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Introducción
La mecánica respiratoria comprende una serie de movimientos que se producen en el tórax destinados a permitir la entrada y salida de aire de los pulmones. El proceso respiratorio pulmonar se desarrolla de manera secuencial y cíclica, mediante el llenado de aire o inspiración y su vaciado o espiración. Entonces, se pueden distinguir dos fases en la mecánica respiratoria: 1. Inspiración: Consiste en en la entrada de aire cargado cargado de O2 desde desde el exterior (atmósfera) hasta el interior de los pulmones. 2. Espiración: Consiste en la salida de aire cargado de CO2 desde los pulmones hacia el exterior. Se entiende por mecánica de la respiración tanto los movimientos de la caja torácica y de los pulmones, como los consecutivos cambios volumétricos y de presión producidos en éstos. Básicamente el proceso de intercambio de gases está constituido por cuatro fases (las dos primeras reciben expresamente el nombre de respiración): la ventilación, la difusión, el transporte y la respiración. La ventilación es la fase de la respiración en la cual se produce el intercambio gaseoso entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares, se producen los movimientos de inspiración (el aire penetra en los pulmones) y espiración (el aire se expulsa al exterior). Durante la inspiración se produce un movimiento de contracción, como resultado de esto se produce una reducción de la presión interna en los pulmones con respecto a la presión del aire en el exterior, y consecuentemente éste penetra hasta los pulmones a través de las vías respiratorias, por otro lado en la espiración es lo opuesto, como resultado de ello, la presión del aire en el interior aumenta y sale al exterior. La difusión es donde se produce el paso del aire por el lecho capilar pulmonar, es decir, se manifiesta un intercambio gaseoso entre los alvéolos pulmonares y la sangre. Se estima que pueden existir hasta 700 millones de alvéolos entre ambos pulmones (hasta 200 m2); el medio difusor es una película líquida de baja tensión superficial que es segregada por los propios alvéolos. El transporte es la fase de la respiración en la cual se produce la distribución de los gases (oxígeno -O2- y dióxido de carbono -CO2-) hasta las células mediante la corriente sanguínea. Existe una relación directa entre la cantidad de oxihemoglobina transportada y factores tales como la temperatura, pH y presión atmosférica, este es el motivo de que a determinadas altitudes se produzca una dificultad mayor para respirar (por ejemplo en la alta montaña). La respiración interna o celular es el proceso de la respiración en la cual se produce el intercambio de gases entre la sangre y los tejidos.
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Conocimientos previos
Entre ambas pleuras (parietal y visceral) se encuentra el espacio pleural, muy importante porque hay una pequeña cantidad de líquido (10-15 ml) que ayuda a lubricar, pero más importante es que existe una presión intrapleural negativa, subatmosférica. Esa presión surge de las propiedades mecánicas del pulmón y de la caja torácica. Y lo importante de esa presión intrapleural es que permite mantener a los pulmones expandidos. Los pulmones tienen una tendencia natural de oponerse a la expansión, y es por ello que la presión intrapleural es muy importante porque los mantiene expandidos. Y la presión permite que exista una sincronía entre la caja torácica y los pulmones (se mueve la caja torácica junto a los pulmones). Cuando se pierde la presión intrapleural, y la causa de eso es una comunicación del espacio pleural con la atmosfera (herida penetrante), el pulmón adquiere su forma natural de colapso, retracción, se le conoce como neumotórax. Hay una diferencia entre hipoxemia e hipoxia y es que hipoxemia es la presión parcial de oxígeno en sangre arterial inferior a la normal. Hipoxia es la deficiencia de oxígeno en los tejidos. Una hipoxemia no implica hipoxia y viceversa. Hay factores que pueden causar hipoxemia como son las grandes altitudes, hipoventilación, defectos en la difusión de los gases, diferencias entre ventilación y perfusión, derivaciones pulmonares, etc. - Hipercapnia: Aumento de la PaCO2 por encima de 46 mm Hg. - Hipocapnia: Disminución de la PaCO2 por debajo de 40 mm Hg. Músculos Inspiratorios y Espiratorios
Inspiración tranquila: El único musculo que expande la caja torácica torácica y es responsable de la inspiración es el diafragma, es por esencia el musculo inspiratorio por excelencia Inspiración forzada: Igual el diafragma, y otros músculos como los intercostales externos, escalenos, trapecio, y el esternocleidomastoideo. Espiración tranquila: No participa ningún musculo espiratorio, simplemente la relajación del diafragma. Espiración forzada: Participan los intercostales internos, recto, oblicuo, transverso del abdomen.
