VENTILACION ALVEOLAR, valores y fisiolog{ia respiratoria .pptx

Ventilación alveolar

1. MODULO DE APARATO RESPIRATORIO Contenido : Ventilación alveolar. Propósito general: comprensión de la manera en que llegan los gases al pulmón y como se efectúa la ventilación pulmonar. Objetivos: 1. Describir las características de los flujos, volúmenes y capacidades pulmonares de acuerdo a datos pletismográficos y espirométricos . 2. Explicar de qué manera se distribuye la ventilación pulmonar y su relación con el flujo sanguíneo pulmonar (relación ventilación / perfusión) martes 21 de enero de 2020, de 7.00 a 9.00 hs.

2. VENTILACION PULMONAR La ventilación pulmonar es la cantidad de aire que entra o sale en cada ciclo respiratorio. La función es renovar continuamente el aire de las zonas de intercambio gaseoso de los pulmones, en las que el aire esta próximo a la sangre pulmonar. Se refiere al intercambio de gases entre la atmósfera y la sangre. Estas zonas incluyen los alveolos, los sacos alveolares, los conductos alveolares y los bronquiolos respiratorios.

3. FACTORES DE IMPORTANCIA QUE PARTICIPAN EN EL MECANISMO DE LA RESPIRACION

4. VENTILACION Inicio de la inspiración Presión pleural Presión alveolar Presión transpulmonar.

5. ELASTICIDAD PULMONAR Las propiedades elásticas del pulmón dependen en parte de la elastina y del colágeno, que son proteínas extracelulares insolubles, cuyas características son su longevidad, fuerza y resistencia a la degradación. Estas proteínas forman una red fibrosa la cual está en continuidad desde el hilio a los ductos alveolares. En el bronquio y grandes bronquiolos las fibras están organizadas de forma longitudinal; más distal, a nivel de los bronquíolos respiratorios y ductos alveolares se organizan de forma helicoidal.

6. ELASTICIDAD PULMONAR Los cambios relacionados con el envejecimiento de estas proteínas han sido sujeto de investigaciones y de forma llamativa a pesar de la disminución en el retroceso elástico, varios estudios han demostrado un incremento de la concentración de la elastina con la edad

7. VOLUMENES Y CAPACIDADES PULMONARES

8. VOLUMEN CORRIENTE Volumen Corriente (VT). Es el volumen de aire que ingresa a los pulmones durante la inspiraci ó n desde la posici ó n final de la espiraci ó n

9. VOLUMEN ESPIRATORIO DE RESERVA Volumen de Reserva Espiratoria. Volumen m á ximo de aire que puede ser exhalado de manera forzada despues de una respiraci ó n normal

10. Capacidad Inspiratoria de Reserva Capacidad inspiratoria (IC). M á ximo volumen de aire que puede ser inhalado desde la posici ó n final de la espiraci ó n. Se conforma de la suma del Volumen Corriente + Volumen de Reserva Inspiratoria

11. Volumen Residual Volumen Residual (VR). Volumen de aire que permanece en los pulmones despu é s de una exhalaci ó n forzada

12. Capacidad Funcional Residual Capacidad Funcional Residual (FRC). Es el volumen de aire remanente en los pulmones al final de una espiraci ó n normal. Volumen de Reserva Espiratoria + Volumen Residual

13. VOLUMENES Y CAPACIDADES. Capacidad Pulmonar Total (5800 ml) Capacidad vital (4600 ml) Volumen residual (1200 ml Capacidad Inspiratoria (3500 ml) Capacidad Funcional Residual (2300 ml) Volumen de reserva inspiratoria (3000 ml) Volumen Corriente 450-550 ml Volumen de reserva espiratoria (1100 ml) Volumen residual (1200 ml)

14. COMPOSICION DEL AIRE INSPIRADO A NIVEL DEL MAR Ambiental traqueal Alveolar mm Hg. % mm Hg % mm Hg % O2 160 21 149 20 101 14 CO2 40 5 N 600 79 564 74 572 75 V H2O variable -- 47 6 47 6 Total 760 100 760 100 760 100

15. ESPACIO MUERTO Cantidad de aire que permanece en la vía respiratoria que no participa en el intercambio de gases. ( 1/3 del volumen corriente ) ESPACIO MUERTO ANATOMICO. ESPACIO MUERTO FISIOLOGICO.

