Clase 7 Sistema respiratorio

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Ciudad del Este
Séptimo
A,B,C,D,E,F
Dra. Luz Paredes
Anestesiología
I
Sistema nervioso autónomo
Sede
Semestre
Sección
Docente
Catedra
Unidad
Tema
Introducción
La función del sistema respiratorio es mantener la presión parcial del O2 y del anhídrido carbónico de la sangre arterial de modo que ayuden a mantener un estado ácido básico normal.
Los pulmones son un eslabón de una compleja cadena de sisemas que proporciona el intercambio gaseoso entre sangre y aire. En esta función intervienen 3 factores principales: ventilación, difusión y flujo sanguíneo pulmonar.
Los anestesiólogos manipulan la función pulmonar de modo directo, por esa razón, los conocimientos sólidos y funcionales de la fisiología pulmonar aplicada son esenciales para lograr una anestesia inocua. 
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Anatomía básica 
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Anatomía funcional de los pulmones
Tórax 
La jaula torácica (o parrilla costal) tiene una forma parecida a la de un cono, con un estrecho superior pequeño y otro inferior de mayor tamaño, donde se inserta el diafragma. 
El ángulo esternal está situado en el plano horizontal que pasa por la columna vertebral a nivel de la 4 y 5 vértebras dorsales. Este plano separa el mediastino superior del inferior. 
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Músculos de la ventilación
Los músculos que intervienen en la ventilación son el diafragma, los intercostales, abdominales y los infrahioideos y suprahioideos del cuello, los esternocleidomastoideos y los grandes músculos del dorso e intervertebrales de la cintura escapular. 
Durante la respiración sin agotamiento, el diafragma realiza la mayor parte del trabajo muscular. La contribución de los músculos intercostales a la respiración en reposo es menor. Conforme aumenta el trabajo de la respiración, los músculos abdominales colaboran con la depresión costal e incrementan la presión intraabdominal para facilitar la espiración forzada. 
Los músculos infrahioideos y suprahioideos del cuello, que están activos incluso durante la respiración en reposo, son los accesorios más importantes para la inspiración. 
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Vías de conducción
En el adulto, la tráquea es un tubo fibromuscular de 10 - 12 cm de largo, con un diámetro de 20 mm. Recibe apoyo estructural por la intervención de 20 segmentos en forma de U, compuestos de cartílago hialino. Su abertura se orienta hacia atrás. La tráquea penetra en la zona superior del mediastino y se bifurca en el ángulo de Louis. 
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La siguiente ramificación por debajo de la carina comprende los bronquios derecho e izquierdo. El diámetro del bronquio derecho por lo común es mayor que el del izquierdo y el bronquio derecho es más vertical. Por ello hay mayor posibilidad de intubación involuntaria al interior de un bronquio o aspiración de material extraño, en el lado derecho.
Los bronquios se dividen en bronquios lobulares. Después de esta división, continúa como bronquiolos, por lo regular tienen 1 mm de diámetro y no tienen apoyo cartilaginoso, además de mostrar una máxima proporción de músculo liso en su pared. De las 3 a 4 ramificaciones bronquiolares siguientes, la final sería el bronquiolo terminal que es el último componente de las vías respiratorias sin intercambio gaseoso. 
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Vías de transición 
El bronquiolo respiratorio es el primer sitio del árbol traqueobronquial donde se produce el intercambio gaseoso. 
En los adultos, dos o tres ramificaciones de los bronquiolos respiratorios se continúan en los conductos alveolares y, desde ese punto, hay cuatro o cinco ramificaciones más, cada uno con orificios múltiples en los sacos alveolares. 
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Vías respiratorias y membrana alveolocapilar 
La membrana alveolocapilar ejerce dos funciones primarias: 
1. transporte de gases respiratorios (oxígeno y dióxido de carbono), y
2. generación de una amplia variedad de sustancias locales y humorales.
El transporte de gases comienza en las arteriolas pulmonares en la región de los bronquiolos respiratorios. Cada alveolo está en contacto con unos 1 000 segmentos capilares cortos. 
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Las células alveolares de tipo I aplanadas pavimentosas cubren el 80% de la superficie alveolar. Dichas células contienen núcleos aplanados y extensiones citoplásmicas extremadamente finas, que aportarán la superficie en que se producirá el intercambio gaseoso. 
Las células alveolares de tipo II están intercaladas entre las de tipo I principalmente en las uniones de los tabiques alveolares. Estas células poligonales muestran enorme actividad metabólica y enzimática y elaboran la sustancia tensioactiva y modula el equilibrio electrolítico local, así como las funciones de células endoteliales y linfáticas. 
Las células alveolares de tipo III, que son los macrófagos de alveolos, constituyen un elemento importante en la defensa inmunitaria del pulmón. Los macrófagos funcionales de pulmones disminuyen la incidencia de infección en esos órganos,8 pero también intervienen de manera integral en la respuesta inflamatoria pulmonar, a nivel de órganos. De ese modo, persiste una fuerte controversia para dilucidar si la presencia de esas células es beneficiosa (para disminuir las secuelas de infecciones) o dañina (que contribuyan a la respuesta inflamatoria).
