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FISIOLOGÍA (6654) - 2021 
Prof. Guillermo HUCK
14/9/2021
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FISIOLOGÍA DE LA 
RESPIRACION
ANATOMIA
IMPORTANCIA DE LA V.A DE CONDUCCIÓN –
Tráquea y bronquios
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CONCEPTOS GENERALES
La respiración consiste en el intercambio 
de gases (O2, CO2) entre las células y la 
atmósfera. Puede dividirse en 
 Externa :Intercambio de gases (O2/CO2) 
a nivel pulmonar
 Interna :
◦ Transporte de gases en la sangre
◦ Intercambio tisular
◦ Respiración celular 
RESPIRACIÓN INTERNA VS EXTERNA
La respiración y sus órganos 
participan además en otras 
funciones:
 Regulación ácido/base
 Regulación de la temperatura corporal
 Excreción de compuestos (por ejemplo, 
cuerpos cetónicos)
 Actividad hormonal: angiotensina.
VALORES EN REPOSO
 12-15 respiraciones minuto
 500 cc aire inspirado/espirado en cada 
ciclo 
 6 a 7,5 L/min 
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MECANICA DE LA RESPIRACION
Músculos respiratorios
INSPIRATORIOS 
1. Diafragma
2. Intercostales 
externos
3. Esternocleido 
mastoideo
4. Escalenos
5. Pectorales
ESPIRATORIOS
1. Intercostales 
internos
2. Abdominales
3. Recto anterior
4. Oblicuos
Músculos respiratorios
2006
MECANICA DE LA RESPIRACION
Presiones 
 Presión atmosférica = 0 cm H2O
 Presión pleural (Ppl) = -3 a -5 cm H2O
 Presión alveolar (Pal) = Presión pleural + 
presión de retroceso elástico alveolar
 Presión transmural = Gradiente de presión 
transmural alveolar = Pal - Ppl 
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Dinámica
AUMENTO DE LA CAVIDAD 
TORACICA
Intercostales externos 
Diafragma
DISMINUCION DE LA 
CAVIDAD
TORACICA
Intercostales internos
MECANICA DE LA RESPIRACION
Inspiración 
 Orden de control central
 Vías eferentes: información a los músculos inspiratorios
 Actividad de diafragma e intercostales
 Presión pleural más negativa
 Aumenta presión trnasmural alveolar
 Los alvéolos se expanden
 Disminuye la presión alveolar
 Gradiente de presión, genera flujo de entrada de aire
 Aumenta el retroceso elástico pulmonar 
INSPIRACION
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MECANICA DE LA RESPIRACION
Espiración 
 Cesa el comando inspiratorio
 Músculos respiratorios se relajan
 Disminuye el volumen torácico
 Presión pleural se hace menos negativa
 Disminuye el gradiente de presión transmural 
alveolar
 Disminuye el volumen alveolar y presión 
alveolar
 Flujo de salida de aire hasta que se igualan las 
presiones 
ESPIRACIÓN
MECANICA DE LA RESPIRACION
Distensibilidad o Compliance
 Determina la facilidad con la que el pulmón
puede distenderse o estrecharse
 La distensibilidad (compliance)es el inverso de la 
elasticidad
 DISTENSIBILIDAD = 200-240 ml/cmH2O
 + Volumen / + Presión
 500 ml / -3, -5 cm H2O
MECANICA DE LA RESPIRACION
Retroceso elástico
 Depende del tejido pulmonar en su contenido 
de elastina y colágeno
 El retroceso elástico alveolar:
* Tiende a colapsar alvéolos
* Aumenta a volúmenes pulmonares altos
 Retroceso elástico de la caja torácica
* Tiende a expandir sus diámetros
* Aumenta a volúmenes pulmonares bajos 
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Dinámica MECANICA DE LA RESPIRACIONSurfactante pulmonar 
COMPONENTES:
90% son Lípidos
10% son Proteínas
Lípidos: Fosfatidilcolina 60%
Fosfatidilglicerol
Fosfatidilinositol
Otros
Proteínas: SP-A es Inmunomoduladora
SP-B
SP-C
SP-D es Inmunomoduladora
SP-B Y C Participan en estructura, en la actividad de disminuir la
tensión superficial y estimulan la absorción de fosfolípidos 
Ley de LaPlace
 Presión = 2 x Tensión superf.