16. ESPACIO MUERTO Espacio muerto alveolar: Corresponde a aquella porción del gas inspirado que llega a los espacios alveolares pero que no participa en el intercambio de gases. La causa de esto es la perfusión inadecuada de esos espacios alveolares que sí están siendo ventilados .

17. ESPACIO MUERTO. Espacio muerto fisiológico: (VD). Corresponde a la parte del volumen corriente que no participa en el intercambio gaseoso, o sea, que es "funcionalmente“ inefectiva. Resultaría de la suma del espacio muerto anatómico y el espacio muerto alveolar. En individuos sanos el espacio muerto alveolar es cercano a cero y, por lo tanto, el espacio muerto fisiológico es prácticamente igual al anatómico. No obstante, en algunas situaciones fisiológicas y en muchas de las patológicas, el espacio muerto alveolar aumenta y, por ende, el espacio muerto fisiológico.

18. VENTILACION ALVEOLAR Cantidad de aire que llega a los alvéolos y que participa en el intercambio de gases entre los pulmones (Alveolos) y la sangre capilar pulmonar.

19. VENTILACION ALVEOLAR Calcular la ventilación alveolar con: VC = 500 ml. VDan = 150 ml. Frec . Resp . 16 RPM.

20. DISTRIBUCION DE LA VENTILACION PULMONAR La ventilación alveolar también sufre irregularidades en su distribución en las diferentes zonas del pulmón debido a la acción de la gravedad, por lo que el mayor peso del órgano recae sobre en las regiones basales, condicionando una disminución de la presión negativa intrapleural a ese nivel, lo que provoca el hecho que: En reposo, los alvéolos de la zona basal del pulmón estén reducidos de tamaño. No obstante, durante la inspiración, estos reciben mayor aereación debido a las características especiales de la dinámica respiratoria, pero de todas formas las diferencias son más evidentes en relación a la perfusión.  

21. DISTRIBUCION DE LA VENTILACION Diferencias regionales en la ventilación a lo largo del pulmón; la presión intrapleural es menos negativa en la base que en el vértice. En consecuencia, la base del pulmón es relativamente comprimida en su estado de reposo, pero se expande más en la inspiración que el vértice

22. PERFUSION PULMONAR O RIEGO SANGUINEO PULMONAR La circulación pulmonar se inicia en el ventrículo derecho, donde nace la arteria pulmonar, esta arteria se divide en dos ramas pulmonares, cada una de ellas se dirige hacia un pulmón. Estas ramas pulmonares se van dividiendo a su vez en ramas más pequeñas para formar finalmente el lecho capilar que rodea a los alvéolos, siendo éste en su comienzo arterial y luego venoso. Del lecho venoso parte la circulación venosa que termina en las cuatro venas pulmonares, las cuales desembocan en la Aurícula Izquierda.

23. DISTRIBUCION DE LA PERFUSION PULMONAR En condiciones normales el ventrículo derecho solo necesita bajas presiones para expulsar un gran volumen de sangre a corta distancia, la distribución de la misma no es uniforme y esa irregularidad está relacionada con la posición del organismo , el volumen minuto del ventrículo derecho y la resistencia que pueden ofrecer los vasos en determinadas áreas del pulmón.

24. DISTRIBUCION DE LA PERFUSION PULMONAR Los factores hidrostáticos juegan un papel importante y así; cuando el individuo está en posición erecta, las presiones: En los vértices pulmonares son menores, es decir, que la perfusión aquí está disminuida. En las zonas medias ( a nivel de los hilios pulmonares) la sangre llega a los capilares con la misma presión que tiene la arteria pulmonar . En las bases las presiones de la arteria pulmonar, aumenta por la acción de la gravedad, es decir, que la perfusión en la parte baja del pulmón está aumentada.