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Control de la ventilación
Los mecanismos que controlan la ventilación son extremadamente complejos. Para su buen funcionamiento se necesita la integración de muchas partes de los sistemas nervioso central y periférico. 
LeGallois, quien localizó los centros respiratorios en el tronco del encéfalo en 1812, constató que la respiración no depende solamente del encéfalo intacto, sino más bien de una pequeña región del bulbo cerca del punto de nacimiento de los nervios neumogástricos. 
En los 200 años transcurridos, innumerables estudios han ampliado de forma extraordinario los conocimientos y la comprensión de los componentes anatómicos del control ventilatorio. Sin embargo, es difícil aplicar a los seres humanos los datos obtenidos de experimentos en animales, porque existe variación entre especies.
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Centros medulares (bulbares) 
La médula oblongada (bulbo raquídeo) contiene muchos de los centros básicos de control ventilatorio en el cerebro. Las zonas medulares específicas están activas predominantemente durante la inspiración y la espiración. Hay muchas interconexiones de neuronas inspiratorias o espiratorias. Los centros inspiratorios localizados en el grupo respiratorio dorsal (DRG, dorsal respiratory group) se sitúan en la formación reticular medular dorsal. El DRG es el origen de los ritmos ventilatorios elementales y actúa como “marcapaso” del aparato respiratorio.
Centros protuberanciales 
Los centros protuberanciales procesan impulsos originados en la médula oblongada. El centro apnéustico está en la zona media o inferior de la protuberancia. Con la activación, dicho centro envía impulsos a las neuronas inspiratorias del DRG para que comience la inspiración. La estimulación eléctrica de dicha zona origina espasmo inspiratorio.
Centros respiratorios superiores 
Muchas estructuras superiores del cerebro modifican los procesos del control ventilatorio. En el mesencéfalo la estimulación del sistema de activación reticular, acelera la frecuencia y aumenta la amplitud de la ventilación. La corteza cerebral también modifica las características de la respiración, aunque no se sabe cuáles son las vías nerviosas con exactitud.
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Control reflejo de la ventilación
Los reflejos que influyen directamente en las características ventilatorias por lo común realizan tal fenómeno para evitar la obstrucción de las vías respiratorias. 
La deglución de alimentos entraña la participación de los nervios glosofaríngeo y neumogástrico. La estimulación de los pilares faríngeos anteriores y posteriores en la retrofaringe induce la deglución. Durante esta última, la inspiración se interrumpe un momento, lo cual sigue a una gran respiración e intensificación breve de la ventilación. 
El vómito modifica de modo significativo la actividad ventilatoria normal. Es importante que muestren coordinación en un intervalo muy breve fenómenos comodeglución, salivación, reflejos gastrointestinales, movimientos ventilatorios espasmódicos rítmicos y actividad muscular notable de diafragma y músculos de abdomen. Ante el riesgo obvio de broncoaspiración del contenido gástrico, es mejor inhibir la inspiración durante el vómito. Los impulsos que llegan a los centros respiratorios provienen de los pares craneales y de los nervios de la médula espinal..
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Control reflejo de la ventilación
La tos es consecuencia de la estimulación del subepitelio traqueal, en especial de la pared traqueal posterior y la carina. Para que se produzca la tos también se necesita coordinación de la actividad de músculos de vías respiratorias y ventilatorios. Para que la tos sea eficaz se necesita inspiración profunda y después espiración forzada contra la glotis cerrada de modo momentáneo para intensificar la presión intratorácica y consumar la maniobra espiratoria de expulsión. 
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Terminología
A menudo los términos respiración, ventilación y otros sinónimos se utilizan de modo indistinto, si bien tienen diferentes significados. 
La respiración denota el acto de espirar e inspirar que necesitan la energía para el trabajo muscular; en consecuencia, está limitado por las reservas calóricas. 
Por otra parte, la ventilación es la entrada y salida de gases de los pulmones. Si es espontánea, la ventilación necesita energía para trabajo muscular y, en consecuencia, para respirar. 
A pesar de las aparentes diferencias terminológicas, el uso coloquial de los términos anteriores genera confusión en el diálogo cotidiano y científico. 
Por ejemplo, los respiradores se usan para tratar a personas que han presentado un paro respiratorio pero que ya no muestran frecuencia respiratoria, y a veces se recomienda a los residentes clínicos generar hipopnea, es decir, disminución de la respiración en una persona por medio de un anestésico potente.