Radio del alvéolo
SIN SURFACTANTE, EL ALVEOLO CHICO SE VACIARÍA EN EL GRANDE POR 
MAYOR PRESIÓN
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MECANICA RESPIRATORIA
Surfactante pulmonar
 NEUMOCITO II
 Cuerpos lamelares (Almacenam.)
 Exocitosis al alvéolo
 Formación de una Monocapa
 Disminución de la tensión superficial
 Reemplaza el agua en la superficie alveolar, 
intercalándose entre sus moléculas. 
(reduce la interfaz aire- líquido)
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MECANICA DE LA RESPIRACION
Surfactante pulmonar 
 Disminuye el trabajo durante la inspiración:
* Disminuye la tensión superficial de los
alvéolos
* Disminuye el retroceso elástico del
pulmón
* Aumenta la distensibilidad
 Ayuda a estabilizar los alvéolos de diferentes 
tamaños
MECANICA DE LA RESPIRACION
Surfactante pulmonar 
 Efectos:
1. Mejora la función pulmonar
2. Mejora la expansión alveolar
3. Mejoría en la oxigenación
4. Disminuye el soporte ventilatorio 
5. Aumenta la capacidad residual funcional
6. Aumenta la distensibilidad pulmonar
7. Disminuye los cortocircuitos intrapulmonares
8. Mejora la relación ventilación / perfusión 
ESPACIO MUERTO 
 Anatómico: es el volumen de las vías aéreas de 
conducción = 150ml
 Fisiológico: es una medida funcional del volumen 
de los pulmones que no intercambia CO2. En 
sujetos normales es igual al espacio muerto 
anatómico
 Representa ventilación perdida en pacientes con 
enfermedades obstructivas y restrictivas
Ventilación minuto= F x V
 “Normal” = 12 x 0,5L = 6 L
 Ejercicio físico = 35-45 x 2L = 70-90L
◦ Diferencia 15.
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FLUJO EN LA VIA AEREA 
 Turbulento: Ocurre si el flujo de aire es 
alto, la densidad del gas es elevada, radio 
de la vía aérea es grande: tráquea.
 Transicional: Ocurre en los puntos de 
ramificación de las vías aéreas
 Laminar: Vías aéreas periféricas donde la 
velocidad es muy baja. 
RESISTENCIA PULMONAR 
 Está dada por la resistencia del tejido 
pulmonar más la resistencia de la vía 
aérea.
 La resistencia de las vías aéreas 
constituye el 80% de la resistencia total.
 La resistencia de las vías aéreas puede 
elevarse en forma significativa en 
presencia de algunas enfermedades. 
Factores que modifican la 
resistencia de la vía aérea
> Resistencia
(constricción)
 Estímulo 
parasimpático
(Acetilcolina)
 Histamina
 < PCO2
< Resistencia
(dilatación)
 Estímulo simpático
 B2 agonistas
 > PCO2
 < PO2
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CIRCULACIÓN PULMONAR 
 Circulación pulmonar: relacionada con el 
sistema de intercambio gaseoso
 Circulación bronquial: abastece de sangre 
arterial al pulmón para las necesidades de sus 
células
 Ambos sistemas producen uniones 
(anastomosis), lo que hace que la sangre de la 
vena pulmonar, es decir la que se ha 
oxigenado, no esté oxigenada al 100%.
CIRCULACIÓN PULMONAR
Zonas vasculares: efecto de la 
presión hidrostática capilar.
Efecto de los gradientes de presión 
hidrostática
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Relación ventilación-perfusión
 La ventilación pulmonar (V) y la cantidad 
de sangre que recibe el pulmón 
(perfusión, Q) guardan una correlación.