Conceptos Básicos de Mecánica Respiratoria Presión alveolar: Es la presión en el interior de los alvéolos pulmonares. Cuando
la glotis está abierta y no fluye aire ni al interior ni fuera de los pulmones, las presiones en todas las partes del árbol respiratorio hasta los alvéolos, son iguales a la presión atmosférica que se considera 0 cm de agua. La presión alveolar de O2 es de 104 mmHg. Para originar un flujo de aire hacia adentro en la inspiración, la presión en los alvéolos debe caer a un valor discretamente inferior al de la presión atmosférica. Durante la espiración la presión alveolar se eleva hasta +1cm/H2O aproximadamente; y esto hace salir el 0.5 litro de aire inspirado fuera de los pulmones durante los 2 o 3 segundos de la espiración. MIMÍ CABEZAS
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Presión de retroceso elástico: Es la medida de las fuerzas elásticas de los
pulmones y que tienden a colapsarlos en todos los momentos de la respiración, esta depende del tejido pulmonar en su contenido de elastina y colágeno. Y se da en dos momentos: Durante El retroceso elástico alveolar Tiende a colapsar alvéolos Aumenta a volúmenes pulmonares altos Durante Retroceso elástico de la caja torácica Tiende a expandir sus diámetros Aumenta a volúmenes pulmonares bajos. Coeficiente de retracción elástica: Es un término referido al valor de capacidad pulmonar total, con valor normal, 2,5-8 cm de agua/L (<2,5 en pacientes enfisematosos, y >8 en pacientes restrictivo. Presión transpulmonar: Es la diferencia de presión entre los alvéolos y las superficies externas de los pulmones, es una medida de las fuerzas elásticas de los pulmones que tienden a colapsar los pulmones en cada grado de expansión denominada presión de retroceso elástico (recoil pressure). Adaptabilidad: Es una estimación de la facilidad con que pueden expandirse loa pulmones, expresada en litros por cm de H2O.(lt/cmH2O) y cuya determinación esta dad por las presiones intrapleurales y los valores espirométricos. En la adaptabilidad Intervienen fibras elásticas de los tejidos y la fuerza colapsadora de la tensión superficial en la interface aire líquido. Volúmenes y capacidades pulmonares Volumen tidal o corriente (VT ó VC): volumen de aire que se inspira o se espira
en cada respiración en cada respiración normal, el cual en condiciones normales satisface las necesidades del organismo. Su valor normal es de 500ml o 0.5l. Volumen de reserva inspiratoria (VRI): volumen adicional máximo de aire que
se puede inspirar desde un volumen corriente normal y por encima del mismo, al inspirar con una fuerza plena, es decir, este se inspira por movimientos respiratorios forzados al terminar la inspiración tranquila o encima del volumen tidal. Su valor normal es de 3000ml o 3l. Volumen de reserva espiratoria (VRE): volumen adicional máximo de aire que
se puede expulsar mediante una espiración forzada máxima tras el final de una espiración a volumen corriente o una espiración tranquila normal. Su valor normal es de 1100ml o 1.1l. Volumen residual (VR): volumen de aire que queda en los pulmones después de
la espiración forzada máxima, que no puede ser exhalado. Corresponde al aire que no se puede movilizar de los pulmones. Este aire residual sirve para evitar el colapso de las vías aéreas, y además permite el intercambio gaseoso en el alvéolo entre dos respiraciones. Su valor normal es de 1200ml – 1500ml. Capacidad inspiratoria (CI): cantidad de aire que una persona puede inspirar
desde una situación de espiración normal hasta la máxima capacidad de MIMÍ CABEZAS
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distensión de los pulmones, y corresponde al volumen corriente más el volumen de reserva inspiratoria. Su valor normal es 3000ml - 3500ml. Capacidad residual funcional (CRF): cantidad de aire que queda en los
pulmones al finalizar una espiración normal, y corresponde al volumen de reserva espiratoria más el volumen residual. Su valor normal es de 2300ml (Guyton), o dentro del rango 2500 a 3000ml aproximadamente. Su medición en la espirometría no se puede realizar de manera directa, puesto que el aire del VR de los pulmones no se puede espirar hacia el espirómetro, y constituye casi la mitad de la CRF, por lo cual se utiliza la técnica de dilución de helio, con el espirómetro de forma indirecta. CRF= [(Cihe/Cf he) -1] Viespir Capacidad vital (CV): cantidad máxima de aire que se puede expulsar desde los
pulmones después de llenarlos hasta su máxima dimensión, es decir, máxima cantidad de aire que podemos movilizar durante la respiración, y corresponde al volumen de reserva inspiratorio más el volumen corriente más el volumen de reserva espiratoria, igual a la capacidad inspiratoria más el volumen de reserva inspiratoria. Su valor normal es de 4600ml. Capacidad pulmonar total (CPT): volumen máximo al que pueden ser
expandidos los pulmones con un máximo esfuerzo posible, o volumen total de aire que se encuentra en los pulmones después de realizar una inspiración máxima. Por lo cual, es la cantidad total de aire que cabe en los pulmones, y corresponde a la suma de los cuatro volúmenes anteriores, o capacidad vital más volumen residual. Su valor normal es de 5800ml. Esta puede verse afectada en diversas enfermedades pulmonares, neuromusculares y estructurales del tórax, donde si reducen la CPT se conocen como patologías restrictivas. *Volumen minuto o volumen minuto respiratorio (VMR): cantidad total de aire
nuevo que pasa hacia las vías respiratorias en cada minuto. Corresponde al volumen tidal multiplicado por la frecuencia respiratoria por minuto (normalmente 12 a 20rpm). Su valor promedio es de 6000ml por minuto. *Ventilación total (VT): volumen de aire que entra y sale de los pulmones en 1
minuto. Su valor es igual al volumen minuto. *Volumen de espacio muerto (VEM): cantidad de aire que se respira y no llega a
las zonas de intercambio gaseoso, sino que simplemente llena las vías aéreas en las que no se da dicho intercambio, así como la nariz, la faringe y tráquea. Este aire es expulsado primeramente durante la espiración. Este tiene un valor fisiológico y anatómico. La diferencia está en que el fisiológico incluye el aire que queda en los alvéolos no funcionales. En una persona normales ambos valores resultan casi iguales, sin embargo, en personas con alvéolos no funcionales o parcialmente funcionales en alguna porción del pulmón el fisiológico puede ser hasta 10 veces mayor.
