Mecanismos de la Respiración

Membrana Respiratoria

• La delgada capa de agua dentro de un alveolo causa que se colapsen.
• El surfactante es una sustancia que disminuye la tensión superficial del líquido alveolar para impedir que el alveolo colapse con cada exhalación.
• La producción de surfactante es insuficiente en bebés prematuros.

Elasticidad de los Pulmones

• La facilidad con la cual el pulmón se expande depende de la elasticidad y la tensión superficial.
• Algunas patologías disminuyen la capacidad de expansión pulmonar al disminuir la elasticidad o la capacidad del líquido surfactante.

Mecanismo de Ventilación

• El movimiento de aire hacia dentro y fuera de los pulmones depende de los cambios en presión de los gases según la ley de Boyle.
• La ley de Boyle establece que el volumen de un gas varía de forma inversa con la presión.

Volumen y Capacidad Pulmonar

• La mecánica de respiración es el proceso por el que se produce el movimiento de aire hacia dentro y fuera de los pulmones.

Intercambio de Oxigeno y Dióxido de Carbono

• El intercambio de gases se produce por difusión pasiva.
• El oxígeno se desplaza desde el aire a los pulmones, de los pulmones a la sangre y de la sangre a las células del organismo.
• El dióxido de carbono se desplaza desde las células del organismo a la sangre, de la sangre a los pulmones y de los pulmones a la atmósfera.

Funciones de las Vías Aéreas

• Las vías aéreas (tráquea, bronquios y bronquiolos) permiten la distribución del aire hacia los alveolos donde ocurre el intercambio de gases.
• Para que las vías no se colapsen durante la respiración, requieren una constitución semi-rígida.
• La presencia de cartílago en las vías aéreas permite esa función:
  • Tráquea: anillos semilunares de cartílago.
  • Bronquios: placas curvas de cartílago.
  • Los bronquiolos ni los alveolos contienen cartílago.

Músculo Liso en las Vías Respiratorias

• El músculo liso en las vías aéreas se encuentra distribuido en todas las secciones del árbol bronquial y en la tráquea.
• Sin embargo, es más abundante conforme la vía es más distal y pequeña, y su impacto fisiopatológico radica en que, al contraerse, causa cierre de esa vía aérea.

Histamina como Broncoconstrictor

• En condiciones de inflamación o reacción alérgica, se reclutan mastocitos hacia el pulmón y éstos liberan histamina.
• La histamina actúa sobre receptores H1 causando:
  • Aumento en la producción de moco por el epitelio respiratorio (células calciformes mucosas).
  • Contracción del músculo liso de vías aéreas.

Resistencia al Flujo en el Árbol Bronquial

• Los bronquiolos pueden afectar importantemente el flujo de aire por:
  • Contracción del músculo liso de sus paredes.
  • Edema en sus paredes.
  • Acumulación de moco en su interior.

Principales Signos y Síntomas de Enfermedades Respiratorias

• Tos y expectoración (tratamiento: se ataca el problema subyacente).
• Disnea (tratamiento: se puede suministrar oxígeno o ventilación intratraqueal).

Cianosis

• Coloración azulada de la piel debida a una oxigenación insuficiente de la sangre.
• Su coloración se debe a que la hemoglobina sin oxigenar es de un color más azulado que la hemoglobina oxigenada.

Causas de la Cianosis

• Enfermedades pulmonares.
• Enfermedades cardiacas.
• Malformaciones vasculares.
• Tratamiento: tratar la causa subyacente y administrar oxígeno.

Sibilancias

• Silbido producido durante la respiración como consecuencia de la obstrucción parcial de las vías respiratorias.
• El asma es la principal causa de este síntoma.
• Se alivia con broncodilatadores.

Hipercapnia

• Exceso de CO2 en los líquidos corporales.
• Solo se asocia a hipoxia cuando ésta es producida por hipoventilación o deficiencia circulatoria.
• En casos de alteración en la difusión gaseosa, se produce hipoxia pero no hipercapnia por la facilidad con la que el CO2 difunde.
• Síntomas relacionados con la PCO2 alveolar:
  • 60-75 mmHg: disnea, estimulación de la respiración.
  • 80-100 mmHg: obnubilación, semi-coma.
  • 120-150 mmHg: depresión de la función respiratoria, aumento en la PCO2, muerte respiratoria.

Hemoptisis

• Expectoración de sangre procedente del aparato respiratorio.
• Principales causas:
  • Infecciones.
  • Hemorragia nasal.
  • Tumores.
  • Embolia pulmonar.
  • Hipertensión pulmonar.

Dolor Torácico

• Dolor agudo y localizado, aumenta con la inspiración y la tos (a veces referido como dolor pleurítico).
  • Por inflamación pleural.
  • Infecciones.
  • Embolia pulmonar.
  • Neumotórax.
  • Pericarditis.
  • Derrame pleural.

