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FISIOLOGÍA RESPIRATORIA
- Ventilación y mecánica respiratoria
- Intercambio y transporte
- Regulación de la respiración.
Funciones del aparato respiratorio
● Distribución del aire ● Intercambio de gases (O2 y CO2) ● Filtrar, calentar y humidificar el aire qué respiramos (vía respiratoria superior) ● Regulación del pH (reteniendo o eliminando CO2) ● Regulación de la temperatura (por pérdida de agua en cada respiración) ● Conversión/producción de hormonas en el pulmón (producción de angiotensinógeno qué convierte la angiotensina 1 en angiotensina 2, para la posterior producción de aldosterona qué sirve para la vasoconstricción) ● Producción de sonido (lenguaje oral)
Ley de Dalton
Conceptos físicos
● Elasticidad: que puede expandirse y luego volver a su estado normal (el pulmón) -> también llamada distensibilidad o compliance. ● Volumen corriente: cantidad de aire que ingresa al pulmón por cada respiración normal (500 mL de aire)
● Espacio muerto anatómico: lugar en el que no se da intercambio gaseoso y se retienen 150 mL de aire del volumen corriente.
Valor total que hace intercambio gaseoso = 350 mL
● Estiramiento: fibra que se expande pero al volver a su estado inicial pierde su anatomía. Ej: paciente con herida corto punzante, se produce un neumotórax y el espacio pleural se llena de aire y se colapsa el pulmón, pierde su capacidad de elasticidad.
- El aire se mueve a través de gradientes de presiones
Etapas de la respiración
1. Ventilación: intercambio de aire entre la atmósfera y los alvéolos (presión en los alvéolos 100 mmHg) 2. Intercambio alveolo-capilar: se da en la membrana respiratoria (espacio entre el alveolo y el capilar) 3. Transporte de O2 y CO2 entre los pulmones y tejidos. 4. Intercambio de O2 y CO2 entre la sangre y los tejidos (respiración celular dada propiamente en los tejidos)
Cavidad torácica y pleural: presión de -5 mmHg, debe ser negativa para que al entrar el aire los pulmones se contraigan antes de expandirse ya que estos ocupan toda la cavidad.
Anatomía del sistema respiratorio:
- Zona de conducción: humidifica, calienta y filtra el aire, está asociada a la vía aérea superior
- Zona respiratoria: bronquios y segmentos alveolares, es donde se genera el intercambio, está asociada a la vía aérea inferior.
- Espacio muerto anatómico
¿Por qué entra y sale aire de los pulmones?
Patm= 760 mmHg Palveolar = 0 En reposo: presión alveolar = presión atmosférica Inspiración: presión alveolar < presión atmosférica Espiración: presión alveolar > presión atmosférica
● Fuerza motriz: presión transpulmonar dada por diferencias o cambios entre la presión de la pleura y del alveolo. Presión de la pleura más negativa en inspiración. ● Resistencia al flujo: dada por el diámetro de las vías respiratorias. Mecanica ventilatoria
● La ventilación pulmonar es el movimiento de aire que mueven los pulmones.
VP = FR X Volumen corriente (VC)
● La ventilación alveolar depende de el volumen de aire que entra y la FR
FR X (VC - Volumen del espacio muerto anatómico)
● Espacio muerto anatómico: región del aparato respiratorio que no realiza intercambio gaseoso con la sangre, está justo antes de la zona de conducción.
● Volumen residual: permite una nueva distensibilidad en el volumen que queda luego de una espiración normal o forzada.
Regulacion nerviosa de la respiración
El bulbo raquídeo por medio de núcleos apnéusticos controla el aumento o disminución del aire en el espacio muerto.
La arteria aorta y las arterias carótidas disponen de minúsculos sensores llamados quimiorreceptores que analizan la sangre y verifican los niveles de oxígeno y CO2 en la misma. La concentración elevada de CO en la sangre es el estímulo más fuerte para que la respiración sea más profunda y aumente su frecuencia. Por el contrario, cuando disminuye la concentración de CO en sangre, los centros respiratorios emiten órdenes que aminoran la frecuencia y profundidad de la respiración.
