Anatomía y Fisiología Respiratoria
Embriología Respiratoria • La formación del árbol respiratorio se inicia hacia la 4° semana de gestación a partir del mesodermo y endodermo. • Comienza como una evaginación del intestino anterior delante de la faringe llamado divertículo respiratorio. • A medida que el divertículo respiratorio se alarga su extremo distal se agranda y forma el esbozo traqueal.
Embriología Respiratoria • El esbozo traqueal se divide en esbozos bronquiales y se ramifican formando los bronquios. • Entre la 6º y a 16º semana se forman todos los elementos principales de los pulmones excepto los encargados del intercambio gaseoso. • Entre la 16º y la 26º semana se forman los bronquiolos respiratorios, conductos alveolares y alveolos primitivos.
Embriología Respiratoria • Después de la 26 semanas de gestación se desarrollan los alveolos primitivos constituidos por células tipo I y II productoras del surfactante. • Las células cubica distales de los bronquiolos respiratorios se diferencian en planas y delgadas denominándose neumocitos tipo I.
Embriología Respiratoria • Éstos últimos dan origen a los alveolos primitivos rodeándose de numerosos capilares. • Hacia el final del 6° mes aparecen los neumocitos tipo II. • El mesodermo que recubre la parte externa del parénquima pulmonar evoluciona hasta convertirse en pleura visceral y el que recubre por dentro la pared toráxica en pleural parietal.
Generalidades • Es un sistema de conducción que consiste en desplazar volúmenes de aire desde la atmosfera a los pulmones y viceversa. • Se encarga del intercambio de gases que consiste en la captación de O2 y eliminación rápida de CO2. • Trabaja en conjunto con el sistema cardiovascular el cual transporta la sangre que contiene estos gases desde los pulmones a todas las células.
Funciones • Distribución de aire.
• Intercambio gaseoso. • Regulación del pH sanguíneo. • Comunicación oral.
Clasificación Estructural • Tracto respiratorio superior: Fosas nasales. Faringe. Laringe. • Tracto respiratorio inferior: Tráquea Bronquios – bronquiolos. Alveolos – pulmones.
Clasificación Funcional Zona de Conducción: Compuesta por una serie de cavidades y conductos interconectados. Fosas nasales, faringe, laringe, tráquea, bronquios, bronquiolos terminales. Zona Respiratoria: Constituida por tubos y tejidos dentro de los pulmones responsables del intercambio gaseoso. Bronquiolos respiratorios, conductos y sacos alveolares.
Capas del Sistema Respiratorio • Epitelio Respiratorio: Se le llama mucosa, pasa de ser estratificado cilíndrico ciliado a ser cuboides simple no ciliado. • Submucosa: Compuesta por glándulas mucosas y serosas. • Músculo liso: aumentar o disminuir el diámetro de la vía aérea (70%). • Tejido cartilaginoso. • Adventicia.
Nariz • Situada en el centro de la cara, nace en el medio de los ojos y termina en el labio superior. Formada por una porción externa e interna. • La porción externa esta formada por una estructura ósea y cartilaginosa cubierta por piel. Presenta las siguientes partes: alas de la nariz, pirámide nasal y narinas.
Cont. Pirรกmide nasal
Narinas Ala nasal
Cont. • La porción interna o cavidad nasal son 2 amplias fosas asentadas sobre los huesos palatinos, maxilares superiores a los lados, el techo de la nariz esta separado de la cavidad craneal por una parte del etmoides llamado lamina cribosa y separadas por una partición medial llamada tabique nasal. • El tabique nasal esta formado por 4 estructuras: lamina perpendicular del etmoides, vómer y los cartílagos vomeronasal y septal.
Tabique Nasal
Cont. • Cada fosa o cavidad nasal tiene como función humidificar, filtrar, calentar y permitir el flujo de aire del exterior al interior y viceversa. • Cada fosa o cavidad nasal se divide en 3 pasillos por la proyección de los cornetes (superior, medio e inferior). • Al tejido que recubre la porción interna se le llama mucosa nasal.
Fosas nasales
Senos paranasales • Son cavidades o espacios llenos de aire emplazadas en el interior de los circundantes a la nariz que se comunican con las fosas nasales. Existen 4 pares de senos paranasales:
o Senos frontales. o Senos esfenoidales. o Senos etmoidales. o Senos maxilares.
Senos paranasales
SENOS PARANASALES
Faringe Llamada también garganta, órgano tubular con forma de embudo, de 12 cms de largo, se extiende desde las narinas internas (base del cráneo) al cartílago tiroides y esófago justo delante de las vertebras cervicales detrás de las cavidades nasal y oral. Anatómicamente consta de tres regiones: Nasofaringe. Orofaringe. Hipofaringe.
