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FÍSICA DE LA RESPIRACIÓN

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Alexander Zúñiga Guevara

on 7 February 2015

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Transcript of FÍSICA DE LA RESPIRACIÓN

La elasticidad pulmonar
es la capacidad de los tejidos musculares al de colapsarse durante exhalación. Los pulmones deben retornar a su estado de descanso (no expandidos) para asegurar la expulsión de suficiente gas.

La presión intratorásica
es la presión, positiva o negativa, presente en la cavidad torácica. Es crítica para tener una inspiración (presión interna negativa) y exhalación (presión interna positiva).

La presión intralveolar
es importante para mantener una adecuada respiración e intercambio gaseoso con la sangre.

Gracias
BENDICIONES

Presión intraalveolar
, la cual es la presión en los sacos alveolares medida por un pletismógrafo de cuerpo (dispositivo de medición de presión).

Gases sanguíneos, los cuales indican la presión parcial de O2 y CO2 en la sangre medidos por un analizador de gases sanguíneos.

Balance ácido – base,
el cual indica la cantidad de CO2 en la sangre registrado por un medidor de pH.

Capacidad pulmonar total (TLC)
, 6,000 mL, es la cantidad del gas contenido en los pulmones al final de una inspiración máxima, y es la suma de la capacidad de inspiración (IC) y la capacidad funcional residual (FRC).
Capacidad Vital (VC)
, 4,800 mL, es cantidad máxima de gas que puede ser expelido de los pulmones mediante un esfuerzo forzado a partir de una inspiración máxima.
Capacidad de Inspiración (IC)
, 3,600 mL, es la máxima cantidad de gas que puede ser inspirado a partir del nivel normal de exhalación y es la suma del volumen tidal (TV) y el volumen de reserva inspiratoria (IRV).
Capacidad residual expiratoria (FRC)
, 2,400 mL, es la cantidad de gas que permanece en los pulmones después de una exhalación normal y es la suma del volumen de reserva expiratoria (ERV) y el volumen residual (RV).

El volumen tidal (TV):
De aproximadamente 500 mL, es la profundidad de la respiración de un volumen de gas inspirado o expirado durante un ciclo de respiración normal.
Volumen de reserva inspiratoria (IRV),:
3,600 mL, es la máxima cantidad de gas que puede ser aspirado a partir de la posición inspiratoria final (inspiración adicional del punto superior de volumen tidal).
Volumen de reserva expiratoria (ERV):
1,200 mL, es la máxima cantidad de gas que .puede ser expirado del ultimo nivel de exhalación (exhalación adicional del punto inferior del volumen tidal).
Volumen residual (RV)
:
1,200 mL, es la cantidad de gas que permanece en los pulmones al final de una máxima exhalación (cantidad que no puede ser expulsada del pulmón). Aún un pulmón colapsado contiene entre 500 y 600 mL.
Volumen minuto:
Es el volumen de aire respirado normalmente durante un minuto.

La inspiración:
resulta de la contracción del diafragma (movimiento hacia abajo) y de los músculos intercostales (costillas hacia arriba y afuera). El crecimiento de la cavidad torácica produce una reducción en la presión de -3 mm de Hg con respecto a la presión exterior


Como los pulmones son pasivos (no hay tejido muscular), se expanden debido a la presión positiva externa.


La exhalación:
resulta de la relajación del diafragma (movimiento hacia arriba) y de los músculos intercostales (hacia abajo y hacia adentro). La naturaleza elástica de los pulmones produce una presión pulmonar mayor que la atmosférica (+3 mm de Hg) que fuerza al aire a salir de los pulmones.

Nariz y cavidades nasales
:
Órgano facial que sirve al sentido del olfato (oler) y que calienta, humedece y filtra el aire que va hacia el tracto respiratorio.
Faringe con sus 3 divisiones:
Nasofaringe
(cerca de la nariz), la cual incluye los adenoides (masa de tejido linfático).
Orofaringe,
que incluye las anginas (masa de tejido linfático).
.
Hipofaringe o Laringofaringe
Laringe (caja de voz):
Contiene las cuerdas vocales que vibran cuando el aire es forzado a salir.


Lic. Alexander Zúñiga G.
Cod. 4404


Debido a la gran diversidad de padecimientos y problemas respiratorios, ya sean inducidos orgánicamente o por el medio ambiente, es esencial la medición de la función pulmonar, la cual incluye:
Máxima ventilación voluntaria (MVV), la cual es la profundidad y frecuencia respiratoria medida por un espirómetro (dispositivo para medición de volumen respiratorio).
Volumen espiratorio forzado en 1 segundo (FEV1), el cual es el volumen medido por un espirómetro en una inhalación y exhalación rápida.
Flujo de exhalación máximo (MEFR), el cual es la medición de flujo de una inhalación y exhalación enérgica.

El trabajo para respirar involucra la resistencia al flujo de aire, capacidad de expansión pulmonar y elasticidad de los pulmones.

La resistencia al flujo de aire se relaciona con la facilidad del paso del flujo de aire a través de las estructuras pulmonares tubulares. En tubos más pequeños, como en bronquiolos y alvéolos, se tendrá una resistencia más alta.

La capacidad pulmonar es la capacidad de los alvéolos y pulmones para expandirse durante inspiración. Los pulmones son pasivos, pero deben expandirse para asegurar suficiente ingreso de aire.

Los parámetros de la respiración son mediciones que indican el estado de la función respiratoria, entre las cuales se incluyen capacidades y volúmenes pulmonares, resistencia al aire, elasticidad y tamaño de los pulmones y presión intratoráxica.