 Reposo : 
◦ Q = 5L/min bases > vértices
◦ V= 4,2L/min vértices > bases
◦ V/Q=0,8
IMPORTANCIA DE LA PRESIÓN 
INTERSTICIAL NEGATIVA
RESPIRACION
RESPIRACION 
EXTERNA
 O2 y CO2 difunden de las 
zonas de su mayor grado de 
las presiones parciales en las 
zonas más bajas de sus 
presiones parciales 
Difusión depende de la 
diferencia presión parcial 
Comparar los movimientos de 
gas en los capilares 
pulmonares a los capilaresdel 
tejido
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Tasa de Difusión de Gases
 Depende de la presión parcial de los gases en el aire 
P. O2 en el nivel del mar es de 160 mm / Hg 
10.000 pies es de 110 mm / Hg / 50.000 pies es de 18 
mm de Hg 
 Gran superficie de nuestro alvéolos 
 Difusión a distancia (membrana de espesor) es muy 
pequeño 
 Solubilidad y peso molecular de los gases :
O2 pequeñas molécula difunde algo más rápido 
CO2 se disuelve fácilmente en agua, la difusión neta de 
CO2 es mucho más rápido 
RESPIRACION INTERNA
 El intercambio de gases entre 
la sangre y los tejidos 
Conversión de sangre 
oxigenada en la sangre no 
oxigenada 
Difusión de O2 hacia adentro 
de la célula
Durante el ejercicio más de 
O2 se absorbe 
Observar la difusión de CO2 
hacia el exterior
TRANSPORTE DE OXIGENO Y 
DIOXIDO DE CARBONO EN LA 
SANGRE
TRANSPORTE DE OXIGENO
 En cada 100 ml de sangre oxigenada, el 1,5% de 
la de O2 se disuelve en el plasma y el 98,5% se 
une con la hemoglobina (Hb) en los glóbulos 
rojos como oxihemglobina (HbO2). 
Hemoglobina consiste en una porción de 
proteína llamada globina y un pigmento llamado 
heme. 
El heme porción contiene 4 átomos de hierro, 
cada una capaz de combinar con una molécula 
de oxígeno.
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Hemoglobina y la presión parcial de 
oxígeno
 El factor más importante que determina la 
cantidad de oxígeno que se combina con la 
hemoglobina es la PO2. 
Cuanto mayor sea la PO2, más oxígeno se 
combinan con la hemoglobina, hasta la 
disposición de moléculas de hemoglobina están 
saturados.
Hemoglobina y la presión parcial de 
oxígeno
 La sangre es casi 
totalmente saturada de 
O2 en 60mm 
Entre el 40 y 20 mm de 
Hg, grandes cantidades 
de O2 se liberan como 
en las zonas de 
necesidad, como la 
contratación muscular
TRANSPORTE DE OXIGENO EN 
LA SANGRE
 Oxihemoglobina contiene un 98,5% de oxígeno 
combinado químicamente con hemoglobina 
dentro de los glóbulos rojos. 
No se disuelve fácilmente en el agua 
Sólo el 1,5% transportado disuelto en la sangre 
Sólo el O2 disuelto puede difundir en los 
tejidos 
Factores que influyen en la disociación de O2 
de la hemoglobina son importantes 
Otros factores que afectan a la 
hemoglobina afinidad por el oxígeno
 En un ácido (pH bajo), se conoce como el efecto Bohr. 
 Bajos valores de pH en sangre (ácido condiciones) los resultados de 
la PCO2 alta. 
- aumentos de la temperatura
2, 3 - bifosfoglicerido (es una sustancia formada en los glóbulos rojos 
durante el metabolismo de la glucosa). Cuanto mayor sea el nivel, más 
oxígeno es liberado de la hemoglobina.