Faringe Consta de músculo esquelético formado por 2 capas: circular externa y longitudinal interna. Tiene unas formas de tejido linfoide: • Amígdalas faríngeas (adenoides): localizadas en la nasofaringe. • Amígdalas palatinas: localizadas detrás y debajo del velo del paladar (Orofaringe).
Regiones de la Faringe Nasofaringe: • Se encuentra detrás de la cavidad nasal hasta el paladar blando. • Posee 5 aberturas: 2 narinas internas, 2 orificios del conducto de las trompas de Eustaquio y 1 comunicación con la Orofaringe. • Presenta tejido linfoide llamado adenoides o amígdalas faríngeas. • Epitelio cilíndrico pseudoestratificado ciliado.
Regiones de la Faringe Orofaringe: • Se encuentra detrás de la cavidad bucal desde el paladar blando hasta hueso hioides. • Posee 1 abertura: las fauces (garganta). • Representa el pasaje compartido aire y alimentos. • Presenta tejido linfoide llamado amígdalas palatinas. • Epitelio plano estratificado no queratinizado.
Regiones de la Faringe Hipofaringe: • Es la parte mas inferior de la faringe, se extiende desde el hueso hioides hasta el cartílago tiroides.
• Posee una abertura infero-posterior que se comunica con el esófago y otra infero-anterior que se comunica con la laringe. • Epitelio plano estratificado no queratinizado.
Funciones de la Faringe • Órgano indispensable y común para el tracto respiratorio (paso de aire) y tracto digestivo (paso de alimentos). • Caja de resonancia para emitir sonidos (habla). • Deglución. • Función inmunológica, debido a la presencia del tejido linfoide (amígdalas).
Cont.
Epíglotis • Es una especie de válvula de tejido cartilaginoso elástico, que cubre la entrada de la laringe. • Durante la deglución la faringe y la laringe ascienden; la faringe se ensancha y recibe el alimento o líquido, mientras que la laringe desciende la epiglotis. • Durante la respiración se abre y permite el paso de aire.
Laringe • Es un órgano corto formado por cartílago hialino y elástico, tiene forma de cono truncado, mide de 3.5 a 5 cm de largo, situada en línea media del cuello, anterior al esófago y entre C4 a C6. Conecta Hipofaringe con la tráquea.
• En la laringe se encuentran las cuerdas vocales, constituyéndose como el principal órgano de la fonación. Revestido por epitelio plano estratificado no queratinizado.
Laringe • 2 pliegues: 1 par superior: pliegues (cuerdas vocales falsas)
vestibulares
1 par inferior: pliegues vocales (cuerdas vocales verdaderas)
Cont. • Consta de las siguientes estructuras: En la parte superior se encuentra la epíglotis. Hueso hioides. Ligamento tirohioideo. Cartílago tiroides. Ligamento cricotiroideo. Cartílago cricoides.
Corniculados
Aritenoides
Tráquea • Es un órgano tubular de carácter cartilaginoso y membranoso que va desde el cartílago cricoides en el cuello (C6) hasta que se divide lo que origina los bronquios principales en el tórax (D5) a nivel del ángulo de Louis. • Mide 12cms de largo y 2,5cms diámetro, se encuentra delante del esófago, formada por anillos cartilaginosos forma de “C”, La función es brindar una vía abierta al aire inhalado y exhalado.
Bronquios y Bronquiolos • BRONQUIOS: son estructuras tubulares fibrocartilaginosas y músculo liso provenientes de la bifurcación de la tráquea. Se originan dos bronquios principales uno derecho y otro izquierdo. • De los bronquios principales se originan los bronquios lobulares (secundarios), estos se subdividen en bronquios segmentarios (terciarios) y de éstos se originan los bronquiolos.
Bronquios y Bronquiolos • Bronquio Primario Derecho: estructura tubular que es vertical, largo y ancho. • Bronquio Primario Izquierdo: estructura tubular es horizontal y corto. • Se localizan en el mediastino posterior y su función es distribuir el flujo de aire al interior de los pulmones. • BRONQUIOLOS: son los conductos mas pequeños de los bronquios que llegan hasta los alveolos, se dividen en bronquiolos terminales y bronquiolos respiratorios.
Cont.
Pulmones
Cont. • Son estructuras u órganos respiratorios de origen mesodérmico, de forma cónica, ubicados a lado y lado del mediastino en las cavidades pleurales. • Consta de: bases pulmonares; ápices o vértices pulmonares; 3 bordes: inferior, anterior y posterior; 2 caras: costal y mediastínica; esta ultima se encuentra el Hilio pulmonar entrada y salida de bronquios principales y vasos sanguíneos pulmonares.
