Respiracion. Ventilación pulmonar

Respiración

Ventilación pulmonar cap. 37

Las cuatro funciones principales de la respiración son:

1. Ventilación pulmonar, que se refiere al flujo de entrada y salida de aire entre la atmosfera y los alveolos pulmonares
2. Difusión de oxígeno y de dióxido de carbón entre los alveolos y la sangre.
3. Transporte de oxígeno y de dióxido de carbono en la sangre y los líquidos corporales hacia las células de los tejidos corporales y desde las mismas.
4. Regulación de la ventilación y otras facetas de respiración.

Los pulmones se pueden expandir y contraer de dos maneras:

1. Mediante el movimiento hacia abajo y hacia arriba del diafragma para alargar y acortar la cavidad torácica.
2. Mediante la elevación y el descenso de las costillas para aumentar y reducir el diámetro anteroposterior de la cavidad torácica.

La respiración tranquila normal se consigue casi totalmente por el primer mecanismo, es decir por el movimiento del diafragma.

Todos los musculos que elevan la caja torácica se clasifican como musculos inspiratorios y los musculos que hacen descender la caja torácica se clasifican como musculos espiratorios.

Los musculos elevadores de la caja torácica son:

1. Intercostales externos (los más importantes)
2. Los esternocleidomastoideos, que elevan el esternón.
3. Los serratos anteriores, que elevan muchas de las costillas
4. Los escalenos, que elevan las 2 primeras costillas.

Los musculos que descienden la caja torácica son:

Principalmente

1. Los rectos del abdomen, que tienen el potente efecto de tirar hacia abajo las costillas.
2. Los intercostales internos.

Presión pleural: es la presión del liquido que esta en el delgado espacio que hay entre la pleura pulmonar y la pleura de la pared torácica.

La presión pleural normal al comienzo de la inspiración es de aproximadamente -5 cm H2O, que es la magnitud de la aspiración necesaria para mantener los pulmones expandidos hasta su nivel de reposo. Después, durante la inspiración normal, la expansión de la caja torácica tira hacia afuera de los pulmones con mas fuerza y genera una presión mas negativa, hasta un promedio de aproximadamente -7,5 cm H2O.

Presión alveolar: es la presión del aire que hay en el interior de los alveolos pulmonares.

Cuando no hay flujo de aire hacia el interior ni el exterior de los pulmones, las presiones en todas las partes del árbol respiratorio, hasta los alveolos, son iguales a la presión atmosférica, que se considera que es la presión de referencia cero en las vías aéreas, 0 cm H2O.

Para que se produzca un movimiento de entrada de aire hacia los alveolos durante la inspiración, la presión en los alveolos debe disminuir hasta un valor ligeramente inferior a la presión atmosférica hasta aproximadamente -1 cm H2O. esta ligera presión negativa es suficiente para arrastrar 0,5 litros de aire hacia los pulmones en los 2 segundos necesarios para una inspiración tranquila normal.

Durante la espiración se producen presiones contrarias: la presión alveolar aumenta hasta aproximadamente +1 cm H2O, lo que fuerza la salida de los 0,5 litros de aire inspirado desde los pulmones durante los 2 a 3 segundos de la espiración.

Presión transpulmonar: Es la diferencia entre la presión alveolar y la presión pleural.

Distensibilidad pulmonar: Es el volumen que se expanden los pulmones por cada aumento unitario de presión transpulmonar.

La distensibilidad pulmonar total: para los dos pulmones en conjunto en el adulto normal es en promedio de aproximadamente 200 ml por cada cm H2O de presión transpulmonar.

Las fuerzas elásticas del tejido pulmonar están determinadas principalmente por las fibras de elastina y colageno

Fuerza elástica de la tensión superficial: es la fuerza contráctil elástica de todos los pulmones.

El surfactante: es un agente activo de superficie en agua. Es secretado por celulas epiteliales especiales secretoras de surfactante (celulas epiteliales alveolares de tipo II). Es una mezcla de varios fosfolípidos, proteínas e iones.

Los componentes mas importantes del surfactante son:

1. El fosfolípido dipalmitoilfosfatidilcolina (responsable de reducir la tensión superficial).
2. Las apoproteinas del surfactante.
3. Iones calcio.

