Presentación Sistema Respiratorio 2016.pdf

El sistema respiratorio es el conjunto de órganos y estructuras encargadas del intercambio gaseoso entre el organismo y el medio ambiente, permitiendo la incorporación de oxígeno (O₂) y la eliminación de dióxido de carbono (CO₂). Este proceso es esencial para la homeostasis celular, ya que el oxígeno es indispensable para la fosforilación oxidativa y la producción de energía (ATP), mientras que la eliminación del CO₂ evita la acidosis respiratoria.

Desde un punto de vista anatómico, el sistema respiratorio se divide en vías aéreas superiores e inferiores. Las superiores comprenden la nariz, cavidades nasales, senos paranasales, faringe y laringe; estructuras que filtran, humedecen y calientan el aire inspirado. Las vías inferiores incluyen la tráquea, bronquios, bronquiolos y los alvéolos pulmonares, donde ocurre el intercambio gaseoso. Los pulmones, órganos pares y esponjosos situados en la cavidad torácica, están rodeados por la pleura, una doble membrana que reduce la fricción y facilita la expansión pulmonar durante la respiración.

1. FISIOLOGÍA DE LA
RESPIRACIÓN
Prof. Dr. med. Andrés A. Ponce
Cátedra de Fisiología Humana
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2. Respiración
La respiración consiste en el intercambio de gases
(O
2 , CO
2 ) entre las células y la atmósfera.
Puede dividirse en:
Externa : Intercambio de gases (O
2 /CO
2 ) a nivel
pulmonar
Interna:
Transporte de gases en la sangre
Intercambio tisular
Respiración celular
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3. Respiración celular
◼ Proceso metabólico por el que
los nutrientes se combinan con
el oxígeno y se descomponen,
liberando energía .
◼ Ocurre en las mitocondrias de
las células
◼ Esta energía es utilizada para
la síntesis de moléculas de ATP
◼ El ATP es utilizado para realizar
otros procesos: biosíntesis ,
contracción muscular , etc.
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4. ADP
ATP
glucósilis anaeróbica
fosforilación oxidativa
Demanda
energética
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5. Estructuras del Sistema
Respiratorio
Organo intercambiador de gases: el pulmón
Bomba ventilatoria : la pared toráxica
Bomba sanguínea: el corazón
Sistema de transporte de gases: la sangre
Sistema de control que asegure la
coordinación entre la bomba y las necesidades
metabólicas
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6. CONTROL DE LA VENTILACIÓN
CONTROL CENTRAL
vías aferentes vías eferentes
SENSORES EFECTORES
Quimioreceptores M. Respiratorios:
Receptores Pulmonares - diafragma
- intercostales
- abdominales
PO
2 y PCO
2 constantes
TRONCO ENCEFALICO
VOLUNTARIO
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7. Centros Respiratorios
CONTROL CENTRAL
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8. Centros Protuberanciales
Apneutico y Neumotáxico
Centros Bulbares
Control rítmico
Neuronas Inspiratorias : grupo dorsal
Neuronas Espiratorias : grupo ventral
Centros Respiratorios
CONTROL CENTRAL
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9. Centros Bulbares (área rítmica):
Grupo Dorsal → inspiración
Grupo Ventral → inspiración y espiración
(ejercicio)
Centros Protuberanciales :
Centro Neumotáxico :
Inhibe la inspiración, transmitiendo impulsos continuos al área
inspiratoria.
Desconectando el área inspiratoria antes que entre demasiado aire en
los pulmones.
Cuando el área neumotáxica es más activa, la velocidad respiratoria es
mayor
Centro Apnéutico :
Estimula la inspiración
Coordina la transición entre inspiración y espiración
Prolonga la inspiración y por lo tanto la frecuencia respiratoria.
Ambos modifican la actividad del área rítmica.
Centros Respiratorios
CONTROL CENTRAL
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10. Quimioreceptores
Monitorean : PCO
2 , PO
2 y el pH
Centrales :
Protuberanciales
Bulbares
Periféricos :
Cuerpos Carotídeos
Glosofaríngeo : células del Tipo I
Cuerpo aórtico
Vago : células del Tipo II
Receptores de estiramiento : tejido pulmonar
SENSORES
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11. Quimioreceptores Centrales
Los quimioreceptores modifican la frecuencia y la
profundidad de la respiración .
La PO
2 modifica lentamente a los QR, porque
existe una reservorio de O
2 unido a la Hb .