25. RELACION VENTILACION/PERFUSION. ( V/Q ) Presión arterial pulmonar media de 20 cm H2O=15 mm Hg. Región apical con presión capilar = 10 cm H2O. Baja presión de perfusión y ventilación elevada = relación V/Q>1. Región parahiliar con presión capilar = 20 cm H2O. Presión de perfusión normal y ventilación normal = relación V/Q=1. Región basal con presión capilar = 30 cm H2O Presión de perfusión elevada y ventilación elevada = relación V/Q<1.

26. DISTRIBUCION DEL FLUJO SANGUINEO EN EL PULMON La distribución desigual del flujo sanguíneo en el pulmón se debe a las diferentes presiones que afectan a los capilares, las que son influidas por la posición corporal y la gravedad

27. RELACION VENTILACION/PERFUSION Izquierda: Perfusión sin ventilación. Centro: Ventilación y perfusión normales. Derecha: Ventilación sin perfusión.

28. COMPOSICION DEL AIRE ALVEOLAR A nivel alveolar, el intercambio gaseoso origina un paso constante de CO2 de la sangre al alvéolo y de O2 del alveolo hacia el capilar, explicando el hecho de que la PAO2 sea menor que la PO2 a nivel de la tráquea. Esta reducción de la PAO2 es inversamente proporcional al aumento de la PACO2, según lo expresa la ecuación del gas alveolar: PAO2 = PIO2 - PACO2 /R + F = 100 mmHg aprox. donde F es un pequeño factor de corrección (F = PACO2 x FIO2 x (1 - R) / R).

29. COMPOSICION DEL AIRE INSPIRADO A NIVEL DEL MAR Ambiental traqueal Alveolar mm Hg. % mm Hg % mm Hg % O2 160 21 149 20 101 14 CO2 40 5 N 600 79 564 74 572 75 V H2O variable -- 47 6 47 6 Total 760 100 760 100 760 100

30. COCIENTE RESPIRATORIO La relación entre el volumen del CO2 eliminado en un minuto y el volumen de O2 consumido por minuto (VCO2/VO2) se conoce como cociente respiratorio.

31. En el ejemplo anterior R es igual a 1, pero generalmente el consumo de O2 (VO2), supera la producción del dióxido de carbono (VCO2), y el R es igual a 0.8 en reposo y en condiciones normales R = VCO2 / VO2 = 200 ml / 250 ml = 0.8

32. MUCHAS GRACIAS

33. TRANSPORTE DE OXIGENO 1g de Hb puede combinarse químicamente o asociarse con 1.39 ml de O2, por lo que en 100 ml de sangre, que contiene 15 g de Hb , esta puede combinarse químicamente con 20 ml de O2, aunque esto dependerá de la presión parcial del O2 en la sangre. Los tejidos consumen 5 ml de O2 por 100 ml de sangre. por lo que para un volumen sanguíneo de 5 l. se consumirán 250 ml de O2 aproximadamente. Si el total de O2 de la sangre es de 1000 ml, en caso de paro cardíaco, este será consumido en solo 4 min, por lo que solo tenemos ese margen para restablecer la circulación sin que quede daño cerebral.

34. TRANSPORTE DE CO2 En condiciones de reposo normal se transportan de los tejidos a los pulmones con cada 100 ml de sangre 4 ml de CO2. El CO2 se transporta en la sangre de 3 formas: 1.- Disuelto en el plasma. 2.- E forma de Carbaminohemoglobina. 3.- Como bicarbonato.

35. COCIENTE RESPIRATORIO PvCO2 45 > PACO2 40 mm Hg. PvO2 40 < PAO2 100 mm Hg. FIO2 21 % - FEO2. 17 % = MVO2 4 % (4 ml %=40 ml/l) FICO2 0 FECO2 4 % (producido) CO2 eliminado 4 % (40 ml/l.