Cont.
Cont.
Cont. • Cada pulmón esta dividido en lóbulos por medio de unas cisuras: Pulmón Izquierdo: superior e inferior. Pulmón Derecho: superior – medio – inferior. Las cisuras son oblicuas y horizontal. Los lóbulos pulmonares se dividen en unidades funcionales mas pequeñas llamadas segmentos broncopulmonares.
Pleura • Es una membrana serosa de células mesoteliales, que cubre a los pulmones llamándose (Pleura visceral) y se continua al hilio pulmonar, mediastino, diafragma y pared toráxica llamándose (Pleura parietal). • En consecuencia existe el espacio pleural que se encuentra entre las 2 pleuras, lubricado por el líquido pleural permitiendo así el buen proceso de la ventilación.
Estructura alveolar • Los alveolos son estructuras huecas de 250μm, hemisféricas, cuyo contenido aéreo esta en constante renovación; en la pared externa están los capilares donde se presenta el intercambio de gases. • Tapizados por un epitelio alveolar llamada membrana respiratoria, presentando dos tipos de células: o Neumocitos tipo 1 o Neumocitos tipo 2.
Estructura alveolar o Neumocitos tipo 1: constituyen la barrera difusión gaseosa. o Neumocitos tipo 2: producen el Surfactante pulmonar para evitar colapso alveolar. o Además de los Neumocitos los alveolos contienen otras células llamadas Macrófagos, células de defensa fagocitan partículas extrañas que llegan al alveolo. o Los alveolos se disponen como depresiones redondeadas llamados sacos alveolares.
Estructura alveolar Sacos alveolares: Consiste en 2 o más alveolos que comparten la desembocadura. Membrana alveolo-capilar: • Es extremadamente delgada • Tiene una superficie de 50 a 100m2. • Aumentos de la presión capilar pueden lesionarla.
Estructura alveolar Poros de Kohn: Estructuras microscópicas que permiten la ventilación colateral entre los alveolos.
Canales de Lambert: Estructuras que permiten la ventilación colateral entre alveolos y bronquiolos. Canales de Martin: Estructuras que permiten la ventilación colateral entre bronquiolos.
Cont.
Neumocito Tipo II Neumocito Tipo I
Macr贸fago alveolar Vaso Sangu铆neo
Irrigación Broncopulmonar • Arterias Bronquiales: se dividen en: • Arteria bronquial derecha (1): es rama de la tercera arteria intercostal posterior. • Arterias bronquiales izquierdas (2): nacen directamente de la aorta toráxica: o Superior: nace a nivel de D5 o Inferior: nace por debajo del bronquios izq. Venas Bronquiales: drenan hacia las venas pulmonares y venas ácigos.
FisiologĂa Respiratoria
Ventilación Pulmonar Ventilación: Proceso de fluido de aire desde la atmosfera hacia los alveolos y viceversa gracias a la diferencia de presiones alternantes. • Inspiración • Espiración Respiración: Proceso de intercambio gaseoso. • Externa. • Interna.
Ventilación Pulmonar • Frecuencia Respiratoria: Es el numero de ciclos respiratorios en 1 minuto. • El aire se mueve dentro y fuera de los pulmones, por la existencia de un gradiente de presión entre la atmosfera y los alveolos.
• Perfusión Pulmonar: es la irrigación o riego sanguíneo pulmonar.
Cont. • Los gradientes de presión importantes para la ventilación son: Presión atmosférica o barométrica (PB): presión de aire fuera de las vías aéreas. Presión alveolar (PA): presión de aire dentro de los pulmones. Presión intrapleural o intratoráxica (Pip): presión entre las pleura parietal y visceral.
Cont. Presi贸n Atmosf茅rica (PB)
Presi贸n Alveolar (PA)
Presi贸n Intrapleural (Pip)
Cont. • El principio primario de la ventilación consiste en que el aire se desplaza a favor de su gradiente de presión, es decir, siempre va de una zona de alta presión a una de baja presión. • Ley de los gases: Ley de Boyle: V / P a T° constante. Ley de Charles: V = T° a P constante y vic. Ley de Dalton: mezcla de gases o PT = +PP Ley de Henry: capacidad de solubilidad gas.
Mecánica Ventilatoria • Es la alternancia constante entre la inspiración y espiración lo que conlleva a un intercambio de aire entre la atmosfera y alveolos pulmonares. • La ventilación pulmonar es un proceso cíclico que consta de 2 etapas: o Inspiración. o Espiración.