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ACIDEZ AFINIDAD CON EL 
OXIGENO POR LA HB
 Cuando la acidez 
aumenta, la afinidad de 
Hb por O2 disminuye: 
efecto Bohr 

H + se une a la 
hemoglobina y se 
altera la 
conformación, O2 va a 
los tejidos
pCO2 & Oxygen Release
 Como pCO2 aumenta 
con el ejercicio, O2 se 
libera más fácilmente 
 CO2 se convierte
en ácido carbónico. y 
este en H + y 
bicarbonato, entonces 
disminuye el pH.
RELACION TEMPERATURA Y 
OXIGENO
 Con los aumentos de 
temperatura, más de 
O2 se libera. 
Actividad metabólica y 
calor. 
Hormonas como la 
tiroxina y la hormona 
del crecimiento
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Envenenamiento por monóxido de 
carbono
 CO de escape de automóviles y el humo 
del tabaco 
Se une a la Hb heme grupo con mayor 
éxito que O2 
Envenenamiento de CO 
Tratar mediante con administración de 
O2 puro
TRANSPORTE DE DIOXIDO DE 
CARBONO
 El CO2 es transportado en la sangre en 
forma de CO2 disuelto (7%), 
carbaminohemoglobin (23%), y los iones 
bicarbonato (70%). 
La conversión de CO2 en iones 
bicarbonato y el cloruro de cambio iónico 
mantiene el equilibrio entre el plasma y 
glóbulos rojos de la sangre
TRANSPORTE DE DIOXIDO DE 
CARBONO
 100 ml de sangre lleva 55 ml 
de CO2 
Es transportado por la 
sangre en tres formas 
Disuelto en el plasma 
Unido a molécula de Hb 
formando 
carbaminohemoglobina 
Como parte de los iones 
bicarbonato 
CO2 + H2O se combinan 
para formar ácido carbónico 
que se disocia en H + y de 
iones bicarbonato
Resumen de intercambio y 
transporte de gas en Pulmones y 
Tejidos
 CO2 en la sangre causa separación O2 de la 
hemoglobina. 
Del mismo modo, la unión de O2 a la 
hemoglobina provoca una liberación de CO2 a 
partir de la sangre.
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Resumen de intercambio y 
transporte de gas en Pulmones y 
Tejidos
CONTROL DE LA RESPIRACION
Centro Respiratorio
 El área del cerebro desde el que se envían 
impulsos nerviosos a los músculos 
respiratorios se encuentra bilateral en la 
formación reticulares del tallo cerebral. 
Este centro respiratorio consta de un 
área medular ritmicidad (inspiratorio y 
espiratorio), zona pneumotaxica, y área 
anapneustica
Rol del Centro Respiratorio
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Ritmicidad zona medular
 Controles básicos ritmo de la respiración 
Inspiración durante 2 segundos, de caducidad de tres 
células autoritmicas activas durante dos segundos y luego 
inactivos 
Neuronas espiratorio inactivas durante la respiración 
tranquila, activa sólo durante la ventilación de alta tasas
Zona Pneumotaxic
 La zona Pneumotaxic en la parte superior 
ayuda a coordinar la transición entre la 
inspiración y la expiración 
La zona apneustic envía impulsos a la zona 
inspiratoria para activarla y prolongar la 
inspiración, e inhibir la expiración
REGULACION DEL CENTRO 
RESPIRATORIO
 INFLUENCIAS CORTICALES VOLUNTARIAMENTE 
PUEDEN MODIFICAR LOS PATRONES DE 
RESPIRACIÓN.
CONTRIBUCIONES VOLUNTARIAS DE LA 
RESPIRACIÓN SE VE LIMITADA POR EL GRAN 
AUMENTO DE LOS ESTÍMULOS DE [H +] Y [CO2]. 
Quimiorreceptores: regulación de la 
respiración
 Un ligero aumento en la PCO2 (y, por tanto, H +), la condición 
llamada hipercapnia, estimula quimiorreceptores centrales. 
Como respuesta al aumento de la PCO2, el aumento de H + y la 
disminución de la PO2, la zona inspiratoria es activada y se produce 
hiperventilación, la respiración profunda y rápida.