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Estos valores resultan de un 20-25% menores en mujeres, y mayores en personas de constitución grande y atlética. El peso tiene efecto similar a la talla, sin embargo, en obesos existe menor capacidad vital. Otros factores que modifican son: edad (a mayor edad, mayor volumen residual, menor capacidad vital y menor elasticidad pulmonar), entrenamiento (aumenta la CV y VC por el desarrollo de los músculos inspiratorios), posición (posición supina genera menor CFR y CV, y posición erguida mayor CV por el cambio de distensibilidad de caja torácica al cambiar posición). Además, se modifica en fumadores y embarazo. La capacidad vital obtenida en una espirometría simple, es decir, con una respiración reposada o lenta, es ligeramente diferente de la que se obtiene en la espiración forzada. Por ello, a la primera se la denomina capacidad vital lenta (CVL) o simplemente capacidad vital (VC), mientras que a la segunda se la denomina capacidad vital forzada (CVF). CVF resulta menor en algunas patologías pulmonares, debido a la compresión dinámica del segmento downstream de la vía aérea.
Fuerzas que intervienen en la Mecánica Respiratoria Distensibilidad (compliance pulmonar)
Corresponde al volumen que se expanden los pulmones por cada aumento unitario de presión transpulmonar (diferencia entre presión alveolar y presión pleural). Su indicador es el Compliance pulmonar (Cambio de volumen por unidad de cambio de presión. La distensibilidad pulmonar (compliance pulmonar) total de los dos pulmones en conjunto resulta de aproximadamente 200ml de aire por cada cmH2O que aumente la presión. En el recién nacido es de 4.5ml de aire por cada cmH2O. Representa, pues, la capacidad de expandirse que tiene el pulmón, esfuerzo requerido para distender los pulmones y tórax. Está facilitada por la estructura elástica del pulmón y por la existencia del surfactante pulmonar , que reduce mucho la tensión superficial en los alvéolos. Se estudia mediante la compliance, y es la relación que existe entre el cambio de volumen y el cambio de presion (ΔV/ΔP).
La distensibilidad puede ser modificada. Esta puede aumentar en caso de enfisema (enfermedad caracterizada por la destrucción del parénquima pulmonar, se reduce el recoil elástico por la pérdida de tejido elástico, lo que hace aumente la distensibilidad), o disminuir en caso de: fibrosis pulmonar, edema pulmonar, atelectasia, obesidad, deformidad de caja torácica. Además, se puede relacionar la distensibilidad con la elasticidad (tendencia de una cuerpo de oponerse al estiramiento): a mayor distensibilidad, menor elasticidad. Elasticidad
Es la oposición a la deformación, expansión, estiramiento. Es sinónimo de rigidez Se estudia mediante la Elastance, y es la relación que existe entre el cambio de presión y el cambio. Fuerzas elásticas de los pulmones se dividen en: MIMÍ CABEZAS
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Fuerzas elásticas del tejido pulmonar en sí mismo, determinadas por fibras de elastina y colágeno entrelazadas entre sí en el parénquima pulmonar. Tienden a producir el colapso del pulmón lleno de aire, y corresponden a un tercio de la elasticidad pulmonar total. Fuerzas elásticas producidas por la tensión superficial del líquido que tapiza las paredes internas de los alvéolos y de otros espacios aéreos pulmonares. Estas se ven reducidas con la presencia del surfactante (principalmente por acción del fosfolípido dipalmitoilfosfatidilcolina). Esto corresponde a dos tercios de la elasticidad pulmonar total. Agente Surfactante y Tensión Superficial
Tensión superficial es el fenómeno físico que se observa cada vez que hay una interfase entre aire y líquido, y son fuerzas cohesivas (atracción) entre las moléculas de líquido que actúan a nivel de la interfase aire-líquido. Proporciona la mayor parte de la elasticidad del pulmón. Esta fuerza de cohesión se traduce en reducir el área de interfase, de exposición. En los alveolos, está cubierto por su epitelio alveolar, pero recubre al epitelio una capa de líquido, esa capa de líquido que recubre al epitelio, proporciona una interfase, el aire que llega al alveolo y el líquido que recubre al epitelio. Para evitar el colapso del alveolo, se debe de aplicar una presión necesaria para evitar que ocurra. Para ello se aplica la ley de Laplace. Y es igual a dos veces la tensión superficial sobre el radio (2T/R). A mayor tensión, mayor presión distendente. Y a menor radio, mayor presión distendente. Es decir que la presión distendente es directamente proporcional a la tensión superficial, e inversamente superficial al radio. En los alveolos más pequeños estarían más juntas estas moléculas y se rechazarían más y reducen aún más la tensión superficial. Existe una sustancia, una fosfolipoproteina que se conoce como surfactante , químicamente conocida como dipalmitoilfosfatidilcolina, se incorporan