Inspiración • Antes de este fenómeno, el diafragma está relajado, la PA = PB no hay flujo de aire y la Pip < PA lo que mantiene abierto los alveolos. • Es un fenómeno activo, que determina la entrada de aire a los pulmones: el diafragma y músculos intercostales externos se contraen, aumentando el volumen toráxico, la Pip y PA se reducen, entonces son < PB lo que permite la entrada de aire a los pulmones. Al final de ésta la PA = PB lo que detiene la entrada de flujo de aire.
Espiración • Una vez la PA = PB, no hay mas entrada de aire y el diafragma esta totalmente contraído. • Fenómeno pasivo, determina la salida de aire de los pulmones: es debido a la retracción elástica de la pared del tórax y pulmonar, hay relajación muscular, la PA > PB y el aire sale a favor del gradiente de presión. Al final la PA = PB lo que interrumpe el flujo de aire.
Musculatura Inspiración Primarios: • Diafragma • Intercostales Externos Accesorios: • Esternocleidomastoideo. • Escalenos. • Pectoral menor.
Espiración Intercostales Internos.
Abdominales: • Recto anterior. • Oblicuos. • Transversos.
Propiedades Elásticas de los Pulmones Curva Presión - Volumen: Histéresis
Propiedades Elásticas de los Pulmones Distensibilidad Pulmonar: es el grado o capacidad del tórax y los pulmones de expandirse o también al cambio de volumen por unidad de presión (200ml/cmH2O). • Una Disminución: edema alveolar, fibrosis pulmonar, aumento de la presión de la vena pulmonar.
Propiedades Elásticas de los Pulmones • Un aumento: Enfisema pulmonar, crisis asmática, pulmón sano de edad avanzada.
• Presión Transpulmonar (PT) = Pip – PA
Propiedades Elásticas de los Pulmones Tensión Superficial: película de líquido que tapiza los alveolos.
• Origina una fuerza de atracción entre las moléculas de líquido.
Patrón Respiratorio • Eupnea: patrón normal de la respiración tranquila. • Respiración Costal: es la respiración superficial o toráxica, movimiento ascendentes y descendentes del tórax debido a la contracción de músculos intercostales. • Respiración Diafragmática: respiración profunda o del diafragma, movimientos del abdomen hacia afuera asociados a la contracción y descenso del diafragma.
Regulaci贸n del Centro Respiratorio
Cont. • Durante el reposo las células emplean 200ml de O2 / min. Durante el ejercicio físico el uso de O2 aumenta entre 15 y 20 veces en los adultos sanos normales y 30 veces mas en deportistas entrenados. Centro Respiratorio: • Conglomerado de neuronas donde se originan los impulsos nerviosos localizados a lado de la protuberancia y bulbo raquídeo.
Áreas del Centro Respiratorio Área de ritmicidad bulbar: • En el bulbo raquídeo controla el ritmo respiratorio básico, existiendo 2 regiones: inspiratorias y espiratorias. • La respiración normal es de 2 segundos la inspiración y 3 segundos la espiración. La región inspiratoria: al permanecer activa genera impulsos nerviosos alrededor de 2 segundos.
Áreas del Centro Respiratorio Área de ritmicidad bulbar: La región espiratoria: Las neuronas de la región espiratoria permanecen inactivas durante la respiración tranquila. • Al activarse (respiración forzada) genera impulsos nerviosos alrededor de 3 segundos.
cont. El área neumotáxica: en la región superior de la protuberancia contribuye a la inhibición del área inspiratoria disminuyendo la duración de las inspiraciones y aumentando la frecuencia respiratoria. El área apneústica: en la región inferior de la protuberancia envía impulsos excitadores hacia el área inspiratoria que la activan y prolongan la inspiración.
Área Neumotáxica Área Apneústica
Área Inspiratoria Área Espiratoria
Regulación del Centro Respiratorio Influencia Cortical: • Ya que la corteza cerebral se conecta con el centro respiratorio es posible alterar el patrón respiratorio. • El control voluntario es protector porque evita el ingreso de agua o gases irritantes. • La capacidad de evitar la respiración se limita cuando se acumula CO2 e H+ en líquidos corporales.
Regulación del Centro Respiratorio Quimiorreceptores: • Son receptores neuronales que responden a los compuestos químicos (O2, CO2, H+). • Centrales (bulbo raquídeo): responden a cambios de concentración de H+ y pCO2 en el LCR. • Periféricos (cayado aórtico y carótidas): sensibles a los cambios de pO2, H+, pCO2 en sangre.