En cambio , los QR son mas sensibles a las
variaciones de PCO
2 manteniendolo a 40 mmHg
H
2 0 + C0
2
H
2 C0
3 H
+
+ HC0
3
-
SENSORES
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12. Quimioreceptores Centrales
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13. Cuerpos Carotídeos (Glomo)
Glosofaríngeo : células del Tipo I
Estímulo : descenso de la PO
2
Cuerpo aórtico
Vago : células del Tipo II
Estímulo : O
2 disuelto
Quimioreceptores Periféricos
SENSORES
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14. Transducción sensorial en el cuerpo carotídeo
Los cuerpos carotídeos contienen (*):
•ACh
•Dopamina
•Adrenalina
•Noradrenalina
•5HT (serotonina)
•Sustancia P
PO
2
Ca
2+
Ca
2+K+ Nervio del Cuerpo Carotídeo
Célula Tipo I
Aumento de la descarga
de las fibras aferentes
*
SENSORES
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15. Control Químico
Quimioreceptorores Centrales
Nivel del dióxido de carbono a través del LCR
Quimioreceptorores Periféricos
Nivel de H
+
y PO
2 a través de los cuerpos carotídeos y aórticos
Control No Químico
Aferencias Baroreceptores : auriculares , arteriales , ventriculares y pulmonares
Aferencias de Protuberancia , Hipotálamo y Sistema Límbico
Estimulos emocionales
Aferencias de propioceptores
Reflejo de Hering - Breuer
Previene la sobreventilación
Protectores : aferencias de la faringe , tráquea y bronquios
Tos , deglución , estornudos
Estímulos que afectan a los sensores
SENSORES
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16. Estímulos que afectan al CR
SENSORES
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17. Nervios motores: núcleos tronco encefálicos
Frénico
Intercostales
Músculo liso bronquial:
Parasimpático: bronconstrictor
Simpático: broncodilatador
Reflejos
EFECTORES
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18. EFECTORES
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19. Ventilación
Proceso por el cual los pulmones renuevan el
aire de los alvéolos
Inspiración
Espiración
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20. Vías Aéreas
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22. Nariz
René Magritte (Belgica, 1898-1967)
La bonne aventure (1937)
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23. Nariz
Hay unos 20 tipos distintos de receptores
Función: olfatoria, humidificación, calentamiento y filtrado.
RESISTENCIA DE LA VIA AEREA (CICLO NASAL – VALVULA NASAL)
SISTEMA DE TRANSPORTE MUCOCILIAR
CALENTAMIENTO DEL AIRE INSPIRADO
REFLEJOS NEURALES
REACCIONES INMUNOLOGICAS
OLFACION
RESONANCIA VOCAL
Elsistema olfativoesimportante para nuestra calidaddevida.Unolor
único puede desencadenar recuerdos distintosdenuestra infancia ode
los momentos emocionales - positivos o negativos - más tardeenlavida.
Cuando algo sabe bienesdebido principalmente alaactivación del
sistema olfativo.
Perderelsentido del olfatoesunadesventaja significativa, yano
percibimos las diferentes calidadesdelos alimentos ynopodemos
detectar señalesdealerta, por ejemploelhumode unincendio.
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24. Códigos combinatorios de receptores
La familia de receptores de odorizantes se utiliza de una manera
combinatoria para detectar sustancias odoríferas y para codificar sus
identidades únicas. Diferentes sustancias odoríferas son detectados
por diferentes combinaciones de receptores y por lo tanto tienen
diferentes códigos de receptores. Estos códigos son traducidas por el
cerebro en diversas percepciones de olores.
El inmenso número de combinaciones de receptores potenciales es la
base de nuestra capacidad para distinguir y formar memorias de más
de 10.000 olores diferentes.
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25. Faringe
◼ Tubo musculoso común a los aparatos
digestivo y respiratorio.
◼ Comunica con:
◼ La boca a través del istmo de las fauces
◼ El esófago
◼ Las fosas nasales a través de las coanas
◼ La laringe a través de la glotis
◼ El oído medio a través de las trompas de
Eustaquio.
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26. Laringe
Órgano tubular, constituido por cartílagos, que
comunica la faringe con la tráquea .
La función principal de la laringe es la fonación,
permitiendo el paso de aire hacia la tráquea y los
pulmones . Se cierra durante la deglución .
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27. La Tráquea
Se ubica desde laringe a los bronquios, cartilaginosa, en
herradura . Tiene mucus y células ciliares
La función principal de la tráquea es brindar una vía abierta
para el aire que entra y sale de los 2 pulmones . Se divide en
dos bronquios principales . El derecho es más amplio que el
izquierdo debido a que el pulmón es más voluminoso .
Mide entre 10 y 11 cm de longitud y diámetro 2 a 2,5 cm
2
.
