FUNCIÓN RESPIRATORIA * Árbol respiratorio → vías respiratorias: * Dividido en generaciones, que nacen cada vez que se produce bifurcación: - Generaciones Z (Generación 0 – 16): 16): zona de conducción o Espacio muerto anatómico (no hay intercambio gaseoso) - 17-23: zona de transición (pocos alvéolos) y respiratoria * Espacios muertos: Son ventilados pero no prefundidos , por tanto, no puede haber intercambio gaseoso. gaseoso. Son 2: 1. Espacio muerto anatómico (0-16): zona de conducción donde no hay intercambio gaseoso. 2. Espacio muerto de distribución: distribución: alvéolos que son prefundidos parcialmente. ↓
Ambos = Espacio muerto m uerto fisiológico
* Resistencia de las vías áreas: - Sist. cardiovascular: A menor diámetro, mayor resistencia (vasos que tienen más resistencia son las arteriolas) - Sist. respiratorio: A mayor diámetro (generaciones con menor n°), mayor resistencia./ Resistencia disminuye a medida que aumentan las generaciones ↓
- Diferencia entre ambos sistemas radica en: - Sist. cardiovascular: flujo es laminar (ordenado y avanza en la misma dirección en el que van las moléculas de la sangre como capas) - Sist. respiratorio: flujo turbulento en vías superiores de mayor diámetro (se pierde energía por roce interno de las moléculas), y luego cambia a un flujo transitorio.
* Áreas de sección transversal total en las vías respiratorias: - Área de sección sección transversal tran sversal total va aumentando a medida que aumenta el n° de la generación. - Zona de conducción: no hay un aumento considerable. - Zona de transición transición y respiratoria: r espiratoria: principal aumento aumento desde la generación 16
* Anatomía alveolo capilar: * Saco alveolar: - De la arteria ar teria pulmonar surge una arteriola que llega hasta el saco alveolar al veolar con sangre con poco oxígeno - Intercambio: red de capilares.
Corte histológico de un pulmón donde se muestran los capilares en las paredes alveolares.
Micrografía electrónica que muestra capilar pulmonar (C) en la pared alveolar. Barrera hematogaseosa extremadamente delgada (0,3 um). Flecha grande indica trayecto de difusión del gas alveolar hasta el interior del eritrocito (EC) e incluye la capa de surfactante (no se muestra), epitelio alveolar (EP), intersticio (IN), endotelio capilar (EN) y plasma. Células estructurales: fibroblastos (FB). Mb basal (BM) y núcleo de una célula endotelial.
MECÁNICA RESPIRATORIA * Complejo tóraco-pulmonar: Pulmón + tórax - Espacio intrapleural : espacio entre pleura visceral (cubre pulmón) y pleura parietal (cubre interior del tórax), lleno de líquido intrapleural. - Tórax tiende a expandirse/ Pulmón tiende a colapsar → permite que entre aire a los pulmones * Cuando ambos están separados: neumotórax (se produce cuando por ejemplo por acción de un punzazo: se produce una gradiente de presión entre la atmósfera y el interior del espacio intrapleural → entrada de aire: el pulmón tiende a colapsarse y el tórax a expandirse . * Inspiración/Espiración: 1. Inspiración: al aumentar la capacidad del complejo tóraco-pulmonar, la presión dentro de los pulmones disminuye (se hace subatmosférica), lo cual crea la gradiente necesaria para que se produzca un flujo desde la atmósfera hacia el interior de los pulmones. 2. Espiración: proceso pasivo donde no intervienen ms. Por acción de los elementos elásticos del tórax y pulmones, se comprime el aire que está dentro de los pulmones, aumentando la presión interior por sobre la atmosférica, lo cual crea un gradiente necesaria para que se produzca la salida del aire desde los pulmones hacia la atmósfera. * Respiración tranquila:
- Ms. inspiratorios (diafragma, intercostales externos) se contraen durante inspiración y relajan durante espiración. - Ms. espiratorios (intercostales internos y los ms de la prensa abdominal o abdominales) NO actúan (sólo actúan durante la espiración activa en una respiración forzada ) → ¿Cómo actúa el diafragma durante la inspiración?:
- Diafragma está adosado a las costillas en la parte interior del tórax. - Inspiración: se contrae, empuja el contenido abdominal hacia abajo y hacia adelante y levanta la parrila costal. Ambos movimientos acrecientan el volumen del tórax → aumento de las dimensiones (rostro-caudales y latero-laterales) del complejo tóraco pulmonar y por tanto disminución de la presión intrapulmonar. - Espiración forzada: ms abdominales se contrae y empujan el diafragma hacia arriba → disminución de las dimensiones del complejo tóraco -pulmonar (mayormente de la dimensión rostro-caudal)
