VENTILACION PULMONAR
Los cuatro componentes principales de la respiración son:
- ventilación pulmonar
- Difusión de oxígeno (O2) y de dióxido de carbono (CO2) entre los alvéolos y la sangre
- Transporte de oxígeno y de dióxido de carbono en la sangre y los líquidos corporales hacia las células de los tejidos corporales
- Regulación de la ventilación
Mecánica de la ventilación pulmonar
Los pulmones se pueden expandir y contraer de dos maneras:
- Movimiento hacia abajo y hacia arriba del diafragma para alargar o acortar la cavidad torácica
- Elevación y el descenso de las costillas para aumentar y reducir el diámetro anteroposterior de la cavidad torácica.
RESPIRACION TRANQUILA
Se consigue por el movimiento del diafragma.
Durante la inspiración la contracción del diafragma tira hacia abajo de las superficies inferiores de los pulmones. Después, durante la espiración el diafragma simplemente se relaja, y el retroceso elástico de los pulmones, de la pared torácica y de las estructuras abdominales comprime los pulmones y expulsa el aire.
RESPIRACION FORZADA
se consigue una fuerza adicional principalmente mediante la contracción de los músculos abdominales, que empujan el contenido abdominal hacia arriba contra la
parte inferior del diafragma, comprimiendo de esta manera los pulmones.
Los músculos más importantes que elevan la caja torácica son los intercostales externos, aunque otros músculos que contribuyen son:
- 1) los músculos esternocleidomastoideos, que elevan el esternón
- 2) los serratos anteriores, que elevan muchas de las costillas
- 3) los escalenos, que elevan las dos primeras costillas.
Los músculos que tiran hacia abajo de la caja costal durante la espiración son principalmente:
1) los rectos del abdomen, que tienen el potente efecto de empujar hacia abajo las costillas inferiores al mismo tiempo que ellos y otros músculos abdominales también comprimen el contenido abdominal
hacia arriba contra el diafragma
2) los intercostales internos: Cuando se contraen tiran de las costillas superiores hacia delante en relación con las costillas inferiores y actúan como una palanca sobre las costillas para levantarlas hacia arriba, produciendo de esta manera la inspiración. Los intercostales internos funcionan de manera exactamente opuesta, y actúan como músculos respiratorios porque se angulan entre las costillas en dirección opuesta y producen una palanca contraria.
Presiones que originan el movimiento de entrada y salida de
aire de los pulmones
el pulmón «flota» en la cavidad torácica, rodeado por una capa delgada de líquido pleural que lubrica el movimiento de los pulmones en el interior de la cavidad.
La aspiración continua del exceso de líquido hacia los conductos linfáticos mantiene una ligera presión negativa entre la superficie visceral del pulmón
y la superficie pleural parietal de la cavidad torácica. Por tanto, los pulmones están sujetos a la pared torácica como si estuvieran pegados, excepto porque están bien lubricados y se pueden deslizar libremente cuando el tórax se expande y se contrae.
Presión pleural
Es la presión del líquido que está en el delgado espacio que hay entre la pleura
pulmonar y la pleura de la pared torácica.
Esta presión es normalmente una aspiración ligera, lo que significa que hay una presión ligeramente negativa. La presión pleural normal al comienzo de la inspiración es de aproximadamente –5 cmH2O, que es la magnitud de la
aspiración necesaria para mantener los pulmones expandidos hasta su nivel de reposo. Durante la inspiración normal, la expansión de la caja torácica tira hacia fuera de los pulmones con más fuerza y genera una presión más negativa, hasta un promedio de aproximadamente –7,5 cmH2O.
Para que se produzca un movimiento de entrada de aire hacia los alvéolos durante la inspiración, la presión en los alvéolos debe disminuir hasta un valor ligeramente inferior a la presión atmosférica (debajo de cero).
Esta ligera presión negativa es suficiente para arrastrar 0,5 l de aire hacia los pulmones en los 2 s necesarios para una inspiración tranquila normal.
Durante la espiración, la presión alveolar aumenta hasta aproximadamente +1 cmH2O, lo que fuerza la salida del 0,5 l de aire inspirado desde los pulmones durante los 2 a 3 s de la espiración.
DISTENSIBILIDAD DE LOS PULMONES:
El volumen que se expanden los pulmones por cada aumento unitario de presión transpulmonar (si se da tiempo suficiente para alcanzar el equilibrio)
Aproximadamente 200 ml de aire por cada cmH2O de presión transpulmonar.
las fuerzas elásticas tisulares que tienden a producir el colapso del pulmón lleno de aire representan solo aproximadamente un tercio de la elasticidad pulmonar total, mientras que las fuerzas de tensión superficial líquido-aire de los alvéolos representan aproximadamente dos tercios.
