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M E C Á N I C A D E L A R E S P I R A C I Ó N UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL “FRANCISCO DE MIRANDA” ÁREA CIENCIAS DE LA SALUD PROGRAMA MEDICINA MORFOFISIOLOGÍA II PROFESOR: DR. GABRIEL CEBALLOS ESTRUCTURA MECÁNICA DEL SISTEMA RESPIRATORIO DESPLAZAMIENTO DE LA PARED TORÁCICA La expansión de la cavidad torácica disminuye la presión pleural, lo que hace que la presión alveolar sea inferior a la presión en la boca, por lo que entra aire hacia los alvéolos. Por el contrario, la compresión de la cavidad torácica eleva la presión pleural consiguiendo que la presión alveolar sea superior a la presión en la boca y se espire el gas pulmonar ACCIÓN DE LOS MÚSCULOS RESPIRATORIOS DIAFRAGMA El conjunto de las fuerzas generadas durante la contracción de las fibras musculares puede reducirse a una fuerza central (FC) que empuja las vísceras abdominales hacia abajo, y en unas fuerzas laterales (FL) que empujan la caja costal hacia arriba MÚSCULOS INTERCOSTALES EXTERNOS Aproxima las costillas entre sí. Como las costillas superiores están fijadas por la cintura escapular, provoca el movimiento hacia arriba de las costillas superiores. En las costillas inferiores el efecto es similar al que produce el diafragma. MÚSCULOS ACCESORIOS: Escalenos, Esternocleidomastoideo y Serratos anteriores. INSPIRACIÓN ACCIÓN DE LOS MÚSCULOS RESPIRATORIOS Se produce al relajarse la musculatura inspiratoria. Entonces, la retracción elástica de los pulmones causa la disminución del volumen de la cavidad torácica. En el primer tercio de la espiración se mantiene un cierto grado de contracción de los músculos inspiratorios, que decrece progresivamente hasta anularse, amortiguando los cambios bruscos del flujo aéreo. ESPIRACIÓN La contracción de los MÚSCULOS ABDOMINALES desplaza el diafragma hacia arriba reduciendo el volumen de la cavidad torácica. Los MÚSCULOS INTERCOSTALES INTERNOS estira las costillas hacia abajo. Este movimiento causa la reducción de las dimensiones vertical y anteroposterior de la caja torácica. PROPIEDADES EL ÁSTICAS DEL SISTEMA RESPIRATORIO La diferencia entre la presión interior y exterior de los pulmones se denomina presión transpulmonar (Palv – Ppl). Para mantener los pulmones estáticos en un volumen pulmonar (Vl) es necesario que la presión transpulmonar equilibre exactamente a la presión de retracción elástica pulmonar (Pl). En estas condiciones Palv = Ppl +Pl. El comportamiento elástico del pulmón se caracteriza mediante la relación Pl – Vl, que describe la presión de retracción elástica para cada volumen pulmonar. PROPIEDADES ELÁSTICAS DE LOS PULMONES PROPIEDADES EL ÁSTICAS DEL SISTEMA RESPIRATORIO FUERZAS TISULARES • Muy distensibles • Cuando los pulmones se expanden, las fibras de elastina desarrollan una fuerza de retracción elástica que se opone a la deformación. Elastina • Apenas pueden estirarse. • Actúan como un factor limitante del volumen pulmonar, sin contribuir sustancialmente a la elasticidad. Colágeno PROPIEDADES EL ÁSTICAS DEL SISTEMA RESPIRATORIO En la interfase aparece una tensión superficial (T) que tiende a reducir la superficie de la película líquida y, por tanto, el volumen alveolar. Para evitar el colapso alveolar y mantener el pulmón distendido debe compensarse la acción de las fuerzas de superficie. Como consecuencia, una parte de la presión de retracción elástica Pl debe atribuirse a la tensión de la interfase aire-líquido. FUERZAS SUPERFICIALES Ley de Laplace: P = 2T/r. siendo P la presión, T la tensión superficial y r el radio del alveolo. PROPIEDADES EL ÁSTICAS DEL SISTEMA RESPIRATORIO SURFACTANTE PULMONAR Sustancia poco soluble. Secretado por las células alveolares de tipo II Provoca una reducción sustancial de las fuerzas superficiales y, por tanto, de la presión de retracción elástica de los pulmones. PROPIEDADES EL ÁSTICAS DEL SISTEMA RESPIRATORIO Evalúa la facilidad de deformación de los pulmones DISTENSIBILIDAD PULMONAR Cl: dVl / dPl PROPIEDADES ELÁSTICAS DE LA CAJA TORÁCICA La presión transtorácica es la diferencia de presión a través de la pared torácica, es igual a Ppl. Cuando el volumen se mantiene estático, la Ppl es la suma de la presión de retracción elástica de la pared torácica (Pw) y la presión muscular (Pmus), es decir, Ppl = Pw + Pmus. PROPIEDADES EL ÁSTICAS DEL SISTEMA RESPIRATORIO Los pulmones y la caja torácica están acoplados elásticamente, se desplazan solidariamente y, por tanto, los cambios de los volúmenes pulmonar y torácico son idénticos. PROPIEDADES ELÁSTICAS DEL SISTEMA PULMÓN - PARED TORÁCICA NEUMÓTORAX RESISTENCIA DE LAS VÍAS AÉREAS LEY DE POISEUILLE. PROPIEDADES RESISTIVAS DE LOS PULMONES TIPOS DE FLUJO AÉREO. DISTRIBUCIÓN LONGITUDINAL DE L A RESISTENCIA DE L AS VÍAS AÉREAS PROPIEDADES RESISTIVAS DE LOS PULMONES En condiciones normales, una parte sustancial de la resistencia total es atribuible a las vías superiores: • En la respiración nasal el 50% de la resistencia corresponde a los pasajes nasales. • En la respiración oral la resistencia de las vías superiores representa aproximadamente el 25% del total. Como en las vías superiores el régimen es turbulento, su resistencia aumenta significativamente con el flujo. En los sujetos sanos la resistencia de las vías aéreas periféricas representa solamente el 20% del total. EFECTO DEL VOLUMEN PULMONAR PROPIEDADES RESISTIVAS DE LOS PULMONES Cuando aumenta el volumen pulmonar, las fuerzas de expansión se transmiten por todo el tejido, por lo que las paredes bronquiales se encuentran sometidas a una mayor tracción por parte del tejido circundante. La presión transbronquial crece y aumenta el calibre de las vías aéreas, provocando una disminución de Raw en relación inversa al volumen pulmonar. EFECTO DEL TONO BRONQUIAL La contracción de la musculatura lisa bronquial desarrolla una tensión en las paredes que tiene el mismo efecto mecánico que la tensión de retracción elástica. Si la presión transbronquial se mantiene constante, la contracción del músculo liso provoca una disminución del radio hasta que se alcanza una nueva situación de equilibrio. DIFERENCIAS EN LA VENTILACIÓN EN REGIONES DEL PULMÓN La ventilación por unidad de volumen es mayor en la base que en el vértice: • Al inicio de la inspiración , la presión intrapleural es menos negativa en la base que en el vértice, y como la diferencia de presión intrapleural intrapulmonar es menor que en el vértice, hay menor expansión del pulmón. • El vértice se expandirá mas, es decir, será mayor el porcentaje del volumen pulmonar máximo. Ser prudente implica saber cuando abrir, pero sobre todo cuando cerrar la boca.
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