces 32 gr de O2 contienen 6.02 x 10 23 moléculas Leyes de los Gases Ley de Boyle: A temperatura constante la presión ejercida por una gas será inversamente proporcional al volumen del gas. Si la presión o el volumen de un gas cambian y la temperatura permanece constante, el producto de presión por volumen permanece constante: P1 x V1 = P2 x V2 Leyes de los Gases Ley de Charles: Si la presión de un gas es constante, el volumen y la temperatura varian en forma directamente proporcional Si la temperatura o el volumen cambian y la presión permanece constante: V1 / T1 = V2 / T2 Leyes de los Gases Ley General de los Gases es la combinación de las leyes de los gases y podría expresarse: (P1 x V1) / T1 = (P2 x V2) / T2 Composición del Aire GAS NITROGENO OXIGENO CO2 ARGON OTROS GASES PH2O PB PP gas seco % del aire seco 78.084 20.948 0.031 0.934 0.003 0 PP aire seco PP aire seco nivel mar si PH2O = 47 593.44 159.20 0.24 7.10 0.02 0 760 760 556.74 149.36 0.22 6.66 0.02 47 713 La altitud y la PB Everest PB= 253 mmHg PPO2 = 52 mmHg Andes PB = 380 mmHg PPO2 = 80 mmHg Bogotá PB = 560 mmHg PPO2 = 117.6 mmHg PPO2 = 21% de PB PB = 760 mmHg PPO2 = 160 mmHg Nivel del mar ATPS, BTPS, STPD Formas de expresar las caracteristicas de los gases en diferentes condiciones BTPS = Temperatura corporal, Presión del gas saturada con vapor de agua a temperatura corporal (37°C = 47 mmHg) ATPS = Temperatura ambiente y presión del gas saturada con vapor de agua a la temperatura del ambiente (25°C = 24 mmHg) ATPS, BTPS, STPD STPD condiciones estandar de temperatura, aire seco es decir no saturado por vapor de agua Podemos converitr las medidas de una gas tomadas por un espirometro a condiciones corporales Condiciones ATPS V1 = volumen del gas colectado por el espirometro (ATPS) T1 = 25°C + 273°K = 298°K P1 = PB - PH2O a T1 P1 = 760 mmHg - 24 mmHg = 736 mmHg Condiciones BTPS V2 = volumen del gas a ser determinado T2 = 37°C + 273°K = 310°K P2 = PB - PH2O a T2 P2 = 760 mmHg - 47 mmHg = 713 mmHg V2 = (V1 x P1) / T1 x T2 / P2 V2 = V1 x (310/298) x (736/713) V2 (BTPS) = V1(ATPS) x 1.07 Presión de Oxigeno PB = 760 mmHg PPO2 = .21 x 760 PIO2 = .21 x (760 - PH2O) PIO2 = .21 x (760 - 47) PIO2 = 149.4 PAO2 = .21 (PB-PH2O)-PACO2 PAO2 =.21(760-47)-40 PAO2 = 149.4 - 40 PAO2 = 109.4 Presión Alveolar de O2 FIO2 50% PB = 760 mmHg PPO2 = .50 x 760 PIO2 = .50 x (760 - PH2O) PIO2 = .50 x (760 - 47) PIO2 = 356.5 PAO2 = .50 (PB-PH2O)-PACO2 PAO2 =.50(760-47)-40 PAO2 = 356.5 - 40 PAO2 = 316.5 Presión Alveolar de O2 FIO2 21% PB = 560 mmHg PPO2 = .21 x 560 PIO2 = .21 x (560 - PH2O) PIO2 = .21 x (560 - 47) PIO2 = 107.7 PAO2 = .21 (PB-PH2O)-PACO2 PAO2 =.21(560-47)-40 PAO2 = 107.7 - 40 PAO2 = 67.7
