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UNIDAD VI Células sanguíneas, inmunidad y coagulación sanguínea CAPÍTULO 38...

UNIDAD VI Células sanguíneas, inmunidad y coagulación sanguínea CAPÍTULO 38 VII UNIDAD Ventilación pulmonar contra el fondo del diafragma, comprimiendo los pulmones. Las principales funciones de la respiración son El segundo método para expandir los pulmones es elevar proporcionar oxígeno a los tejidos y eliminar el dióxido la caja torácica. Elevar la caja torácica expande los pulmones de carbono. Los cuatro componentes principales de la porque, en la posición de reposo natural, las costillas se respiración son los siguientes: (1)ventilación pulmonar, inclinan hacia abajo, como se desplaza hacia el lado izquierdo wflicfl significa la entrada y salida de aire entre la de la columna.Figura 38-1, tflus atmósfera y los alvéolos pulmonares; (2)difusión de oxígeno (O2) y dióxido de carbono (CO2) entre los alvéolos y la sangre; (3)transporte de oxigeno y car- bióxido de carbono en la sangre y los fluidos corporales hacia y desde las células de los tejidos del cuerpo; y (4)regulación de la ventilación y otras facetas de la respiración. Este colgajo trata sobre la ventilación pulmonar; Los cinco colgajos subsiguientes cubren otras funciones respiratorias además de la similología de anomalías respiratorias especiales. MECÁNICA DE LA VENTILACIÓN PULMONAR MÚSCULOS QUE CAUSAN EXPANSIÓN Y CONTRACCIÓN PULMONAR Los pulmones se pueden expandir y contraer de dos formas: (1) por el movimiento hacia abajo o hacia arriba del diafragma para alargar o expandir la cavidad más pequeña; y (2) por elevación o depresión de las costillas para aumentar o disminuir el diámetro anteroposterior de la cavidad inferior.Figura 38-1 sflows tflese dos metflods. La respiración silenciosa normal se logra casi en su totalidad mediante el movimiento del diafragma. Durante la inspiración, la contracción del diafragma tira hacia abajo las superficies inferiores de los pulmones. Luego, durante la expiración, tfle diapflragm simplemente se relaja y tfleretroceso elástico de los pulmones, la pared principal y las estructuras abdominales comprime los pulmones y expulsa el aire. Durante la respiración de pulgas, sin embargo, las fuerzas elásticas no son lo suficientemente poderosas como para causar la espiración rápida necesaria, por lo que la fuerza adicional se logra principalmente por la contracción de lamúsculos abdominales, empuja el contenido abdominal hacia arriba 490 permitiendo que el esternón caiga hacia atrás hacia la columna vertebral. Cuando la caja torácica está elevada, fluye siempre, las costillas se proyectan casi directamente hacia adelante, por lo que el esternón también se mueve hacia adelante, alejándose de la columna vertebral, lo que hace que la vibración anteroposterior de la columna sea un 20% mayor durante la inspiración máxima durante la espiración.Por lo tanto, todos los músculos que elevan la caja torácica se clasifican como músculos de inspiración, y los músculos que deprimen la caja torácica se clasifican como músculos de espiración.. Los músculos más importantes para levantar la caja torácica son los intercostales externos, pero otros flelp planos son tflos siguientes: (1) esternocleidomastoideo músculos, que se elevan hacia arriba sobre el esternón; (2)serrati anterior, wflicfl levanta muchos de tfle costillas y (3)scaleni, levante las dos primeras costillas. Los músculos que tiran de la caja torácica hacia abajo durante la espiración son principalmente los siguientes: rectos abdominales, wflicfl flave tfle poderoso efecto de tirar hacia abajo de las costillas inferiores al mismo tiempo que los músculos planos y otros músculos abdominales también comprimen el contenido abdominal hacia arriba contra el diafragma; y (2) tfleintercostales internos. Figura 38-1 También fluye el mecflanismo por el que los intercostales externos e internos actúan para causar inspiración y espiración. A la izquierda, las costillas durante la espiración se inclinan hacia abajo y los intercostales externos se alargan hacia adelante y hacia abajo. A medida que la flecha se contrae, la flecha tira de las costillas superiores hacia adelante en relación con las costillas inferiores, lo que hace que el apalancamiento sobre las costillas eleve la pierna hacia arriba, provocando la inspiración. Los intercostales internos funcionan de manera opuesta, funcionando como músculos espiratorios porque el ángulo de desplazamiento entre las costillas en dirección opuesta y causa un apalancamiento opuesto. PRESIONES QUE CAUSAN EL MOVIMIENTO DE AIRE DENTRO Y FUERA DE LOS PULMONES Vea el video 38-1. El pulmón es una estructura elástica tflat col- se desvanece como un globo y expulsa todo su aire a través de la trampilla sin que exista fuerza para mantenerlo inflado. Además, no hay aditamentos entre el pulmón y las paredes de tfle cflest jaula, excepto si está suspendido en su flilum de tfle mediastino, tfle sección central de tfle cflest cavidad. En cambio, el pulmón "flota" en la cavidad torácica, rodeado por una capa fina delíquido pleural tflat lubrica 491 UNIDAD VII Respiración VENCIMIENTO INSPIRACIÓN Aumentado diámetro vertical Elevado Aumento Caja torácica del diámetro AP Intercos tales externos contraídos Diafragmático Interco contracción stales internos relajad o Figura 38-1 Contracción y expansión de la caja torácica durante la Abdominale espiración y la inspiración, s contraídos demostrando contracción diafragmática, función de los músculos intercostales y elevación y depresión de la caja torácica. AP, Anteroposterior. alvéolos pulmonares. Wflen tfle glotis está abierta y no fluye aire movimiento de los pulmones tfle dentro de la cavidad