La mecánica de la respiración involucra músculos que cambian el volumen de la cavidad torácica y es esta forma producen la inspiración (toma de aire) y exhalación.

Los dos grupos de músculos involucrados en la respiración:
Diafragma:
que es una pared que separa el abdomen de la cavidad torácica y que se mueve hacia arriba y hacia abajo.
Los músculos intercostales :
que son un grupo de músculos que mueven las costillas hacia fuera y hacia adentro.



«La respiración externa consiste en el intercambio de gases entre los pulmones y la sangre»
Básicamente la respiración externa comprende:
Inspiración
(toma de aire, inhalar, 79% nitrógeno [N], 20.96% O2, 0.04% CO2).
Exhalación
(desecho de gases, exhalar, 79% N, 17% O2, 0.4% CO2).
Las funciones pulmonares involucran:
Procesos físico
s (mecánica de respiración)
Procesos químicos
(reacciones de gases con líquidos o intercambio de gases).

El intercambio de O2 y CO2 se basa en la ley de presiones parciales de Dalton:
La presión total generada por una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de cada uno de los gases. La presión parcial de un gas en una mezcla de gases es igual a la presión de ese gas solo en el contenedor.


Por ejemplo, si la presión parcial de oxigeno (PO2) es de 100 mmHg en un capilar que pasa cerca de una célula y la presión interna de O2 en la célula es de 30 mmHg, el O2 se moverá del capilar hacia la célula.

En forma similar el CO2 se mueve de la célula hacia el capilar. Así, la concentración sanguínea de O2 y CO2 son críticos para obtener suficiente intercambio gaseoso.

El papel del agente tensoactivo contra la inestabilidad lo hace de dos maneras:
A. Reduce la cantidad total de tensión superficial y esto permite que el fenómeno de la interdependencia y el tejido fibroso venzan los efectos de la tensión superficial.
B. Al hacerse más pequeño un alvéolo las moléculas del agente tensoactivo de la superficie alveolar disponen de un espacio más pequeño por lo que aumenta su concentración, y esto reduce todavía mas la tensión superficial. Por tanto, cuanto más pequeño se vuelve el alvéolo menor se hace su tensión superficial.

Método del plato (Wilhelmy)
En este método se mide la fuerza hacia abajo que sobre una placa lisa ejerce la superficie o interface a la cual se desea determinar la tensión cuando esta placa toca exactamente esa superficie o interface.

Método del anillo.
Un anillo se coloca sobre la superficie del líquido y se mide la fuerza requerida para separar el anillo de la superficie.
En este método debe asegurarse el mojado completo del anillo para obtener resultados reproducibles y de significado.
Es un método sencillo, rápido, de alta precisión, no muy dependiente del ángulo de contacto. Es una variante del método de la placa que tiene ciertas ventajas en cuanto a precisión

MÉTODOS BASADOS EN LA MEDICIÓN DE UNA FUERZA.

Se sabe que la tensión es una fuerza por unidad de longitud de línea de contacto trifásico. Tales métodos se aplican por tanto al caso en que hay 3 fases:


Un fluido (gas o líquido),
Un líquido.
Un sólido.

La tensión superficial o interfacial entre los dos fluidos se mide como una fuerza aplicada sobre una cierta longitud de la línea de contacto trifásico.

Tráquea (tubo de viento)
:
Tubo vertical que se mantiene abierto mediante anillos de cartílago y que permite el paso de aire de y hacia los pulmones.
Bronquios:
Dos ramificaciones de la tráquea que descienden, cada una, a un pulmón.
Bronquiolos:
Ramificaciones branquiales más pequeñas que forma una red de conductos a través de los pulmones.
Alvéolos
(sacos de aire):
Cavidades de aire (con un espesor en sus paredes del tamaño de una célula) al final de los bronquiolos que atrapa el aire y permite el intercambio de gases con los capilares sanguíneos.
Capilares pulmonares:
Tubos muy delgados que portan sangre alrededor de los alvéolos y que permiten el intercambio de gases.

El aire alveolar sólo es sustituido parcialmente por el aire atmosférico en cada respiración.
Se está absorbiendo continuamente oxigeno del aire alveolar
El dióxido de carbono está difundiendo constantemente desde la sangre pulmonar a los alvéolos.
El aire atmosférico seco que penetra en las vías respiratorias es humidificado antes de que alcance los alvéolos.


La presión parcial de vapor de agua a la temperatura corporal normal de 37°es de 47 mmHg, que, por tanto, es la presión parcial del agua en el aire alveolar.
Debido a que la presión total de los alvéolos no puede elevarse por encima de la presión atmosférica (760mmHg), este vapor de agua simplemente diluye los restantes gases del aire inspirado.

Método de presión de burbuja.
Una pequeña burbuja de gas se insufla por el extremo de un capilar sumergido en un líquido.
Mientras la burbuja crece, la presión dentro de ella crece, pero el radio de curvatura disminuye.
El valor de presión máxima se logra cuando la burbuja es una semiesfera siendo el radio de curvatura mínimo.
Un mayor crecimiento de la burbuja en este punto induce la ruptura de la misma y un ascenso del líquido por el capilar.

Método de la elevación capilar.
Líquido asciende dentro de un tubo de pequeño diámetro (capilar) hasta que la presión hidrostática debido a la columna de líquido se iguala a la tensión superficial relacionada al ángulo de contacto.
Se puede deducir la tensión del valor de la altura alcanzada por el líquido en el capilar.

MÉTODOS BASADOS EN LA MEDICIÓN DE LA PRESIÓN.
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