pulmonar las moléculas de esta sustancia en la capa líquida alternando con el H2O, generando entre si un rechazo, una fuerza de repulsión, por lo tanto contrarrestan la fuerza de atracción de la tensión superficial. El surfactante pulmonar lo producen los neumocitos tipo II, y se comienza a producir en la semana número 32. Bebes prematuros tienen deficiencia de surfactante pulmonar. Debido a que el agente tensioactivo modifica la tensión superficial con el cambio de volumen, observamos lo ya indicado anteriormente es decir, que cuando inflamos el pulmón, la tensión superficial va aumentando a medida que aumenta el volumen, ya que se va diluyendo dicho agente y se va poniendo más de manifiesto dicha tensión (el pulmón se va haciendo cada vez más rígido). Sin embargo, cuando realizamos la deflación observamos que se requiere menos presión para alcanzar un mismo volumen durante la inflación, debido a que la tensión superficial disminuye rápidamente dado que se van concentrando las moléculas del surfactante. Este diferente comportamiendo durante la inflación y suflación se denomina MIMÍ CABEZAS
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HISTÉRESIS. Para alcanzar un volumen determinado se necesita más presión durante la inflación que durante la suflación. El surfactante además de favorecer el inicio de la inspiración y disminuir el trabajo respiratorio, favorece la estabilidad alveolar. Si la tensión superficial es constante y los alvéolos están conectados entre sí y con diferentes volúmenes de llenado, los alvéolos más pequeños tendrían más presión que los mayores, determinando el vaciamiento de los primeros en los segundos, llegándose a la situación de un único alvéolo muy grande que además tendería a cerrarse. Esto no ocurre en un pulmón sano, porque la tensión superficial en los alvéolos, gracias al surfactante pulmonar, es variable, lo que permite tener alvéolos a diferentes volúmenes sin que por ello se vacíen unos en otros. Otro importante papel del surfactante es su participación en el mantenimiento de la sequedad alveolar. La tensión superficial es una fuerza que favorece el paso del líquido intersticial hacia los alvéolos. El surfactante al disminuir la tensión superficial, disminuye este efecto. El surfactante es esencial para el primer acto respiratorio en el nacimiento pues su carencia determina la enfermedad denominada enfermedad de la membrana hialina (síndrome de insuficiencia respiratoria, SIR), en la cual la tensión superficial alveolar es muy alta y aparecen la mayoría de los alvéolos colapsados (atelectasia). Resistencia Pulmonar.
Resistencia es la fuerza que se opone a la ventilación, y existen dos tipos de resistencia:
Elástica: Es la resistencia del pulmón a la expansión. Depende de la
Resistencia de la vía área: Acá se incluye el paso del aire. Resistencia
rigidez del pulmón. A mayor elasticidad mayor resistencia al flujo. Los problemas que se generan en esta vía se le conoce como restrictivo. Esta se encuentre dada por dos tipos de fuerzas elásticas que se oponen a la expansión pulmonar: Fuerzas elásticas del tejido pulmonar en sí mismo. Fuerzas elásticas producidas por la tensión superficial del líquido que tapiza las paredes internas de los alvéolos y de otros espacios aéreos pulmonares. que se opone al flujo a través de los tubos. Depende del movimiento del aire. Se encuentran localizadas en las vías aéreas más grande (superiores) y es del 20-40%. Los problemas que se generan en esta vía se le conoce como obstructivo. Corresponde a la resistencia que la vía aérea opone al paso del aire. Depende sobre todo del calibre útil de la vía aérea, que a su vez está condicionado fundamentalmente por el volumen de aire en la vía Las pequeñas vías aéreas en conjunto sólo aportan el 20% de la resistencia aérea, la mayor resistencia al flujo de aire se da en vías aéreas de mediano MIMÍ CABEZAS
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calibre. El 80% de esta resistencia se localiza en tráquea y bronquios principales y lobares. La resistencia en las vías aéreas depende de:
Tipo de flujo, ya sea laminar (menos resistencia) o turbulento (mayor resistencia) Velocidad del flujo. A mayor velocidad mayor resistencia Características físicas del gas inspirado: Densidad y viscosidad. Características geométricas de la vía área: Longitud y radio (más importante). A menor radio mayor resistencia Resistencia: influenciada por el tipo de flujo. Número de Reynolds: caracteriza el movimiento de los fluidos. Volemia pulmonar: a menor volumen, menor resistencia. Recoil elástico pulmonar: a menor recoil, mayor resistencia. Tono broncomotor: estado de contracción de bronquios o grado de contracción del músculo liso bronquial, lo que determina el diámetro, donde a mayor tono, menor diámetro y mayor resistencia. Mayor resistencia
Estímulo parasimpático. Acetilcolina. Metacolina. Histamina. Serotonina. Menor PCO2. Mayor PO2.