→ Parrilla costal:
* Esquema de la parrilla costal : columna vertebral, dos costillas y disposición de los ms intercostales externos (inspiración) y de los ms intercostales internos (espiración forzada) 1. Intercostales externos (inspiratorios): levantan las costillas → aumento de las dimensiones (latero-lateral y dorso-ventral) 2. Intercostales internos (espiratorios durante respiración forzada): luego de la inspiración, tiran costillas hacia abajo → disminución de las
dimensiones (latero-lateral y dorso-ventral)
* Ciclo respiratorio (inspiración/espiración):
* Esquema: cambios en las presiones intrapleural (intratorácica) e intrapulmonar en relación a la presión atmosférica (presión relativa) durante la inspiración y espiración. 1. Presión intrapulmonar o intra-alveolar: al final de una espiración y de una inspiración es igual a la presión atmosférica 2. Presión intrapleural: - Al inicio de una inspiración (final de una espiración) es negativa (-2,5 mmHg en promedio) con respecto a la presión atmosférica. - Por acción de los ms inspiratorios se hará cada vez más n egativa llegando en promedio a -6 mmHg al final de una inspiración.
1° Inspiración: - 2 primeros seg. - Disminución de la presión intrapleural de -2,5 a -6 mmHg (negativa con respecto a la atmosférica) - Valor promedio en la mitad de la inspiración: -1 mmHg. - Cambio de presión dentro de los pulmones crea un flujo de inspiración 2° Espiración: aire es comprimido por acción de los elementos elásticos del tórax y pulmones - Aumento de la presión intrapleural desde -6 a -2,5 mmHg - Valor promedio en la mitad de la espiración: +1 mmHg - Compresión del aire → flujo de espiración. Se disipa gradiente de presión producida durante ña inspiración, llegando al final de la espiración a la presión atmosférica o presión relativa = 0 mmHg. * Volúmenes, flujos y capacidades pulmonares: → Espirómetro:
- Instrumento que permite medición de volúmenes y capacidades pulmonares (suma de volúmenes) - Consiste en: una olla metálica de doble pared (tubo del centro genera doble pared), entre las cuales se pone agua. De forma invertida se pone una campana de acero, la cual queda flotando pq encierra un volumen gaseoso; está colgada con un sistema de poleas a través de una cadena y al final tiene un contrapeso. La cadena tiene una pluma que va escribiendo los movimientos respiratorios en un cilindro de papel. * Volumen residual NO se puede medir a través de espirometría simple. Se utiliza método de dilución de Helio.
Volúmenes y capacidades: - Ciclo respiratorio → genera movilización de volumen de aire = volumen corriente (500mL): volumen que normalmente respiramos en una respiración tranquila - Volumen de reserva inspiratorio (3.100 mL): volumen por sobre el corriente que se obtiene en una inspiración máxima. - Volumen de reserva espiratorio (1.200 mL): volumen por sobre el corriente que se obtiene en una espiración máxima. ↓
* Capacidad vital (4.800 mL): - máximo de aire que podemos movilizar en nuestros pulmones - volumen corriente+ volumen de reserva inspiratorio+ volumen de reserva espiratorio - Volumen residual (1.200 mL): volumen de aire que queda al final de una espiración máx. ↓
* Capacidad pulmonar total (6.000 mL): capacidad vital + volumen residual * Capacidad inspiratoria (3.600 mL): volumen corriente + volumen de reserva inspiratorio * Capacidad residual funcional o gas alveolar (2.400 mL): - volumen de reserva espiratorio + volumen residual - volumen de aire que siempre tenemos en los pulmones en una respiración tranquila. Durante la inspiración se incrementa en 500mL y luego de la espiración vuelve a 2.400mL, por tanto oscila entre 2.400 y 2.900 mL - Sangre en capilar pulmonar: 70 mL * De los 500 mL que estamos movilizando como volumen corriente, 150 mL quedan en el espacio muerto anatómico (generaciones 016) y 350 mL llegan a los alvéolos (volumen de intercambio alveolar) de los 2.400-2.900 que contienen los pulmones → cambios de presión parcial de anhídrido carbónico (CO2) son pocos, por tanto, en los alvéolos la presión parcial de CO 2 es relativamente constante (400 mmHg) , lo cual es esencial para el principal sistema tamponante de sangre = sist. bicarbonato – anhídrido carbónico: - Funcionamiento: el CO2 se hidrata en la sangre (reversible) → H 2CO3 (ácido carbónico) → H+ + HCO3- (bicarbonato) - pH de la sangre está determinado por:
- Por tanto: Es importante mantener la P CO 2 cte en los alvéolos con el fin de tener pH de la sangre dentro del rango normal. Flujos: Volúmenes por unidad de tiempo. - Ventilación pulmonar (total): 6.000 mL/min - Ventilación alveolar: 4.200 mL/min. - Flujo sanguíneo pulmonar: 5.00mL/min - Frecuencia: 12/min → En resumen:
* Distensibilidad o Compliance:
* Gráfico: Curva presión en la vía aérea (cm de agua) -volumen (expresado como capacidad vital % y como capacidad pulmonar total %) - Pendiente:
Distensibilidad = Δ volumen/ Δ presión - Experimento: se hace que el individuo inspire un cierto volumen de aire con un espirómetro, se cierra la llave y el individuo relaja sus ms respiratorios. Luego se mide la presión que hay en la vía aérea. Se grafica q a cada volumen le corresponde una presión det.
* Gráfico: Comparación de las curvas presión-volumen de pulmones llenos de aire y de pulmones llenos de solución fisiológica (gato). [Von Neegard] - Círculos abiertos = inflación Círculos cerrados = deflación - El pulmón insuflado con solución fisiológica es mas distensible y exhibe una histéresis mucho menor que el insuflado con aire. [Histéresis: tendencia a conservar una de sus propiedades en ausencia del estímulo que la ha generado/inercia] * Curva de inflación con aire es diferente a la curva de deflación → se debe a la tensión superficial
* SURFACTANTE PULMONAR: - Componente más importante: Dipalmitoil lecitina (Compuesto anfipático: cola hidrofóbica con 2 AG = ác. palmítico y cabeza hidrofílica de lectina) Neumocito tipo II : célula productora del surfactante - Sintetizan los cuerpos lamelares que son secretados →
por exocitosis → material liberado se convierte en
mielina tubular que es la que entrega las moléculas del surfactante. ↓
Surfactante es reciclado o eliminado por macrófagos alveolares.
→ Gracias al surfactante: 1. Es menor el trabajo respiratorio para vencer la tensión superficial ↔ Disminuye la tensión superficial: - La tensión superficial tiende a reducir el aire, con lo cual el alvéolo tenderá a colapsarse → se debe vencer e sta resistencia: surfactante
disminuye tensión superficial, por tanto no se debe hacer tanto esfuerzo o trabajo para inflar alvéolos./ Mecanismo: interacción de las moléculas de lectina con las de agua. - Moléculas de Dipalmitoil lecitina son limitadas → cuando se inflan alvéolos, aumentan su superficie y no todas las moléculas alcanzan a cubrirla, actuando de esta forma la tensión superficial del agua. Por tanto, el surfactante es más efectivo, en cuanto a disminuir la tensión superficial, en los alvéolos pequeños que en los grandes (donde la tensión superficial es mayor)
2. Aumenta la distensibilidad pulmonar 3. No ocurre que los alvéolos más pequeños colapsen a favor de los grandes 4. No ocurre que a los alvéolos se filtre exceso de líquido (si hubiese una mayor tensión superficial, se produciría mayor filtración, lo cual generaría un edema alveolar)
* RESISTENCIAS QUE DEBEN SER VENCIDAS PARA EFECTUAR EL TRABAJO RESPIRATORIO: I . Resistenci as elásticas o estáti cas (70%)
1. Resistencia elástica tóraco-pulmonar (35%): fibras elásticas del tórax y pulmón al ser deformadas 2. Resistencia por tensión superficial (35%)
I I . Resistencias viscosas o dinámi cas (30% )
1. Resistencia al flujo aéreo (24%): resistencia ejercida por las vías aéreas al aire que ingresa 2. Resistencia viscosa tóraco-pulmonar (6%): relacionada con el roce que se produce entre los tejidos de las distintas estructuras tóraco-pulmonares cuando se produce la inspiración o espiración. * Gráfica: Curva presión intrapleural - volumen del pulmón que muestra el trabajo inspiratorio que se realiza para superar las fuerzas elásticas (área 0AECD0) y las fuerzas viscosas (área rayada ABCEA) - Área no achurada = trabajo necesario para vencer las resistencias elásticas o estáticas. - Área achurada = trabajo necesario para vencer ls resistencias viscosas o dinámicas.