tfle. dentro o fuera de tfle pulmones, tfle presiones en todas las partes del Además, la succión continua del exceso de líquido en los tfle respira- tory árbol, todas las formas de tfle alvéolos, son iguales canales linfáticos mantiene una succión leve entre la a la presión atmosférica, wflicfl se considera cero presión de superficie visceral de la pleura pulmonar y la superficie referencia en las vías respiratorias tfle - tflat es, 0 cm H2O de pleural parietal de la cavidad flócica. Por lo tanto, los presión. Para causar un flujo de aire hacia adentro hacia los alvéolos pulmones de los pulmones están llenos de la pared durante la inspiración, la presión en los alvéolos debe caer a un torácica como si estuvieran pegados, excepto que los valor ligeramente por debajo de la presión atmosférica (por debajo pulmones planos están bien lubricados y pueden de 0). La segunda curva (denominada "presión alveolar") deFigura deslizarse libremente a medida que los pulmones se 38-2. demuestra tflat durante la inspiración normal, la presión expanden y contraen. alveolar disminuye Presión pleural y sus cambios durante la respiración. Presión pleural es la presión tfle de tfle fluido en tfle Espacio tflin entre la pleura pulmonar tfle y la pleura de la pared cflest. Esta presin es normalmente una succin leve, wflicfl significa una levenegativo presión. La presión pleural normal al comienzo de la inspiración es de aproximadamente -5 centímetros de agua (cm H2O), la cantidad máxima de succión requerida para llenar los pulmones y abrirlos hasta el nivel de reposo. Durante la inspiración normal, la expansión de la jaula más pequeña tira hacia afuera de los pulmones con mayor fuerza y crea más presión negativa hasta un promedio de aproximadamente -7,5 cm H2O. Estas relaciones entre la presión pleural y el volumen pulmonar en flanqueo se demuestran en Figura 38-2.; en el panel inferior fluye el aumento de la negatividad de la presión pleural de -5 a -7,5 cm H2O durante la inspiración y en el panel superior un aumento en el volumen pulmonar de 0.5 litro. Luego, durante la expiración, estos eventos se invierten esencialmente. Presión alveolar: presión del aire dentro de los 492 0 , 5 Volumen 0 Cambio de volumen pulmonar 0 , 2 (litros) 5 Presión alveolar 0 + 2 0 Presión transpulmonar Presión (cm H2O) – 2 Presión pleural – 4 Inspiració Vencimien – n to 6 – 8 Figura 38-2. Cambios en el volumen pulmonar, la presión alveolar, la presión pleural y la presión transpulmonar durante la respiración normal. es a aproximadamente -1 cm H2O. Esta leve presión negativa es suficiente para extraer 0,5 litros de aire hacia los pulmones en los 2 segundos necesarios para una inspiración tranquila normal. Durante la espiración, la presión alveolar se eleva a aproximadamente +1 cm H2O, lo que obliga a que 0,5 litros de aire inspirado salgan de los pulmones durante los 2 a 3 segundos de espiración. Presión transpulmonar: diferencia entre las presiones alveolar y pleural. Nota en Figura 38-2. tflat tfle presión transpulmonar es la diferencia de presin entre plano en los alvéolos y plano en las superficies externas de los pulmones (presión pleural); Es una medida de las fuerzas elásticas en los pulmones. Los pulmones planos tienden a colapsar en cada instante de la respiración, llamado tfle.presión de retroceso. 493 UNIDAD VII Respiración Capítulo 38 Pulmonar Ventilación Lleno de Lleno de 0,50 solución aire salina 0,50 Vencimie Cambio de volumen nto Cambio de volumen VII UNIDAD pulmonar (litros) pulmonar (litros) Vencimie 0,25 nto 0,25 Inspiració n Inspiració 0 n 0 –2 –4 –6 –8 0 Presión pleural (cm H2O) –4–5–6 Figura 38-4. Comparación de los diagramas de distensibilidad de Presión pleural (cm H2O) pulmones llenos de solución salina y de aire cuando la presión Figura 38-3. Diagrama de cumplimiento en una persona sana. Este alveolar se mantiene a La presión atmosférica (0 cm H2O) y la diagramamuestra cambios en el volumen pulmonar durante los presión pleural se cambian para cambiar la presión cambios en la presión transpulmonar (presión alveolar menos transpulmonar. presión pleural). pulmones desinflados, las fibras carnosas se encuentran en un Cumplimiento de los pulmones estado elásticamente contraído y retorcido; Mientras tanto, El grado en que los pulmones se flexibilizarán se cuando los pulmones se expanden, las fibras se estiran y se expandirá para cada unidad de aumento en la presión deshacen, alargándose y ejerciendo una fuerza aún más transpulmonar (si se deja suficiente tiempo para elástica. alcanzar el equilibrio) se llama tfle cumplimiento Las fuerzas elásticas provocadas por la tensión superficial pulmonar. La distensibilidad total de ambos pulmones son mucho más complejas. El significado de la tensión juntos en un adulto normal promedia alrededor de 200 superficial se explica enFigura 38-4., wflicfl compara el ml de presión transpulmonar de aire / cm H2O. Es cumplimiento de tfle decir, cada vez que la presión transpulmonar aumenta en 1 cm H2O, el volumen pulmonar, después de 10 a 20 segundos, se expandirá 200 ml. Diagrama de cumplimiento de los pulmones. Figura 38-3. es un diagrama que relaciona las bridas del volumen pulmonar con las bridas en la presión pleural, que, a su vez, altera la presión transpulmonar. Tenga en cuenta que el flip de relaciones planas es diferente para la inspiración y la espiración. La curva de cada pulmón se registra comparando la presión pleural en pequeños pasos y permitiendo que el volumen pulmonar llegue a un nivel constante entre los pasos sucesivos. Las dos curvas se denominan, respectivamente, tflecurva de cumplimiento inspiratorio y tfle curva de distensibilidad espiratoria, y el diagrama completo se llama tfle diagrama de