Menor resistencia
Estímulo simpático. Beta 2 agonistas. Óxido nitroso. Mayor PCO2. Menor PO2.
Flujos Aéreos Turbulento. Transicional y laminar
Para que el aire entre en los pulmones se debe generar dentro de éstos una presión menor que la atmosférica, es decir, una presión negativa, para que el aire fluya desde el exterior hacia los alvéolos. Por otra parte, para la espiración, la presión en las vías aéreas debe ser positiva (mayor que la atmosférica), para que el aire vaya desde los alvéolos hasta el exterior. El flujo generado en el alvéolo resulta directamente proporcional a la presión transpulmonar (diferencia entre presión alveolar y presión pleural). Además, el flujo está determinado por la resistencia de las vías aéreas, siendo este último un factor que incide inversamente en el flujo. El flujo también puede estar determinado a partir de la ley de Poiseville, que plantea lo siguiente:
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El flujo puede ser de tres tipos diferentes: Turbulento: cuando el flujo de aire es alto, la densidad del gas se eleva. Se da en zonas de vías aéreas con radio grande. Transicional: en puntos de ramificación de las vías aéreas. Laminar: en vías aéreas periféricas, donde la velocidad es muy baja. Ventilación y Perfusión
La ventilación pulmonar es el volumen de aire que se moviliza en la unidad de tiempo. Se calcula multiplicando el volumen corriente (Vc) por la frecuencia respiratoria (Fr), que en una respiración normal o eupnéica donde el Vc = 500 ml y la Fr=12 ciclos/min. nos dará una ventilación pulmonar de 6 L/min. Perfusión hace referencia al flujo de sangre venosa a través de la circulación pulmonar hasta los capilares y el retorno de sangre oxigenada al corazón izquierdo. Patrones normal: CVF normal y VEF1/CVF normal (>80%) Patrón obstructivo: aumetno de la resistencia de la vía aérea. Corresponde a asma bronquial, y EPOC. CVF es normal y VEF1 está disminuida y el índice VEF1/CVF igual está disminuido. En obstrucción severa CVF también está reducido. Patrón restrictivo: aumento de la resistencia elástica del pulmón, así la expansibilidad del pulmón está disminuida. Corresponde a fibrosis pulmonar y la cofoescoliosis. Se caracteriza por CVF disminuido y VEF1 normal o disminuido y VEF1/CVF normal o aumentado. Patrón mixto: Enfisema con fibrosis. Disminución de CVF y VEF1 y VEF1/CVF
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Leyes de los Gases
establece que el producto presión-volumen es constante Ley de Boyle Ley de Gay Lussac postula que las presiones ejercidas por un gas sobre las
paredes del recipiente que lo contienen son proporcionales a sus temperaturas absolutas cuando el volumen es constante. La presión es proporcional a la temperatura absoluta
Ley de Charles o ley de los volúmenes. Se dice que, para un gas ideal a presión
constante, el volumen es directamente proporcional a la temperatura absoluta (en Kelvin). Muestra que el volumen es proporcional a temperatura absoluta dice que en iguales condiciones de presión y temperatura las Ley de Avogadro
densidades relativas de los cuerpos gaseosos son proporcionales a sus pesos atómicos. Propiedades de los Gases. Fluidez es la propiedad que tienen los gases para ocupar todo el espacio que los
contiene, esto se debe a la poca o nula fuerza de unión entre las moléculas del gas. Son mucho más fluidos que los líquidos. Difusión es la propiedad que tienen los gases de mezclarse con otro, solamente
debido al movimiento de sus moléculas en forma totalmente desordenada. Compresión es la propiedad que tienen los gases de disminuir su volumen al ser
aplicado sobre éste una presión que logre acercar las moléculas entre sí, disminuyendo las distancias entre éstas. Resistencia es la propiedad que tienen los gases a oponerse al movimiento de los cuerpos de manera libre. Ésta es conocida como fuerza de roce y depende en
gran medida de la velocidad y tamaño del cuerpo en desplazamiento.
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1. ¿Cuál es el por cen taje de ox ígen o al niv el del mar y a 6000 metro s de altitu d?
Así pues podemos establecer que: La concentración de oxígeno (O2) en el aire, a nivel del mar es de aproximadamente 20,9%, a 6000 m esta concentración disminuye hasta un valor de 14.2 %.
2. ¿Cuáles so n las presio nes p arciales norm ales del O2 y CO2 en sang re arterial y venosa?