* Tensión superficial: -Def: Fuerza extra que existe en la monocapa de moléculas de agua que está en la interfase (fuera de los alvéolos) - Disminuida por acción del surfactante pulmonar. → ¿Cómo se mide?:
- La tensión superficial tiende a colapsar el pulmón.
Ley de Laplasse: Tensión= Presión transmural x radio/2 Presión = 4T/ r [En vez de dos aparece 4 xq se consideran las dos superficies: externa e interna]
- Si se supone q la tensión es la misma en ambos alvéolos, el alvéolo chico debe tener una presión interna mayor que la del alvéolo grande → gradiente de presión entre ambos: flujo de aire desde el chico al grande, y el alvéolo chico tendería a colapsar. ↓
- NO ocurre en la realidad → hay un equilibrio entre el alvéolo grande y chico, impidiendo que alvéolos pequeños colapsen: surfactante pulmonar es más efectivo, en cuanto a disminuir la tensión superficial, en los alvéolos pequeños que en los grandes, por tanto, la tensión es mayor en el alvéolo grande. → Efecto del detergente sobre la tensión superficial:
- Tensión superficial del agua con detergente disminuye (= efecto q el surfactante) → debido a q los detergentes poseen moléculas similares al del surfactante, de tipo antipáticas (con 1 sola cola hidrofóbica)
TRANSPORTE DE GASES * Presiones parciales de los gases (en diferentes compartimientos del sist. respiratorio y circulatorio): → Recordar ley de los gases: Presión total de una mezcla de gases es = a la suma de las presiones parciales de los constituyentes de la mezcla (aire). *Aire inspirado:
O2=158 mmHg CO2=0,3 mmHg Vapor de H2O = 5,7 mmHg Nitrógeno (mayor P) = 596 mmHg
Suma debería dar 760 mmHg (1 atm) a nivel del mar (cte en todos los compartimientos)
↓ * Alvéolos:
O2=100 mmHg CO2= 40 mmHg Vapor de H2O = 47 mmHg - A nivel de los alvéolos cambia la composición de la mezcla gaseosa, las presiones parciales de los gases cambian por dos razones: 1. Mezcla gaseosa es llevada desde una T° ambiente hasta una T° de 37° 2. Vías aéreas tienen mucus con alta cantidad de agua, la cual es entregada a la mezcla gaseosa (saturación) - Por tanto: el aire que llega a los alvéolos está a 37°C y saturado con vapor de agua (al incorporar vapor de agua disminuyen presiones parciales) - En los alvéolos ocurre el intercambio gaseoso: sangre toma oxígeno de la mezcla gaseosa (presión parcial disminuye) y entrega anhídrido carbónico (presión parcial aumenta) ↓ * Aire espirado:
O2=116 mmHg CO2= 32 mmHg Vapor de H2O = 47 mmHg - Sangre cuando recién pasa por los alvéolos se equilibra con el ambiente alveolar, por tanto, tiene la misma composición gaseosa que los alvéolos. ↓
* Sangre arterial: O2=95 mmHg CO2= 40 mmHg - Presión parcial de O2 disminuye → se genera por “Cortocircuito fisiológico o “shunt arterio -venoso”: - Sangre que no intercambia gases con pulmones - Formado por 2 circulaciones: 1. Circulación nutricia del pulmón (circulación bronquial) 2. Circulación coronaria (venas de Tebecio) ↓ Sangre de estas circulaciones se mezcla con sangre q ya fue oxigenada en los pulmones → genera que
presión parcial de oxígeno
disminuya en 5 mmHg y la de anhídrido carbónico aumente a nivel de las arterias. ↓ * Capilares:
O2=40 o - mmHg CO2= 46 o + mmHg - A nivel de los capilares, se produce un equilibrio con los tejidos → sangre que llega a las venas tiene la misma composición que la sangre que pasa por los capilares. ↓ * Sangre venosa:
- Igual composición que la sangre que pasa por los capilares. - La suma de las presiones parciales es menor que 760 mmHg → gases en la sangre venosa están a una presión total subatmosférica. - Presión subatmosférica de la sangre venosa contribuye a mantener la presión subatmosférica intrapleural [ A mayor altura, meno presión parcial de oxígeno]
* Difusión de los gases respiratorios a través de la “Barrera alvéolo-capilar ”: * O2 y CO2 difunden en sentido opuesto * Oxígeno: difunde desde el ambiente alveolar hacia el interior del glóbulo rojo (capilar) - 1° debe atravesar capa líquida que baña interior de alvéolo, en cuya superficie se ubica el surfactante (moléculas de Dipalmitoil lecitina) → epitelio alveolar con su Mb basal → espacio intersticial → Mb basal capilar (del endotelio capilar) → endotelio capilar → plasma sanguíneo → Mb del glóbulo rojo (donde se une a Hb para ser transportado) [Espacio intersticial: se puede producir un edema intersticial = acumulación de agua, haciéndose más difícil la difusión de los gases respiratorios]
* Intercambio gaseoso : - Ocurre en 0,25 seg, pero se disponen de 0,75 por seguridad (por ej cuando se realiza ejercicio)
* Difusibilidad: - CO2 es más difusible que el O 2 → Factores de los cuales depende la difusión de un gas: → Flujo de gas (V): “cantidad de gas que atraviesa barrea alvéolo-capilar por unidad de tiempo.
- Proporcional: al área de intercambio (A/ área de intercambio de todos los alvéolos suma 80 m2), cte de difusión (D), diferencia o gradiente de presiones parciales (P1-P2) - Inversamente proporcional: al grosor (T) → Cte de difusión (D) : - Proporcional: al coeficiente de solubilidad del gas en agua (Sol) - Inversamente proporcional: a la raíz cuadrada de su peso molecular (MW)
→ Comparación entre gases respiratorios (O2 / CO2 ):
1. Área y espesor: = para ambos gases 2. Gradiente de presión: desfavorece al CO2 - O2= 60 mmHg→en el ambiente alveolar la presión parcial promedio es de 100 mmHg y en la sangre venosa 40 mmHg (100-40) - CO2= 6 mmHg →en la sangre venosa la presión parcial promedio es de 46 mmHg y en el ambiente alveolar 40 mmHg (46-40) 3. Peso molecular: mayor en el CO2 , lo cual desfavorece su difusibilidad . Sin embargo, es más difusible que el O2. 4. Coeficiente de solubilidad: solubilidad del CO2 en agua es 24 veces mayor que para el O2→Factor que determina que el CO 2 sea más difusible que el O2
* Transporte de los gases respiratorios: → O2 es trasportado de 2 formas en la sangre: 1. Unido a la Hb (mayor %): al Fe ferroso de cada una de las subunidades de la Hb 2. Disuelto en la sangre → CO2 es trasportado de 3 formas en el plasma (sangre arterial) y de 3 formas dentro del glóbulo rojo: I. Plasma (sangre arterial):
1. Bicarbonato HCO3- (+ importante= 90%): se forma principalmente al interior del glóbulo rojo y de ahí pasa al plasma. 2. Compuesto carboamino (5%): CO2+ proteínas
3. Disuelto en el plasma (5%) II. Glóbulo rojo ( CO2 se une a
parte proteica de la Hb, a los grupo amino de los aa básicos): 1. Bicarbonato 2. Carbaminohemoglobina (+ importante) = CO2+ Hb 3. Disuelto
* CO: - Se une a la Hb en el mismo sitio donde se une el oxígeno: hierro ferroso (Fe +2) del grupo hem., con una afinidad 240 veces mayor / Compuesto formado CO + Hb = carboxihemoglobina - A alta presión parcial de CO → Hb saturada con CO y sangre estaría impedida de trasportar oxígeno. A baja presión parcial de CO → el CO se une a una subunidad de la Hb, lo cual aumenta mucho la afinidad de las otras subunidades por el oxígeno. Por tanto, el oxígeno no se suelta y no ingresa a los tejidos. * Esquema: - CO2 atraviesa la pared del capilar y llega al plasma → gl óbulo rojo es hidratado por acción de la enzima anhidrasa carbónica:
CO2 + H2O → H2CO3 (ác. carbónico) → HCO 3- + H+ AC
H+: es tamponado por la Hb (H+ es retirado uniéndose a los grupos amino y carboxilo de la Hb → Hb pierde afinidad por O2) → HCO3-: es intercambiado por el Cl - (entra al glóbulo rojo) a través de un cotransportador (proteína banda 3) * A partir de 2 moléculas osmóticamente inactivas anhídrido carbónico y agua) se forman 2 iones osmóticamente activos → aumento de la osmolalidad citosólica al interior del glóbulo rojo cuando recogen CO 2 a nivel de los tej. / Para mantener el equilibrio, ingresa agua a los glóbulos rojos de la sangre venosa, el cual se comienza a hinchar, aumentado su columen corpuscular medio (por tanto, glóbulos rojos de la sangre venosa están mas “hinchados” que los de l a sangre arterial). * Al realizar un hematocrito de la sangre venosa y arterial, el hematocrito de la venosa es un 3% mayor que la arterial →
HEMOGLOBINA: * Cooperatividad de la Hemoglobina: * Gráfica: % de saturación de la Hb v/s presión parcial de O 2. * Cooperatividad : la molécula de Hb con sus 4 subunidades, c/u con su grupo hem sin oxígeno (0% de saturación). Introducción del 1er oxígeno es de poca afinidad (25% de saturación), luego el 2do y 3ero entrarán progresivamente con mayor afinidad, y el 4to disminuye normalmente (100% de saturación) . - Bajo los 40 mmHg → % de saturación cambia notablemente. Esto es pq en los tejidos las presiones parciales son del orden de 40, por tanto bajo este valor la oxiHb suelta fácilmente sus oxígenos y los entrega a los tejidos. * Curva sigmoidea dada por: - Cooperativdad de la Hb - En una población de moléculas de Hb, coexisten moléculas con distinto % de saturación [* O2 total = O2 disuelto+ O2 transportado por la Hb/ Nunca alcanza el 100%]
* Concepto de P50: - Def : presión parcial de oxígeno a la cual la oxiHb está saturada en un 50% = 26 mmHg en condiciones normales. - Relación inversa: Mientras mayor sea P50 ↔ Menor es la afinidad de la oxiHb por su oxígeno (suelta O2 y lo entrega a tej.) * Gráfico: - Corrimiento de la curva hacia la derecha por efecto de (durante ejercicio): - Aumento de la T° (ej durante ejercicio) - Aumento de la presión parcial del CO2 [teóricamente debería aumentar la P O2] - Disminución del pH sanguíneo local (Aumento de iones H+) - Aumento de la [ ] intra-eritrocitaria de 2,3 difosfoglicerato (DPG) ↓ Aumente la P50 → menor a finidad de la oxiHb por su O 2
[2,3 difosfoglicerato (DPG): - Se produce en la glicólisis anaeróbica - Aumenta durante el ejercicio]
* Efecto Bohr: - A mayor presión parcial de CO2: - Menor es la afinidad de la oxiHb por su oxígeno - Mayor P50 de la oxiHb * Efecto Haldane: - A menor porcentaje de saturación de la oxiHb con oxígeno, mayor es su capacidad de transportar CO2 REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN * Elementos para el control de la respiración: 1. Sensores (receptores): quimiorreceptores (centrales, periféricos), receptores pulmonares (mecanorreceptores) y otros. 2. Vías aferentes 3. Centro elaborador: a nivel del tallo cerebral/ Control de la automaticidad y ritmicidad de la respiración. 4. Vía eferentes: alfa-motoneuronas o nervios motores que inervan ms efectores. (Ej: diafragma-nervio frénico) 5. Efectores: ms respiratorios - Inspiratorios: diafragma, intercostales externos. - Espiratorios: intercostales internos, ms abdominales.
