FISIOLOGÍA RESPIRATORIA 1: VENTILACIÓN PULMONAR

Fisiológicamente las cuatro funciones principales de la respiración son:

1.    Ventilación pulmonar.

2.    Difusión de O2 y CO2 entre los alvéolos y la sangre.

3.    Transporte de O2 y CO2 en la sangre y líquidos corporales hacia las células y desde las mismas.

4.    Regulación de la ventilación.

Mecánica de la ventilación pulmonar

Los pulmones se expanden y se contraen gracias a los movimientos de contracción y relajación de los músculos respiratorios:

Músculos inspiratorios (Elevan la caja torácica)	Diafragma Intercostales externos Esternocleidomastoideos Escalenos Serratos anteriores
Músculos espiratorios (Descienden la caja torácica)	Rectos abdominales Intercostales internos

El uso de la musculatura accesoria (músculos inspiratorios excepto el diafragma) aumenta 20% el diámetro AP de la caja torácica durante la inspiración forzada.

Contenido:

1.    Presiones que originan el movimiento de entrada y salida de aire de los pulmones.

2.    Distensibilidad de los pulmones.

3.    Tensión superficial, surfactante y colapso alveolar.

4.    Volumen respiratorio minuto

5.    Ventilación alveolar.

6.    Control nervioso y químico de la musculatura bronquiolar.

1.- Presiones que originan el movimiento de entrada y salida de aire de los pulmones

A.   Presión pleural. - es la presión del líquido que está en el delgado espacio que hay entre la pleura visceral y parietal.

·         Presión pleural normal al comienzo de la inspiración:         -5 cm H2O

·         Presión pleural durante una inspiración normal:       -7.5 cm H2O

Durante la espiración sube la presión pleural a su valor normal de -5 cm H2O.

B.   Presión alveolar. - presión del aire que hay en el interior de los alveolos pulmonares.

·         Normal: igual a la presión atmosférica (presión de referencia 0 cm H2O).

·         Durante la inspiración:    -1 cm H2O

·         Durante la espiración:      +1 cm H2O

La ligera disminución de la presión alveolar de 0 a -1 cm H2O es suficiente para que ingresen 500 ml de aire hacia los pulmones. Durante la espiración ocurre el fenómeno contrario sube la presión a +1 lo que hace que se expulsen 500 ml de aire de los pulmones.

C.   Presión transpulmonar. - es la diferencia entre la presión alveolar y presión pleural, es una medida de las fuerzas elásticas de los pulmones (presión de retroceso) que tienen a colapsarlos en todos los momentos de la respiración.

2.- Distensibilidad de los pulmones

Volumen que se expanden los pulmones por cada aumento unitario de presión transpulmonar.

·         Distensibilidad de ambos pulmones solos:     200 ml de aire por cm H2O.

·         Distensibilidad de ambos pulmones + caja torácica: 110 ml de aire por cm H2O.

La distensibilidad pulmonar depende de:

·         Fuerzas elásticas del tejido pulmonar. – determinados por la elastina y colágeno del parénquima pulmonar.

·         Fuerzas elásticas de la tensión superficial. – fuerzas de la tensión superficial liquido-aire de los alveolos. (tiende a producir mucho más colapso pulmonar que las elásticas del parénquima).

El aire necesita vencer esas fuerzas elásticas (que se oponen a su ingreso) para expandir los pulmones.

3.- Tensión superficial, surfactante y colapso alveolar

·         Tensión superficial. - es la fuerza que ejerce el agua (las moléculas de agua intentan unirse) al estar en contacto con el aire. El agua de la superficie interna de los alveolos se contrae lo que genera una fuerza que intenta expulsar el aire de estos y al hacerlo, hace que el alveolo intente colapsarse (cerrarse).

·         Surfactante. - mezcla de varios fosfolípidos (dipalmitoilfosfatidilcolina el más importante) y proteínas. Su principal función es disminuir la tensión superficial en los alveolos. Lo hace porque se disuelve parcialmente en el agua de la superficie interna de los alveolos disminuyendo así entre un doceavo y la mitad de la tensión superficial de agua pura.

La tensión superficial es inversamente proporcional al tamaño del alveolo, lo que quiere decir que a menor tamaño alveolar mayor tensión superficial. Esto es especialmente importante en lactantes prematuros puesto que ellos tienen alvéolos mucho más pequeños que una persona adulta además de déficit en la secreción de surfactante, lo que da lugar al Síndrome de dificultad respiratoria del recién nacido.

Para ver acerca de la secreción del surfactante visita HISTOLOGÍA DEL APARATO RESPIRATORIO

4.- Volumen respiratorio minuto

Es la cantidad de aire nuevo que entra a las vías respiratorias en cada minuto. Es igual a:

Volumen corriente x frecuencia respiratoria= 500ml x 12= 6 l/min

5.- Ventilación alveolar

Cantidad de aire que llega a las zonas de intercambio gaseoso en cada minuto. No todo el aire del volumen respiratorio minuto (6 l/min) llega a las zonas de intercambio gaseoso, sino que parte de ese aire se queda en la porción conductora del aparato respiratorio, ese aire se denomina espacio muerto.

 

Para ver acerca de la división del aparato respiratorio ve a HISTOLOGÍA DEL APARATO RESPIRATORIO

 

A.   Espacio muerto anatómico y fisiológico:

Espacio muerto anatómico. - aire que se queda en la porción conductora del aparato respiratorio (aire que no es útil para intercambio gaseoso).

En un varón adulto es de aproximadamente 150 ml.

Espacio muerto fisiológico. – aire en alveolos con flujo sanguíneo nulo o escaso (alveolos no funcionales). En una persona sana todos los alveolos son funcionales por eso se considera que el espacio muerto fisiológico y anatómico es de 150 ml. Pero en una persona con alveolos no funcionales el espacio muerto fisiológico puede superar 10 veces al anatómico.

B.   Ventilación alveolar por minuto. - Es igual a la frecuencia respiratoria x volumen corriente menos espacio muerto fisiológico.

12 x (500 ml – 150ml) = 4.2 l/min

6.- Control nervioso y químico de la musculatura bronquiolar

Estimulación simpática. - la estimulación directa de fibras nerviosas simpáticas es muy débil, es más importante la estimulación a través de la adrenalina y noradrenalina que se liberan en la sangre por estimulación de la médula suprarrenal. Estas dos hormonas especialmente la adrenalina produce DILATACIÓN BRONQUIOLAR.

Estimulación parasimpática. - las fibras nerviosas parasimpáticas a través del nervio vago secretan acetilcolina que producen CONSTRICCION BRONQUIOLAR leve a moderada.

Estimulación química. - sustancias como histamina y la sustancia de reacción lenta de la anafilaxia producidas por los mastocitos producen una CONSTRICCIÓN BRONQUIOLAR local, importantes en la fisiopatología del asma.

BIBLIOGRAFIA

Guyton y Hall, Tratado de fisiología medica 13° Edición