FISIOLOGIA RESPIRATORIA DR. JOSÉ CARLOS MORALES NÁJERA

PRINCIPIOS BASICOS: FÍSICA DE LOS GASES 

La ventilación y la perfusión pulmonares y la transferencia de los gases obedecen estrictamente a fuerzas físicas, tal vez mas que en ningún otro sistema vital.

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TRES PRINCIPIOS FISICOS DE LOS GASES:

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1. EL GAS OCUPA UN VOLUMEN (V)

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2. EL GAS EJERCE UNA PRESION (P) DENTRO DE ESTE VOLUMEN

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3. EL GAS TIENE UNA TEMPERATURA (T)

LEY DE DALTON 0.4, 0% 159, 21%

Nitrógeno Oxígeno Otros

600.6, 79%

TOTAL: 760 mmHg

• La presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de esta mezcla.

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¿ QUE ES LA DIFUSION?

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MOVIMIENTO A TRAVES DE UNA MEMBRANA SEMIPERMEABLE

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La difusión ocurre en respuesta a diferencias, o sea GRADIENTES, de presión: el gas pasa de lado de mayor presión hacia el lado de menor presión, para establecer el equilibrio. (igualar la presión a cada lado de la membrana)

LEY HENRY 

Oxígeno físicamente disuelto: 

Ley de Henry: la cantidad disuelta de un gas es directamente proporcional a la presión parcial:  Coeficiente

de solubilidad: por cada mmHg de Po2 hay .003 ml de oxígeno por cada 100 ml de sangre.

DIFUSION FISIOLOGICA 

Si se expone un recipiente con sangre venosa que es la sangre que llega al pulmón, el aire atmosférico a nivel del mar, ocurriría lo siguiente:

1. La sangre venosa tiene una presión parcial de bióxido de carbono (PCO2) de 46 mmHg y una presión parcial de oxigeno (PO2) de 40 mmHg. 2. El aire ambiente tiene PCO2 de 0 y PO2 de 159 mmHg. 3. Por consiguiente, el CO2, saldría hacia la atmosfera, y el oxigeno entraría de la atmósfera a la sangre

EL AIRE O GAS ALVEOLAR 

El aire inspirado o atmosférico es inspirado a través de todas las vías aéreas, pasando desde la nariz hasta los bronquios, para llegar al alvéolo( trayecto denominado espacio muerto)

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En este trayecto se mezcla con gases:

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Bioxido de carbono (CO2) que “va de salida”, proveniente de la sangre del capilar pulmonar y que normalmente ocupa este espacio.

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Vapor de agua, producido por los tejidos para humidificar el aire respiratorio.

Existe una “barrera”, o membrana permeable a los gases, entre el alveolo (aire) y la sangre capilar (liquido). Este proceso se conoce como difusión alveolo-capilar y es un fenómeno pasivo.

La arterialización de la sangres es diferente en diferentes regiones, los valores normales de PO2 y PCO2 son determinadas por la altura en la que viven las personas.

INTERCAMBIO GASESOSO

MECÁNICA DE LA RESPIRACIÓN 

LA VENTILACIÓN, SE HACE POR DOS MOVIMIENTOS: LA INSPIRACION Y LA ESPIRACIÓN.

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LA INSPIRACION: - Aumento de volumen del tórax producido por la contracción del diafragma y los intercostales. - Elevación de la Primera y Segunda costilla por los músculos escalenos. LA ESPIRACIÓN: - Retracción pasiva del pulmón por su elasticidad propia proveniente de las fibras del parénquima.

MECÁNICA DE LA RESPIRACIÓN 

El tórax es un espacio cerrado. Los Pulmones son sostenidos por la presión negativa, o sea subatmosférica, de la pleura.

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La Presión negativa de la cavidad pleural resulta de la tendencia del pulmón a retraerse y colapsar. Esto se conoce como presión intrapleural o intratoracica.

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Esta presión intrapleural normal es de -3 a -5 mmHg.

MECÁNICA DE LA RESPIRACIÓN

EL ALVEOLO PULMONAR 

Es la unidad anatómica respiratoria básica.

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Es un pequeño saco que contiene gas constantemente renovado por el aire atmosférico.