Arterias

• La función de las arterias consiste en transportar la sangre con una presión alta hacia los tejidos.
• Las arterias tienen unas paredes vasculares fuertes y unos flujos sanguíneos importantes con una velocidad alta.

Arteriolas

• Las arteriolas son las últimas ramas pequeñas del sistema arterial y actúan controlando los conductos a través de los cuales se libera la sangre en los capilares.

Equilibrio del Magnesio (Mg2+)

• Su concentración plasmática se regula por muchos factores, incluyendo:
  • Concentración de calcio.
  • Acidez.
  • Hormona paratiroidea.

Hipomagnesemia

• Causas:
  • Ingesta inadecuada.
  • Pérdida excesiva por orina o heces.
  • Alcoholismo.
  • Desnutrición.
  • Diabetes mellitus.
  • Diuréticos.
• Síntomas:
  • Debilidad.
  • Irritabilidad.
  • Tetania.
  • Delirio.
  • Convulsiones.
  • Confusión.
  • Anorexia.
  • Náusea.
  • Vómito.
  • Parestesia.
  • Arritmia cardíaca.

Hipermagnesemia

• Causas:
  • Insuficiencia renal.
  • Ingesta excesiva.
  • Déficit de aldosterona.
  • Hipertiroidismo.
• Síntomas:
  • Hipotensión.
  • Debilidad muscular.
  • Parálisis.
  • Náusea.
  • Vómito.
  • Alteraciones mentales.

Equilibrio del Fosfato (HPO4 -2)

• Se encuentra principalmente asociado al calcio en tejido óseo.
• También se encuentra en fosfolípidos, ATP, ADN y ARN.
• Es un amortiguador de pH.
• Su concentración se regula por:
  • Hormona paratiroidea (similar al equilibrio de Ca2+: se aumenta la liberación de fosfato a partir de hueso).
  • Calcitrol: aumenta su absorción intestinal.

Hipofosfatemia

• Causas:
  • Pérdida en orina.
  • Disminución en la absorción intestinal.
• Síntomas:
  • Confusión.
  • Convulsiones.
  • Dolor de pecho.
  • Dolor muscular.
  • Parestesia.
  • Hormigueo de los dedos.
  • Falta de coordinación.
  • Pérdida de memoria.
  • Letargia.

Hiperfosfatemia

• Causas:
  • Falla renal.
  • Ingesta excesiva.
  • Destrucción celular.
• Síntomas:
  • Anorexia.
  • Náusea.
  • Vómito.
  • Debilidad muscular.
  • Reflejos hiperactivos.
  • Tetania.
  • Taquicardia.

Equilibrio del Bicarbonato (HCO3-)

• Es un ión muy importante en plasma para el control de pH.
• Su concentración plasmática aumenta cuando se acumula CO2 en las células (por actividad metabólica).
• Su concentración disminuye cuando el CO2 es exhalado en por los pulmones.
• Los riñones también participan en su regulación:
  • Formando más bicarbonato a partir de CO2.
  • Excretando el exceso de bicarbonato en la orina.

Homeostasis

• Es la capacidad del humano de controlar su ambiente interno.

Equilibrio Acido-Base

• La concentración de iones de hidrógeno determina la actividad del pH de una solución, es decir, si tiende hacia la alcalinidad o hacia la acidez.

pH

• El pH es el logaritmo negativo de la concentración de hidrogeniones (H+).
• El pH normal del cuerpo humano es 7.40.
• La homeostasis ácido-base es esencial para el funcionamiento celular, la actividad enzimática y la regulación de la presión arterial.
• Los cambios en el pH pueden desencadenar respuestas fisiológicas significativas.

Sistemas Amortiguadores

• El sistema amortiguador del bicarbonato (HCO3) juega un papel crucial en el equilibrio acido-base.

Relación de los Hidrogeniones con los Sistemas Amortiguadores

• Los hidrogeniones (H+) están inversamente relacionados con la concentración de bicarbonato (HCO3-).
• Los hidrogeniones están directamente relacionados con la presión parcial de dióxido de carbono (pCO2).
• El pH está inversamente relacionado con la presión parcial de dióxido de carbono (pCO2).

Sistema Respiratorio

• El sistema respiratorio es un sistema mediato para la regulación del equilibrio ácido-base.
• La ventilación es responsable de regular la concentración de CO2.
• La hiperventilación disminuye la pCO2 y eleva el pH.
• La hipoventilación aumenta la pCO2 y disminuye el pH.

Sistema Renal

• El sistema renal es un sistema tardío para la regulación del equilibrio ácido-base.
• Los riñones tienen la capacidad de:
  • Eliminar o reabsorber ácidos o bases.
  • Secretar H+.
  • Reabsorber HCO3-.
  • Producir HCO3-.
  • Filtrar.
  • Reabsorber.
  • Eliminar.

Alteraciones del Equilibrio Acido-Base

• Valores normales:
  • pH: 7,35 - 7,45
  • pO2: 80 - 100 mmHg
  • pCO2: 35 - 45 mmHg
  • HCO3: 22 - 26 mEq/L