cumplimiento de la pulmones. Las características del diagrama de distensibilidad están determinadas por las fuerzas elásticas de los pulmones. Estas fuerzas se pueden dividir en dos partes: (1)fuerzas elásticas del tejido pulmonar; y 2) Fuerzas elásticas causadas por la tensión superficial del fluido que recubre las paredes internas de los alvéolos. y otros espacios de aire del pulmón. Las fuerzas elásticas del tejido pulmonar tfle están determinadas principalmente por elastina y colágeno fibras entrelazadas entre tfle pulmón parencflyma. En los 494 diagrama de los pulmones llenos de solución salina y llenos de aire. Cuando los pulmones están llenos de aire, el aire es una interfaz entre el líquido alveolar y el aire en los alvéolos. En los pulmones llenos de solución salina, no hay una interfaz aire-fluido y, por lo tanto, el efecto de tensión superficial no está presente; sólo las fuerzas elásticas del tejido actúan en el pulmón lleno de solución salina. Tenga en cuenta que las presiones transpleurales planas necesarias para expandir los pulmones llenos de aire son aproximadamente tres veces más grandes que las necesarias para expandir los pulmones llenos de solución salina. Por lo tanto, se puede concluir tflatLas fuerzas elásticas del tejido que tienden a causar el colapso del pulmón lleno de aire representan solo alrededor de un tercio de la elasticidad pulmonar total, mientras que las fuerzas de tensión superficial fluido-aire en los alvéolos representan alrededor de dos tercios.. Las fuerzas elásticas de tensión superficial fluido- aire de los pulmones también aumentan enormemente con la sustancia llamada tensioactivo es no presente en el líquido alveolar tfle. Surfactante, tensión superficial y colapso de los alvéolos Principio de tensión superficial. Cuando el agua forma una superficie con el aire, las moléculas de agua sobre la superficie del agua ejercen una atracción especialmente fuerte para las demás. Como resultado, la superficie del agua siempre intenta contraerse. Se trata de unas gotas de lluvia planas juntas, una membrana contráctil de moléculas de agua alrededor de toda la superficie de la gota de lluvia. Ahora, invirtamos los principios básicos y veamos los colgajos planos en las superficies internas de los alvéolos. Aquí, la superficie del agua también está intentando contraerse. Esto tiende a expulsar aire de los alvéolos a través de los bronquios y, al hacerlo, hace que los alvéolos traten de colapsar. El efecto neto es causar una fuerza contráctil elástica de pulmones enteros, lo que se llama tfletensión superficial fuerza elástica. Surfactante y su efecto sobre la tensión superficial. Surfactante es un agente tensoactivo en agua, wflicfl significa 495 UNIDAD VII Respiración tflat reduce en gran medida la tensión superficial del es fatal si no se trata con medidas enérgicas, especialmente agua. Es secretado por células epiteliales especiales si se aplica correctamente la respiración continua con secretoras de surfactante.llamado células epiteliales presión positiva. alveolares tipo II, wflicfl constituyen aproximadamente el EFECTO DE LA JAULA TORÁCICA SOBRE 10% del área superficial de los alvéolos. Estas células son LA EXPANSIBILIDAD PULMONAR granulares y contienen inclusiones de lípidos que se Hasta ahora, hemos discutido la expansibilidad de los secretan planas en el tensioactivo hacia los alvéolos. pulmones solamente, sin considerar la caja torácica. La El surfactante es una mezcla compleja de varios jaula floracica muestra sus propias caracteristicas elásticas pflospflolípidos, proteínas e iones. Los componentes más y viscosas y, incluso si los pulmones no estuvieran importantes son tfle pflospflolipiddipalmitoil presentes en el florax, se requeriría un esfuerzo muscular fosfatidilcolina, apoproteínas tensioactivas, y iones de para expandir la jaula floracica. calcio. El dipalmitoil pflospflatidilcflolina y varios pflospflo-lípidos menos importantes son responsables de Conformidad del tórax y los pulmones reducir la tensión superficial del flúor. Realizan esta juntos función al no disolverse uniformemente en el fluido que La distensibilidad de todo el sistema pulmonar (los recubre la superficie alveolar. En cambio, parte de la pulmones y la caja torácica juntos) se mide mientras se molécula se disuelve mientras que el resto se esparce expanden los pulmones de un sujeto totalmente relajado o sobre la superficie del agua en los alvéolos. Esta paralizado. Para medir el cumplimiento, se fuerza aire a superficie pasa de una tensión superficial de una a dos los pulmones poco a poco mientras se registran las veces a una sola capa de una superficie de agua pura. presiones y los volúmenes pulmonares. Para inflar el Cuantitativamente, la tensión superficial de diferentes sistema pulmonar total, se requiere casi el doble de fluidos de agua es aproximadamente la siguiente: agua presión mucfl en comparación con los mismos pulmones pura, 72 dinas / cm; fluidos normales que recubren los después de sacarlo de la jaula más pequeña. Por lo tanto, alvéolos pero sin tensioactivo, 50 dinas / cm; fluidos la conformidad del sistema combinado de pulmón-tflorax normales que recubren los alvéolos ycon cantidades es casi exactamente igual a la de los pulmones solos: normales de tensioactivo incluidas, entre 5 y 30 dinas / presión de 110 ml / cm H2O para el sistema combinado, cm. en comparación con 200 ml / cm H2O para los pulmones Presión en los alvéolos ocluidos causada por la tensión solos. Además, cuando los pulmones se expanden a superficial. Si los conductos de aire que salen de los volúmenes pequeños o se comprimen a volúmenes bajos, alvéolos de los pulmones están bloqueados, la tensión las limitaciones de los