Cont. • CO2 liposoluble CO2 + H2O H2CO3
H + HCO3
• Hipercapnia: Aumento de las cifras de PCO2.
• Déficit de PO2 no es captado por quimiorreceptores centrales pero si los deprime y además del área inspiratoria.
Intercambio de Gases Difusión: Movimiento de solutos (gas) desde un lugar de mayor presión a uno de menor presión (gradientes de presión). Ley de Fick: la difusión de un gas es directamente proporcional a la diferencia de presiones y a la superficie e inversamente al espesor de la membrana. • Depende de: Permeabilidad de la membrana. Presión parcial del gas. Solubilidad.
Intercambio de Gases Permeabilidad de la membrana: al estar disminuida es un obstáculo sólo para el paso de O2 mas no para el de CO2.
Presión parcial: Fuerza ejercida por las moléculas del gas en las paredes de un área determinada. PCO2 , PO2
Intercambio de Gases Solubilidad: Ley de Henry: la cantidad de un gas que se va a disolver en un líquido es proporcional a su presión parcial y a su solubilidad. • PACO2 = PaCO2 • PAO2 ≠ PaO2: 5 a 10mmHg a nivel del mar y de 2 a 4 mmHg a la altura de Bogotá; lo que se denomina D(A-a)O2
Intercambio de Gases Solubilidad: Ley de Graham: se refiere a la velocidad de difusión de un gas, la cual es directamente proporcional al coeficiente de solubilidad e inversamente a la raíz cuadrada de su peso molecular. PM O2 = 32 ; PM CO2 = 44 δ O2 = 0,0244 ; δ CO2 = 0,592 Velocidad CO2 / Velocidad O2
Limitaciones de la Difusiรณn โ ข Si la presiรณn parcial de un gas en el plasma (Pa) se equilibra con la presiรณn parcial alveolar (PA) del gas durante el tiempo que la sangre permanece en el capilar pulmonar, su transferencia es limitada por la perfusiรณn; Mientras que si no se logra el equilibrio en el tiempo que la sangre pasa por el capilar, su transferencia es limitada por difusiรณn.
Gas Atmosférico • Aire. • Fracción Inspirada de oxígeno: se le denomina FIO2, es el % de O2 que entra a la vía aérea: FIO2: 21% (0,21) PIO2: (PB-PH2O) x FIO2 PAO: (PB-PH2O) x FIO2 – PACO2 PAO = PIO2 – PACO2
Gas Alveolar Diferencia Alveolo-Capilar = D(A-a) O2: • Existe una diferencia de 5 a 10mmHg entre la PAO2 y la PaO2 a nivelo del mar.
• A la altura de Bogotá existe una diferencia de 3,14mmHg, sin embargo en la practica clínica es común ver que se utilizan valores de hasta 10mmHg
Transporte de Gases • Es el paso final del intercambio de gases entre el ambiente y los tejidos. • El O2 es transportado de forma física (disuelto en sangre) y de forma química (Aunado a la Hb). • El CO2 es transportado de forma física (disuelto en sangre) y de forma química (En forma de HCO3 o unido a proteínas).
Transporte de Oxigeno (O2)
O2 Disuelto • Obedece la ley de Henry, la cantidad disuelta es proporcional a la presión parcial.
• Por cada 1mmHg de PO2 existe 0,003 mlO2 / 100cc de sangre. • Entonces se puede decir que con una PO2 de 100mmHg contiene 0,3 mlO2 / 100cc de sangre
Hemoglobina (Hb) • Cada glóbulo rojo contiene alrededor de 280 millones de moléculas de Hb. • Una molécula de Hb consiste en una proteína llamada globina, compuesta por 4 cadenas polipeptídicas (2α y 2β), un grupo Hemo que consta de 4 pirroles unido a cada una de las 4 cadenas, y en el centro de los pirroles hay una molécula de Fe++ que se combina de forma reversible con el O2.
Hemoglobina (Hb) • Existen varios tipos de Hb: Hb A : Adulto Hb F: Fetal Hb S: Falciforme (contiene valina en lugar de Ac. Glutámico).
• El factor mas importante que determina la cantidad de O2 que se une a la Hb es la PO2.
Hemoglobina (Hb) • El O2 forma una combinación reversible con la Hb: O2 Hb HbO2 (98,5%) (Oxihemoglobina) • Capacidad de O2: se refiere a la cantidad máxima de O2 que se puede combinar con la Hb. • Cada 1 gr de Hb es capaz de combinarse con 1,39cc de O2; lo que significa que la sangre contiene 15 gr de Hb / 100cc…
Curva de Disociación de la Hemoglobina • Denominada también curva de Severinghaus, donde muestra una relación bien definida entre porcentaje de saturación de oxígeno de la hemoglobina (% SO2) y la presión parcial de oxígeno en el plasma de la sangre arterial (PaO2)9. • La relación no es lineal, tiene una forma sigmoide la curva la cual es una indicación de la afinidad del oxígeno por la hemoglobina.
