FISIOLOGÍA - SISTEMA RESPIRATORIO I

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SEMANA 15 
SISTEMA RESPIRATORIO I 
GENERALIDADES 
El aparato respiratorio en un sistema de órganos que hace que 
el aire entre y salga del cuerpo de manera rítmica, por lo cual 
proporciona al cuerpo oxígeno y expele el dióxido de carbono que 
generan los tejidos. 
Para fisiología el sistema respiratorio se divide de forma 
funcional en una zona de conducción (tráquea, bronquios, 
bronquiolos, bronquiolos terminales) y una zona respiratoria 
(bronquiolo respiratorio, conducto alveolar, saco alveolar). Esta 
clasificación depende directamente de la composición histológica 
de cada órgano implicado, todos aquellos que hacen parte de la 
zona de conducción, tienen una pared gruesa y firme que impide 
el intercambio gaseoso, además, no tienen una relación estrecha 
con los capilares sanguíneos, y todo aquellos que hacen parte de 
la zona respiratoria, desde la 16ava generación broquial en 
adelante el epitelio es tan delgado y tiene la irrigación propia 
para poder hacer el intercambio gaseoso. 
 
FUNCIONES DEL SISTEMA RESPIRATORIO 
Las funciones principales del sistema respiratorio son: 
 Intercambio de oxígeno y dióxido de carbono entre la 
sangre y el aire. (hematosis) 
 Sirve para el habla y otras vocalizaciones (risa, llanto, 
gritos, gemidos) 
 Sentido del olfato 
 Eliminar el dióxido de carbono (ácido) y ayudar a 
controlar el pH de los líquidos corporales 
 Contribuye a la síntesis de un vasoconstrictor llamado 
angiotensina II, por medio de la ECA, que ayuda a 
regular la presión arterial. 
 Promueve el flujo de linfa y sangre venosa, por medio 
del mecanismo de bomba torácica. 
 Los pulmones filtran pequeños coágulos sanguíneos 
 Ayuda a expeler contenido abdominal durante la 
micción, la defecación y el parto por medio de la 
maniobra Valsalva. 
 El lecho capilar pulmonar es un importante reservorio 
de sangre. 
ANATOMÍA FUNCIONAL DE LA DIVISÓN CONDUCTORA 
Funciones de la cavidad nasal: acondicionamiento del aire 
(calienta, humidifica y limpia). Las 
vibrisas y a lo largo de todo el resto 
de la mucosa respiratoria se 
eliminan partículas extrañas 
(mugre, polen, insectos) del aire. 
Los meatos nasales, los plexos 
nasales y los cornetes calientan el aire (cercano a los 37°) y 
llevan a que él se expanda y la mucosa lo humidifique. También, 
ayuda a la 
resonancia de la 
voz y a cumplir o 
llevar a cabo la 
función olfatoria. 
Funciones de la faringe: la faringe conduce aire, conduce 
alimentos y también limpia el aire por medio de las amígdala 
(anillo de Waldeyer), ¿cómo es el mecanismo de la amígdala? 
Funciona como centro de control, el aire al pasar por allí va a ser 
controlado (retenes de tránsito), tiene que dar un giro de 90° 
hacia abajo, las partículas que tengan un peso molecular muy 
grande (algunas bacterias), tienen mayor masa molecular y por 
ende mayor inercia, así que al aire entrar con una alta velocidad 
se impacta, gracias a la inercia que tiene (mecanismo de 
impactación). Por ejemplo: al inhalar el humo de las busetas, al 
otro día aparece la amigdalitis, debido a que en la amígdala hay 
macrófagos dispuestos para descomponer vía fagocitosis los 
elementos extraños. 
También, conduce el aire y los alimentos, además la nasofaringe 
lleva el aire hacia el oído medio 
La laringofaringe permite la función de deglución, que permite 
la separación de los alimentos y del agua de las vías aéreas. 
Funciones de la tráquea: Al exhalar se produce unas presiones 
altas, que tienden a comprimir la tráquea, por eso tiene un 
soporte cartilaginoso robusto. 
La cubierta interna de la tráquea es un epitelio cilíndrico 
seudoestratificado compuesto sobre todo por células caliciformes 
que secretan moco, células ciliadas y citoblastos basales cortos. 
El moco atrapa partículas 
inhaladas, y el 
desplazamiento hacia arriba 
de los cilios lleva el moco 
cargado con desperdicios y 
partículas hacia la faringe, 
donde se le deglute, se 
conoce como transporte 
mucociliar 
Correlación: el humo de 
cocina, de leña, de cigarrillo 
irritan la mucosa del tracto 
respiratoria y la hacen ser 
impersecretora (produce 
más moco), pero paraliza el movimiento ciliar. Como otro método 
de protección, se conoce el MALT (tejido linfoide asociado a 
mucosas) está compuesto por un grupo de tejidos linfoides 
organizados en folículos que se encuentran presentes en las 
superficies mucosas respiratorias, digestivas y genitourinarias, 
pueden presentarse en forma de folículos agregados como en 
las amígdalas palatinas, amígdalas linguales y las adenoides 
Función de los bronquios y bronquiolos: Un bronquio es un 
cconducto en que se bifurca la 
tráquea y que se va subdividiendo a 
su vez en ramificaciones cada vez 
más finas en los pulmones. Y 
los bronquiolos son las pequeñas 
vías aéreas de un milímetro o 
menos, en que se divide el 
árbol bronquial distal. Tienen un 
soporte cartilaginoso para evitar el 
colapso, ¿cómo hace el bronquiolo terminal, el bronquiolo 
respiratorio y los alveolos que ya no tienen soporte cartilaginoso 
para no dejarse colapsar? Por fuerza de tracción elástica 
(Llamamos fuerza elástica a aquella que ejerce un objeto para 
evitar cambiar de forma y se manifiesta cuando un objeto que 
suele recuperar su forma (como un resorte) se encuentra bajo 
la presión de una fuerza de deformación) 
Los bronquios están rodeados por bandas de músculo liso tipo 
unitario, su función es regular el flujo de aire, también responde 
a una gran cantidad de estímulos químicos, mecánicos y 
eléctricos 
Si hay broncoconstricción, aumenta la resistencia y disminuye 
el flujo, pero si hay broncodilatación disminuye la resistencia y 
el flujo aumenta 
 