pulmones se vuelven extremas. superficial en los alvéolos tiende a colapsar en los alvéolos. Wflen cerca de los límites tflese, Este colapso crea una presión positiva en los alvéolos, intentando expulsar el aire. La cantidad de presión Trabajo de Respiración generada de esta manera en un alvéolo se puede calcular a Flave ya señaló tflat durante la respiración tranquila 2 × Tensión partir de la siguiente fórmula: normal, toda la contracción de los músculos respiratorios se Presión = superficial Radio del alvéolo produce durante la inspiración; la espiración es casi en su Para tfle alvéolos de tamaño medio con un radio de totalidad un proceso pasivo causado por el retroceso aproximadamente 100 micrómetros y alineados con elástico de los pulmones y la jaula más pequeña. Por tanto, tensioactivo normal, tflis calcula una presión de en condiciones de reposo, los músculos respiratorios aproximadamente 4 cm H2O (3 mm Hg). Si los alvéolos normalmente realizan un "trabajo" para provocar la estuvieran revestidos con agua pura sin ningún inspiración, pero no la espiración. tensioactivo, la presión del aire se calcularía en El trabajo de inspiración se puede dividir en tflree aproximadamente 18 cm H2O, 4,5 veces más. Por tanto, se fracciones: (1) tflat requerido para expandir tfle pulmones ve la importancia del surfactante para reducir la tensión contra tfle pulmon y cflest fuerzas elásticas, llamadas superficial alveolar y, por tanto, también reduce el esfuerzo trabajo de cumplimiento o trabajo elástico; (2) el plano requerido por los músculos respiratorios para expandir los requerido para superar la viscosidad del pulmón y las pulmones. estructuras de las paredes más pequeñas, llamadotrabajo La presión causada por la tensión superficial es inversa de resistencia de tejido; y (3) el plano requerido para Relacionado con el radio alveolar. Nota de tfle fórmula vencer la resistencia de las vías respiratorias al movimiento anterior tfle tfle más pequeño tfle alvéolo, tfle mayor del aire hacia los pulmones, llamadotrabajo de resistencia tfle presión alveolar causado por la tensión superficial tfle. de las vías respiratorias. Por lo tanto, cuando los alvéolos se mueven en el radio Energía requerida para la respiración. Durante la normal (50 en lugar de 100 micrómetros), las presiones respiración tranquila normal, sólo se requiere del 3% al 5% señaladas anteriormente se duplican. Este fenómeno es de la energía total gastada por el cuerpo para la ventilación especialmente significativo en bebés prematuros pequeños, pulmonar. Sin embargo, durante el ejercicio de pulgas, la muchos de los cuales tienen alvéolos flave con radios cantidad total de energía requerida puede aumentar tanto menores al 25% del plano de una persona adulta. Además, como 50 veces, especialmente si la persona presenta algún el surfactante normalmente no comienza a secretarse en los grado de aumento de la resistencia de las vías respiratorias alvéolos hasta entre los seis y siete meses de gestación y, o disminución de la distensibilidad pulmonar. Por lo tanto, 494 una de las principales limitaciones sobre la intensidad del en algunos casos, incluso más tarde. Por lo tanto, muchos ejercicio que se puede realizar es la capacidad de la persona bebés prematuros tienen poco o ningún tensioactivo en los para proporcionar suficiente energía muscular solo para el  Capítulo 38 Pulmonar Ventilación VOLÚMENES Y CAPACIDADES Tabla 38-1 Volúmenes y capacidades pulmonares PULMONARES promedio para hombres y mujeres adultos jóvenes y sanos REGISTRO DE CAMBIOS EN EL Volúmenes y capacidades Hombr Mujeres VOLUMEN PULMONAR: ESPIROMETRÍA pulmonares es Volumen (ml) La ventilación pulmonar se puede estudiar registrando Volumen corriente 500 400 el movimiento del volumen de aire que entra y sale de Volumen de reserva inspiratorio 3000 1900 los pulmones, un Metflod llamado espirometria. Un Volumen espiratorio 1100 700 espirómetro básico típico se vuela enFigura 38-5.. Consiste en un tambor invertido sobre una copa de agua, Volumen residual 1200 1100 con un tambor compensado por una pesa. En el tambor Capacidades (ml) hay un gas que se respira, generalmente aire u oxígeno; un Capacidad inspiratoria 3500 2400 tubo conecta la boca con la llama de gas. Cuando la Capacidad residual funcional 2300 1800 persona respira dentro y fuera de la llama, el tambor sube Capacidad vital 4600 3100 y baja, y se hace un registro apropiado. Capacidad pulmonar total 5800 4200 Figura 38-6. Fluye un espirograma que indica las bridas en el volumen pulmonar en diferentes condiciones de respiración. Para facilitar la descripción de los eventos de ventilación pulmonar, el aire en los pulmones se ha Volúmenes pulmonares subdividido en el diagrama de tflis en cuatrovolúmenes y cuatro capacidades, wflicfl son tfle promedios para un Figura 38-6. enumera cuatro volúmenes pulmonares hombre adulto joven. Tabla 38-1 resume los volúmenes pulmonares que se añaden juntos, igual al volumen y capacidades pulmonares promedio para hombres y máximo de los pulmones que se pueden expandir. Los mujeres de mosca fleal. volúmenes pulmonares volados son para hombres adultos promedio, pero los volúmenes pulmonares varían considerablemente dependiendo de la aptitud física, la edad, la flexibilidad, el sexo y otros factores, como la altitud a la que reside una persona. El significado de cada Flotante uno de los volúmenes pulmonares es el siguiente: tambor 1. El volumen corriente es el volumen de aire inspirado o espirado con la respiración normal normal; asciende a unos 500 ml en el hombre mosca fleal promedio. Oxígen Tambor de grabación o cámara Tiempo Boquilla Agua Peso de contrapeso Figura 38-5. Espirómetro. 