Curva de Disociación de la Hemoglobina • Varios mecanismos entre otros la acidosis, la hipercapnia, el aumento de la temperatura y de 2,3 di-fosfoglicerato, contribuyen a una disminución de la afinidad del oxígeno con la hemoglobina (desviando la curva hacia la derecha) lo que facilita la liberación del mismo a los tejidos conllevando a una hipoxemia.
Curva de Disociación de la Hemoglobina • Por lo contrario mecanismos como la alcalosis, un descenso de la PaCO2, de la temperatura y de 2,3 di-fosfoglicerato favorecen a una mayor afinidad del oxígeno por parte de la hemoglobina disminuyendo la liberación del mismo dando como resultado una hipoxia tisular.
Transporte de Di贸xido de Carbono (CO2)
Transporte de CO2 Disuelto en plasma: obedece a la ley de Henry pero el CO2 es más soluble que el O2 (7%). Iones Carbamínicos: (23%) HbCO2 (carboxihemoglobina) HCO3: CO2 + H2O H2CO3 H + HCO3
Equilibrio Acido-Base
pH: es el potencial de Hidrogeniones, es decir el logaritmo negativo de la concentración de H+ en los líquidos del cuerpo. • La acidez o alcalinidad de una solución se expresa en la escala de pH que se extiende de 0 a 14. • El mayor desafío homeostático es mantener la concentración de H+ de los líquidos corporales en niveles adecuados.
La pérdida de H+ de los líquidos corporales depende de 3 mecanismos: Sistema Amortiguador (Buffers): es una sustancia capaz de enlazar o liberar H+ sin eliminarlo en solución y conservar constante el pH. Dióxido de Carbono espirado: se hace al aumentar la profundidad y la frecuencia de la respiración.
Excreción Renal de H+: es el mas lento pero único para eliminar ácidos diferentes al ácido carbónico.
Sistema Amortiguador (Buffers) Proteínas: es la mas abundante en el LIC (Hb) y plasma (Albúmina). Compuesta por aa que contienen un grupo (-COOH) y (NH2). Ácido Carbónico: se basa en el ión HCO3 actúa como base débil. No se pierde por orina.
Fosfatos: se basa en el (H2PO4-) actuando como acido débil amortiguando bases fuertes (OH-).
CO2 Espirado Un aumento de la concentración de CO2 en los líquidos corporales conlleva a un incremento en los H+. Los cambios en la frecuencia y profundidad de la respiración pueden alterar en pH de los líquidos corporales.
¿Qué pasa cuando el pH disminuye o aumenta?
Excreción Renal de Protones • Las reacciones metabólicas ácidos no volátiles (HCL).
producen
• Eliminación de grandes cantidades de H+ a través de los túbulos contorneado proximal (contra-transportadores Na+/H+) y túbulo colector por medio de la orina (Células intercaladas).
o ACIDO: sustancia susceptible de donar H+ a una solución. o BASE: es toda sustancia capaz de captar de H+ de una solución. o Tanto los ácidos como las bases se disocian: HA H+ A OA O- A o Es importante recordar que agregar ácido a un medio es igual a extraer base de él y visceversa.
El pH plasmรกtico normal de una persona es de 7,35 a 7,45
• La regulación del pH depende de: pulmones y riñones. - Pulmones: el principal producto es el CO2 (H2CO3). Si aumenta la concentración de H+ pH, ventilación y visceversa - Riñones: el principal producto es el HCO3. el equilibrio AB lo hace por 2 mecanismos: excreción - reabsorcion del HCO3 y eliminación de H+. El aumento de concentración de H+ la excreción de H+ y retiene HCO3 y visceversa
โ ข La ecuaciรณn de Henderson-Hasselbach (HCO3) R pH=pK + log ----------(H2CO3) P 24 pH= 6.1 + log ----------40x0.03 pH = 7.4
Trastornos ácido- básico • Acidosis: alteración que tiende a añadir acido o eliminar álcali. Se debe al aumento de la concentración de CO2, H+. El efecto fisiológico mas importante es la depresión del SNC. • Alcalosis: alteración que tiende a eliminar acido o añadir álcali. Se debe al aumento de HCO3. el efecto fisiológico mas importante es la sobreexitabilidad del SNC y SNP.