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CRF: capacidad funcional
CPT: capacidad pulmonar total
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Volúmenes y capacidades pulmonares
El volumen corriente es el volumen de gas que entra y sale de los pulmones durante la respiración en reposo, y es de 6 mL/kg a 8 mL/kg. El volumen corriente disminuye cuando la distensibilidad pulmonar lo hace o cuando el paciente muestra disminución de la potencia de los músculos ventilatorios. 
La capacidad vital suele acercarse a 60 mL/kg, pero puede variar incluso un 20% con respecto a la normal en sujetos sanos. Esta variable guarda una correlación precisa con la respiración profunda y la tos eficaz. En las enfermedades pulmonares restrictivas como el edema de pulmones o la atelectasia, disminuye. También disminuye en la restricción extrapulmonar inducida mecánicamente observada en derrame pleural, neumotórax, embarazo, ascitis copiosa o debilidad de los músculos de la ventilación. 
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Volúmenes y capacidades pulmonares
La capacidad inspiratoria es el máximo volumen de gas que se puede inspirar desde el nivel espiratorio de reposo, y a menudo disminuye en presencia de obstrucción notable de vías extratorácicas. Tal medición es uno de los métodos más sencillos para detectar obstrucción de las vías respiratorias extratorácicas. Los cambios en el volumen absoluto de la capacidad inspiratoria por lo común corresponden a cambios de la capacidad vital. El volumen de reserva espiratoria no tiene gran utilidad diagnóstica. 
La capacidad residual funcional (CRF) es el volumen de gas que queda en los pulmones al final de la espiración pasiva. El volumen residual es el gas que persiste dentro de los pulmones al final de una espiración máxima forzada. 
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Volumenes pulmonares
Se señalan 4 diferentes volúmenes, los cuales, sumados, igualan el volumen máximo de la expansión pulmonar. 
El volumen de ventilación pulmonar es el aire inspirado y espirado en cada respiración normal; tiene el valor de aprox. 500 ml
El volumen de reserva inspiratoria es el volumen extra de aire que puede ser inspirado sobre el volumen de ventilación pulmonar normal, siendo habitualmente de aprox 3000ml
El volumen de reserva espiratoria es el aire que puede ser espirado en espiración forzada, después del final de na espiración normal; su cantidad normalmente es de 1100 ml
El volumen residual es el volumen de aire remanente en los pulmones después de la espiración forzada. Es de aprox 1200 ml
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Capacidades pulmonares
Capacidad inspiratoria – CI: Es la cantidad de aire total que puede entrar en los pulmones tras una inspiración forzada. volumen corriente + volumen de reserva inspiratorio: 500 + 3 000 = 3 500 ml. 
Capacidad espiratoria – CE: Es la cantidad de aire que se puede expulsar de los pulmones tras espiración máxima. volumen corriente + volumen de reserva espiratorio: 500 + 1 200 = 1 700 ml. 
Capacidad funcional residual – CPR: Es la cantidad de aire que queda en los pulmones tras una espiración tranquila. Volumen de reserva espiratorio + volumen residual: 1 200 + 1 200 = 2 400 ml. 
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Capacidades pulmonares
Capacidad vital – CV: Esta capacidad es una de las principales medidas respiratorias. Es el volumen corriente + volumen de reserva inspiratorio + volumen de reserva espiratorio: 500 + 3 000 + 1 200 = 4 700 ml. Puede variar con el sexo, la talla, la constitución física. También, es la cantidad de aire que puede expulsarse mediante una espiración forzada tras una inspiración forzada.
Capacidad pulmonar total – CPT: nos mide la cantidad de aire que cabe en el pulmón. Capacidad vital + volumen residual = 5 900 ml.
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Otros factores que inciden en los volúmenes y capacidades pulmonares serían:
Índice de TIFFENEAU – IT:
Es una relación entre el volumen espiratorio forzado en el primer segundo y la capacidad vital. Este volumen espiratorio forzado en el primer segundo es la cantidad de aire que se puede expulsar en un segundo mediante una espiración forzada. Además, si dividimos ese valor entre la capacidad vital del individuo se obtiene un valor qué es el índice de TIFFENEAU. Su valor normal es de 0.8; que quiere decir que el 80% del aire de la capacidad del individuo se puede expulsar forzadamente durante el primer segundo.
Espacio muerto fisiológico – UVD:
Es la cantidad de aire contenido en las vías respiratorias y en los alveolos, que no llega a participar en el intercambio de gases. Está constituido por el espacio muerto anatómico y el funcional, también es la cantidad de aire que se encuentra en el interior de las vías respiratorias.
Tasa de ventilación:
Esta tasa mide la cantidad de aire desplazado durante los movimientos respiratorios por unidad de tiempo.
Se puede determinar de dos formas: bien por la ventilación minuto que es producto del volumen corriente por la frecuencia respiratoria, o por la ventilación alveolar que es la ventilación minuto, pero se ha suprimido el espacio muerto de ventilación alveolar, asimismo es el volumen corriente menos el volumen del espacio muerto funcional por la frecuencia respiratoria. 
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Gracias por su atención
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