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Separado de la sangre de los capilares pulmonares por una membrana permeable a los gases, LA MEMEBRANA ALVEOLO – CAPILAR.

DETERMINANTES RESPIRACIÓN 

La función primordial del pulmón es la de mantener presiones parciales de oxigeno y de bióxido de carbono en la sangre arterial, esta es la función fisiológica de LA RESPIRACIÓN.

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DEPENDE DE: 1. DIFUSIÓN 2. VENTILACIÓN 3. PERFUSIÓN

Mecanismo de difusión 

Ley de Fick: 

La velocidad de traslado de un gas a través de una membrana es directamen-te proporcional a la superficie del tejido y al gradiente de concentración del gas, e inversamente proporcional al grosor de la membrana

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Constante (D): 

Características intrínsecas de la membrana

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Solubilidad del gas

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PM del gas.

Todos los gases atraviesan la pared alveolar mediante difusión pasiva

5µ

VOLUMENES PULMONARES 

El volumen de gas inspirado durante el proceso normal de la respiración se llama VOLUMEN CORRIENTE (tidal volumen),

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Su valor normal es de 6-8 ml /kg de peso = 400 -500 ml adulto.

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VOLUMEN DE RESERVA INSPIRATORIA (VRI): Es el que un individuo puede inspirar por encima del volumen corriente.

VOLUMENES PULMONARES 

VOLUMEN DE RESERVA ESPIRATORIA (VRE): es el que el individuo puede espirar por debajo del volumen corriente.

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VOLUMEN RESIDUAL: Es el volumen que queda en el pulmón aun después de una espiración forzada.

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CAPACIDAD VITAL: Volumen máximo de gas que puede ser inspirado después de una máxima espiración.

VOLUMENES PULMONARES 

CAPACIDAD FUNCIONAL RESIDUAL (CFR): Es el volumen de gas total que permanece en los pulmones después de una espiración normal (VR + VRE)

PERFUSIÓN 

VOLUMEN DE SANGRE QUE FLUYE A TRAVES DE LOS CAPILARES QUE RODEAN LOS ALVEOLOS PULMONARES.

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LOS CAPILARES PULMONARES TIENEN UNA PERFUSION DE 5 LITROS DE SANGRE POR MINUTO

HEMOGLOBINA 

Es un pigmento respiratorio, una proteína conjugada formada por la unión del grupo hem, con una globina de cuatro cadenas de polipeptidos.

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Un adulto normal tiene de 12 a 15 gr de hemoglobina en 100 ml, o sea 12 – 15 gr/dl.

HEMOGLOBINA

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Oxígeno físicamente disuelto: 

Ley de Henry: la cantidad disuelta de un gas es directamente proporcional a la presión parcial:  Coeficiente

de solubilidad: por cada mmHg de Po2 hay .003 ml de oxígeno por cada 100 ml de sangre.

Cálculo del contenido de oxígeno en la sangre

(Hb ×1.34 × SatO2 ) + ( PO2 × .003)

Contenido de oxígeno en la sangre a nivel del mar

(Hb ×1.34 × SatO2 ) + ( PO2 × .003) (15 ×1.34 × .974) + (100 × .003) = 19.88 ml/100 ml sangre

CURVA OXIHEMOGLOBINA

CURVA OXIHEMOGLOBINA

EQUILIBRIO ACIDO - BASE +

CO2 + H 2O ↔ CO3 H 2 ↔ H + CO3 H −

CO3 H pH = pK + log H 2CO3 −

CO3 H pH = 6.1 + log 0.03PCO2

−

Individuo sano

pH pH pH pH

20 = 6.1 + log .03(35) = 6.1 + log ≈ 20 = 6.1 + 1.3 = 7.4

EQUILIBRIO ACIDO - BASE

BIBLIOGRAFIA 

Nunn JF. The atmosphere, Nunn´s Applied Respiratory Physiology. LUMB AB. Fifth Edition. Butterworth – Heinemann. 2000.

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Shapiro BA, Peruzzi WT. Manejo clínico de los Gases Sanguíneos. 5ta Edición, Bogota buenos Aires, Editorial Panamericana 1996.

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West JB. Fisiología Respiratoria 6ta Edición. Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana, 2002.