Tensión superficial de diferentes liquidos en agua:

• Agua pura: 72 dinas/cm
• Liquidos normales que tapizan los alveolos (sin surfactante): 50 dinas/cm
• Liquidos normales que tapizan los alveolos (con surfactante):  5 – 30 dinas/cm

Un alveolo de tamaño medio con un radio de aproximadamente 100 µm y tapizado con surfactante normal tiene una presión de 4 cm de H2O (3 mmHg).

Cuanto menor sea el alveolo, mayor es la presión alveolar que produce la tensión superficial.

Normalmente el surfactante no comienza a secretarse hacia los alveolos hasta entre el 6º y 7º mes de gestación.

Muchos lactantes prematuros tienen poco o ningún surfactante en los alveolos cuando nacen y sus alveolos tienen una tendencia extrema a colapsarse. Esto da lugar a la enfermedad síndrome de dificultad respiratoria del recién nacido.

la distensibilidad del sistema pulmón-torax combinado es casi exactamente la mitad de la de los pulmones solos, 110 ml de volumen por cada cm H2O de presión para el sistema combinado, en comparación con 200ml/cm H2O para los pulmones de manera aislada

el trabajo de la inspiración se puede dividir en tres partes:

1. Trabajo de distensibilidad o trabajo elástico, que es el trabajo necesario para expandir los pulmones contra las fuerzas elásticas del pulmón y tórax.
2. Trabajo de resistencia tisular, que es el trabajo necesario para superar la viscosidad de las estructuras del pulmón y de la pared torácica.
3. Trabajo de resistencia de las vías aéreas, que es el trabajo necesario para superar la resistencia las vías aéreas al movimiento de entra de aire hacia los pulmones.

Durante la respiracion tranquila normal para la ventilación pulmonar solo es necesario el 3-5% de la energía total que consume el cuerpo.

Espirometria: es el estudio de la ventilación pulmonar registrando el movimiento del volumen del aire que entra y sale de los pulmones.

Volúmenes pulmonares: son 4, al sumarse, son iguales al volumen máximo al que se puede expandir los pulmones.

1. El volumen corriente (VC): es el volumen de aire que se inspira o se espira en cada respiracion normal; es aproximadamente 500 ml en el varon adulto.
2. El volumen de reserva inspiratoria (VRI): es el volumen adicional de aire que se puede inspirar desde un volumen corriente normal y por encima del mismo cuando la persona inspira con una fuerza plena; es aproximadamente 3000 ml.
3. El volumen de reserva espiratoria (VRE): es el volumen adicional máximo de aire que se puede espirar mediante una espiración forzada después del final de una espiración a volumen corriente normal; es aproximadamente 1100 ml.
4. El volumen residual (VR): es el volumen de aire que queda en los pulmones después de la espiración mas forzada; es aproximadamente 1200 ml.

Capacidades pulmonares: son 2 o mas volúmenes pulmonares combinados

1. La capacidad inspiratoria (CI): VC + VR, es la cantidad de aire que una persona puede inspirar, comenzando en el nivel espiratorio normal y distendiendo los pulmones hasta la máxima cantidad (aproximadamente 3,500 ml)
2. La capacidad residual funcional (CRF): VRE + VR, es la cantidad de aire que queda en los pulmones al final de una espiración normal (aproximadamente 2,300 ml)
3. La capacidad vital (CV): VRI + VC + VRE, es la cantidad máxima de aire que puede expulsar una persona desde los pulmones después de llenar antes los pulmones hasta su máxima dimensión y después espirando la máxima cantidad ( aproximadamente 4,600 ml)
4. La capacidad pulmonar total (CPT): CV + VR, es el volumen máximo al que se pueden expandir los pulmones con el máximo esfuerzo posible (aproximadamente 5,800ml)

Todos los volúmenes y capacidades pulmonares son aproximadamente un 20-25% menores en mujeres que en varones, y mayores en personas de constitución grande y atléticas que en personas de constitución pequeñas y asténicas.

Volumen respiratorio minuto: VC multiplicado por la frecuencia respiratoria por minuto, es la cantidad total de aire nuevo que pasa hacia las vías respiratorias en cada minuto que es aproximadamente 6 litros/min.

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