36. PO2 = 760 x 21/100 = 160 mmHg . (ambiental) Al ser inspirado, el aire en su recorrido hacia el alvéolo es saturado con vapor de agua a 37 grados centígrados (PH2O = 47 mmHg ), lo que hace que la PIO2 al final de la tráquea descienda a 150 mmHg . PIO2 = (760 - 47) x 21/100 = 150 mmHg

37. REGULACION DE LA RESPIRACION: El sistema nervioso ajusta el ritmo de ventilación alveolar casi exactamente a las necesidades del cuerpo, de manera que la presión sanguínea de oxígeno (Po2) y la de dióxido de carbono (Pco2) difícilmente se modifica durante un ejercicio intenso o en situaciones de alarma respiratoria, estos mecanismos de regulación son: 1.- NERVIOSO (CENTRO RESPIRATORIO) 2.- QUIMICO.

38. CENTRO RESPIRATORIO Compuesto por varios grupos muy dispersos de neuronas localizadas de manera bilateral en el bulbo raquídeo y la protuberancia anular. Se divide en 3 acúmulos principales de neuronas: 1.- GRUPO RESPIRATORIO DORSAL :   Localizado en la porción dorsal del bulbo, que produce principalmente la inspiración (función fundamental). 2.- GRUPO RESPIRATORIO VENTRAL : Localizado en la porción rectolateral del bulbo, que puede producir espiración o inspiración según las neuronas del grupo que estimulen. 3.- CENTRO NEUMOTAXICO : Localizado en ubicación dorsal en la parte superior de protuberancia, que ayuda a regular tanto la frecuencia como el patrón de la respiración.

39. APARATO RESPIRATORIO. DIVISION BRONQUIAL

40. ALVEOLOS Y MEMBRANA ALVEOLO/CAPILAR

41. RECEPTORES PULMONARES En los pulmones existen receptores que perciben la distensión y la compresión; algunos se hayan localizados en la pleura visceral, otros en los bronquios, bronquiolos e incluso en los alvéolos. Cuando los pulmones se distienden los receptores transmiten impulsos por los nervios vagos y desde éstos hasta el centro respiratorio, donde inhiben la respiración. Este reflejo se denomina reflejo de HERING - BREUER y también incrementa la frecuencia respiratoria a causa de la reducción del período de la inspiración, como ocurre con las señales del centro neumotáxico. Sin embargo este reflejo no suele activarse probablemente hasta que el volumen se vuelve mayor de 1.5 litros aproximadamente. Así pues, parece ser más bien un mecanismo protector para prevenir el hinchamiento pulmonar excesivo en vez de un ingrediente importante de la regulación normal de la ventilación.  

42. REGULACION QUIMICA El objetivo final de la respiración es conservar las concentraciones adecuadas de oxígeno, dióxido de carbono e hidrógeno en los líquidos del organismo. El exceso de CO2 o de iones hidrógeno afecta la respiración principalmente por un efecto excitatorio directo en el centro respiratorio en sí, QUIMIORRECEPTOR CENTRAL, que determina una mayor intensidad de las señales inspiratorias y espiratorias a los músculos de la respiración. El aumento resultante de la ventilación aumenta la eliminación del CO2 desde la sangre, esto elimina también iones hidrógeno, porque la disminución del CO2 disminuye también el ácido carbónico sanguíneo. El O2 no parece tener efecto directo importante en el centro respiratorio del cerebro para controlar la respiración. Los QUIMIORRECEPTORES PERIFERICOS se encuentran localizados en los cuerpos carotídeo y aórtico, que a su vez transmiten señales neuronales apropiadas al centro respiratorio para controlar la respiración.

43. COMPOSICION DEL AIRE INSPIRADO A NIVEL DEL MAR Ambiental traqueal Alveolar mm Hg % mm Hg % mm Hg % O2 160 21 149 20 101 14 CO2 0 0 0 40 40 5 N 600 79 564 74 572 75 V H2O variable -- 47 6 47 6 Total 760 100 760 100 760 100

