Sistema respiratorio guyton edición 13

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Sistema respiratorio 
¿Qué es la respiración? La podemos definir como: “el conjunto de mecanismos por los cuales las células toman oxígeno (O2) y eliminan el dióxido de carbono (CO2) que producen”. Por lo tanto la respiración es un proceso complejo que puede dividirse en:
La respiración proporciona oxígeno a los tejidos y retira el dióxido de carbono. Las cuatros
Funciones principales de la respiración son:
1. Ventilación pulmonar
2. Difusión de oxígeno y de dióxido de carbono entre los alvéolos y la sangre
3. Transporte de oxígeno y de dióxido de carbono en la sangre y los líquidos corporales
4. Regulación de la ventilación pulmonar.
El aparato respiratorio se compone de:
• Vías respiratorias o sistema conductor del aire: transporta el aire hacia los alvéolos o Fosas nasales o Boca o Faringe o Laringe o Tráquea o Bronquios o Bronquiolos 
• Una zona intercambiadora: donde se produce el intercambio de gases o Bronquios terminales o Alvéolos
Mecánica de la ventilación pulmonar
Los pulmones se expandir y contrae de dos maneras:
1. Mediante el movimiento hacia abajo y hacia arriba del diafragma para alargar o acortar la
Cavidad torácica.(tranquila – normal)
2. Mediante la elevación y el descenso de las costillas para aumentar y reducir el diámetro
Anteroposterior de la cavidad torácica.
1)La respiración tranquila normal es el movimiento del diafragma (1º mecanismo)(durante la inspiración la contracción de diafragma tira hacia abajo a la superficie de los pulmones. Después en la espiración el diafragma se relaja. 
Durante la respiración forzada las fuerzas elásticas no son suficiente potentes para producir la espiración rápida y necesaria, de modo que se consigue una fuerza adicional principalmente mediante la contracción de los músculos abdominales.
2) Segundo método, este mecanismo se basa en expandir o reducir los pulmones mediante la elevación o descenso de la caja torácica. Los músculos que elevan la caja torácica se clasifican como inspiratorios y los músculos que hacen descender la caja torácica se clasifican como espiratorios.
Los músculos más importantes que elevan la caja torácica son los intercostales externos, lo
Esternocleidomastoideos, los serratos anteriores y los escalenos. E durante la espiración los
Principales son: los intercostales internos y los rectos del abdomen.
No hay uniones entre el pulmón y las paredes de la caja torácica, excepto en el punto en el que
Está suspendido del mediastino.
Presiones pleural: la presión pleural es la presión de líquido que esta entre la pleura pulmonar o visceral la pleura de la pared torácica. Normalmente hay una presión ligeramente negativa -5cm de agua al comienzo de la inspiración pero al aumentar el volumen pulmonar durante la inspiración esta presión se hace más negativa hasta un promedio de 7,5 cm de agua.
Y en la espiración se produce esta serie de forma inversa.
Presión alveolar: es la presión del aire que hay en el interior de los alvéolos pulmonares. Cuando no hay inspiración ni espiración la presión en todo el árbol respiratorio es igual a la atmosférica (0 cmH2O). Durante la inspiración normal la presión alveolar disminuye hasta aproximadamente -1cmH2O  Gracias a esto aspira hasta .5L de O2 en 2 s. Durante la espiración aumenta la presión alveolar hasta +1cmH2O durante 2 o 3s.
Presión transpulmonar: es la diferencia entre la presión alveolar y la presión pleural. Esta presión se denomina presión traspulmonar. Distenbilidad de los pulmones es el volumen que se expanden los pulmones por cada aumento unitario de presión transpulmonar. Adulto normal es de 1cm H2O por 200 ml (los dos pulmones en conjunto), cada vez que la presión traspulmonar aumenta 1cmH2O el volumen pulmonar dsp de 10 20 segundos se expande 200ml
Diagrama de distenbilidad de los pulmones
 Distensibilidad y elasticidad pulmonar 
Distensibilidad y elasticidad pulmonar [Complace]: En el tejido conectivo se encuentran fibras de elastina y colágeno, la elastina hace que aumente hasta el doble su longitud y el colágeno no permite que se extienda de forma excesiva. Además su disposición geométrica en forma de red permite que los pulmones se distiendan en todas las direcciones. La distensibilidad o Compliance se define como el cambio de volumen respecto al cambio de presión: 
C= ∆V 
 ∆P
• Un segundo factor de gran importancia en la elasticidad pulmonar es la interface aire-agua alveolar.
Resistencia aérea
 • El flujo de aire través del sistema respiratorio se ve frenado por fuerzas opuestas que se engloban en el concepto de resistencia.
 • La resistencia que corresponde al flujo que se desarrolla en las vías aéreas es la mayor parte (80-90 % de la resistencia total), perteneciendo el resto a la resistencia tisular o fricción dentro del tejido pulmonar
Vías Aéreas • Son el conjunto de conductos por donde va a circular el aire desde el medio ambiente hasta los pulmones. Se van a clasificar de acuerdo a su ubicación en vías aéreas superiores, desde las narinas hasta los bronquios fuente; y vías aéreas inferiores desde los bronquios fuente hasta los bronquiolos terminales.
Alvéolos • Constituyen el lugar donde se realiza el intercambio aéreo, es decir el punto final donde llega el O2 antes de pasar a la sangre. Comienzan a aparecer en la vía aérea después de los bronquiolos terminales, constituyendo en primer término los bronquiolos respiratorios, luego los sacos alveolares y finalmente los alvéolos propiamente dichos.
Membrana respiratoria: es la barrera entre el gas situado en el interior del alveolo y la sangre en la densa red capilar que tapiza los alveolos, mi aproximadamente 0,5 m.