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28. Los Pulmones
Se dividen en
El pulmón derecho : consta de 3 lóbulos
(superior, medio, inferior) .
El pulmón izquierdo: tiene dos lóbulos.
Los pulmones están cubiertos por una
membrana lubricada llamada pleura y están
separados el uno del otro por el mediastino .
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29. Pleura
Se divide en una pleura parietal externa
y otra pleura visceral en la parte interna .
La cavidad pleural es un espacio virtual
entre las dos pleura . Posee una capa de
líquido casi capilar . El volumen es de 0 . 1
a 0 . 2 ml/kg de peso .
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30. Bronquio
Cada bronquio es una estructura tubular que
conduce el aire desde la tráquea a los alveólos
pulmonares .
Con ramificaciones progresivas arboriformes
( 25 divisiones en el hombre) y diámetro
decreciente, cuya pared está formada por
cartílagos y capas muscular, elástica y mucosa .
Al disminuir el diámetro pierden los cartílagos,
adelgazando las capas muscular y elástica .
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31. Ramificación de la vía aérea
conducción
intercambio
Sistema de conducción : Laringe, Tráquea,
Bronquios principales, lobares y segmentarios,
Bronquiolos.
El espacio muerto anatómico, o zona no
respiratoria (no hay intercambios gaseoso) del
árbol bronquial incluye las 16 primeras
generaciones bronquiales, siendo su volumen de
unos 150 ml .
Sistema de intercambio : conductos y sacos Alveolares
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32. Ramificación de la Vía Aérea
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33. Tienen alrededor de 300 millones de alvéolos, con una
superficie total de alrededor de 140 m² en adultos
Alvéolos
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34. Unidad alveolo - capilar: 1000 capilares/alvéolo
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35. Componentes del intercambio gaseoso
Neumocitos tipo I
Ocupan el 90% de la superficie alveolar
Membrana basal se fusiona con la del endotelio .
Neumocitos tipo II
Sintetizan el surfactante pulmonar (tensión
superficial)
Función metabólica
Intersticio pulmonar
Tejido de sostén compuestos por fibras colágenas y
fibroblastos
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36. Ley de Laplace
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37. Características
Secretada y recaptada por Células Tipo II.
Composición: Dpfc (lecitina) y PDG.
Estimulado por agonistas beta adrenérgicos e incrementa el VT.
Funciones Pulmonares
Promueve la estabilidad alveolar
Previene la atelectasia
Reduce la apertura por presión en
los de los pequeños alveolos
Conserva los alveólos secos
evitando el edema pulmonar
Facilita el trabajo respiratorio
Sustancia Surfactante
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38. Dinámica de la Ventilación
La finalidad de los movimientos respiratorios
es incrementar el flujo aéreo en los
pulmones.
El principal músculo inspiratorio es el
diafragma, siguiendo los intercostales
externos, pectorales y ECM. Los músculos
espiratorios son: intercostales internos y
rectos abdominales.
La espiración normal es resultado de la
elasticidad pulmonar
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39. Distensibilidad Compliance=
Δ V
Δ P
Dinámica de la Ventilación
•Ladistensibilidades elgradodeexpansióndelos pulmones por unidaddeincrementodelapresión
transpulmonar.Ladistensibilidad pulmonar totaldeambos pulmones esde200ml/cmdepresiónde
H
2O.Esdecir, cada vez quelapresión transpulmonar aumenta de1cmdeH
2O (1mmHg=1.36 cmH
2O)
los pulmonesseexpanden 200ml.Ladistensibilidad pulmonar o compliancesedefine comolapendiente
delacurva volumen/presión y simbolizaconlaelasticidad pulmonar (la facilidad con que los pulmones y
lacaja torácica pueden ser expandidos) midiendo cuánto volumen deairesemovilizaalaplicar cierta
presión transpulmonar (Palv-Ppleu).
•Lacompliance del pulmón aislado esde200ml/cmdeH
2O y está relacionado con 2 factores: la
elasticidad ylatensión superficial.Seestima queenvivo una mitadesdebido por estos dos factores y
quelaotra mitadesatribuible alacaja torácica que tambiénsedebe distender.
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40. La elasticidad ( distensibilidad , “ compliansa ”) del tejido pulmonar y la tensión
superficial del líquido de los alveolos se oponen a la distensió n del pulmón
por la pleura. Esto hace que en reposo la presión intrapleural s ea negativa
Dinámica de la Ventilación
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41. MECANICA DE LA RESPIRACION
Distensibilidad
AUMENTA
Enfisema
DISMINUYE
Fibrosis
Edema pulmonar
Atelectasia :esuna afección donde una porción del
pulmónsecolapsa onoescapazdeexpandirse completamente
Obesidad
Deformidad de la caja
torácica
Elcumplimientodebaja indicaunpulmón rígido y
significauntrabajo extraesnecesario para traer a
unvolumen normaldeaire. Esto ocurre cuando los
pulmones,eneste casosefibrótico, pierdensu
distensibilidad ysevuelven más rígidos.