44. El estudio de la función ventilatoria tiene permanentes avances, en la búsqueda de una cuantificación de la patología, en estadios iniciales, usando variables que aseguren un diagnóstico diferencial y precoz. No se desarrollan los aspectos teóricos que fundamentan el uso de la Curva Flujo Volumen presentados por Fry y Hyatt en 1955 como una técnica mas avanzada que el espirograma y el Volumen en Espiración Forzada (VEF) desarrollado en 1945 por Tiffeneau. Se describe la Curva Flujo Volumen en sus aspectos normales en cuanto a los flujos espiratorios máximos y sus modificaciones por edad, por esfuerzos espiratorios insuficientes, por la realización de esfuerzo físico Se desarrollan la características de los flujos de fluidos ideales, del flujo lineal, del flujo turbulento. Como en patología obstructiva aumenta el componente turbulento en los flujos alcanzados durante la ventilación, se utilizan mezclas de oxígeno con gas helio a fin de establecer diagnósticos diferenciales. Pueden diferenciarse obstrucciones intra y extratorácica, fijas y variables, de vías aéreas mayores y menores. Será de gran utilidad el esfuerzo que se haga para entender la posibilidad de alcanzar diagnósticos diferenciales que constituyen una gran ayuda para el médico y el paciente. clic clic . OBJETIVOS

45. Su valor depende de una suma de fenómenos, entre los cuales se puede mencionar la fuerza muscular, la retracción elástica del pulmón, el calibre de las vías aéreas. Sus valores disminuidos con respecto a los de predicción indican procesos obstructivos de las vías mayores (intra o extratorácicas) y de las vías menores. Puede tratarse solamente de un esfuerzo espiratorio inadecuado. Flujo (l/s) i Flujo (l/s) e 2 4 6 8 10 12 -2 -4 -6 Capacidad Vital (litros) 1 2 3 4 5 6 FEM 25 FEM 50 FEP Los flujos máximos a volúmenes espiratorios entre 50 y 25% de volumen intrapulmonar (FEM 50 y FEM 25 ) están fundamentalmente determinados por el calibre de las vías aéreas menores. Sus valores disminuidos con respecto a los de predicción indican procesos obstructivos como asma, enfisema, bronquitis. Si al ser completada una inspiración máxima se le indica al individuo la realización de una espiración forzada, se genera el Flujo Espiratorio Pico (FEP) . 6 de 7 MENU clic . clic .

46. CURVA FLUJO VOLUMEN Se usa una maniobra máxima en espiración y en inspiración forzada. Flujo (l/s) i Flujo (l/s) e 2 4 6 8 10 12 -2 -4 -6 Capacidad Vital (litros) 1 2 3 4 5 6 La CFV permite diagnósticos diferenciales en cuanto a la vía aérea afectada al evidenciar enfermedades obstructivas; también se usa en patologías restrictivas. Se registra gráficamente la relación del flujo aéreo con respecto al volumen. En el eje de las abcisas se presenta el volumen pulmonar, de 0 a 5 litros, que corresponden a la Capacidad Vital. El valor 0 indica que el individuo está en el fin de la inspiración sin haber comenzado aún la eliminación de gas del pulmón; hay 100% de la CV dentro del pulmón. El valor 5 indica que el individuo está en el fin de la espiración, con eliminación máxima de gas del pulmón; hay 0% de la CV dentro del pulmón . 3 de 7 clic MENU

47. Flujo (l/s) i Flujo (l/s) e 2 4 6 8 10 12 -2 -4 -6 Capacidad Vital (litros) 1 2 3 4 5 6 A l igual que en el espirograma se pueden identificar a b FEM 25 FEM 50 FEP el Volumen de Reserva Espiratoria (VRE, puntos bc) el Volumen de Reserva Inspiratoria (VRE, puntos ae). Ni en el espirograma, ni en la Curva Flujo Volumen se puede conocer el Volumen Residual (VR). El valor máximo de 5 litros (Capacidad Vital del individuo) es el que corresponde a la eliminación de ese volumen del pulmón al finalizar una espiración forzada. Ya se mencionó que ese punto es el 0% de la CV, como volumen intrapulmonar . la Capacidad Vital (CV, puntos ec) Los valores intermedios indican el volumen contenido en el pulmón (100, 50, 25 % de la CV) y los flujos correspondientes. c b e a e c . el Volumen Corriente (Vc, puntos ab) 4 de 7 clic clic MENU