ESPIROMETRÍA
Es una prueba de carácter exploratorio utilizada como método objetivo para la valoración de la función pulmonar y para el seguimiento de las enfermedades respiratorias. ● Prueba básica en neumología y mide la magnitud de los volúmenes pulmonares y la rapidez con que estos pueden ser movilizados.
● Espirometría forzada: la introducción del factor tiempo y de la velocidad en la maniobra espirométrica aporta información sobre cómo sale el aire de los pulmones y el flujo que representa.
¿Qué medimos en una espirometría forzada?
★ FVC = capacidad vital forzada (volumen expulsado durante toda la espiración) ★ FEV1 = volumen respiratorio forzado en el primer segundo (volumen expulsado en el 1º segundo) ★ FEV1/FVC (cociente) = relación expresada en porcentaje
¿Cómo se representan estas medidas?
1. Curva Volumen/tiempo: en un primer momento de la espiración forzada se expulsa mucho volumen de aire en muy poco tiempo debido a la presión alveolar. A medida que el sujeto espira la presión se reduce y el volumen de aire espirado es cada vez menor.
Valores de referencia:
- Las variables espirometría presentan variaciones en funcion de sexo, edad, peso y raza.
- Los resultados deben interpretarse en relación con el valor que presentaria un individuo sano similar.
- La mayoría de espirómetros permiten escoger la tabla de referencia.
Maniobra espirométrica
1. Colocar la boquilla entre los labios. 2. Respirar con normalidad tres veces a través de la boquilla. 3. Respirar hondo y despacio - tan hondo como pueda. 4. Espirar tan fuerte y rápido como sea posible por la boquilla. 5. Continuar hasta que haya vaciado sus pulmones completamente (6s como mínimo y 15s como máximo). 6. Valorar que la curva que se está trazando en la pantalla y la maniobra sean correctas. 7. Prolongar el tiempo de espiración forzada durante > 6 segundos. 8. Hacer como mínimo tres maniobras satisfactorias (máximo 8)
Criterios de aceptabilidad: inicio de la maniobra, duración de la prueba y morfología de la curva.
- Inicio con ascenso rápido
- Curva con un recorrido que pasa cerca de los puntos de referencia
- Morfología convexa hacia el exterior
- Finalización progresiva hasta cerca del punto de referencia de la FVC
Criterios de reproducibilidad: se obtienen de las diferencias de las dos curvas realizadas
- La curva es reproducible si las diferencias de la FVC son inferiores al 5% y 100 mL
- La diferencia entre los dos mejores valores de FVC y FEV1 debe ser menor o igual a 150 mL Expresión de resultados: los resultados deben expresarse de manera numérica y gráfica.
- Interpretación de la gráfica:
-Una curva de flujo-volumen con un ascenso rápido inicial, seguido de una rama descendente cóncava, indicando atrapamiento aéreo.
-Una reducción en el pico de flujo espiratorio (PEF).
-Una disminución de la velocidad de flujo a lo largo de la curva.
Comparación de los tres patrones
INTERCAMBIO Y TRANSPORTE DE GASES
- Ingresa el O2 y va a los alvéolos
- Difusión de oxígeno entre alvéolos y capilares
- Transporte de O2 en la sangre por la hemoglobina 97-98% y del 2-5% se transporta por el plasma
- En los tejidos el O2 pasa a ser CO2 como “producto de desecho” (respiración celular)
- El CO2 se devuelves por las venas cavas al corazón
Homeostasis de la sangre
★ Oxígeno -> respiración aeróbica y producción de ATP. ★ CO2 como producto de desecho. ★ El pH previene la desnaturalización de las proteínas.
Parámetro Situación Ejemplo
PO2 Aumenta, mayor entrada de oxígeno a los pulmones o más oxígeno disponible.
Terapia con oxígeno suplementario, cámaras hiperbáricas, ventilación mecánica.
PO2 Disminuye, menos oxígeno disponible o dificultad para respirar.
Asfixia, neumonía grave, EPOC, altitudes (everest)
PCO2 Aumenta la acumulación de CO por mala eliminación.
Hipoventilación, bradipnea, hipopnea o obstrucción de vías.