6000 5000 Volumen Inspiratorio Vital Total de reserva capacidad pulmonar capacidad 4000 inspiratori capacidad o pulmonar (ml) Volu 3000 men Volumen corrient e 2000 Volumen de Capacida reserva d espiratorio residual 1000 funcional Volumen residual 495 UNIDAD VII Respiración 2. E el u l final de una expiración tidal normal; tflis volumen l volumen n normalmente asciende a alrededor de 1100 ml en extra de a los hombres. v aire que 4. El volumen residual es el volumen de aire que o se puede e queda en los pulmones después de la espiración más l inspirar s enérgica; El volumen promedio de tflis es de VII UNIDAD u por p aproximadamente 1200 ml. m encima i e del r Capacidades pulmonares n volumen a Al describir eventos en el ciclo pulmonar tfle, a veces corriente c es útil considerar dos o más de los volúmenes tfle d normal i togetfler. Las combinaciones de sucfl se e cuando ó llamancapacidades pulmonares. Para tfle rigflt enFigura la n 38-6. Se enumeran las capacidades pulmonares r persona importantes, que se pueden describir de la siguiente e inspira c manera: s con toda o 1. La capacidad inspiratoria es igual al volumen e su n corriente más el volumen de reserva inspiratoria. r fuerza; t Esta capacidad es la cantidad de aire (~ 3500 ml) v suele ser u plano que una persona puede inhalar, comenzando a igual a n en el nivel espiratorio normal y dilatando los unos d pulmones hasta la cantidad máxima. i 3000 ml. e 2. La capacidad residual funcional es igual al volumen n 3. El n de reserva expiratorio más el volumen residual. Esta s volumen t p de e i reserva r espiratori d a o es el e t máximo s o extra el p r volumen u i de aire é a tflat s puede e expirar d s mediante e Figura 38-6. Excursiones respiratorias durante la respiración La capacidad es la cantidad de aire tfle que queda normal y durante la inspiración máxima y la espiración máxima. en tfle pulmones al final de la espiración normal ~ 2300 ml). 496 UNIDAD VII Respiración 3. La capacidad vital es igual al volumen de reserva volumen total se constituye alrededor de la flama del FRC. Para inspiratoria ume más el volumen corriente más el medir la FRC, el espirómetro tfle debe usarse de manera indirecta, volumen de reserva espiratoria. Esta capacidad es la generalmente por medio de un metflod de dilución de flelium, como cantidad máxima de aire que una persona puede seAbreviatura Función indica a continuación. Vermont Un espirómetro Volumen de corriente volumen conocido se llena con aire expulsar de los pulmones después de llenarlos primero hasta su máxima extensión y después de FRC mezclado Capacidad con florio a unaresidual funcional conocida. Antes concentración expirar hasta la máxima extensión (~ 4600 ml). ERV Volumen de reserva espiratorio 4. La capacidad pulmonar total es el volumen máximo RV Volumen residual para que los pulmones flexibles puedan expandirse IC Capacidad inspiratoria con el mayor esfuerzo posible (5800 ml); es igual a IRV Volumen de reserva inspiratorio la capacidad vital más el volumen residual. TLC Capacidad pulmonar total La mayoría de los volúmenes y capacidades pulmonares suelen ser entre un 20% y un 30% menores en VC Capacidad vital las mujeres que en los hombres, y las fugas son mayores Crudo Resistencia de las vías respiratorias al en personas grandes y atléticas que en personas pequeñas flujo de aire hacia el pulmón. y astlénicas. C Cumplimiento enfermedad Volumen de gas del espacio muerto ABREVIATURAS Y SÍMBOLOS UTILIZADOS venérea EN ESTUDIOS DE FUNCIÓN PULMONAR Virginia Volumen de gas alveolar VI Volumen inspirado de ventilación por La espirometría es sólo uno de los muchos procedimientos minuto de medición que utilizan a diario los médicos pulmonares Vmi Volumen expirado de ventilación por planos. Muchos de estos procedimientos dependen en minuto gran medida de cálculos matemáticos matemáticos. Para VS Flujo de derivación simplificar los cálculos sencillos, así como la presentación VA Ventilación alveolar por minuto sencilla de los datos de la función pulmonar, se VO2 Tasa de consumo de oxígeno por minuto estandarizaron varias abreviaturas y símbolos. Los más importantes de tflese se dan enCuadro 38-2. Utilizando VCO2 Cantidad de dióxido de carbono símbolos simples, presentamos algunas ecuaciones eliminado por minuto algebraicas simples que fluyen algunas de las VCO Tasa de absorción de monóxido de interrelaciones entre los volúmenes y capacidades carbono por minuto pulmonares; tfle estudiante debería tflink tflrougfl y DLO2 Capacidad de difusión de oxígeno de los verificar tflips interrelaciones flips. pulmones. DLCO Capacidad de difusión de los pulmones para el monóxido de carbono. VC = IRV + Vermont + ERV PB Presión atmosférica VC = IC + ERV Palv Presión alveolar Ppl Presión pleural TLC = VC + RV PAG O2 Presión parcial de oxígeno TLC = IC + FRC PAGCO2 Presión parcial de dióxido de carbono PAG N2 Presión parcial de nitrógeno FRC = ERV + RV Pensilvania O2 Presión parcial de oxígeno en sangre arterial. DETERMINACIÓN DE FUNCIONAL Pensilvania CO2 Presión parcial de dióxido de carbono en sangre arterial. CAPACIDAD RESIDUAL, VOLUMEN RESIDUAL Y CAPACIDAD PULMONAR TOTAL: MÉTODO PAG AO2 Presión parcial de oxígeno en gas alveolar DE DILUCIÓN CON HELIO PAG ACO2 Presión parcial de dióxido de carbono en gas alveolar La capacidad residual funcional (CRF), que es el volumen PAG AH2O Presión parcial de agua en gas alveolar de aire que queda plano en los pulmones al final de la R Relación de intercambio respiratorio espiración normal, es importante para la función Q Salida cardíaca pulmonar. Debido a que su valor varía notablemente en algunos tipos de enfermedades pulmonares, a menudo es California O2 Concentración de oxígeno en sangre deseable medir la capacidad de esta enfermedad. El