El bronquiolo tiene 
una vena y una 
arteria bronquiales, 
alrededor está el 
parénquima pulmonar 
 
Pulmones in situ 
En anatomía, están 
adentro del tórax y a su 
vez, una subcavidad 
pleurales 
 En la imagen, se puede 
observar una radiografía 
espirada, ya que los 
pulmones están pequeños y al tomar aire los pulmones se 
expanden y abarcan toda la pleura, son dos: pleura parietal (se 
relaciona con la pared torácica) y la pleura visceral (es más fina), 
entre ambas hay una 
cavidad virtual llamada 
cavidad pleural, 
ocupada por una 
escasa cavidad de 
líquido pleural 
Propiedades del parénquima pulmonar 
En física, un material es rígido (capacidad de resistirse a la 
deformación) o distensible (la facilidad con la que se puede 
distender), por ende, el parénquima pulmonar es distensible. 
Cualquier patología que altere la distensibilidad lo hace más 
rígido (fibrosis pulmonar). Ahora bien, existe dos capacidades, la 
primera es elasticidad (al deformarse vuelve a la forma inicial) y 
plasticidad (conserva la forma del cambio). 
El tórax es un compartimento elástico. ¿por qué es elástico? Por 
sus componentes anatómicos. Hay una serie de cartílagos hialinos 
que se anclan al esternón y tienen fibras de colágeno 
(constitutivamente) y algunas fibrillas dispersas de elastina. El 
colágeno no es tan distensible pero si es muy elástico y la 
elastina tiene las dos propiedades, entonces, el tórax por ese 
https://es.wikipedia.org/wiki/Bronquio
armazón de colágeno y por los tejidos blandos de las 
articulaciones (entre la columna vertebral y las costillas) es 
elástico. 
Parénquima pulmonar → elástico y distensible 
Tórax → elástico 
Nota: La retractilidad elástica de la pared torácica es tal que, si 
el tórax no tuviese oposición por la retracción de los pulmones, 
se expandiría a alrededor de 70% de la CPT. 
PLEURAS 
 