PCO2 Disminuye por un exceso de eliminación de CO
Hiperventilación, taquipnea, hiperpnea, ventilación mecánica excesiva.
pH Aumenta en alcalosis Causada por la hiperventilación, lo que resulta en una disminución del dióxido de carbono y un aumento del pH. Ej: ansiedad y dolor
pH Disminuye en acidosis Los pulmones no eliminan suficiente dióxido de carbono, llevando a un pH sanguíneo bajo. Ej: EPOC y neumonía
Fibrosis pulmonar: engrosamiento y cicatrización del tejido alveolar, lo que endurece los alvéolos y dificulta su expansión.
Edema pulmonar: acumulación de líquido en los alvéolos, que interfiere con el paso del oxígeno a la sangre.
Asma: Inflamación y estrechamiento de las vías respiratorias; aunque los alvéolos no se dañan directamente, reciben menos aire.
★ Paredes alveolares
Regulación del flujo sanguíneo en los pulmones durante la hipoxia tisular local: En los pulmones, la regulación del flujo sanguíneo durante la hipoxia tisular local, o hipoxia alveolar local, se lleva a cabo mediante vasoconstricción, un mecanismo que redistribuye el flujo sanguíneo hacia las zonas mejor aireadas. Esto ayuda a disminuir el shunt intrapulmonar (sangre que fluye a través de los pulmones sin ser oxigenada) y mejora la oxigenación.
Transporte de gases en sangre
- El transporte del oxígeno se dan un 97% por la hemoglobina formando oxihemoglobina
- La hemoglobina es 200 veces más afín por el monóxido de carbono que por el O
- En presencia de CO2 se forma carboxihemoglobina, la cual no transporta oxígeno.
- Si la hemoglobina no puede transportar oxígeno se puede dar una muerte por hipoxia pero sin producir cianosis
Transporte de CO2 en sangre
- El 65% se va a transportar como ion bicarbonato y disuelto en plasma
- El 25% se transporta unido a la hemoglobina
- El 10% se transporta disuelto directamente en plasma
Regulación de la respiración
Su objetivo es mantener los niveles de O2 y CO2 en sangre dentro de los márgenes estrechos que permitan la funcionalidad celular Además, la respiración debe integrarse con el sistema digestivo, la emisión de sonidos, etc.
El sistema es formado por unos centros respiratorios qué están distribuidos en varios grupos de neuronas integradas en el bulbo raquídeo.
Control nervioso de la respiración
Se basa en la presencia de mecanorreceptores en pulmones, vías respiratorias, articulaciones y músculos que recogen la información y la transmiten a los centros respiratorios. Cuando aumenta la [CO2] en sangre o la [H+], se estimulan los quimiorreceptores:
- Quimiorreceptores centrales: detectan cambios de CO2 de forma indirecta por cambios en el pH.
- Quimiorreceptores periféricos: detectan cambios de CO2 de forma directa. Ej: cuerpos carotídeos
- Disminuye el O2 -> aumentan los quimiorreceptores periféricos -> se envían impulsos nerviosos a los centros respiratorios -> se contraen los músculos y se genera la ventilación.
★ Músculo liso, mucosa y submucosa: plexo entérico y sistema autónomo. ★ Colón: contiene plegamientos que promueven la absorción de sustancias. ★ Intestino delgado: los enterocitos tienen una membrana apical con microvellosidades en forma de dedos, entre ellos hay criptas que tienen conexión con el sistema circulatorio para una mayor absorción. El enterocito es muy vulnerable y cualquier agente puede dañar su membrana apical. Ej:
- Salmonella: es un tipo de bacteria que puede causar enfermedades gastrointestinales en humanos, como gastroenteritis y fiebre tifoidea, a través de la ingestión de alimentos y agua contaminados. - Shigella: es una enfermedad que afecta el intestino. Produce síntomas como diarrea (a menudo con sangre), fiebre y dolor abdominal. Se transmite principalmente a través de alimentos o agua contaminados con heces de personas infectadas. - Síndrome de malabsorción (Diarrea): se caracteriza por la incapacidad del organismo para absorber adecuadamente los nutrientes de la dieta. Esto puede ocurrir en diferentes etapas del proceso digestivo, ya sea en la digestión de los nutrientes o en la absorción de estos nutrientes a través de la mucosa intestinal hacia el torrente sanguíneo. Cuadro de deshidratación severos. - Rotavirus: es un virus altamente contagioso que provoca diarrea.