Los elementos que conforman esta barrera son: 
· la capa de agua que tapiza el alveolo en su interior y contiene surfactante 
· El epitelio alveolar 
· membrana basal epitelial 
· La membrana del endotelio capilar
· El intersticio 
· El endotelio capilar con su membrana basal
· También se encuentran macrófagos alveolares que recorren la superficie alveolar y fagocitan las partículas extrañas que alcanzan el epitelio alveolar, constituyendo la última barrera defensiva.
· 
Sufactante y tensión superficial: el alveolo esta cubierto en su pared por una fina capa de agua que lo recubre. Llamamos tensión superfial a la tensión que existe entre las moléculas de agua que están en la interface entre el aire y el agua, cuando hay una inteface entre el aire y el agua las moléculas de agua tienden a unirse entre si colapson a los alveolos y obligándolos a expulsar el aire de su interior. El efecto neto es producir una fuerza contráctil elástica en todos los pulmones que se denomina fuerza elástica de la tensión superficial.
El surfactante es un agente activo de superficie en agua y su función principal es reducir reducir la tensión superficial del agua , es secretado por células epiteliales alveolares de tipo 2, que constituyen el 10% del área superficial del los alveolos y son cuboides.
el surfactante (1. dipalmitoilfosfatidilcolna/lecitina  responsable de reducir la tensión superficial, 2. apoproteínas y 3. calcio). Este es una mezcla compleja de varios fosfolípidos, proteínas e iones.
Esqueleto del Tórax: la caja torácica, dada por la columna vertebral (parte del segmento cervical y el segmento dorsal en su totalidad), las clavículas, las costillas y el esternón; actúa como un elemento de sostén para el pulmón y trabaja sincrónicamente con el segundo elemento accesorio del sistema respiratorio.
 • Músculos Respiratorios: se dividen en inspiratorios (diafragma, escalenos, trapecio, esternocleidomastoideo, músculos del ala de la nariz, intercostales externos y músculos paraesternales), y espiratorios (músculos de la pared abdominal, triangular del esternón e intercostales internos). 
• Sistema Nervioso: está representado por los centros nerviosos respiratorios, las vías aferentes y las vías eferentes. 
• El subsistema circulatorio, por su parte, va a estar formado por: Vasos de la Circulación Menor o Pulmonar; Corazón; Vasos de la Circulación Mayor o Sistémica
Presion enlos alveolos ocluidos por la tensión superficial:
Ley de la place : magnitud de la presión que se genera en los alveolos que fueron colapsado por la tensión superficial se puede calcular de la siguiente formula presión es igual 2xtension superficial dividido radio del alveolo
La presión que se genera como consecuencia de la tensión superficial en alveolos depende inversamente del radio de los alveolos (menor diámetro + presión generada por la tensión superficial).el surfactante no comienza a secretarse hasta el 6to o 7timo mes de gestación. En lactantes prematuros los alveolos tienen un diámetro menor y la secreción de surfactante es escasa o nula  Tendencia de colapso alveolar extrema  Síndrome de dificultad respiratoria del recién nacido / membrana hialina (tx. Respiración a presión positiva y surfactante).
 Trabajo de la respiración
El trabajo de la inspiración se dividir en 3 partes:
1. El trabajo de distensibilidad o trabajo elástico;
2. Trabajo de resistencia tisular;
3. Trabajo de resistencia de las vías aéreas;
La espiración es casi totalmente un proceso pasivo producido por el retroceso elástico de los
pulmones y de la caja torácica. La energía necesario es de 3-5% de lo total que el cuerpo
ESPIROMETRIA (REGISTROS DE LAS VARACIONES DEL VOLUMEN PULMONAR)
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. Tenemos 4 tipos de
Volúmenes Y 4 Capacidades
Los 4 volúmenes pulmonares:
1. Volumen corriente (aire que inspira e espira en respiración normal)= 500ml Vc
2. Volumen de reserva inspiratoria (volumen adicional de aire en inspirar luego de una inspiración normal con una fuerza extra)= 3000ml VRI
3. Volumen de reserva espirado/espiratoria (volumen adicional de aire marxismo que se puede espirar luego de una exhalación normal)=1100ml VRE
4. Volumen residual (volumen que queda en los pulmones después de la espiración más forzada)=1.200ml VR
Capacidades pulmonares
1. Capacidad Inspiratoria = Volumen corriente + Volumen de la reserva inspiratoria = 3.500ml CI+VC+ VRI
2. Capacidad Residual Funcional = Volumen de la reserva espiratoria + Volumen Residual =
2.300ml CRF+VRE+VR
3. Capacidad Vital = Volumen de la reserva inspiratoria + Volumen corriente + Volumen de la
reserva espiratoria= 4.600ml CV+VRE+VC+VRE
4. Capacidad Pulmonar Total = Capacidad vital + Volumen Residual = 5.800ml CPT ES IGUAL CV+VR
Todos los volúmenes y capacidades pulmonares son 20-25% menores en mujeres que en varones
Capacidad Vital Forzada (CVF): Se le pide al individuo que luego de una respiración normal inspire al máximo y luego espire lo más rápidamente posible todo lo que pueda de aire. Estaremos evaluando así su Capacidad Vital (VT+VRI+VRE), pero en función del tiempo. Para que se considere normal la CV de un individuo, debe ser igual o mayor al 75% de la Capacidad Vital teórica para ese individuo, que va a depender del sexo, edad y altura (valores que se obtienen de una tabla especial). 
• Pero si tenemos en cuenta el tiempo en que se expulsa la CV y medimos cuánto aire expulsa un individuo en 1 segundo, estamos midiendo el VEF1 (Volumen de Espiración Forzada en 1 segundo), el cual lo tenemos que relacionar porcentualmente con la Capacidad Vital hallada, por medio del llamado Índice de Tiffeneau, que es igual a (VEF1 x 100) : CVF hallada. 