Entre la pleura parietal, pegada a la cavidad, y pleura visceral, 
pegada a los pulmones, existe la cavidad (virtual) pleural que está 
llena de líquido pleural. 
¿Cuáles son la funciones de la pleura? 
 Reducir la fricción: piense que el pulmón se esta 
expandiendo y se está moviendo contra la pared del 
tórax y debe haber algo que lo proteja contra el 
desgaste y le permita moverse. 
 Crear un gradiente de presiones: la presión en la cavidad 
pleural ennegativa y genera un gradiente de presión. 
 Compartimentalización: separa el pulmón derecho del 
izquierdo para que cumplan las mismas funciones, pero 
de manera aislada, “lo que le pasa al pulmón derecho 
no tiene nada que ver con lo que le pasa al pulmón 
izquierdo”. Están encerradas en una cavidad hermética 
(que nada entre y nada sale). 
DIAPO 20: Por diferentes experimentos e investigaciones se 
conoce que si se sacan los pulmones del tórax o si no hay ninguna 
fuerza que los mantenga insuflados, estos van a colapsar (como 
una bomba cuando se suelta y sale volando, soltando el aire que 
tenía dentro). 
Nota: los pulmones cuando se sacan del tórax solo alcanzan a 
almacenar 600 ml entre los dos. Es decir, 300 ml de aire cada 
pulmón. Y se puede evidenciar radiológicamente. 
Ya dijimos que el parénquima pulmonar y la cavidad torácica son 
elásticos, y se puede comparar esa propiedad de elasticidad 
como si fuese un resorte, “si yo digo que tengo un resorte, puedo 
dejarlo quieto (con su longitud original/de reposo), puedo coger 
un extremo y tirarlo (deformarlo, aplicando una fuerza y 
llevándolo a almacenar energía elástica potencial que puede ser 
liberada si se comprime), o puedo tomar el resorte desde su 
longitud original y comprimirlo (también almacenará energía 
elástica potencial y la liberará expandiéndose)”. 
Si saco el pulmón de la caja torácica se va a achicharrar 
(comprimir), por tanto, podemos afirmar que el pulmón está en 
la cavidad torácica estaba elongado. La pared torácica, hace lo 
contario, cuando se le retiran los pulmones ella de distiende o 
expande lo que sugiere que antes se encontraba comprimida. En 
conclusión, el pulmón y la pared torácica tienen un 
comportamiento elástico opuesto. 
 