Los pacientes con enfisema tienen una distensibilidad pulmonar
muy alto debido alospobresretrocesoelástico,notienen ningún
problema inflarlospulmones, pero tienen muchas dificultades para
exhalarelaire.Enesta condicióndetrabajo adicionalesnecesario
para sacarelairedelospulmones.
Eltejido elásticohasido dañado, porlogeneral debido a que están
sobrecargados porlasobre inflación
Normal Enfisema
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42. Dinámica
DISMINUCION DE LA CAVIDAD
TORACICA
Intercostales internos
AUMENTO DE LA CAVIDAD
TORACICA
Intercostales externos
Diafragma
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43. MECANICA DE LA RESPIRACION
Inspiración
Orden de control central
Vías eferentes: información a los músculos inspiratorios
Actividad de diafragma e intercostales
Presión pleural más negativa
Aumenta presión transmural alveolar
Los alvéolos se expanden
Disminuye la presión alveolar
Gradiente de presión, genera flujo de entrada de aire
Aumenta el retroceso elástico pulmonar
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44. MECANICA DE LA RESPIRACION
Espiración
Cesa el comando inspiratorio
Músculos respiratorios se relajan
Disminuye el volumen torácico
Presión pleural se hace menos negativa
Disminuye el gradiente de presión transmural alveolar
Disminuye el volumen alveolar y presión alveolar
Flujo de salida de aire hasta que se igualan las presiones
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45. Dinámica de la Ventilación
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46. Volumenes y Capacidades
Respiratorias
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47. VENTILACIÓN ALVEOLAR
◼ En un adulto joven, el volumen corriente normal (VC) es de alrededor de
500 ml. Sólo una parte de este volumen llega a los alvéolos, ya que en
cada inspiración, alrededor de 130 - 160 ml quedan en las vías aéreas y no
participan en el intercambio gaseoso.
◼ Este último volumen se denomina espacio muerto anatómico . Existen
además alvéolos, como los de los vértices del pulmón, que aun en
condiciones normales tienen un flujo sanguíneo nulo, por lo que tampoco
participan en el intercambio gaseoso.
◼ El volumen ocupado por estos alvéolos no perfundidos se denomina
espacio muerto alveolar (normal 20 - 50ml). El conjunto de los espacios
muertos anatómico y alveolar se llama espacio muerto fisiológico (V
EM ).
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48. Espacios pulmonares
Espacio Muerto Anatómico (V
D zona de conducción) =
150 ml
Espacio Muerto Alveolar (fisiológico, espacio no
perfundido ) (<10 ml)
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49. Valores en reposo
VENTILACIÓN MINUTO ( VP ) = FR x VT
6 - 7,5 L/min.
12 x 500 cc aire inspirado/espirado en cada ciclo= (250 mL 0
2 y
250 mL ) CO
2.
VENTILACION ALVEOLAR ( VA ) = ( VT - EMA ) x FR
4.2 L/min
(500 mL - 150 mL ) x 12 min
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50. La base pulmonar está mejor ventilada y
mejor perfundida que el apex.
En la base predomina la perfusión sobre la
ventilación.
En el apex predomina la ventilación sobre la
perfusión.
La relación ventilación perfusión es pequeña
en la base y grande en el apex
Relaci ó n Ventilaci ó n - Perfusi ó n
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51. •La ventilación y la perfusión no se distribuyen de manera homogénea y
regular por todo el pulmón.
•Si se correlacionan ambos parámetros se obtiene un cociente o tasa
ventilación perfusión (VA/Q), en la que las variaciones de perfusión son
mayores que las de ventilación. Esta tasa es inferior a 1 en la base y
superior a 1 en el vértice, teniendo como valor medio 0,85-0,90, siendo una
medida de la función pulmonar.
•Con el ejercicio y el consiguiente incremento del metabolismo, la
ventilación y la perfusión aumenta, siendo más elevado el incremento de la
primera, por lo que el cociente VA/Q puede aumentar 3 ó 4 veces
Relaci ó n Ventilaci ó n - Perfusi ó n
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52. Relaci ó n Ventilaci ó n - Perfusi ó n
La ventilaci ó n alveolar (V)
y la cantidad de sangre
que recibe el pulm ó n
(perfusi ó n, Q) guardan
una correlaci ó n
Reposo :
V= 4,2 L/min
Q = 5 L/min
V/Q= 0,8
En las bases es de 0,6 y
asciende a medida que subimos
siendo de aproximadamente 3
en los vertices
En términos generales, si se distribuye la
altura pulmonar de arriba a abajo en tres
zonas, la Zona I o superior recibe el 25% de la
ventilación, la Zona II o media el 35% y la
Zona III o inferior el 40%.