arterial. espirómetro no se puede usar para medir el FRC CVO2 Concentración de oxígeno en sangre venosa mixta directamente porque el aire en el volumen residual de los pulmones no se puede espirar en el espirómetro, y el S O2 Porcentaje de saturación de hemoglobina con oxígeno 496 Sa O2 Porcentaje de saturación de hemoglobina con oxígeno en sangre arterial Cuadro 38-2 Abreviaturas y símbolos de la función pulmonar 497 UNIDAD VII Respiración Capítulo 38 Pulmonar Ventilación respirando del espirómetro, la persona expira 80 normalmente. Al final de la espiración, el volumen restante en los pulmones es igual al FRC. En este punto, n concentració 60 on el sujeto comienza inmediatamente a respirar del rt Inspiración de oxígeno espirómetro y los gases del espirómetro se mezclan con e VII UNIDAD porcentual Nitrógeno los gases de los pulmones. Como resultado, el fleio se 40 diluye con los gases FRC, y el volumen del FRC se puede calcular a partir del grado de dilución del flelium, usando 20 la siguiente fórmula: puro ( ) CiH FRC = - 1 Vi Espi 0 e CfH ritu 0100200300400500 e Aire expirado (ml) wflere FRC es la capacidad residual funcional, CiÉl es Figura 38-7. Registro de los cambios en la concentración de la concentración inicial de flelium en el espirómetro, nitrógeno en el aire espirado después de una única inspiración CfÉl es la concentración final de flelium en el previa de oxígeno puro. Este registro se puede utilizar para calcular espirómetro, y ViEspiritu es el volumen inicial del el espacio muerto, como se explica en el texto. espirómetro. EL ESPACIO MUERTO Y SU EFECTO SOBRE Una vez que se ha determinado el destello de FRC, LA VENTILACIÓN ALVEOLAR se puede determinar el volumen residual (RV) restando Parte del aire que respira una persona nunca reacciona en el volumen de reserva espiratoria (ERV), medido por espirometría normal, del FRC. Además, tfle capacidad las áreas de las bridas de gas, sino que simplemente llena pulmonar total (TLC)puede determinarse sumando la las vías respiratorias, como la nariz, la faringe y la pulga capacidad inspiratoria (IC) a la FRC. Es decir: de la tráquea, donde no se produce la brida de gas. Este aire se llamaaire del espacio muerto porque no es útil RV = FRC - ERV para la brida de gas. y Al expirar, el aire en el espacio muerto expira primero, TLC = FRC + IC antes de que el aire de los alvéolos reaccione a la atmósfera. Por lo tanto, el espacio muerto es muy desventajoso para eliminar los gases espiratorios de los VOLUMEN RESPIRATORIO MINUTO pulmones. IGUALES FRECUENCIA RESPIRATORIA TIEMPOS VOLUMEN TIDAL los volumen respiratorio minuto Es la cantidad total de aire nuevo que se mueve hacia las vías respiratorias cada minuto. ute y es igual a tfle volumen corriente veces tfle frecuencia respiratoria por minuto. El volumen corriente normal es de aproximadamente 500 ml y la frecuencia respiratoria normal es de aproximadamente 12 respiraciones /min. Por lo tanto, tfleel volumen respiratorio por minuto promedia alrededor de 6 L / min. Una persona puede vivir durante un período de tiempo con un volumen respiratorio minuto tan bajo como 1,5 L / min y una frecuencia respiratoria de sólo 2 a 4 respiraciones / min. La frecuencia respiratoria ocasionalmente se eleva a 40 a 50 respiraciones / min, y el volumen corriente total puede llegar a ser tan grande como la capacidad vital, alrededor de 4600 ml en un hombre joven. Esto puede producir un volumen respiratorio por minuto superior a 200 L / min o superior a 30 veces el normal. La mayoría de las personas no pueden sostener más de dos tercios de los valores de tflan durante un tiempo más largo de 1 minuto. VENTILACIÓN ALVEOLAR 498  aire, todos los destellos de aire del espacio muerto han salido de los pasajes y sólo queda aire alveolar. Por lo tanto, la concentración área gris × VE VD = de nitrógeno registrada reacciona a un nivel platino igual a surosa Área + área gris concentración en los alvéolos, La importancia fundamental de la ventilación pulmonar es como se muestra a la derecha en la figura. El área gris wflere VD es el aire del espacio muerto y VE es el renovar continuamente el aire en las áreas de las bridas de representa el de aire volumen total aireque no contiene nitrógeno y es una espirado. gas de los pulmones, cuando el aire está en las medida del volumen de Supongamos, por ejemplo,aire delqueespacio muerto. el área Para una gris plana del proximidades de la sangre pulmonar. Estas áreas incluyen cuantificación exacta, se utiliza la siguiente ecuación: gráfico es de 30 centímetros cuadrados, el área rosada es de los alvéolos, los sacos alveolares, los conductos 70 centímetros cuadrados y el volumen total expirado es de alveolares y los bronquios respiratorios. La tasa a la que el 500 ml. El espacio muerto sería aire nuevo reacciona en áreas verdes se llamaventilación alveolar. 499 UNIDAD VII Respiración 30 VA = Frec × ( Vermont - enfermedad venérea) × 500 = 150 30 + 70 wflereVes tfle volumen de alveolar ventilación pager min- A Volumen de ml espacio muerto normal. El aire del ute, Frec es la frecuencia de respiración por minuto, Vt espacio muerto normal en un hombre joven es de unos 150 es el volumen corriente, y VD es el volumen de espacio ml. El aire del espacio muerto aumenta levemente con la muerto biológico. edad. Por lo tanto, con un volumen corriente normal de Espacio muerto anatómico versus fisiológico. Tfle el método que se acaba de describir para medir el espacio 500 ml, un volumen corriente normal espacio muerto de muerto mide el volumen de todo el espacio del sistema 150 ml y una frecuencia respiratoria de 12 respiraciones / respiratorio entre los alvéolos y los alvéolos y las áreas de min, la ventilación alveolar equivale a 12 × (500 - 150), o exflange de gas estrechamente relacionadas; El espacio tflis 4200 ml / min. se llama tfleespacio muerto anatómico. En ocasiones, La ventilación alveolar es uno de los principales algunos de los alvéolos no son funcionales o sólo funcionan factores que determinan las concentraciones de oxígeno y parcialmente debido a la ausencia o la falta de flujo dióxido de carbono en los alvéolos. Por lo tanto, casi sanguíneo a los capilares pulmonares adyacentes. Por lo todas las discusiones sobre la excflange gaseosa en el tanto, los alvéolos carnosos también deben considerarse campo que sigue a los flapters en el sistema respiratorio espacio muerto. Cuando el espacio muerto alveolar se se centran en la ventilación alveolar. incluye en la medida total del espacio muerto, se llama tfleespacio muerto fisiológico, en contraposición al espacio Funciones de los conductos respiratorios muerto anatómico. En una persona con pulmones de mosca Tráquea, bronquios y bronquiolos fleal, los espacios muertos anatómicos y fisiológicos son Figura 38-8. fligflligflts tfle vías respiratorias. El airese casi iguales porque todos los alvéolos son funcionales en el distribuye a los pulmones a través de las pulgas tracfle, pulmón normal pero, en una persona con alvéolos broncfli y broncflioles. parcialmente funcionales o no funcionales en algunas partes Uno de los flagelos más importantes de las vías de los pulmones, el espacio muerto fisiológico puede ser respiratorias es mantener la flama abierta y permitir el paso igual. mucfl como 10 veces el volumen del espacio muerto fácil del aire hacia y desde los alvéolos. Para evitar que la anatómico, o 1 a 2 litros. Estos problemas se discuten más a pulga de la tráquea se colapse, varios anillos de cartílago se fondo enCapitulo 40 En relación a excflange gaseoso extienden alrededor de cinco sextos de la pulga alrededor pulmonar y en Capitulo 43 en relación con determinadas TASA DE VENTILACIÓN enfermedades pulmonares. ALVEOLAR de la pulga de la tráquea. En las paredes de los bronquios, las placas de cartílago curvo menos extensas también La ventilación alveolar por minuto es el volumen total de mantienen una cantidad razonable de rigidez pero permiten aire nuevo que entra en los alvéolos y en las áreas un movimiento suficiente para que los pulmones se adyacentes de las bridas de gas cada minuto. Es igual a la expandan y contraigan. Estas placas se vuelven frecuencia respiratoria multiplicada por la cantidad de aire progresivamente menos extensas en las generaciones nuevo que entra en las áreas carnosas con una buena posteriores de bronquios y desaparecen en los bronquios, respiración: que generalmente tienen diámetros de flave inferiores a 1,5 milímetros. Los broncflioles no se previenen CO2 O2 Alvéolo Conchae O2 O2 Epiglotis CO2 CO2 Glotis faringe Capilar pulmonar laringe, vocal cord Esófago ones de la tráquea Arterias pulmonares 498  Venas pulmonares Alvéolos Figura 38-8. Pasos respiratorios. 499 UNIDAD VII Respiración Capítulo 38 Pulmonar Ventilación de colapsar por la rigidez de las paredes de aire. En cambio, tflis, la administración de fármacos tfle bloquea los efectos de la los músculos se mantienen expandidos principalmente por acetilcflolina, sucfl comoatropinaA veces, puede relajar las vías las mismas presiones transpulmonares que expanden los respiratorias lo suficiente como para aliviar la obstrucción. alvéolos. Es decir, a medida que los alvéolos se agrandan, A veces, los nervios parasimpáticos también son activados por los broncflioles también se agrandan, pero no tanto. reflejos que se originan en los pulmones. La mayoría de los reflejos VII UNIDAD Pared muscular de los bronquios y bronquiolos. En comienzan con irritación de la membrana epitelial de las vías todas las áreas de tfle tráquea y bronquios no ocupadas respiratorias, iniciada por gases nocivos, polvo, humo de cigarrillo o infección bronquial. Además, a menudo se produce un reflejo por placas de cartílago, las paredes de los tfle están compuestas principalmente de músculo liso. Además, las constrictor broncolariolar cuando los microémbolos ocluyen paredes de tfle de tflebronquiolos son casi en su totalidad pequeñas arterias pulmonares. músculos lisos, con la excepción del broncfliole más terminal, llamado tfle bronquiolo respiratorio, wflicfl es principalmente epitelio pulmonar y tejido fibroso subyacente más algunas fibras musculares lisas. Muchas enfermedades obstructivas del pulmón son el resultado del estrechamiento de los bronquios más pequeños y de los bronquios más grandes, a menudo debido a la contracción excesiva del músculo liso del pulmón. Resistencia al flujo de aire en el árbol bronquial. Debajo condiciones respiratorias normales, el aire fluye a través de los conductos respiratorios tan fácilmente que menos de un gradiente de presión de 1 cm H2O desde los alvéolos hasta la atmósfera es suficiente para causar un flujo de aire suficiente para una respiración silenciosa. La mayor cantidad de resistencia al flujo de aire no se produce en los pequeños conductos de aire de los bronquios terminales, sino en algunos de los bronquios más grandes y en los bronquios cercanos a la tráquea. La razón de la resistencia a la flotación es que son relativamente pocos los bronquios más grandes en comparación con aproximadamente 65.000 bronquios terminales paralelos, por lo que sólo debe pasar una pequeña cantidad de aire. En algunas enfermedades, los bronquios más pequeños desempeñan un papel mucho más importante en la determinación de la resistencia al flujo de aire debido a su pequeño tamaño y porque los flecos se ocluyen fácilmente por los siguientes factores: (1) contracción muscular en las paredes del aire; (2) edema en las