Si arterial de la PCO2 es menor de 40 mm Hg, una condición 
llamada hipocapnia, los quimiorreceptores no son estimulados y la 
zona inspiratoria establece su propio ritmo hasta que el CO2 se 
acumula y aumenta la PCO2 40 mm Hg. 
Grave deficiencia de O2 deprime la actividad de los 
quimiorreceptores centrales y el centro respiratorio
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Regulación de la respiración
 Su objetivo es mantener los niveles de O2 y CO2 en 
sangre dentro de unos márgenes estrechos que 
permitan la funcionalidad celular. 
 Además, la respiración debe integrarse con el 
sistema digestivo, la emisión de sonidos, la tos, etc.
 El sistema está formado por centros respiratorios, 
que está distribuidos en varios grupos de neuronas 
integrados en el tronco del encéfalo o bulbo 
raquídeo.
Control nervioso de la respiración
 El patrón cíclico de respiración se modifica 
por diversos estímulos:
◦ Cambios en el pH o en la concentración de 
CO2 y de O2
◦ Situaciones como el ejercicio, emociones, 
cambios de presión arterial y temperatura
Regulación de la respiración
 El control nervioso se basa en la presencia de 
mecanorreceptores en pulmones, vías respiratorias, 
articulaciones y músculos, que recogen información y la 
transmiten a los centros respiratorios. 
 Cuandoaumenta la concentración de CO2 en sangre o 
cuando aumenta la concentración de iones hidrógeno en 
sangre, se estimulan los quimiorreceptores en los cuerpos 
carotídeo y aórtico, y la velocidad de la respiración aumenta 
para eliminar el exceso de CO2
 Los movimientos respiratorios se desarrollan de forma 
involuntaria pero se puede modificar de manera voluntaria al 
tener conexiones con la corteza cerebral.
Regulación de la respiración
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Centrales Periféricos
aorta
Carótidas
Detectan cambios en PO2
Detectan cambios en PCO2 de 
forma directa
No detectan cambios en PO2
Detectan cambios en PCO2
de forma indirecta (por 
cambios de pH)
Quimiorreceptores Regulación de la respiración
REGULACION QUIMICA DE LA 
RESPIRACION
Regeneración de la 
regulación negativa de la 
respiración
 Retroalimentación negativa : 
control de la respiración 
Aumento de la pCO2 
arterial estimula los 
receptores 
Centro Inspiratorio 
Músculos de la respiración 
se contraen con mayor 
frecuencia y fuerza 
Disminuye pCO2
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Control de la frecuencia 
respiratoria
 Propioceptores de las articulaciones y los músculos 
inspiratorios activan el centro para aumentar la 
ventilación ante la necesidad de suplemento de oxígeno 
inducida por el ejercicio. 
La inflación (Hering- Breuer) detecta el reflejo de la 
expansión del pulmón se estiran los receptores y los 
límites en función de necesidad de asistencia 
respiratoria y la prevención de los daños. 
Otras influencias incluyen la presión arterial, el sistema 
límbico, la temperatura, el dolor, el estiramiento del 
esfínter anal, y la irritación de la mucosa respiratoria. 
El ejercicio y el sistema respiratorio
 El sistema respiratorio trabaja con el sistema cardiovascular para 
hacer los ajustes apropiados para el ejercicio de diferentes 
intensidades y duraciones. 
Como el flujo de sangre aumenta con un menor contenido de O2 y 
mayor de CO2, la cantidad que pasa por el de pulmón (perfusión 
pulmonar) aumenta y se ve compensada por el aumento de la 
ventilación y la capacidad de difusión de oxígeno en los capilares 
pulmonares más abierto. 
La capacidad ventilatoria puede aumentar 30 veces por encima de 
los niveles en reposo, al principio con ritmo rápido, debido a las 
influencias neuronales y, a continuación, más gradualmente debido a 
la estimulación química de los cambios en el metabolismo de las 
células. 

Los fumadores tienen dificultad para respirar por una serie de 
razones, incluida la nicotina, mocos, irritantes, y que el hecho de 
que el tejido cicatrizal reemplaza las fibras elásticas.
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