Trastornos ácido-básico • Trastorno metabólico: la alteración radica en la concentración de bicarbonato (HCO3). • Trastorno respiratorio: la alteración radica en la concentración de PaCO2. H2CO3 CO2 + H2O.
Trastornos ácido- básico Compensación: es la respuesta fisiológica a un desequilibrio del estado ácido-base que tienden a normalizar el pH de la sangre arterial. • Puede ser Completa o parcial Completa: si el pH se encuentra en el intervalo normal. Parcial: Cuando el pH aun se encuentra por encima de 7,45 o por debajo de 7,35
Trastornos ácido- básico Compensación respiratoria: si una persona tiene alterado el pH por causas metabólicas, la hiper o hipoventilación ayudan en la normalización del pH. Ocurre en pocos minutos. Compensación Renal: si una persona tiene alterado el pH por causas respiratorias, la secreción de H+ y reabsorción de HCO3- por los túbulos renales ayudan a normalizar el pH. Requiere de dias.
Fenómenos de Compensación para Normalizar el pH Trastorno Primario Acidosis Respiratoria Acidosis Metabólica Alcalosis Respiratoria Alcalosis Metabólica
Compensación Alcalosis Metabólica Alcalosis Respiratoria Acidosis Metabólica Acidosis Respiratoria
Valores Normales Concepto / Valor
Nivel del Mar
Bogotá
PaO2
85 – 100mmHg
60 – 70mmHg
PaCO2
35 – 45mmHg
27 – 35mmHg
Sat Hba O2
90 – 97%
88 – 93%
pH arterial
7,35 – 7,45
7,35 – 7,45
PvO2
40mmHg
30 – 40mmHg
PvCO2
46mmHg
40mmHg
Sat Hbv O2
68%
63%
Trastornos ácido- básico Acidosis Respiratoria: se caracteriza por aumento de la PaCO2 debido a la hipoventilación alveolar. Causas: • Alteraciones de los centros respiratorios. • Alteraciones del SNP. • Trastornos de la placa motora. • Alteraciones del efector muscular. • Enfermedades del tórax y pulmonares. • Circulatorias e hipoventilación en VM.
Trastornos ácido- básico Alcalosis Respiratoria: se caracteriza por disminución de la PaCO2 debido a la hiperventilación alveolar. Causas: • Hipoxemia, Enfermedades respiratorias. • Hipotensión Arterial. • Ansiedad y dolor. • Lesiones del SNC. • Hormonas y drogas. • Hiperventilación en VM.
Trastornos ácido- básico Acidosis Metabólica: se caracteriza por disminución del HCO3 debido a la pérdida de bases o acumulo de ácidos no volátiles. Causas: • Diarrea. • Insuficiencia renal. • Cetoacidosis Diabética. • Acidosis Láctica. • Hipercalemia o falla excreción de H+
Anión GAP o Brecha Aniónica • Es una medida virtual que se expresa como: AG = (Na+) – (Cl + HCO3) • Representa los aniones no medidos en suero (Fosfatos, citrato, lactato, sulfatos). • Su valor normal oscila entre 8 – 12mEq/L.
Acidosis Metabólica Anión GAP normal
Anión GAP Aumentado
Diarrea – Síndrome intestino corto Pancreatitis.
Cetoacidosis
Acidosis Tubular renal
Uremia
Sustancias acidificantes.
Metanol.
Acetazolamida
Etilenglicol
Acidosis Láctica
Salicilatos. Paraldehído
Trastornos ácido- básico Acidosis Láctica: es la causa mas común de acidosis en los pacientes en UCI. • Con niveles mayores a 5 mmol/L • Puede ser Hipóxica (Tipo A) Hipóxica (Tipo B)
Teoría de Stewart • Es una metodologia alterna a la de Henderson-Hasselbach para la evaluacion del equilibrio ácido basico. • Basada en los principios de neutralidad, conservación de la masa y disociación de electrolitos. • Se postula que existen factores independientes y dependientes.
Teoría de Stewart • Variables independientes: PaCO2, diferencia de iones fuertes (DIF) que son los que se disocian por completo en una solución (Na+, K+, Cl-) y la concentración total de ácidos débiles (albúmina, fosfatos) • Variables dependientes: H+ y HCO3.
Teoría de Stewart • DIF: es la carga neta de los iones fuertes (Na+, K+, Ca++, Mg+, Cl-, SO-) y equivale al valor resultante entre la diferencia de cationes fuertes y aniones fuertes. • El Ca++, Mg+ y SO- se encuentran en cantidades muy pequeñas los cuales no se tienen en cuenta y no afectan la DIF.