paredes del tfle; o (3) acumulación de moco en los lúmenes de los bronquios. Control nervioso y local de la musculatura bronquiolar: dilatación simpática de los bronquiolos. El control directo de los bronquios bronquiales por las fibras nerviosas simpáticas es relativamente débil porque pocas de estas fibras penetran en las porciones centrales del pulmón. Sin embargo, el árbol bronquial está muy expuesto anorepinefrina y epinefrina liberado en la sangre por estimulación simpática de la médula de la glándula suprarrenal. Botfl tflese flormones, especialmente epinepflrine debido a su mayor estimulación dereceptores beta-adrenérgicos, provocan la dilatación del árbol bronquial tfle. Constricción parasimpática de los bronquiolos. Unas pocas fibras nerviosas parasimpáticas derivadas de los nervios vagones penetran en el paréncflyma pulmonar. Estos nervios segreganacetilcolina y, cuando se activan, provocan una constricción de leve a moderada de los bronquios. Cuando un proceso de enfermedad como el astflma ya causaba alguna constricción bronquial, la estimulación nerviosa parasimpática superpuesta a menudo empeora la afección. Cuando se produce una situación de 500  o el gas clorhídrico. Los impulsos nerviosos aferentes pasan Los factores secretores locales pueden causar constricción bronquiolar. Se formaron varias de las vías respiratorias principalmente a través de los sustancias en los pulmones son a menudo activos nervios vagos a la médula del cerebro. Allí, los circuitos para causar constricción broncfliolar. Dos de tfle neuronales de la médula medular desencadenan una más importantes de tflese sonhistamina y secuencia automática de eventos, lo que provoca los efectos sustancia reactiva lenta de la anafilaxia. Las siguientes. sustancias botfleas se liberan en los tejidos 1. Se inspiran rápidamente hasta 2,5 litros de aire. pulmonares pormastocitos durante reacciones 2. La epiglotis se cierra y las cuerdas vocales flotan alérgicas, especialmente las causadas por el polen levemente para atrapar el aire con los pulmones. en el aire. Por lo tanto, tfley juega un papel clave 3. Los músculos abdominales se contraen con fuerza, en la obstrucción de las vías respiratorias en el empujando contra el diafragma flexible con otros astflma alérgico; Esto es especialmente cierto en el músculos espiratorios, sucfl como los intercostales caso de la sustancia reactiva lenta de la anafilaxia. internos, también se contraen con fuerza. En Los mismos irritantes que causan reflejos consecuencia, la presión de los pulmones aumenta constrictores parasimpáticos de las vías rápidamente, hasta 100 mm Hg o más. respiratorias (humo, polvo, dióxido de azufre y 4. Las cuerdas vocales y la epiglotis de repente se abren algunos de los elementos ácidos del smog) también ampliamente, por lo que el aire plano bajo la presión de pueden actuar directamente sobre los tejidos los pulmones explota hacia afuera. A veces, el aire se pulmonares para iniciar reacciones locales no expulsa a velocidades que oscilan entre 75 y 100 millas nerviosas. / harina. tflat causa la constricción obstructiva de las vías respiratorias tfle. Moco que recubre los conductos respiratorios y los cilios Acción para despejar los conductos Todos los conductos respiratorios, desde la nariz hasta los bronquios terminales, se mantienen húmedos por una capa de moco que cubre toda la superficie. El moco es secretado en parte por el individuo.células caliciformes mucosas en el revestimiento epitelial de los pasajes y en parte por pequeñas glándulas submucosas. Además de mantener las superficies húmedas, el moco atrapa las partículas pequeñas fuera del aire inspirado y evita que la mayoría de las partículas reaccionen en los alvéolos. El moco se elimina de los pasajes de la siguiente manera. Toda la superficie de tfle las vías respiratorias, en la nariz y las vías inferiores, hasta los bronquios terminales, están revestidas con epitelio ciliado, con unos 200 cilios en cada célula epitelial. Estos cilios laten continuamente a una velocidad de 10 a 20 veces / seg por el mecflanismo de los flejes explicado enCflapter 2, y la dirección de tfleir "carrera de potencia" es siempre hacia tfle pflar- ynx. Es decir, los cilios de los pulmones baten hacia arriba, mientras que los de la nariz baten hacia abajo. Esta paliza continua provoca tflecapa de moco para fluir lentamente, a una velocidad de unos pocos milímetros por minuto, hacia tfle pflarynx. Luego, el moco y las partículas atrapadas se tragan o tosen al exterior. Reflejo de tos Los bronquios y las pulgas son tan sensibles a la luz, al tacto, a pequeñas cantidades de materia extraña u otras causas de irritación que inician el reflejo de la tos. La laringe y la carina (el punto donde la pulga se divide en los bronquios) son especialmente sensibles, y los bronquios terminales e incluso los alvéolos son sensibles a los estímulos químicos corrosivos, como el gas dióxido de azufre 501 UNIDAD VII Respiración pequeño de glóbulos rojos tflan. Es importante destacar que tfle fuerte compresión de tfle pulmones colapsa tfle broncfli y tracflea haciendo De las partículas restantes, muchas tienen entre 1 y 5 micrómetros. que tfleir noncarti- laginous partes invaginar hacia resolver en tfle broncflioles más pequeños como resultado de adentro, por lo que tfle explosión de aire en realidad pasa precipitación gravitacional. Por ejemplo, la enfermedad tflrougfl bronquial y hendiduras traqueales. El aire que se broncopulmonar terminal es común en los mineros del carbón debido a mueve rápidamente suele llevar consigo cualquier materia las partículas de polvo depositadas. Algunas de las partículas aún más extraña que esté presente en los bronquios o pulgas. pequeñas (