Imagen 21.5 de silverthorn
Cavidad oral y esofago
- Secreción -> saliva (glándulas salivales)
- Digestión -> Hidratos de carbono
- Absorción -> Ninguna
- Motilidad -> Masticacion y deglucion
Estímulos del sistema gastrointestinal
● Pensar, oler e imaginar el alimento -> apertura de canales de Na+ ->liberación de HCL -> liberación de pepsinógeno y lipasa.
Músculo liso y su función como sincitio
- Contiene fibras que miden 200-500 um de longitud, 2-10 um de diámetro, haces de hasta 1000 fibras paralelas.
- Las señales eléctricas viajan en sentido longitudinal
- Está separado por tejido conectivo laxo
Control nervioso de la función intestinal
★ Plexo mientérico: cadenas lineales de neuronas -> excitador (noradrenalina) -> tiene fibras inhibidoras (vasoactina). Aumenta la contracción constante y la ritmicidad ★ Plexo submucoso: regula la función parietal del intestino. Controla la secreción local, la absorción local e induce distintos grados de plegamiento de mucosa.
Plexo Mientérico (de Auerbach):
- Ubicación: Entre las capas musculares longitudinales y circulares del tracto digestivo, desde el esófago hasta el ano.
- Función: Controla la contracción y relajación de las capas musculares, lo que impulsa la comida a través del tracto digestivo. Regula la velocidad y la fuerza de las contracciones musculares. Ayuda a mantener el tono muscular del intestino.
Plexo Submucoso (de Meissner):
- Ubicación: En la submucosa, entre el músculo circular y la mucosa.
- Función: Regula la secreción de enzimas, hormonas y moco, así como la absorción de nutrientes. Controla el flujo sanguíneo en la submucosa. Participa en la regulación de la percepción de sensaciones viscerales, como el dolor y la distensión.
HORMONAS GASTROINTESTINALES
DIABETES: La gastroparesia o evacuación gástrica tardía afecta a gran parte de los pacientes diabéticos, en estos pacientes el control migratorio motor está ausente entre las comidas y el estómago se vacía de manera muy lenta. En consecuencia, estos pacientes sufren náuseas y vómitos.
SECRECIÓN
Síntesis de HCL
1. Estimulación nerviosa y hormonal: - Cuando se anticipa o inicia la digestión (vista, olor, sabor de los alimentos), se activa el sistema nervioso parasimpático (vía nervio vago). - Se liberan acetilcolina (ACh), gastrina y histamina, que estimulan las células parietales. 2. Activación de receptores en células parietales: - ACh se une a receptores muscarínicos (M3). - La Gastrina se une a receptores CCK 2 . - Histamina se une a receptores H2 (más importante para la secreción). - Estas señales activan la bomba de protones (H⁺/K⁺ ATPasa). 3. Secreción de protones (H+): - El CO2 se difunde hacia la célula parietal desde la sangre. - Anhidrasa carbónica cataliza: CO2 + H2O -> H2CO3 -> H+ + HCO3- - El H+ se secreta al lumen gástrico mediante la bomba H⁺/K⁺ ATPasa, intercambiandolo por K+. 4. Ingreso de cloruro (Cl-): - El HCO3- generado sale al torrente sanguíneo a cambio de Cl- (antiporte HCO3/Cl). - El Cl- entra al lumen gástrico por canales iónicos. 5. Formación de HCL: - En el lumen gástrico, los iones H+ y Cl- se combinan para formar ácido clorhídrico.
MAREA ALCALINA: incremento pasajero del pH plasmático y urinario como consecuencia de la llegada de grandes cantidades de bicarbonato a la sangre y la pérdida concomitante de iones cloruro, todo aquello, a consecuencia de la liberación de hidrogeniones hacia la luz gástrica. Es por esto que luego de comer nos da sueño.