• Si esta relación es mayor al 75% quiere decir que en un segundo se elimina más del 75% de la CVF, lo que es normal.
Volumen respiratorio por minuto. Cant. Total de aire que pasa hacia las vías respiratorias en
cada min.
Vm= FR x VC
Vm= 12x 500 ml
Vm= 600 ml ó 6 litros/min
Ventilación alveolar renovar de manera continua os gases del pulmón. Las zonas que hay el
Intercambio gaseoso es:
1. Alveolos
2. Sacos alveolares
3. Conducto alveolares
4. Bronquios
ESPACIO MUERTO: Parte del aire que respira una persona nunca llega a las <zonas de intercambio gaseoso, sino que e simplemente llena las vías aéreas en las que nose 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. Volumen normal de espacio muerto Aprox. 150 ml. Cuando el flujo sanguíneo alveolar es bajo y la ventilación de los alveoles es grande ,hay mas oxigeno de lo que se puede extraer debido al escaso flujo sanguíneo, por eso se dice que la ventilación de estos alveolos esta desperdiciada . la suma del espacio muerto anatómico y este tipo de ventilación desperdiciada se lo llama espacio muerto fisiologico 
Frecuencia de la ventilación alveolar: la ventilación alveolar por minuto es el volumen de aire nuevo total que ingresan los alveolos: Va= FRECUENCIA X (VC – Vm) 
Va = EL VOLUMEN DE LA VENTILACION ALVEOLAR
XMINUTO
VC volumen de corriente normal
Vm es el espacio muerto fisiológico.
El volumen de corriente normal , de la frecuencia alveolar es de 4200 ml x minutos (12 veces respira el humona por minuto)
Funciones de las vías respiratorias:
se distribuye a los pulmones por medio de la tráquea,
los bronquios y los bronquíolos. En todas las zonas de la tráquea y de los bronquios que no
están ocupadas por placas cartilaginosas las paredes están formadas principalmente por
musculo liso.
Dilatacion simpática El control directo de los bronquiolos por las fibras nerviosas simpático es
relativamente débil. Sin embargo, el árbol bronquial está muy expuesto a la noradrenalina y
adrenalina, estas 2 hormonas producen dilatación del árbol bronquial.
Constricción parasimpática Algunas fibras nerviosas parasimpáticas procedentes de los
nervios vagos penetran en el parénquima pulmonar, estos secretan acetilcolina y producen
una constricción leve a moderada de los bronquíolos.
Los factoressecretores locales con frecuencia producen constricción bronquiola, dos de las
más importantes de estas sustancias son la histamina y la sustancia de reacción lenta de la
anafilaxia.
Revestimiento Mucoso las fosas nasales y bronquiolos están humedecidos por una capa de
moco que recubre toda la superficie. El moco es secretado por las células caliciformes y
glándulas submucosas. Toda la superficie respiratoria está tapizada por un epitelio ciliado que
tiene aproximadamente 200cilios por cada una de las células epiteliales. Estos cilios baten
continuamente a una frecuencia de 10 a20 veces por segundos.
Reflejo tusígeno
Son fácilmente irritable e irritados inician el reflejo tusígeno.
* Tráquea
* Bronquiolos
* Más sensibles pa ra tose por sustancia química como azufre y cloro.
Más sensibles para tose por sustancia química como azufre y cloro.
Laringe
* Carina
* Bronquiolos terminales
Los impulsos nerviosos aferentes pasan desde las vías respiratorias a través de los nervios
vagos (x) hacia eh bulbo raquídeo. Se inspiran rápidamente aproximadamente 2,5l de aire,
después se cierra la epiglotis y 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. A presión pulmonar aumenta hasta
100mmHg. La epiglotis se abre y el aire es expulsado a la velocidad de 120 a 160 km/h.
Reflejo estornudo se aplica a las vías aéreas nasales. Impulsos eferentes pasan a través del
trigémino (x) hasta eh bulbo. La úvula desciende pasando gran cantidad de aire a la nariz.
Funciones respiratorias normal de la nariz: 
CUMPLE 3 FUNCIONES PRINCIPALES
Funciones de las fosas nasales son:
Calienta -> Cornetes y tabique
Humidifica el aire 
Filtrar parcialmente el aire 
Estas 3 funciones en conjunto se denominan función de acondiccionamiente del aire , de las vías repiratorias de vías superirores
La temperatura del aire inspirado aumenta hasta - 1°C de la temperatura corporal.
Fosas nasales los pelos de la entrada de las narinas son importantes para filtrar las partículas
grandes.
Flujo turbulento el aire atraviesa la vía aérea nasal y choca contra los cornetes el tabique y la
pared faríngea. Las partículas que llegan de 1-5μm son depositadosen los bronquiolos. E las
partículas que llegan a 0,5μm llegan a los alveolos y quedas suspendidos en el aire alveolar y
son eliminada en la espiración.
Vocalización el habla esta formada por dos formaciones mecánicas 
La primera la laringe (fonación) y la segunda es la articulación que se realiza en las estructuras de la boca 
* Respiración.
* Hablar -> Fonación (Laringe)
-> Articulación de la palabra (boca)
Fonación se produce en la laringe la cual esta adaptada para actuar como vibrador . las cuerdas vocales son las que protuyen desde las paredes laterales hacia el centro de la glotis y el grado de la fonación depende del grado de distecion de las cuerdas asi tambien del grado de la aproximación de las mimas entre si .
Órganos de la articulación:
* Lengua
* Labios
* Paladar blando
Los pulmones sirven como reservorio de sangre: en varias situaciones fisiológicas y patológicas la cantidad de sangre de los pulmones puede variar desde tan poco como la mitad del valor normal hasta el doble de lo normal. Ej. Cuando alguien toca la trompeta se genera una presión elevada en los pulmones ocasionando que se expulsen 250ml de sangre. Los resonadores incluyen boca nariz y los senos nasales asociados, la faringe e incluso la cavidad torácica.