Teoría de Stewart • DIF: (Na + K) – Cl • Su valor normal oscila entre 40 – 42 meq/L
• Un DIF con cifras elevadas indica alacalosis, y con cifras bajas indica acidosis.
Trastornos ácido- básico Alcalosis Metabólica: Se caracteriza por aumento del valor de HCO3 debido a la acumulación de base o pérdida de ácidos no volátiles. Causas: • Hipocloremia. • Hipocalemia. • Colocación de sondas nasogástricas. • Vómitos • Iatrogénico: Lactato, acetato, citratos, diuréticos.
Circulación Pulmonar • Los pulmones reciben sangre a través de las arterias pulmonares y bronquiales. Arterias Bronquiales: constituyen una parte muy pequeña del gasto del VI e irriga la mayor parte del árbol traqueobronquial con sangre oxigenada.
Circulación Pulmonar Arterias Pulmonares: constituyen todo el gasto del VD e irriga la mayor parte de los pulmones con sangre no oxigenada. • No cumple funciones nutricias. • Son dos los elementos fundamentales para cumplir la principal función de los pulmones: Relación V/Q: muy buena ventilación y adecuada perfusión.
Arteria Pulmonar • Es de paredes mas delgadas. • Se subdivide inmediatamente en 2 ramas terminales.
• Presenta menos musculo liso. • Ofrecen menos resistencia y presión
Cont. • El tronco pulmonar sale del ventrículo derecho y se bifurca: derecha e izquierda, conducen sangre desoxigenada, esta bifurcación se presenta a la izquierda de la línea media, antero inferior a la división de la tráquea, a nivel de D4. • Las venas pulmonares llevan sangre oxigenada hacia la aurícula izquierda del corazón, dividiéndose en 4 ramas.
Circulación Pulmonar • Las presiones y resistencia son inferiores con respecto a la sistémica.
• Ley de Ohm: el flujo en el sistema pulmonar es directamente proporcional al gradiente de presiones en los extremos del circuito e inversamente proporcional a La resistencia. F = P1 – P2 (PMAP) – (PDAI) R
Circulación Pulmonar • Las presiones en la circulación pulmonar son baja: PMAP: 15mmHg. PSAP: 25mmHg. PDAP: 8mmHg.
• Los capilares alveolares están expuestos a la presión alveolar y se colapsan si ésta aumenta.
Circulación Pulmonar • Los vasos extra alveolares cuando el pulmón se expande, éstos se dilatan por tracción radial del parénquima y también por una exposición a una presión menor que la presión alveolar.
Circulación Pulmonar • La resistencia en la circulación pulmonar es baja, siendo la caída de presión entre la arteria pulmonar y la aurícula izquierda es de 10mmHg. • Cuando la presión en la arteria pulmonar o vena pulmonar aumenta la resistencia disminuye, debido a dos mecanismos:
Circulaci贸n Pulmonar Circulaci贸n Pulmonar
Reclutamiento
Distensi贸n
Distribución Regional del Flujo Sanguíneo Pulmonar • La gravedad es un factor pasivo que influye en la resistencia vascular pulmonar.
Vasoconstricción Hipóxica • Consiste en la contracción del musculo liso capilar lo que se denomina Vasoconstricción, debido a una disminución de la Presión Alveolar de Oxigeno (PAO2) es lo que se conoce como hipoxia alveolar. • No se conoce muy bien este mecanismo. • Oxido Nítrico (NO), Hipercapnia alveolar.
Volúmenes Pulmonares • Volumen minuto: es el volumen total de aire inspirado y espirado en 1 minuto. VM = Fr x Vc • Volumen alveolar: es el volumen de aire por minuto que llega en realidad a la zona respiratoria. VA = Fr x (Vc – Ds)
Volúmenes pulmonares • Volumen Corriente o Tidal (VC): volumen de aire que entra y sale en cada respiración. • Volumen de reserva inspiratoria (Vri): volumen de aire que se inhala durante una inspiración forzada máxima. • Volumen de reserva espiratoria (Vre): volumen de aire exhalado durante una espiración forzada máxima. • Volumen residual (VR): volumen de aire que queda en los pulmones después de una espiración forzada máxima.
Capacidades pulmonares • Capacidad Vital (CV): VRI + VC + VRE.
• Capacidad Inspiratoria (CI): VC + VRI. • Capacidad Funcional Residual (CFR): VR + VRE. • Capacidad Pulmonar Total (CPT): CV + VR.
INTERCAMBIO GASEOSO ATMOSFERA
AIRE ALVEOLAR
SANGRE ARTERIAL
SANGRE VENOSA
PO2
160
100
100
40
PCO2
0,2
40
40
46