Las fuerzas elásticas de la tensión superficial líquido-aire de los pulmones también aumentan mucho cuando no está presente en el líquido alveolar la sustancia denominada surfactante.
El surfactante es una mezcla compleja de varios fosfolípidos, proteínas e iones. Los componentes más importantes son el fosfolípido dipalmitoilfosfatidilcolina, las apoproteínas del surfactante e
iones calcio.
Surfactante, tensión superficial y colapso de los alvéolos:
La superficie de agua también intenta contraerse, lo que tiende a expulsar el aire de los alvéolos a través de los bronquios y, al hacerlo, hace que los alvéolos intenten colapsarse. El efecto neto es producir una fuerza contráctil elástica de todo el pulmón, que se denomina fuerza elástica de la tensión superficial.
El surfactante es un agente activo de superficie en agua, lo que significa que reduce mucho la tensión superficial del agua. Es secretado por células epiteliales especiales secretoras de surfactante denominadas células epiteliales alveolares de tipo II, que constituyen aproximadamente el 10% del área superficial de los alvéolos. Estas células son granulares y contienen inclusiones de lípidos que se secretan en el surfactante hacia los alvéolos.
Volúmenes y capacidades pulmonares
La ventilación pulmonar puede estudiarse registrando el movimiento del volumen del aire que entra y sale de los pulmones, un método que se denomina espirometría.
. VOLUMEN PULMONAR
Son cuatro volúmenes pulmonares que, cuando se suman, son iguales al volumen máximo al que se pueden expandir los pulmones.
- El volumen corriente es el volumen de aire que se inspira o se espira en cada respiración normal; es igual a aproximadamente 500 ml en el hombre adulto medio.
- El volumen de reserva inspiratoria 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;
habitualmente es igual a aproximadamente 3.000 ml. - El volumen de reserva espiratoria 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;
normalmente, este volumen es igual a aproximadamente 1.100 ml. - El volumen residual es el volumen de aire que queda en los pulmones después de la espiración más
forzada; este volumen es en promedio de aproximadamente 1.200 ml.
CAPACIDAD PULMONAR
- La capacidad inspiratoria es igual al volumen corriente más el volumen de reserva inspiratoria. Esta capacidad es la cantidad de aire (aproximadamente 3.500 ml) que una persona puede inspirar, comenzando en el nivel espiratorio normal y distendiendo los pulmones hasta la máxima cantidad.
- La capacidad residual funcional es igual al volumen de reserva espiratoria más el volumen residual. Esta capacidad es la cantidad de aire que queda en los pulmones al final de una espiración normal (aproximadamente 2.300 ml).
- La capacidad vital es igual al volumen de reserva inspiratoria más el volumen corriente más el volumen de reserva espiratoria. Esta capacidad 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).
- La capacidad pulmonar total es el volumen máximo al que se pueden expandir los pulmones con el máximo esfuerzo posible (aproximadamente 5.800 ml); es igual a la capacidad vital más el volumen residual.
Ventilación alveolar
La función de la ventilación pulmonar es renovar continuamente el aire de las
zonas de intercambio gaseoso de los pulmones, en las que el aire está próximo a la sangre pulmonar.
Estas zonas incluyen los alvéolos, los sacos alveolares, los conductos alveolares y los bronquíolos respiratorios.
La velocidad a la que llega a estas zonas el aire nuevo se denomina ventilación
alveolar.
Parte del aire que respira una persona nunca llega a las zonas de intercambio gaseoso, sino que simplemente llena las vías aéreas en las que no se produce intercambio gaseoso, como la nariz, la faringe y la tráquea. Este aire se denomina aire del espacio muerto, porque no es útil para el intercambio gaseoso.
El aire normal del espacio muerto de un hombre adulto joven es de aproximadamente 150 ml. El aire del espacio muerto aumenta ligeramente con la edad.
Funciones de las vías aéreas
El aire se distribuye a los pulmones por medio de la tráquea, los bronquios y los bronquíolos.
Para evitar que la tráquea se colapse, múltiples anillos cartilaginosos se extienden aproximadamente 5/6 del contorno de la tráquea. En las paredes de los bronquios, placas curvas de cartílago menos extensas también mantienen una rigidez razonable, aunque permiten un movimiento suficiente para que los pulmones se expandan y se contraigan.