El pulmón tiene 2 circulaciones:
1) Circulación de bajo flujo y alta presión: aporta la sangre arterial sistémica a la tráquea, árbol
bronquial, bronquiolos, terminales, tejidos de sostén del pulmón, y las capas exteriores (adventicias)
de las arterias y venas pulmonares.
a. las arterias bronquiales, son ramas de la aorta torácica, y se encargan de irrigar la mayoría
de la sangre arterial sistémica a una presión ligeramente inferior a la presión aórtica.
2) Circulación de alto flujo y baja presión: suministra la sangre venosa de todas las partes del
organismo a los capilares alveolares en los que se añade el oxígeno y se extrae el dióxido de carbono.
a la arteria pulmonar, que recibe sangre del ventrículo derecho, y sus ramas arteriales
transportan sangre a los capilares alveolares para el intercambio gaseoso y a las venas
pulmonares y después se devuelve la sangre a la aurícula izquierda para su bombeo por el
ventrículo izquierdo a través de la circulación sistémica.
Circulación pulmonar: Circulación pulmonar: está constituida por la rama vascular del pulmón en donde se produce el intercambio de gases (ventrículo derecho, arteria pulmonar, capilares -intercambio gaseoso- vena pulmonar y aurícula izquierda) • Los alvéolos están rodeados por capilares, formando una red. El punto de contacto es lo que llamamos membrana respiratoria.:
Vasos pulmonares: La arteria pulmonar se divide en las ramas principales derecha e izquierda que vacularizan los dos pulmones. es delgada y el grosor de su pared es un tercio del
Grosor de la aorta. Los vasos son delgados y distensibles. Esta gran distensibilidad permite que
Las arterias pulmonares se acomoden al gasto del volumen sistólico del ventrículo derecho.
Las venas pulmonares, al igual que las arterias pulmonares, también son cortas. Drenan
Inmediatamente la sangre que les llega hacia la aurícula izquierda. 
Vasos bronquiales: la sangre también fluye a los pulmones a través de las arterias bronquiales que se originan en la circulación sistémica . esta sangre que se transporta es oxigenada a diferencia de la que transucurre en la arteria pulmonar que es parcialmente dioxigenada . Vascularizan los tejidos de soporte de los pulmones, como el tejido
conjuntivo, los tabiques y los bronquios grandes y pequeños.
 
Linfáticos: Las sustancias en forma de partículas que entran en los alvéolos son retiradas
parcialmente por medio de estos conductos(linfático torácico derecho), y también eliminan de los tejidos pulmonares las
proteínas plasmáticas que escapan de los capilares pulmonares, contribuyendo de esta
manera a prevenir el edema pulmonar. 
Presiones del sistema pulmonar:
Curva de presión del ventrículo derecho: Estas curvas se comparan con la curva de la presión aórtica (que es mucho mas elevada), la presión sistólica del ventrículo derecho del ser
humano normal es de 25mmHg, y la presión diastólica es de 0-1mmHg.
Presiones en la arteria pulmonar: Durante la sístole la presión en la arteria pulmonar es igual a la del ventrículo derecho. Sin embargo después del cierre de la válvula pulmonar al final de la sístole, la presión ventricular cae súbitamente, mientras que la presión arterial ventricular disminuye más lentamente a medida que la sangre fluye a través de los capilares de
los pulmones.
 La presión arterial sistólica es de 25mmHg,
 la presión arterial pulmonar diastólica es de aproximadamente 8mmHg
 la presión arterial pulmonar media es de 15mmHg
Presión capilar pulmonar
La presión capilar pulmonar media es de aproximadamente 7mmHg.
Presiones auricular izquierda y venosa pulmonar
La presión media en la aurícula izquierda y en las venas pulmonares principales es en promedio de 2mmHg y varía desde 1-5mmHg. La presión de la aurícula izquierda se puede medir con la presión de enclavamiento pulmonar que consiste en introducir un catéter a través de una vena periférica hasta la aurícula derecha, después a través del lado derecho del corazón y a través de la arteria pulmonar hacia una de las pequeñas ramas de la arteria pulmonar y finalmente empujando el catéter hasta que se enclava firmemente en la rama pequeña. La presión de enclavamiento es de 5mmHg. 
Volumen sanguíneo de los pulmones 
 Volumen sanguíneo de los pulmones
El volumen de la sangre de los pulmones es de 450 ml (9% del vol. Sanguíneo total del aparato circulatorio).
Aprox, 70 ml de este volumen están en los capilares pulmonares y el resto se divide por igual entre las arterias y venas pulmonares.
Flujo sanguíneo a través de los pulmones y su distribución
El flujo sanguíneo a través de los pulmones es igual al gasto cardíaco. Los factores que controlan el gasto cardiaco, también controlan el flujo sanguíneo. En la mayor de las situaciones, los vasos pulmonares actúan como tubos pasivos y distensibles que se dilatan al aumentar la presión y se estrechan al disminuir la presión, para que se produzca una oxigenación adecuada de la sangre es importante que se distribuya a los segmentos de los pulmones donde los alveolos estén mejor oxigenados. Esto se consigue de la siguiente manera:
La disminución del oxígeno alveolar reduce el flujo sanguíneo alveolar local y regula la distribución del flujo sanguíneo pulmonar.
Cuando la concentración de oxígeno en el aire de los alveolos disminuye por debajo de lo normal (73mmHg) los vasos sanguíneos adyacentes se constriñen, con un aumento de la resistencia vascular de más de 5 veces a concentraciones de Oxígeno muy bajas. Esto es opuesto al efecto que se observa en los vasos sistémicos que se dilatan en lugar de contraerse en respuesta a un oxígeno bajo.