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53. Relaci ó n Ventilaci ó n - Perfusi ó n
Aparece hipoxemia arterial (P
aO
2< 80 mmHg) e
hipercapnia (>P
aCO
2), acidosis respiratoria.
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54. HEMATOSIS
Es el intercambio de gases a nivel pulmonar, entre el aire alveolar y
sangre
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55. Tipos Celulares
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56. Difusión
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57. Anhídrido Carbónico 5 %
Oxígeno 15 %
Nitrógeno 80 %
Gases inertes : Ar , Ne, Ze , Kr
Conceptos
Hipoxia: limitación por el O
2 de la formación de ATP mitocondrial
Hipoxemia : Disminución de la PO
2 en sangre arterial
Apnea : Ausencia de respiración
Anemia: Disminución en la concentración de Hb
Isquemia: alteración de perfusión capilar
Insuficiencia respiratoria: PO
2 < 60 mmHg
La composición del Aire Alveolar
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58. 1 atm
GASES
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59. TRANSFERENCIA DE GASES
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60. TRANSFERENCIA DE GASES
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61. Curva de Saturación Hb
Hb: estado R y T
1 gr Hb: 1.34 ml de oxígeno – 15 gr Hb 20.1 ml O
2 /100 ml sangre
97% saturaciòn en sangre arterial
19.8 ml O
2 /100 ml sangre: 19.5 unido a Hb y 0.29 disuelto
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62. Factores que alteran la
interacción del O
2
La PCO
2
La concentración de
2,3 Difosfoglicerato
El pH
La Temperatura
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63. Transporte de CO
2
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64. Transporte de dióxido de carbono
por la sangre
◼ El 65 % se transporta como ión bicarbonato ,
(HCO
3 )
-
, disuelto en el plasma
◼ El 25 % se transporta unido a la hemoglobina,
en forma de carbaminohemoglobina
◼ El 10 % se transporta disuelto directamente
en el plasma
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65. Capilares Tejidos
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66. Capilares Pulmonares
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67. Buffer Bicarbonato
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68. CIRCULACIÓN PULMONAR
Circulación pulmonar : relacionada con el sistema de
intercambio gaseoso .
Circulación bronquial : abastece de sangre arterial al pulmón
para las necesidades de sus células .
Ambos sistemas producen uniones (anastomosis), lo que
hace que la sangre de la vena pulmonar, es decir la que se
ha oxigenado, no esté oxigenada al 100 % .
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69. Volumen
sanguíneo
pulmonar
450ml
9%
Volumen
sanguíneo
total
circulatorio
CIRCULACIÓN PULMONAR
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70. Circuito menor (baja presión) : recibe en la unidad de tiempo el
mismo volumen en que el circuito mayor .
En reposo en 1 minuto pasa aprox . toda la sangre por el pulmón .
Presión hidrostática capilar : 10 mmHg
Presión oncótica : 25 mmHg
Regulación :
Local, no autonómica .
Reclutamiento capilar : apertura de más vasos
Distensión capilar
La hipoxia e hipercapnia local producen vasoconstricción
arteriolar para derivar la sangre a un área mejor ventilada .
CIRCULACIÓN PULMONAR
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71. Reclutamiento y dilatación capilar
Normal
DilataciónReclutamiento
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72. CIRCULACIÓN PULMONAR
Funciones no respiratorias
Reservorio de sangre: capacitancia
Filtro de partículas en la sangre venosa
Actividades metabólicas
Defensa celular y humoral
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73. Componentes de los mecanismos de
defensa
Estornudo
Saliva
Glotis
Tos
Transporte mucociliar
Capa líquida de los alvéolos
Macrófagos alveolares y otras células
Reemplazo continuo del epitelio
Inmunoglobulinas locales ( IgA )
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74. La respiración y sus órganos participan
además en otras funciones:
Regulación ácido/base
Regulación de la temperatura corporal
Excreción de compuestos (ej.cuerpos cetónicos)
Actividad hormonal: Angiotensina II (70%)
Sentido del Olfato
Sistema fibrinolítico: lisis coágulos de la circulación
pulmonar
Fonación
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75. Stress oxidativo
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76. Stress oxidativo
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77. Stress oxidativo
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78. Este archivo fue descargado de https://filadd.com
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