En todas las zonas de la tráquea y de los bronquios que no están ocupadas por placas cartilaginosas las paredes están formadas principalmente por músculo liso. Además, las paredes de los bronquíolos están formadas casi totalmente por músculo liso, con la excepción del bronquíolo más terminal, denominado bronquíolo respiratorio, que está formado principalmente por epitelio pulmonar y su tejido fibroso subyacente más algunas fibras musculares lisas.
En condiciones respiratorias normales el aire fluye a través de las vías aéreas con tanta facilidad que es suficiente un gradiente de presión menor de 1 cmH2O desde los alvéolos a la atmósfera para generar un flujo aéreo suficiente para una respiración tranquila. La máxima resistencia al flujo aéreo no se produce en las pequeñas vías aéreas de los bronquíolos terminales, sino en algunos de los
bronquíolos y bronquios de mayor tamaño cerca de la tráquea.
El control directo de los bronquíolos por las fibras nerviosas simpáticas es relativamente débil
porque pocas fibras de este tipo penetran hasta las porciones centrales del pulmón. Sin embargo, el árbol bronquial está muy expuesto a la noradrenalina y adrenalina que se liberan hacia la sangre por la estimulación simpática de la médula de las glándulas suprarrenales. Estas dos hormonas (especialmente la adrenalina, debido a su mayor estimulación de los receptores β-adrenérgicos) producen dilatación del árbol bronquial.
Algunas fibras nerviosas parasimpáticas procedentes de los nervios vagos penetran en el parénquima pulmonar. Estos nervios secretan acetilcolina y, cuando son activados, producen una constricción leve a moderada de los bronquíolos.
Algunas sustancias que se forman en los pulmones tienen con frecuencia bastante actividad en la producción de constricción bronquiolar. Dos de las más importantes de estas sustancias son la histamina y la sustancia de reacción lenta de la anafilaxia. Estas dos sustancias se liberan a nivel pulmonar por los mastocitos durante las reacciones alérgicas, sobre todo las provocadas por pólenes del aire.
Moco que recubre las vías aéreas y acción de los cilios en la
limpieza de las vías aéreas
Todas las vías aéreas, desde la nariz a los bronquíolos terminales, están humedecidas por una capa de moco que recubre toda la superficie.
El moco es secretado en parte por las células caliciformes mucosas individuales del recubrimiento epitelial de las vías aéreas y en parte por pequeñas glándulas submucosas.
Toda la superficie de las vías aéreas, tanto en la nariz como en las vías inferiores hasta los bronquíolos terminales, está tapizada por un epitelio ciliado que tiene aproximadamente 200 cilios por cada una de las células epiteliales
Reflejo tusígeno
Los bronquios y la tráquea son tan sensibles a la presión ligera que cantidades muy pequeñas de sustancias extrañas u otras causas de irritación inician el reflejo tusígeno.
Los impulsos nerviosos aferentes pasan desde las vías aéreas principalmente a través de los nervios vagos hacia el bulbo raquídeo del encéfalo. Ahí se activa una secuencia automática de acontecimientos por los circuitos neuronales del bulbo, produciendo el siguiente efecto.
Se inspiran rápidamente hasta 2,5 l de aire
Se cierra la epiglotis y las cuerdas
vocales se cierran firmemente para atrapar el aire que está en el interior de los pulmones.
Los músculos abdominales se contraen con fuerza, comprimiendo el diafragma mientras otros músculos espiratorios, como los intercostales internos, también se contraen con fuerza
La presión en los pulmones aumenta rápidamente hasta 100 mmHg o más. Cuarto, las
cuerdas vocales y la epiglotis se abren totalmente de manera súbita, de modo que el aire que está sometido a esta presión elevada en los pulmones explota hacia fuera.
Reflejo del estornudo:
Funciones respiratorias normales de la nariz
Función de acondicionamiento del aire
1) el aire es calentado por las extensas superficies de los cornetes y del tabique
2) El aire es humidificado casi
completamente incluso antes de que haya pasado más allá de la nariz
El aire es filtrado
parcialmente
Vocalización
El habla implica no solo al aparato respiratorio, sino también a:
1) centros específicos de control nervioso del habla de la corteza cerebral
2) centros de control respiratorio del encéfalo
3) las estructuras de articulación y resonancia de las cavidades oral y
nasal.
El habla está formada por dos funciones mecánicas:
1) fonación, que se realiza en la laringe,
2) articulación, que se realiza en las estructuras de la boca.
Los tres órganos principales de la articulación son los labios, la lengua y el paladar blando.
Los resonadores incluyen la boca, la nariz y los senos nasales asociados, la faringe e incluso la cavidad torácica.
AVCE 