Se piensa que la concentración de oxígeno baja da lugar a liberación de alguna sustancia vasoconstrictora aun no descubierta desde el tejido pulmonar (secretado por células epiteliales alveolares cuando están hipóxicas); que produce la constricción de las arterias pequeñas y de las arteriolas. Este efecto de la reducción de la concentración del Oxígeno sobre la resistencia vascular pulmonar tiene una función importante que es distribuir el flujo sanguíneo a donde sea más eficaz. Es decir si algunos alvéolos están mal ventilados (oxígeno bajo) los vasos locales se constriñen. Esto hace que la sangre fluya a través de otras zonas de los pulmones que están mejor aireadas, proporcionando un sistema de control automático para distribuir le flujo sanguíneo a las zonas pulmonares en proporción a sus presiones alveolares de oxígeno.
Efecto de los gradientes de presión Hidrostática de los pulmones sobre el flujo sanguíneo pulmonar
regional. La presión arterial de una persona que está de pie puede ser hasta de 90mmHg mayor que la presióna nivel del corazón. Esto es producido por la presión Hidrostática, es decir, el peso de la propia sangre en los vasos sanguíneos. En el adulto normalen posición erguida el punto más bajo de los pulmones está a 30 cm del más alto con una diferencia de presión de 23mmHg, de los cuales 15 están por encima del corazón y 8 por debajo. La presión arterial pulmonar es la porción más elevada del pulmón de una persona que está de pie, es aproximadamente 15mmHg menor que la presión arterial a nivel del corazón (25mmHg), y la presión en la porción más inferior de los pulmones es aproximadamente 8mmHg mayor. Estas diferencias de presión tienen
Efectos profundos sobre el flujo sanguíneo que atraviesa las diferentes zonas de los pulmones
Zonas 1, 2 y 3 del flujo sanguíneo pulmonar (per
Los capilares de las paredes alveolares están distendidos por la presión de la sangre que hay en su interior, pero simultáneamente están comprimidos por la presión del aire alveolar que está en su exterior. Por tanto, siempre que la presión del aire alveolar sea mayor que la presión de la sangre capilar, los capilares se cierran y no hay flujo sanguíneo. Hay tres posibilidades de zona:
Zona1::ausencia de flujo durante todas las porciones del ciclo cardíaco ocurre porque la presión capilar alveolar local en esa zona del pulmón nunca aumenta por encima de la presión del aire alveolar en ninguna fase del ciclo cardíaco.
Zona 2: flujo sanguíneo intermitente ocurre solo durante los picos de presión arterial pulmonar, porque la presión sistólica en ese momento es mayor que la presión del aire alveolar, pero la presión diastólica es menor que la presión del aire alveolar. (en los vértices) 
Zona 3: flujo de sangre continuo ocurre porque la presión capilar alveolar es mayor que la presión del aire alveolar durante todo el ciclo cardíaco. (Zona inferior)
El flujo sanguíneo de zona 2 comienza en los pulmones normales aproximadamente 10 cm por encima del nivel medio del corazón y se extiende desde ahí hasta la parte superior de los pulmones. El flujo sanguíneo de zona 3 ocurre desde 10 cm por encima del nivel del corazón hasta la parte inferior de los pulmones, la presión arterial pulmonar durante la diástole y sístole es mayor que la presión del aire alveolar, que es cero. Por tanto, hay un flujo continuo a través de los capilares pulmonares alveolares, o flujo sanguíneo de zona 3. Cuando una persona está acostada es flujo sanguíneo de zona 3.
El flujo sanguíneo de zona 1 solo se produce en situaciones anormales. Este flujo indica la usencia de flujo
durante todo el ciclo cardíaco, se produce cuando la presión arterial sistólica pulmonar es demasiado baja o
cuando la presión alveolar es demasiado elevada para permitir que haya flujo.
Efecto del ejercicio sobre el flujo sanguíneo a través de las diferentes partes de los pulmones:
Durante el ejercicio aumenta el flujo sanguíneo en todas las partes del pulmón, a nivel superior aumenta un 700%-800% y convierten los vértices pulmonares (zona 2) en zona 3 ya que a nivel inferior el flujo sanguíneo solo aumenta un 200%-300%.
Relación Ventilación-Perfusión (RVP)
 • Es la relación existente entre los alvéolos ventilados y su perfusión (irrigación) por parte de los capilares pulmonares.
 • Los alvéolos del vértice pulmonar con relación a los de la base se encuentran más ventilados pero menos perfundidos, lo que se relaciona con la presión intrapleural y la presión arterial media pulmonar.
• Tal es así que los alvéolos del vértice están bien ventilados y mal perfundidos, y los de la base, mal ventilados y bien perfundidos. 
 • Entonces si tenemos en cuenta que en la parte media del pulmón los alvéolos están igualmente ventilados y perfundidos, la RVP será de 1, mientras que en el vértice pulmonar la RVP será > a 1 (a favor de los alvéolos ventilados) y en la base será < a 1 (a favor de los alvéolos perfundidos).
Shunt • Se da cuando la sangre NO ha pasado a través de áreas ventiladas de los pulmones y entra en las arterias sistémicas. • El Shunt ocurre en pulmones normales. Esta sangre disminuye la PO2 arterial sistémica. • Esta disminución de la PO2 llega sólo a 5 mmHg en personas normales
Tipos de shunts:
 • Anatómico: Paso directo de la sangre del corazón derecho al izquierdo o a través de las venas tebesianas.
 • Alveolar: No ocurre intercambio gaseoso en los alveolos (edema, atelectasis, etc) 
• Verdadero: Anatómico + Alveolar.