En el siguiente cuadro se muestran los valores parciales en mujeres y hombres en óptimas condiciones fisiológicas. Presión parcial normal
Sangre venosa
Sangre arterial
Oxígeno (O2)
-
Rango: 85 -100 mm Hg Valor medio: 85
Dióxido de carbono (CO 2)
Rango: 40-52 mm Hg Valor medio:46
Rango:36-44 mm Hg Valor medio:40
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Mediante la anterior imagen y gráfico, quisimos exponer los valores los normales de PO 2 y PCO2, donde encontramos que el los valores de sangre arterial osilan entre los 85-100 mmHG y la sangre venosa tiene un rango de 40-52 mmHg.
3- ¿Cuál es el objetivo final de la función respiratoria?
El objetivo final de la función respiratoria es la arterialización de la sangre. 4.
¿Cuáles Son Las Cuatro Func ion es Princ ipales De La Respi ración?
La respiración proporciona oxígeno a los tejidos y retira el dióxido de carbono. Las cuatro principales funciones de la respiración son: Función 2: Función 1:
Difusión de Gases
Ventilación Pulmonar
Respiratorios
Se refiere al flujo de entrada y salida de aire entre la atmosfera y los alveolos pulmonares.
Difusión de oxígeno y dióxido de carbono entre los alvéolos y la sangre.
Función 3: Función 4: Regulación de la Ventilación y otras facetas de la respiración.
Transporte de Gases Respiratorios
Transporte de oxígeno y dióxido de carbono en la sangre y los líquidos corporales hacia las células.
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5. ¿QuéEs La Tensión Sup erfic ial Y Com o Ac túa El Surfac tante Sob re Esta?
La Dipalmitoilfosfatidilcolina componente principal del surfactante junto con otros fosfolípidos menos importantes, reduce la tensión superficial y lo hace porque no se disuelve completamente ni de manera uniforme en el líquido que tapiza la superficie alveolar, sino que parte de la molécula se disuelve, mientras el resto permanece sobre la superficie del agua en los alvéolos. La tensión de esta superficie es entre un doceavo y la mitad de la tensión superficial de una superficie de agua pura.
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6. ¿Cu ál s ería la r elac ión v en ti lac ión /per fu si ón (V/Q) id eal y cu ál la r eal y p or q ué ?
La ideal sería relación ventilación/perfusión 1 donde la ventilación es igual a la perfusión. Pero en esta imagen se puede apreciar que en realidad es 0,8 ya que la ventilación alveolar es de 4 l/min y la perfusión de 5 l/min. Este valor debería ser igual para cada una de la unidades alvéolo/capilar, pero no es así debido a la falta de homogeneidad entre ventilación y perfusión a lo largo del eje longitudinal de los pulmones en posición ortostática. De tal forma que en los vértices esta relación V/Q es muy alta próxima a 10 y en las bases es muy baja alrededor de 0,3 o menor. La única zona donde es 0,8 o se aproxima corresponde a la región media pulmonar que corresponde al mayor porcentaje pulmonar. 7. ¿Cuál es el des plazam iento típic o d el diafr agm a du ran te la ins pir ación?
El desplazamiento típico del diafragma durante la inspiración es “hacia abajo”; pues durante la inspiración, cuando el diafragma se contrae el contenido abdominal junto con el diafragma se desplazan hacia abajo.
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8. ¿Cuál es la d iferencia entre espac io m uerto fisiológico y an atómico ? E s p a c i o M u e r t o A n a t óm i c o : El espacio muerto anatómico es el volumen de aire que queda
atrapado en las vías de conducción y que no participa en el intercambio. E s p a c i o m u e r t o F i s i o l óg i c o : Este espacio comprende el espacio muerto anatómico más el
espacio muerto alveolar que son aquelos alveolos que se encuentran mal ventilados o perfundidos.
9. ¿Quéco ns ecu enci as mec ánic as su po ne el aumen to g radu al de las ramificacio nes en el árbol bro nqu ial?
Aumento gradual de las ramificaciones en el árbol bronquial
Consecuencias mecánicas
Disminución en la contribución a la resistencia dinámica total.
Disminución de la velocidad del flujo.
Cambio de flujo turbulento a flujo laminar.
11. ¿Cuál es el pap el fun cio nal d el vo lum en resi du al (VR)?
- Evitar el colapso alveolar disminuyendo así el gasto de energía necesario para reinflar los alvéolos. 12- ¿Por qu éaum enta el vol um en r esid ual c on la edad (entre lo s 20 y 70 añ os ) (casi 1% anual)?
El volumen residual con la edad aumenta (entre los 20 y 70 años)(casi 1% anual) porque el pulmón va perdiendo elasticidad. 13- ¿Cuál es el s ign ificad o fu nc ion al de la CRF?