* Grupos neuronales funcionales: 1. Grupo funcional A: - En el grupo respiratorio dorsal ubicado en el núcleo del tracto solitario - Axones se proyectan al centro del nervio frénico (C3-C5) que inerva el diafragma y hasta T1-T8 donde nacen proyecciones que inervan los ms intercostales. - Llegan los estímulos de quimiorreceptores centrales y periféricos. 2. Grupo funcional B: - En el grupo respiratorio ventral - Axones dirigidos a ms inspiratorios accesorios - Estímulos provenientes de receptores de distensión (ej: ms liso bronquial) 3. Grupo funcional C: - Localizado en zona ventral * Estimulación del grupo funcional C inhibe de forma periódica al grupo funcional A → interacción A-C genera el ritmo respiratorio y es modulada por estímulos externos que actúan a través del centro neumotáxico. 3. Grupo funcional P: - En el centro neumotáxico. - Recibe estímulos desde centros superiores * Estimula al grupo C e inhibe la inspiración. → Reflejos que participan en la regulación de la respiración (evitar Hipoxia ):
I. REFLEJOS QUIMIORRECEPTORES: 1. Reflejo quimiorreceptor central: Sirve para regular la presión parcial de CO2 en la sangre arterial a) Receptores: quimiorreceptores centrales - Bañados por LEC, a través del cual difunde el CO2 dese los vasos sanguíneos hacia el LCR. - Áreas S: - áreas quimio-sencibles → sensibles a los iones H+ (cada ión representa a una molécula de CO2) - bilaterales/ se ubican en cara ventral del bulbo raquídeo, a la altura del IX y X par. - Áreas I (de menor tamaño) * Barrera hematoencefálica: → Impermeable a iones H+ y HCO3→ Permeable al CO2 (liposoluble): - Al salir de los vasos sanguíneos ocurre la sgte Rx: CO2 + H2O → H2CO3 → HCO3- + H+ +
AC
- H → van a ir a actuar sobre quimiorreceptor central o hacia el LCR: 1. Quimiorreceptor: estimulados por H + 2. LCR: H+ reduce pH de LCR . A diferencia de la sangre, el LCR no posee un poder tamponante frente a H+ → ↓ pH
b) Vía aferente: vía interna de fibras nerviosas que van desde quimiorreceptores al centro elaborador (No hay nervio) c) Centro elaborador: centro respiratorio bulbar d) Vía eferente: alfa-motoneuronas (nervios motores de ms respiratorios) e) Efectores: ms respiratorios
2. Reflejo quimiorreceptor periférico: a) Receptores: quimiorreceptores periféricos - Ubicados en 2 zonas: 1. Corpúsculos carotídeos 2. Corpúsculos del arco aórtico ↓
- Células glómicas o del glomo : Células de los corpúsculos, receptoras del reflejo/ Son sensibles a: 1. Ambos corpúsculos son sensibles a baja presión parcial de O 2 → aumenta frecuencia de descarga (PA), por tanto, aumenta actividad respiratoria. /Si PO2 es muy alta (sobre 100 mmHg) → no se generan PA (no hay respuesta)/ Sobre 100 mmHg, PA aumentan considerablemente *¿Por qué células glómicas son tan sensibles a la disminución de la presión parcial de O2?: Debido al tremendo flujo sanguíneo que tienen (Q = 2.000 ml/min x100gr // Recordar que Q= velocidad x área), el cual pasa por una arteriola pequeña con gran velocidad, por tanto célula no alcanza a extraer nada de oxígeno que va unido a la Hb en la sangre → célula glómica debe recibir oxígeno q está disuelto en el plasma para funcionar. 2. Corpúsculos carotídeos son sensibles a la disminución del pH sanguíneo : un aumento en la concentración de H+ se debe a un aumento CO2 → se debe aumentar la frecuencia de descarga, por tanto, aumenta la actividad respiratoria mediada por los quimiorreceptores carotídeos. * Organización de los corpúsculos carotídeos: - Células glómicas de tipo I contienen catecolaminas → se liberan y estimulan las terminaciones nerviosas de las fibras nerviosas del seno carotídeo, que pertenecen al nervio glosofaríngeo (vía aferente)/ Sinapsis son recíprocas (en ambos sentidos): hay información que va desde las células glómicas al terminal y viceversa. - Células tipo II rodean a la célula tipo I y lea dan sostén.
b) Vía aferente: 1. Nervio glosofaríngeo ↔ cuerpos carotídeos 2. Nervio vago ↔ cuerpos del arco aórtico
c) Centro elaborador: centro respiratorio bulbar ; vías aferentes llegan al grupo neuronal A (parte dorsal) d) Vía eferente: alfa-motoneuronas (nervios motores) e) Efectores: ms respiratorios
II. REFLEJO DE BERING-BREUIER (“Reflejo de inflación”) : a) Receptores: mecanorreceptores del tipo tensorreceptores - Ubicados en el parénquima pulmonar - Cuando se produce aumento de tensión en el parénquima (al final de la inspiración) → aumentan frecuencia de descarga.
b) Vía aferente: N. vago llega al grupo B * Si se cortan N. vagos: aumenta la amplitud respiratoria y disminuye la frecuencia. c) Centro elaborador: 1. Centro apneústico: reflejo tiene actividad inhibitoria . Normalmente está estimulando al centro inspiratorio → pero cuando actúa este reflejo, disminuye dicha estimulación → disminución de la actividad inspiratoria.