 • Fisiológico: Por alteración de V/Q.
El aumento de gasto cardíaco durante el ejercicio intenso es asumido normalmente por la circulación pulmonar sin grandes aumentos en la presión arterial pulmonar.
Durante el ejercicio intenso, el flujo sanguíneo aumenta entre 4-7 veces. El flujo adicional se acomoda de 3 formas distintas en los pulmones:
1) aumentando el número de capilares abiertos, en ocasiones hasta 3 veces.
2) Distendiendo todos los capilares y aumentando la velocidad del flujo a través de cada capilar a más del doble
3) Aumentando la presión arterial pulmonar.
La capacidad de los pulmones de acomodarse al gran aumento del flujo sanguíneo durante el ejercicio sin aumentar la presión arterial pulmonar permite conservar la energía del lado derecho del corazón
Dinámica capilar pulmonar
Las paredes alveolares están tapizadas por tantos capilares que en la mayor parte de los sitios los capilares casi se tocan entre sí.
Duración del tiempo que la sangre permanece en los capilares pulmonares 0.8s. Cuando aumenta el
gasto cardíaco puede acortarse hasta 0.3s. en solo una fracción de segundo la sangre que pasa a través de los
capilares alveolares se oxigena y pierde su exceso de CO2.
Intercambio capilar de líquido en los pulmones y dinámica del líquido intersticial pulmonar.
1) La presión capilar pulmonar es baja aprox: 7mmHg, la presión capilar funcional de los tejidos
periféricos es de 17mmHg-
2) La presión del líquido intersticial del pulmón es más negativa en el tejido subcutáneo periférico. En el intersticio pulmonar -5mmHg. En los alveolos -8mmHg
3) Los capilares pulmonares son permeables a las moléculas proteicas, de modo que la presión osmótica coloidal del líquido intersticial pulmonar es de aprox 14mmHg.
4) Las paredes alveolares son muy delgadas, y el epitelio alveolar que recubre las superficies alveolares es tan débil que se puede romper si la presión positiva en los espacios intersticiales es mayor que la presión del aire alveolar (>0mmHg). Lo que permite el paso de líquido desde los espacios intersticiales hacia los alvéolos.
Presión intersticial pulmonar negativa y mecanismo para mantener “secos” los alvéolos. La presión negativa en los espacios intersticiales provoca la aparición de un líquido adicional en los alvéolos que simplemente será aspirado mecánicamente hacia el intersticio pulmonar a través de las pequeñas aberturas que hay entre las células epiteliales alveolares. Después este líquido es transportado por los linfáticos pulmonares o es absorbido hacia los capilares pulmonares, manteniendo los alvéolos sexos.
Edema pulmonar: Cualquier factor que aumente la filtración de líquido fuera de los capilares pulmonares o que impida la función linfática pulmonar y provoque un aumento de la presión del líquido intersticial pulmonar desde el intervalo negativo hasta el intervalo positivo dará lugar al llenado rápido de los espacios intersticiales pulmonares y de los alvéolos con grandes cantidades de líquido libre.Causas:
 Insuficiencia cardíaca izquierda o valvulopatía mitral, con aumento de la presión venosa pulmonar y de la presión capilar pulmonar, y el encharcamiento de los espacios intersticiales y de los alvéolos.
 La lesión de las membranas de los capilares sanguíneos pulmonares producida por infecciones como la neumonía o por la inhalación de sustancias tóxicas como el gas cloro o el dióxido de azufre. Dando lugar a una fuga rápida de proteínas plasmáticas como de líquido desde los capilares hacia los espacios intersticiales pulmonares y de los alvéolos.Factor de seguridad agudo contra el edema pulmonar  es de 21 mmHg. La presión capilar pulmonar debe aumentar hasta un valor al menos igual a la presión coloidosmótica del plasma en el interior de los capilares antes de que se produzcaun edema pulmonar significativo Factor de seguridad en los trastornos crónicos Cuando la presión capilar pulmonar permanece elevada de manera crónica (2 semanas) los pulmones se hacen más resistentes al edema pulmonar, porque los vasos linfáticos se expanden mucho, aumentando su capacidad de retirar liquido de los espacios intersticiales hasta 10 veces. Algunas veces no pasa nada si la presión capilar llega hasta 40-45mmHg. Pero en ocasiones cuando aumenta ligeramente por encima del factor de seguridad se puede producir un edema pulmonar mortal en un plazo de horas en 20-30min si la presión pulmonar aumenta de 25 a 30 mmHg POR encima del nivel del factor de seguridad, produciendo la muerte en menos de 30 min por edema agudo de pulmón.
Líquido en la cavidad pleural
Se encuentra entre las pleuras parietal y visceral. La membrana pleural es una membrana serosa
mesenquimatosa porosa a través de la cual pasan pequeñas cantidades de líquido intersticial hacia el espacio pleural, arrastrando proteínas tisulares que le dan una característica mucoide permitiendo el deslizamiento. La cantidad total de líquido es pequeña, solo algunos ml. El exceso de líquido es extraído mediante bombeo por los vasos linfáticos que se abren desde la cavidad pleural hacia el: 1) mediastino, 2) superficie superiordel diafragma y 3) superficies laterales de la pleura parietal.
Presión negativa en el líquido pleural
Siempre es necesaria una fuerza negativa en el exterior de los pulmones para mantenerlos expandidos. Esta presión es proporcionada por la presión negativa del espacio pleural normal. La causa de esta presión negativa es el bombeo de líquidos desde el espacio pleural por los linfáticos.Como la tendencia al colapso normal de los pulmones es de -4mmHg, la presión del líquido pleural siempre debe ser al menos tan negativa como -4mmHg para mantener expandidos los pulmones. Aunque normalmente anda en - 7mmHg.