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Capacidad residual funcional (CRF) es la cantidad de aire que queda en los pulmones al finalizar una espiración normal, y corresponde al volumen de reserva espiratoria más el volumen residual. Su valor normal es de 2300ml, o dentro del rango 2500 a 3000ml aproximadamente. Su medición en la espirometría no se puede realizar de manera directa, puesto que el aire del Volumen Residual de los pulmones no se puede espirar hacia el espirómetro, y constituye casi la mitad de la CRF, por lo cual se utiliza la técnica de dilución de helio, con el espirómetro de forma indirecta. El CRF se modifica en posición supina, disminuyendo su valor. Sus funciones son: a) Permite que la composición del aire alveolar oscile muy levemente, ya que los 2 a 3 litros de gas que permanecen en el pulmón diluyen el aire inspirado, impidiendo cambios bruscos en la composición del aire alveolar. Si el aire alveolar se recambiara totalmente por aire atmosférico, el CO 2 de la sangre venosa al llegar al alvéolo se liberaría explosivamente en forma de burbujas y se producirían cambios bruscos y violentos en el equilibrio ácido base. b) Sirve como reservorio de oxígeno, lo que permite que la sangre siga removiendo este gas del pulmón en forma continua durante la espiración y en períodos cortos de apnea. c) Mantiene un volumen de aire en los alveolos que impide su colapso, situación que exigiría generar grandes presiones para volver a expandirlos La capacidad residual funcional está determinada por la interacción de las fuerzas elásticas del pulmón, que tienden al colapso, y las del tórax, que tienden a la expansión. Su posición de equilibrio corresponde al nivel de final de espiración en reposo. Para llegar al volumen residual la espiración forzada tiene que vencer la elasticidad torácica, siendo finalmente limitada por reflejos propioceptivos toracopulmonares y por el cierre de las pequeñas vías aéreas. Este último fenómeno se debe a que la disminución del volumen pulmonar reduce la tracción elástica que el parénquima pulmonar ejerce sobre los bronquíolos, manteniéndolos abiertos. Por el envejecimiento normal de los elementos elásticos del pulmón, este fenómeno de cierre se acentúa con la edad, con lo que el VR aumenta, representando una fracción progresivamente mayor de la capacidad pulmonar total (30% hasta los 35 años y 40% sobre los 50 años). 14. ¿Quépo sic ión deber ía adop tar un su jeto p ara qu e su r espi ración c on sig a la m e j o r r e n o v a c i ó n d e l a ir e e n s u s p u l m o n e s ? R a z o n e s u r e s p u e s t a.
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En decúbito supino porque aumenta la presión abdominal que empuja el diafragma hacia el tórax, disminuyendo el volumen pulmonar y así su CRF. 15. En un su jeto en posic ión ergu ida durante un a respiración eupneica y tras la esp irac ión. ¿Dónde s e ub ic aría la CRF?
En los vértices 16. Señ ale los valo res d e tod as las p resio nes del ap arato p ulm on ar y ex plíqu elas. Presiones del aparato pulmonar
Son las siguientes
Presión
alveolar
(PA): la presión del aire en el interior de los alvéolos. Sus valores son 2.5-8 cm H20/L
Presión barométrica
Presión transpulmonar
(Pb): la presión atmosférica en el exterior del aparato respiratorio. Su valor es 0 cm H2O.
(Pp): es la presión en boca menos la presión pleural. Su valor es la diferencia entre la PA y Ppl.
Presión pleural (Ppl):
Presión transtorácica
es la presión en el interior del espacio intra pleural. Su valor normal es de 5 cm H2O
(Pw): diferencia entre la presión pleural y la atmosférica y define la presión elástica de la pared torácica.
Presión transmural de las vías aéreas
(Ptva): es la diferencia de presión entre Pva y Ppl.
Presión de las vías aéreas
(Pva): la presión del aire en el interior de las vías aéreas.
Fuerza De Retracción Pulmonar
La fuerza que se desarrolla en la pared pulmonar durante la inspiración. Por tanto, aumenta a medida que el pulmón se expande y siempre actúa a favor del colapso pulmonar. MIMÍ CABEZAS
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17. ¿Si Los Cambio s De Presión Pulmo nar Son Invers amente Proporcio nales A Los Camb ios De Volu men Pulm on ar ¿QuéRelación Exis tiráEntr e La Presi ón Transm ural Pulmo nar (Presión De Distensión) Y El Volum en Pulmo nar?
En el gráfico anterior se explica la relación entre el volumen pulmonar y los cambios de presión. Primero observamos el término Presión Transpulmonar , que es la diferencia entre la presión alveolar y la presión pleural. Observamos que la presión transpulmonar es mayor en el punto medio entre la inspiración y la espiración. Luego observamos en la parte superior, la línea roja que se corresponde al Volumen Pulmonar , en condiciones de normales, aproximadamente 500 ml de aire, correspondiente al volumen tidal o corriente y observamos que alcanza el punto máximo al final de la inspiración y antes del comienzo de la espiración. Así pues, la distensibilidad pulmonar depende de la presión transpulmonar y hace referencia al volumen que se expanden los pulmones por cada aumento unitario de presión transpulmonar. La distensibilidad pulmonar total es de 200 ml de aire por cada cm H2O de presión transpulmonar.
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18. Defina que entiende po r distensib ilidad o com pliance en el aparato pulm onar. ¿C u ál es la d el p u lm ón y la d el t ór ax y la d e am b o s ?
Aprox. 200 ml de aire por cada cm H2O de presióntranspulmonar.