48. En ordenadas se representa el flujo espiratorio con signo positivo de 0 a 12 l / s en la parte superior del gráfico. Se representan los flujos espiratorios máximos, los que tienen un valor que depende del volumen pulmonar y del calibre de las vías aéreas. Flujo (l/s) i Flujo (l/s) e 2 4 6 8 10 12 -2 -4 -6 Capacidad Vital (litros) 1 2 3 4 5 6 Anteriormente se han descrito los diferentes volúmenes pulmonares, graficados en abcisas El flujo inspiratorio se representa con signo negativo de 0 a -6 l/s en la parte inferior del gráfico. Se alcanzan rápidamente los flujos máximos y se mantiene altos hasta el ingreso de la mayor parte del gas al pulmón. Generalmente se usan los flujos espiratorios, ya que cumplen la condición de alcanzar un valor máximo fijo a cada volumen pulmonar 5 de 7 clic . clic MENU

49. a b c e f 1 2 3 4 5 2 4 6 8 FEM 50 50 FEM 25 25 6 FEP JOVEN 1 2 3 4 5 6 2 4 6 8 10 12 -2 -4 -6 ANCIANO Los valores de predicción se obtienen midiendo los datos necesarios en poblaciones extensas y se calcula la correlación con variables que inciden en sus valores sexo altura (A) peso (P) edad (E) etnia VALORES DE PREDICCION Adulto caucásico sexo femenino, mayor de 20 años FEP= 0.049*A -0.025*E-0.735 FEP= 6.1 l/s Se presentan dos ecuaciones, a título de ejemplo, que se usan a fin de establecer los valores normales de la población; corresponden a Knudson y col. Adulto caucásico sexo masculino, menor de 20 años FEP= 0.078*A -0.116*E-8.06 FEP= 10.2 l/s 7 de 7 MENU

50. 1 1 2 3 4 5 6 8 2 4 6 10 -2 -4 -6 Capacidad Vital ( litros ) A DIFERENTES ESFUERZOS VENTILATORIOS Los flujos espiratorios máximos a volúmenes pulmonares altos (FEP) son muy dependientes del esfuerzo muscular. Las curvas A, B, C , se generan con un esfuerzo espiratorio inadecuado y presentan FEP disminuido FEM 25 y FEM 50 normal REGION INDEPENDIENTE DEL ESFUERZO Los flujos espiratorios máximos a volúmenes intrapulmonares bajos (FEM 50 y FEM 25 ) no dependen del esfuerzo realizado y se modifican por el calibre de las vías aéreas. La curva D representa un esfuerzo espirato rio adecuado FEP normal FEM 25 y FEM 50 normales B C D 1 de 2 clic . clic . MENU

51. 1 1 2 3 4 5 6 8 2 4 6 10 -2 -4 -6 Capacidad Vital ( litros ) A B C D Los flujos máximos en las vías aéreas internas a la red elástica aumentan con aumentos de volumen pulmonar y con aumento de la presión pleural subatmosférica. Los flujos de las vías aéreas externas a la red elástica disminuyen cuando hay aumentos de la presión pleural. Esta acción antagónica impide que aumentos de esfuerzos espiratorios produzcan aumentos de flujo a un determinado volumen pulmonar. REGION INDEPENDIENTE DEL ESFUERZO El flujo máximo a volúmenes intrapulmonares pequeños ( FEM 50 y FEM 25 ) depende del calibre de las vías y del volumen pulmonar. Es independiente del esfuerzo realizado. 2 de 2 . clic MENU

52. Volúmenes y Capacidades. Capacidad Pulmonar Total (5800 ml) Capacidad vital (4600 ml) Volumen residual (1200 ml Capacidad Inspiratoria (3500 ml) Capacidad Funcional Residual (2300 ml) Volumen de reserva inspiratoria (3000 ml) Volumen Corriente 450-550 ml Volumen de reserva espiratoria (1100 ml) Volumen residual (1200 ml)