Derrame pleural: acumulación de grandes cantidades de líquido libre en el espacio pleural.
Causado por:
1) Bloqueo del drenaje linfático desde la cavidad pleural
2) Insuficiencia cardíaca, que da lugar a unas presiones capilares periférica y pulmonar excesivamente altas que dan lugar a una trasudación excesiva de líquido hacia la cavidad pleural.
3) Marcada reducción de la presión osmótica coloidal del plasma, que permite un trasudación excesiva de líquidos
4) Infección o cualquier otra causa de inflamación de las superficies de la cavidad pleural, que produce rotura de las membranas capilares y permite la salida rápida tanto de proteínas plasmáticas como de líquido hacia la cavidad.
PRINCIPIOS FÍSICOS DEL INTERCAMBIO GASEOSO;
DIFUSIÓN DE OXÍGENO Y CO2 A TRAVÉS DE LA MEMBRANA
RESPIRATORIA. CAP-39
Después de que los alveolos se hayan ventilado con aire limpio, la siguiente fase del proceso respiratorio es la difusión de Oxígeno desde los alvéolos hacia la sangre pulmonar y la difusión de CO2 desde la sangre.
Física de la difusión gaseosa y presiones parciales de gases
Base molecular de la difusión gaseosa: todos los gases importantes son moléculas simples que se mueven libremente entre sí por difusión. Para que se produzca a difusión debe haber una fuente de energía.
Presiones de gases disueltos en agua y tejidos
Los gases disueltos en agua o en los tejidos corporales también ejercen una presión, porque las moléculas de gas disuelto se mueven de manera aleatoria y tienen energía cinética. Cuando el gas disuelto en el líquido entra en contacto con una superficie, como la membrana de una célula, ejerce su propia presión parcial. La presión parcial de un gas en una solución está determinada no solo por su concentración, sino también por el coeficiente de solubilidad del gas
presión parcial=concentración de gas disuelto /Coeficiente de solubilidad se≤conoce como LEY de HENRY
Cuando la presión parcial se expresa en atmósferas (1 atm=760mmHg) y la concentración se expresa en volumen de gas disuelto en cada volumen de agua, los eficientes de solubilidad de gases respiratorios importantes a temperatura corporal son:
 Oxígeno  0.024
 Dióxido de Carbono  0.57
 Monóxido de Carbono  0.018
 Nitrógeno  0.012
 Helio  0.008
Difusión de gases entre la fase gaseosa de los alvéolos y la fase disuelta de la sangre pulmonar
La presión parcial de cada uno de los gases en la mezcla del gas respiratorio alveolar tiende a hacer que las moléculas de ese gas se disuelvan en la sangre de los capilares alveolares. La difusión neta está determinada por la diferencia entre las dos presiones parciales. Si la presión parcial es mayor en la fase gaseosa de los alvéolos entonces más moléculas difundirán hacia la sangre que en la otra dirección. Si la presión parcial del gas es mayor en el estado disuelto en la sangre como con el CO2 la difusión neta se dirigirá hacia la fase gaseosa de los alvéolos.
Presión de vapor de agua: al entrar a la nariz, el aire se humidifica provocando que la presión parcial que ejercen las moléculas de agua para escapar a través de la superficie se denomina como presión de vapor de agua. La presión de agua A la temperatura corporal de 37°C la presión de vapor es de 47mmHg.
Cuantificación de la velocidad neta de difusión en los líquidos: 
Hay diferencia de presión y hay diversos factores que afectan la velocidad de difusión del gas, estos son: 1) la solubilidad del gas en el líquido, 2)el área transversal del líquido, 3)la distancia a través de la cual debe difundir el gas ,4) el peso molecular del gas 5) la temperatura del líquido, todos estos factores se puede expresar en una única fórmula, 
D: velocidad de difusión – ap.: es la diferenciación de presión parcial entre dos extremos –A: es el área transversal del trayecto –S: es la solubilidad del gas.
Esta formula determina dos factores la solubilidad y el peso molecular y estos dos factores conjuntos determinan el coeficiente de difusión del gas 
Coeficientes de difusión relativos de diferentes Gases de importancia respiratoria en los líquidos
Corporales:  Oxígeno  1  CO2  20.3  CO  0.81  Nitrógeno  0.53  Helio  0.95
Difusión de gases a través de tejidos: los gases son muy solubles en lípidos, y por lo tanto muy solubles en las membranas celulares. La difusión de gases a través de los tejidos, y a través de la membrana respiratoria es casi igual a la difusión de los gases en el agua.
Las composiciones del aire alveolar y el aire atmosférico son diferentes
El aire alveolar no tiene las mismas concentraciones de gases que el aire atmosférico.
1) El aire alveolar es sustituido de manera parcial por aire atmosférico en cada respiración
2) El oxígeno se absorbe constantemente hacia la sangre pulmonar desde el aire pulmonar
3) El CO2 está difundiendo constantemente desde la sangre pulmonar hacia los alveolos.
4) El aire atmosférico seco que entra en las vías respiratorias es humidificado incluso antes de que llegue a los alvéolos. 
Humidificación del aire en las vías respiratorias:
El aire atmosférico está compuesto casi totalmente por nitrógeno y oxígeno y poco vapor de agua, pero cuando el aire atmosférico entra en la vías respiratorias se humidifica totalmente.
La presión parcial de vapor de agua diluye todo los demás gases que están inspirados, esto se debe a que la presión alveolar no puede superar a la presión atmosférica (760mmHG a nivel del mar). 
· El oxígeno se diluye de 159 mmhg a 149mmhg
· El nitrógeno se diluye de 597mmhg a 563mmhg
Velocidad con que se renueva el aire alveolar por el aire atmosférico
La capacidad residual funcional de los pulmones (el vol. de aire que queda en los pulmones al final de una espiración normal) en un varón mide aproximadamente 2300ml. Solo 350 ml de aire nuevo entran en los alvéolos en cada inspiración normal y se espira esta misma cantidad de aire alveolar (350ml).