2. Centro espiratorio: reflejo estimula centro espiratorio, el cual por inhibición recíproca inhibe al centro inspiratorio ↓
Inhibición de la inspiración: reflejo limita la inspiración en cuanto a su amplitud, con lo cual evita la sobre-inflación del pulmón y que se gasten rápidamente las fibras elásticas (cuya reposición es un proceso lento) d) Vía eferente: alfa-motoneuronas (nervios motores) e) Efectores: ms respiratorios
VENTILACIÓN-PERFUSIÓN - Relacionada con diferencias de las presiones parciales de los gases que se dan dentro de las diferentes regiones del pulmón. * Ventilación (VA): - Es mejor en la base que en el vértice (disminución de la ventilación desde la base hacia el vértice) - Explicación: pleuras en el vértice están más separadas que en la base del pulmón → genera diferencias de presión en las distintas partes del espacio intrapleural: En el vértice la presión es más negativa al final de una espiración (Promedio al final de una espiración = -2,5 mmHg; en el vértice puede existir -5 mmHg y en la base -0,5 mmHg) → en la parte superior, existirá una presión transmural aumentada para los alvéolos [Presión transmural = presión interna – presión externa (corresponde a la presión intrapleural)] → por tanto, alvéolos estarán más inflados en el vértice que en la base . Durante la inspiración, el aire se dirigirá a las regiones donde exista mayor distensibilidad (más inflado ↔ menor distensibilidad), por tanto, como los alvéolos del vértice están más inflados/menor distensibilidad, el aire se va hacia la base (hacia los alvéolos más pequeños y distensibles) * Perfusión (flujo sanguíneo Q): -Es mejor en la base que en el vértice (disminución de la perfusión desde la base hacia el vértice, de forma más rápida que la ventilación ) - Explicación: la sangre ingresa por el hilio pulmonar y de ahí se distribuye hacia el vértice y la base del pulmón. - La sangre a medida que sube hacia el vértice va ganando cada vez más energía potencial gravitacional, por lo cual va perdiendo presión → llega con poca presión al vér tice, por lo q los capilares alveolares tienden a colapsar (presión alveolar > presión arteriola> presión vénula). - L a sangre a medida que desciende hacia la base va ganando más presión ya q tiene menos energía potencial gravitacional → capilares de la base hinchados y de baja resistencia (presión arteriola > presión vénula> presión alveolar). Por tanto, sangre se va hacia la base donde existe menor resistencia al flujo. ↓ Tanto la venti lación como la perf usión son mejor es en la base que en el vé rti ce o á pice de los pulmones.
* Relación ventilación-perfusión (V A/Q): - Es mejor en el vértice que en la base. - Valores van desde 0 al infinito. - Ventilación alveolar = 4,2 L/min. - Flujo total = 5,6 L/min.
Relación VA/Q = 0,75
- Cruce de ambas curvas la relación es = 1
1. Caso A: situación normal→ Relación VA/Q = 0,75 2. Caso B: se bloquea la tráquea → ventilación = 0/ perfusión normal → Relación VA/Q = 0 (decreciente)/ Las presiones parciales se equilibran con l as de la sangre venosa. 3. Caso C: se bloquea arteria pulmonar → ventilación normal/ perfusión = 0 → Relación VA/Q = ∞ (creciente)/ Se alcanzan presiones parciales similares a las del aire atmosférico
Vértice
al promedio = 100) Presión parci al de O 2 (respecto Alta → como perfusión es menor en el vértice, le quita
Base
poco oxígeno a los alvéolos y le entrega poco CO2 Baja
Presión par cial de CO 2
Baja
Alta → como perfusión es mayor en la base,
los alvéolos y le entrega más CO2
le quita más oxígeno a