El pulmón siempre quiere retraerse y el tórax quiere expandirse. 
Por tanto, la retractilidad elástica de la pared torácica hacia 
afuera ayuda a la expansión de los pulmones, mientras que la 
retractilidad elástica de los pulmones jala la pared torácica hacia 
adentro. Esto depende de la cantidad de aire con la que se esté 
midiendo ese fenómeno. 
Interdependencia estructural de las unidades alveolares. La 
diferencia de presión a través de los alvéolos más externos se 
transmite mecánicamente a través del pulmón a través de los 
tabiques alveolares. Los recuadros muestran la idea del autor de 
lo que podría suceder en la respiración con presión negativa y la 
ventilación con presión positiva. En la respiración con presión 
negativa (recuadro A), la tensión mecánica probablemente se 
transmitiría desde los alvéolos más exteriores (los más cercanos 
a la pared torácica) a los alvéolos más interiores, por lo que los 
alvéolos exteriores podrían estar más distendidos. En la 
ventilación con presión positiva (recuadro B), los pulmones deben 
empujar contra el diafragma y la caja torácica para moverlos. Los 
alvéolos más externos pueden estar más comprimidos que los 
que se encuentran más al interior. 
Partiendo desde un punto de reposo, hago la inspiración, realizo 
la espiración y cuando finalizó ¿boté todo el aire?, no, respuesta 
es no, siempre queda aire, esto se conoce como capacidad 
residual funcional CRF (cantidad de aire que se mantiene y que 
nunca sale de los pulmones durante cada respiración). Más o 
menos equivale a 3000 ml pero es variable. 
El punto de reposo (cuando no tomo ni expulso aire) coincide 
con la CRF que es cuando tengo 3000 ml. 
Recordemos que la longitud original del pulmón son 600 ml y 
estamos llevándolo a 3000 ml, lo que me confirma que esta 
distendido o estirado. Cuando el tórax se abre es capaz de 
guardar 4.200 ml (longitud original), pero lo mantenemos en 
3000 ml, por tanto esta comprimido. 
Cuando funcionan acopladas no van a separarse verdaderamente, 
sino que van a mantenerse juntas y se generará una presión 
pleural negativa. La presión pleural (PP) es esa presión que está 
entre las dos pleuras. Después de la inspiración la presión será 
de -7,5 cmH2O (centímetros de agua), cuando espiramos la 
presión pleural va a -5 cm H2O. En ambos casos vemos que la 
PP en negativa, entre más aire haya en los pulmones, más 
negativa es la presión y viceversa. 
PRESIÓN PLEURAL 
El pulmón es una estructura elástica que se colapsa como un 
globo y expulsa el aire a través de la tráquea siempre que no 
haya ninguna fuerza que lo mantenga insuflado. No hay uniones 
entre el pulmón y las paredes toráxicas, excepto por el punto en 
el que está suspendido en el mediastino (hilio). Por el contrario, 
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. Además, 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 estuviesen pegados, excepto porque están lubricados y se 
pueden deslizar libremente cuando el tórax se expande y se 
contrae. 
La presión opuesta de retroceso 
elástico haría que la dos 
paredes se separen (~4mmH2O 
o 5mmHg), sin embargo, la 
presión de absorción linfática 
(Pliq) es mayor (-10mmH20) y 
en realidad junta (“chupa”) 
ambas paredes (“por eso se 
mueven como un bloque”). 
Las 2 pleuras tampoco se 
pegan, permitiendo el 
movimiento, gracias a un 
sistema de lubricación muy 
eficiente, basado en 
fuerzas repulsivas 
recíprocas de carga 
negativa dada por 
fosfolípidos polares en las 
superficies pleurales, otorgando un coeficiente de fricción tan 
bajo como 0,02 (comparable al de hielo sobre hielo). 
En conclusión, ya se porque hay una cavidad pleura, que presión 
hay dentro de ella, porque la presión dentro de ella es negativa, 
porque aunque es negativa y ambas paredes tiendes a pegarse 
nunca se pegan. 
Otra forma de comprobar esto es con un neumotórax, cuando 
llega un paciente con un balazo o una puñalada en donde hay 
una comunicación entre la cavidad con el ambiente externo 
(atmosfera), se mete aire, demostrando que la presión en el 
interior y menor en el exterior. Como se pierde el acople, hay un 
movimiento individual de las dos paredes; el pulmón se comprime 
y la pared del tórax se distiende. El líquido pleural se acumularía 
en la parte inferior. 
LEYES DE LOS GASES 
 
LEY DE HENRY→ 
https://www.youtube.com/watch?v=EdxEXsnXhpM 
¿en qué periodo de formación fetal se forma el surfactante? 
Hacia la semana 34 de gestación, ocurre la maduración pulmonar 
y con ella la producción del líquido surfactante (que es lípido). 
Nota: el alvéolo es como una bomba inflada; su fuerza elástica 
es retractable, compresiva. Tiende a la retracción elástica. 
LEY DE DALTON→ 
https://www.youtube.com/watch?v=yi0MphrUUaM 
 
 
Nota: Presión atmosférica es cero y la pleural es -5cmH2O 
LEY DE CHARLES→ 
https://www.youtube.com/watch?v=DYv8yy-a1KU 
LEY DE BOYLE→ 
https://www.youtube.com/watch?v=58gouRdq4gA 
mirar presión alveolar. 
Hay que entender a la perfección la presión atmosférica, 
presión alveolar y presión pleural. 
MÚSCULOS RESPIRATORIOS 
Los pulmones se pueden expandir y contraer de dos maneras: la 
primera es mediante el movimiento hacia abajo y hacia arriba 
del diafragma que alarga o acorta la cavidad torácica, y la 
segunda es mediante la elevación o el descenso de las costillas 
para aumentar y reducir el diámetro ante lo posterior de la 
cavidad torácica. 
 