Importancia de la sustitución lenta del aire alveolar: es importante debido a los cambios súbitos de las concentraciones de gases en la sangre. Esto hace que el mecanismo de control respiratorio sea mucho más estable y ayuda a prevenir los aumentosy disminuciones excesivos de la oxigenación tisular, de la concentración tisular de CO2 y del pH tisular.
Concentración y presión parcial de oxígeno en los alvéolos
La concentración está controlada por: la velocidad de absorción de oxigeno hacia la sangre
La velocidad de entrada de oxigeno nuevo a los pulmones por el proceso de ventilatorio.
Un aumento extremo de la ventilación alveolar nunca puede elevar el Po2 por encima de 149mmhg.
Concentración y presión parcial de CO2 en los alvéolos
El dióxido de carbono se forma continuamente en el cuerpo y después se trasporta por la sangre hacia los alveolos para eliminarse de los alveolos por la ventilación. La concentración y la presión parcial tanto del oxígeno como dióxido de carbono dependen de la velocidad de absorción de los gases y la velocidad de la ventilación alveolar.
El aire espirado es una combinación de aire del espacio muerto y aire alveolar: 
 la composición global del aire espirado, está determinada por:
1) La cantidad de aire espirado que es el aire del espacio muerto
2) La cantidad que es aire alveolar.
Difusión de gases a través de la membrana respiratoria
Unidad respiratoria (lobulillo respiratorio):
Está formada por un bronquiolo respiratorio, los conductos alveolares, los atrios y los alvéolos. Hay aprox 300 millones de alvéolos (0.2mm) en los dos pulmones. Las paredes alveolares son muy delgadas y entre los alveolos hay una red casi sólida de capilares interconectados. El intercambio gaseoso entre el aire alveolar y la sangre pulmonar se produce a través de las membranas de todas las porciones terminales de los pulmones, no solo en los alveolos. Todas estas membranas se conocen como la membrana respiratoria o también llamada membrana pulmonar. 
Factores que influyen en la velocidad de difusión gaseosa a través de la membrana respiratoria.
1) El grosor de la membrana cualquier factor que aumente el grosor de la membrana más de 2 o 3 veces puede interferir de manera significativa con el intercambio gaseoso. Fibrosis
2) El área superficial de la membrana se puede reducir en muchas situaciones, como la
Resecación de un pulmón, el enfisema. Cuando el área superficial total disminuye hasta
aprox un cuarto o un tercio de lo normal, se produce un deterioro significativo del
Intercambio gaseoso.
3) El coeficiente de difusión del gas en la sustancia de la membrana depende de la
Solubilidad del gas en la membrana e inversamente de la raíz cuadrada del peso molecular del gas.
4) La diferencia de presión parcial del gas entre los dos lados de la membrana. Es la
Diferencia entre la presión parcial del gas en los alveolos y la presión parcial del gas en la
Sangre capilar pulmonar.
a. Cuando la presión parcial de un gas en los alveolos es mayor que la presión del gas
En la sangre (oxígeno) se produce difusión neta desde los alvéolos hacia la sangre.
b. Cuando la presión del gas en la sangre es mayor que la presión parcial en los
Alveolos (CO2) se produce difusión neta desde la sangre hacia los alvéolos.
Capacidad de difusión de la membrana respiratoria: Se define como el volumen de gas que difunde a través de la membrana en cada minuto para una diferencia de presión parcial de 1mmHg.
Capacidad de difusión del oxígeno: en reposo es de 21ml/min/mmHg.
Capacidad de difusión de la membrana respiratoria: Se define como el volumen de gas que difunde a través de la membrana en cada minuto para una diferencia de presión parcial de 1mmHg.
Capacidad de difusión del oxígeno  en reposo es de 21ml/min/mmHg.
Aumento de la capacidad de difusión de Oxígeno durante el ejercicio  es de
65ml/min/mmHg
o Apertura de muchos capilares pulmonares previamente cerrados o la dilatación
adicional de capilares y abiertos, aumentando el área superficial de la sangre hacia
la que puede difundir el oxígeno
o Mejor equilibrio entre la ventilación de los alvéolos y la perfusión de los capilares
alveolares con sangre, denominado cociente de ventilación-perfusión.
Capacidad de difusión del CO2 . Como el coficiente del dióxido de carbono es mayor a 20 veces el del oxigeno , cabe aclarar que la capacidad de difusión del dióxido de carbono en reposo sea de aprox 400 a 450 ml/min/mmHg. Y durante el esfuerzo de aprox 1200 a 1300ml/min/mmHg 
Regulación de la respiración 41
Normalmente El Sistema Nervioso ajusta el ritmo de ventilación alveolar casi exactamente a las necesidades del cuerpo, de manera que que la presión sanguínea de oxigeno (PO2 ) y la de dióxido de carbono (PCO2 ) difícilmente se modifican durante el ejercicio intenso o en situaciones de dificultad respiratoria
Centro respiratorio: Compuesto por varios diversos grupos de neuronas (tres conjuntos principales) localizados de manera bilateral en el bulbo raquídeo y la pretuberancia anular del troco encefálico
 1.GRUPO RESPIRATORIO DORSAL: Produce la inspiración. Desempeñando la función fundamental en la regulación respiratoria. 
2.GRUPO RESPIRATORIO VENTRAL: produce la espiración. Localizado en la parte ventrolateral del bulbo. según las neuronas que se estimulen. 
3.CENTRO NEUMOTÁXICO: localizado dorsalmente en la porción superior de la protuberancia cumple la función de regular tanto la frecuencia y la profundidad de la respiración.