COMPLIANCE
Se define como
En el pulmón
Relación entre el cambio de volumen pulmonar (ΔV) y el incremento de presión (ΔP) que
produce este cambio de volumen, en condiciones de ausencia de flujo.
En el tórax
En conjunto
Se puede obtener mediante un catéter esofágico dividiendo el volumen tidal por las presiones obtenidas.
Es casi exactamente la mitad que la de los pulmones solos, 110 ml de volumen por cada cm H2O de presión para el sistema combinado.
Es cambio de volumen pulmonar por cada unidad que cambia la presión transpulmonar (Ptp). -0,27 L/mmHg para cada uno de ellos y 0,14 L/mmHg para el conjunto. MIMÍ CABEZAS
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19. En un a patolo gía de tipo r estri ctiv o co mo la fibro sis p ulm on ar ¿cómo sería la
C P T ( c ap a c i d a d p u l m o n a r t o t a l ) c o n r e s p e c t o a l a n o r m a l , m a y o r o m e n o r ?
Las patologías de tipo restrictivo se caracterizan por disminución de la CVF, con un valor disminuido o normal del proporcional VEF1, lo que se evidencia en una relación VEF1/CVF normal o aumentada. Este tipo de trastorno espirométrico se observa en múltiples enfermedades pulmonares restrictivas que se caracterizan por disminuir el volumen pulmonar funcional o por alterar su distensibilidad, así como también en
afecciones de la pleura, tórax, nervios, músculos o estructuras extra pulmonares vecinas. Patrones básicos Patrón
Parámetros
FVC
Muy disminuido. <80%
FEV1
Disminuido o normal >85 %
FEV1/FVC
Disminuido o normal
FEF 25-75%
Criterios de severidad Severidad
Parámetros
Leve
CVF: 70-80% predicho
Moderado
CVF: 60-70 % predicho
severo
CVF: < 60 % predicho
Menor, porque tiene menor capacidad de expasión el pulmón (mayor rigidez).
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I n d i q u e a l m e n o s d o s e j em p l o s n o r e l a c i o n a d o s d i r e c t a m e n t e c o n e l ap a r a t o r e s p i r a to r i o q u e d e t e r m i n e n u n t r a s t o r n o v e n t i l a t o r i o r e s t r i c t iv o . Trastorno ventilatorio restrictivos
Obesidad mórbida
Embarazo
Resulta en una disminución de la distensibilidad toraco-pulmonar, en particular de la pared torácica, como consecuencia de la restricción impuesta a la expansión de la caja torácica y del diafragma. Presenta también, la caída en la distensibilidadpulmonar .
A medida que avanza la gestación el útero emerge del área pélvica penetrando en la cavidad abdominal y alterando la mecánica respiratoria. La capacidad inspiratoria aumenta un 5-10 % sin cambios en la capacidad vital. El volumen minuto (VM) está incrementado aproximadamente un 50 % por un incremento del metabolismo
21. Un s ujeto se s um erge a 45 m etro s d e pro fun did ad, ¿cuál sería la pres ión a la qu e estaría som etido ? ¿Podría sum ergir se en apn ea? Exp liqu e su res pu esta. Datos
Ecuación
P = ¿? D: densidad del agua (1000 kg/m2) g = 9,8 m/s²
P=Dgh
Desarrollo P= D g h P= (1000 kg/m2) (9.8 m/s2) (45m) P= 441,000 Pa
Respuesta La presión por la cual se encuentra sumergido el sujeto seria de 441,000 Pa.
h = 45 m
Una persona sin previo entrenamiento, a esta profundidad presenta roturas pulmonares y compresión del volumen pulmonar además de la compresión de los gases disueltos, por ende la inmersión en apnea a esta profundidad para un sujeto no entrenado, no es posible.
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22. Expliqu e la razón por la cu al utilizar un a mezcla de aire inspiratorio al 95% de O2 y 5% de CO2 es m ás efectivo p ara recuperar a un su jeto intox icado c on CO, que aire al 100% de O2. El CO2 activa la respiración, por su efecto en el centro quimio sensor central, lo cual favorece la ventilación.
El CO es un gas que no emite olor, sabor y no es irritante, por lo que su exposición puede pasar completamente desapercibida. Es menos pesado que el aire, por lo que se acumula en las zonas altas. Se origina de la combustión incompleta de los combustibles orgánicos. El CO2 de la sangre puede encontrarse tanto en forma disuelta, como ácido, según la reacción:
. Las moléculas de H + y HCO3- no pueden pasar por la barrera hematoencefálica, pero sí lo hace el CO 2. Por lo tanto, a mayor contenido de CO 2 en la sangre, igualmente aumentará el contenido de H +en el LCR (por lo tanto, disminuyendo el pH). Los H+ estimulan los quimiorreceptores, provocando como respuesta una hiperventilación.
Porque el CO2 activa la respiración, por su efecto en el centro quimiosensor central, lo cual favorece la ventilación y el intercambio de carboxihemoglobina (COHb) –una proteína resultante de la unión de la hemoglobina con el monóxido de carbono – por oxihemoglobina (O2 HB).
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