 
 
 
El primer método: La respiración tranquila se consigue casi 
totalmente por el movimiento del diafragma. 
Durante la inspiración la contracción del diafragma tira hacia 
abajo de la superficie inferior 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 se 
expulsa el aire. 
Sin embargo, durante la respiración forzada, lasfuerzas elásticas 
no son suficientemente potentes para producir la espiración 
rápida necesaria, de modo que se consigue una fuerza adicional 
principalmente mediante la contracción de los músculos 
abdominales que empujan el contenido abdominal hacia arriba 
contra la pared inferior del diafragma y comprime los pulmones. 
El segundo método: para expandir los pulmones es elevar la caja 
torácica al elevarla se expanden los pulmones porque en la 
posición de reposo natural las costillas están inclinadas hacia 
abajo lo que permite que el esternón se desplace hacia abajo y 
hacia atrás hacia la columna vertebral. Sin embargo, cuando la 
caja costal se eleva las costillas se desplazan hacia adelante casi 
en la línea recta y el esternón también se mueve hacia adelante 
alejándose de la columna vertebral y haciendo que el diámetro 
anteroposterior del tórax sea aproximadamente un 20% mayor 
durante la inspiración máxima que durante la espiración. 
Conclusión: todos los músculos que elevan la caja torácica se 
clasifican como músculos inspiratorios y los músculos que hacen 
descender la caja torácica se clasifican como músculos 
espiratorios. 
Los músculos más importantes que elevan la caja torácica son: 
 los intercostales externos 
 esternocleidomastoideos, que elevan el esternón 
 los serratos anteriores, que elevan muchas de las costillas 
 los escalenos, que elevan las dos primeras costillas. 
 Serrato posterosuperior 
 Pectoral menor 
Los músculos que tiran hacia abajo de la caja costal durante la 
espiración son principalmente: 
 los rectos abdominales, que tienen un potente efecto de 
empujar hacia abajo las costillas inferiores 
 oblicuo interno y externo abdominal, transverso abdominal, 
también comprimen el contenido abdominal hacia arriba 
contra el diafragma 
 serratos posteroinferiores 
 los intercostales internos. 
Solo en espiración forzada. 
Cuando tomo aire en una respiración tranquila, no todos los 
500 ml que tomo son oxígeno, solo el 21% FIO2 
(FRACCIÓN INSPIRADA DE OXÍGENO). 
 
VOLÚMENES Y CAPACIDADES PULMONARES 
La ventilación pulmonar puede estudiarse registrando el 
movimiento del volumen del aire que entra y sale de los 
pulmones este método se denomina espirometría. El espirómetro 
básico típico está formado por un tambor invertido sobre una 
cámara de agua con el tambor equilibrado por un peso. El tambor 
tiene un gas respiratorio, que habitualmente es aire u oxígeno; 
un tubo que conecta la boca con la cámara de gas. Cuando la 
persona respira hacia el interior y el exterior de la cámara, el 
tambor se eleva y desciende y se hace un registro adecuado. 
 
VOLUMENES 
Volumen 
corriente 
TV 
Es el volumen de aire que se inspira o se espira 
en cada respiración normal, Es 
aproximadamente 500 ml. 
Volumen 
de reserva 
inspiratoria 
IRV 
Es el volumen adicional de aire que se puede 
inspirar desde y por encima de un volumen 
corriente normal cuando la persona inspira con 
una fuerza plena, habitualmente es igual a 
3000 ml. 
Volumen 
de reserva 
espiratoria 
ERV 
Es el volumen adicional máximo de aire que se 
puede espirar mediante una espiración forzada 
después del final de una espiración del volumen 
corriente normal, este volumen es igual a 1100 
ml. 
Volumen 
residual 
RV 
Es el volumen de aire que queda en los 
pulmones después de la espiración más forzada, 
es 1200 ml. 
 
 
CAPACIDADES 
Capacidad 
inspiratoria 
IC 
(TV + IRV). Esta capacidad es la cantidad de 
aire que una persona puede inspirar, 
comenzando en el nivel espiratorio normal y 
distendiendo los pulmones hasta la máxima 
cantidad. 
Capacidad 
residual 
funcional 
FRC 
(ERV + RV). Capacidad de aire que queda en 
los pulmones al final de una espiración normal. 
Capacidad 
vital 
VC 
(IRV + TV + ERV). Capacidad máxima de aire 
que puede expulsar una persona desde los 
pulmones después de llenar antes los 
pulmones hasta la máxima dimensión y 
después espirando la máxima cantidad 
Capacidad 
pulmonar 
total 
TLC 
(VC+RV) Es el volumen máximo al que se 
puede expandir los pulmones con el máximo 
esfuerzo posible 
 
 
PATRONES VENTILATORIOS 
EUPNEA 
Respiración normal. Frecuencia entre 11 y 
20 ciclos por minuto en un adulto y en un 
niño menor de 5 años de 25 a 60 rpm o 
si es mayor de 20 a 30 rpm. 
APNEA 
Ausencia voluntaria o involuntaria de 
respiración. Esto indica una situación que 
pone en peligro la vida en la que el 
paciente sucumbirá rápidamente a menos 
que se instituya inmediatamente la 
respiración boca a boca. 
SUSPIRO 
Inspiración involuntaria que es de 1,5 a 2 
veces mayor que el volumen corriente 
normal. La respiración suspiro se observa 
en sujetos que sufren de ansiedad sin 
patología orgánica observada 
TAQUIPNEA ↑FR (En ejercicio o patologías) 
BRADIPNEA ↓FR (En atletas entrenados o patologías) 
BATIPNEA ↑ del volumen (o profundidad) de la 
respiración. 
POLIPNEA 
↑ de la frecuencia y profundidad 
respiratorias. Se puede asimilar que la 
polipnea es una combinación de taquipnea 
y batipnea. Así por ejemplo el jadeo es una 
taquipnea mientras que la respiración bajo 
esfuerzo es una polipnea. Un caso extremo 
de polipnea es la respiración de Kussmaul 
que aparece en los pacientes en 
cetoacidosis. 
HIPERNEA 
↑ en la cantidad de aire ventilado por 
minuto. Esto a partir del ↑ del volumen (o 
profundidad) de la respiración –batipnea- 
, del ↑ de la FR -taquipnea- o de ambas 
(polipnea). El incremento de la VE es a 
causa de la demanda, como durante el 
ejercicio o cuando el cuerpo decae en 
oxigenación (hipoxia), p.ej. en altas 
altitudes o como resultado de la anemia o 
la sepsis. Por tanto los gases arteriales son 
normales (o temporalmente normales). 
HIPERVENTILACIÓN 
Respiración acelerada y/o más profunda 
que lo necesario o VE excesiva por 
encima de la necesaria para la eliminación 
de CO2 (excede la demanda ≠ con 
hiperpnea). Esto resulta en una 
disminución de la cantidad de dióxido de 
carbono de la sangre (PaCO2). Por tanto 
los gases arteriales son anormales. 
HIPOVENTILACIÓN 
Ventilación insuficiente por debajo de la 
necesaria para la eliminación de CO2 del 
cuerpo. VE por debajo de la demanda que 
resulta aún aumento de la cantidad de 
CO2 en sangre. Por tanto los gases 
arteriales son anormales. 
DISNEA 
Sensación subjetiva de dificultad para 
respirar. Habitualmente se clasifica 
dependiendo la severidad. 
ORTOPNEA 
Disnea al permanecer en decúbito. 
Asociada a IC. 
DISNEA PAROXÍSTICA 
NOCTURNA 
Episodio súbito de disnea que aparece 
durante el sueño y que despiertan al 
paciente obligándolo a incorporarse para 
aliviar la dificultad respiratoria. Más 
comúnmente, este es un síntoma de 
insuficiencia cardíaca.