Unidad 4 Difusion, Intercambio y Regulacion De La Respiracion

Unidad 4 APARATO RESPIRATORIOCoeficientes de Difusión y Solubilidad Intercambio de gases respiratoriosCentros respiratorios. Su regulación

INTERCAMBIO GASEOSO EN EL PULMÓNCIRCULACIÓN PULMONAR. MEMBRANACapas de la membrana respiratoria (de interna a externa): CIRCULACIÓN PULMONAR: esta 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 derecha) Los alveolos están rodeados por capilares, formando una red. El punto de contacto es lo que llamamos MEMBRANA RESPIRATORIA. Ésta tiene una distancia corta y un espesor de 1 micra, con una superficie total de 70m2. Fina película de líquido que contiene surfactante

Sangre capilarPROCESO GENERAL DE DIFUSIÓN DE LOS GASESDIFUSIÓN: es un fenómeno físico, por el que una sustancia disuelta es capaz de atravesar una membrana que separa dos disoluciones. La difusión de las moléculas disueltas, en este caso el O2 o el CO2, se produce de la disolución que tenga mayor concentración (hipertónica) hacia la de menor (hipotónica) y cesa cuando se alcanza el equilibrio (isotónica).La presión de gas es una fuerza que impulsa a moverse y salir del que lo rodea, siempre pasan las moléculas del lugar donde hay mayor presión a donde hay menor presión. La zona se conoce como difusión y no gasta energía. El proceso de difusión utiliza la totalidad de la superficie de la membrana respiratoria.Factores e los que depende la magnitud de la difusión de un gas:ESPESOR DE LA MEMBRANA: La rapidez de difusión a través de la membrana, será inversamente proporcional al espesor de la misma. SUPERFICIE DE LA MEMBRANA: disminuida en el enfisema, donde la ruptura de tabiques alveolares condicionan bulas que se comportan como grandes cavidades mucho más amplia que los alvéolos, pero con reducción del área de membrana. COEFICIENTE DE DIFUSION DEL GAS: para la transferencia de cada gas depende de la solubilidad de cada uno de ellos y de su peso molecular. CO2 es 20 veces más di fusible que el O2 y este 2 veces más rápido que el N2. GRADIENTE DE PRESIONES ENTRE LOS GASES EXISTENTES A AMBOS LADOS DE LA MEMBRANA: Los gases siempre se trasladarán de la zona de mayor presión a la de menor presión.

Relación entre la ventilación pulmonar y perfusión del capilar pulmonarEl aumento de la ventilación o el aumento de la perfusión del capilar pulmonar, aumentan el intercambio de gasesUn corto circuito fisiológico es cuando sangre desoxigenada regresa de los pulmones

TRANSPORTE DE GASESTRANSPORTE DE OXIGENO:En la sangre, el oxígeno en su mayor parte va unido a la Hemoglobina (porción hem) en forma de oxihemoglobina y una parte mínima va disuelto en el plasma sanguíneo..para que el oxígeno llegue en cantidad suficiente a los tejidos, se tienen que dar tres condiciones indispensables:Normal funcionamiento pulmonar Cantidad normal de hemoglobina en la sangre Normal funcionamiento del corazón y circulación vascular TRANSPORTE DE CO2: En condiciones de reposo normal se transportan de los tejidos a los pulmones con cada 100 ml de sangre 4 ml de CO2. se transporta en la sangre de 3 formas:Disuelto en el plasma. En forma de Carbaminohemoglobina. Como bicarbonato.

Gradientes de Difusión de O2 y CO2OxigenoSe mueve del alveolo a la sangre. La sangre esta casi completamente saturada de O2 cuando deja el capilar pulmonar P02 en sangre disminuye por mezcla con sangre desoxigenadaEl Oxigeno se mueve del capilar tisular hacia los tejidosDióxido de carbonoSe mueve de los tejidos hacia el capilar tisularSe mueve de los capilares pulmonares hacia el alveolo

Hemoglobina y Transporte de OxígenoEl Oxigenoestransportadopor la hemoglobina (98.5%) y disuelto en el plasma (1.5%) La curva de disociación Hb-O2 muestraque la Hbestacasicompletamentesaturadacuando la P02es de 80 mm Hg ó mayor. A presionesparcialesmenores, la Hbliberaoxígeno.Unadesviación de la curvahacia la izquierdasecundario a un aumento del ph, unadisminución de CO2, o unadisminución de temperaturaresulta en un aumento de la afinidad de la Hbparareteneroxígeno.

Hemoglobina y Transporte de OxígenoUnadesviación de la curvahacia la derechasecundario a unadisminución del ph, un aumento del CO2, ó un aumento en la temperaturaresulta en unadisminución de la afinidad de la Hbpararetener el oxígeno.El 2.3-difosfoglicerato aumenta la capacidad de la Hbparaliberaroxígeno a niveltisularLa hemoglobina fetal tieneuna mayor afinidadpor el oxígenoque la hemoglobina A maternal

Curva de disociación de la Hb-O2 en reposo

Efecto Bohr: Desviación de la Curva de Disociación de Hb-O2 con el ph

Transporte del Dióxido de CarbonoEl CO2 es transportado como HCO3¯ (70%), en combinación con las proteínas de la sangre (23%), y en solución en el plasma (7%).La Hb que liberó el O2 en el capilar tisular, se une más rápidamente al CO2 que la Hb-O2 (efecto Haldane)En los capilares tisulares, el CO2 se combina con el agua dentro del eritrocito para formar H2CO3 el cual se disocia para formar HCO3¯ y H*

Transporte del Dióxido de CarbonoEn los capilares pulmonares, el ión bicarbonato y el ión hidrogenión se mueven dentro de los G.R. y el ión cloro. El HCO3¯ se combina con el H+ para formar ácido carbónico (H2CO3). El H2CO3 es convertido a CO2 + H2O. El CO2 difunde fuera del glóbulo rojo.El aumento del CO2 plasmático disminuye el ph sanguineo. El sistema respiratorio regula el pH sanguineo regulando los niveles plasmaticos del CO2.

REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓNEl sistema nervioso ajusta el ritmo de ventilación alveolar casi exactamente a las necesidades del cuerpo, de manera que la presión sanguínea de oxígeno (Po2) y la de dióxido de carbono (Pco2) difícilmente se modifica durante un ejercicio intenso o en situaciones de alarma respiratoria, estos mecanismos de regulación son el NERVIOSO (CENTRO RESPIRATORIO) y el QUIMICO.

CENTRO RESPIRATORIOCompuesto por varios grupos muy dispersos de neuronas localizadas de manera bilateral en el bulbo raquídeo y la protuberancia anular.Se divide en 3 acúmulos principales de neuronas:GRUPO RESPIRATORIO DORSAL: Localizado en la porción dorsal del bulbo, que produce principalmente la inspiración (función fundamental). GRUPO RESPIRATORIO VENTRAL:Localizado en la porción rectolateral del bulbo, que puede producir espiración o inspiración según las neuronas del grupo que estimulen. CENTRO NEUMOTAXICO:Localizado en ubicación dorsal en la parte superior de protuberancia, que ayuda a regular tanto la frecuencia como el patrón de la respiración.

En los pulmones existen receptores que perciben la distensión y la compresión; algunos se hayan localizados en la pleura visceral, otros en los bronquios, bronquiolos e incluso en los alvéolos. Cuando los pulmones se distienden los receptores transmiten impulsos hacia los nervios vagos y desde éstos hasta el centro respiratorio, donde inhiben la respiración. Este reflejo se denomina reflejo de HERING - BREUER y también incrementa la frecuencia respiratoria a causa de la reducción del período de la inspiración, como ocurre con las señales del centro neumotáxico. Sin embargo este reflejo no suele activarse probablemente hasta que el volumen se vuelve mayor de 1.5 litros aproximadamente. Así pues, parece ser más bien un mecanismo protector para prevenir el hinchamiento pulmonar excesivo en vez de un ingrediente importante de la regulación normal de la ventilación.

VentilaciónRítmicaInicio de la inspiraciónLas neuronas del Centro Respiratorio Bulbar están activas continuamenteEl centro recibe estimulación de receptores y estimulación de partes de la corteza concernientes con movimiento respiratorio voluntario y emocionesLas aferencias combinadas de todos estos centros producen potenciales de acción que estimulan a los músculos respiratoriosAumentando la inspiraciónMas y mas neuronas son activadasDeteniendo la inspiraciónLas Neuronas que excitan también son responsables de inhibir la inspiración y recibir aferencias del centro pontino y los receptores de estiramiento en el pulmón. Al activarse las neuronas inhibitorias y relajarse los músculos respiratorios, resulta en la espiración.

INHALACIÓNMúsculos Inspiratorios se contraenOcurre la InspiraciónMúsculos Exspiratoriosse relajanGRD y centro inspiratorio del GRV se inhibeGRD y centro inspiratorio del GRV se activaRESPIRACIÓNFORZADACentro espiratorio de GRV se activaCentro espiratorio de GRV se inhibeMúsculos Inspiratorios se relajanOcurre la expiración activaMúsculos Espiratorios se contraenEXHALACIÓN

INHALACIÓN(2 segundos)Músculos Inspiratorios se contraenOcurre la InspiraciónGrupo Respiratorio Dorsal se inhibeGrupo Respiratorio Dorsal se activaRESPIRACIÓNCALMADAOcurre la expiración pasivaMúsculos Inspiratorios se relajanEXHALACIÓN(3 segundos)

Regulación de la frecuencia respiratoria:Los centros neumotáxico y apnéustico actúan sobre el centro de la ritmicidad respiratoria del bulbo raquídeo (grupos respiratorios dorsal y ventral), modificando el tiempo para la inspiración respiratoria.

Modificación de la VentilaciónSistema Cerebral y LímbicoLa respiración puede ser controlada voluntariamente y modificada por las emocionesControl QuímicoEl CO2 es el mayor reguladorAumento o disminución en el pH puede estimular áreas con quimioreceptores, causando una mayor frecuencia y profundidad de la respiraciónCuando disminuyen los niveles normales de O2 en sangre a 50% o mas aumentan la frecuencia y profundidad de la respiración

Control químico Área quimiosensible del centro respiratorioSistema de control de la actividad respiratoria por los quimiorreceptores periféricosSe cree que ninguna de las zonas del centro respiratorio (dorsal, ventral y centro neumotáxico) resulta directamente afectada por las variaciones e la concentración sanguínea de dióxido de carbono o de hidrogeniones. Por el contrario, existe una zona más de neuronas, una zona quimiosensible, situada por debajo de la superficie ventral del bulbo. Esta zona es extremadamente sensible a variaciones de Pco2 ó de hidrogeniones sanguíneos, y a su vez excita las otras porciones del centro respiratorio.Existen unos receptores químicos nerviosos especiales, denominados quimiorreceptores, que son particularmente importantes para detectar variaciones en el oxígeno sanguíneo, aunque también responden a variaciones de las concentraciones de dióxido de carbono y de hidrogeniones. Estos receptores transmiten su señal al centro respiratorio del encéfalo para ayudar a regular la actividad respiratoria. Se encuentran en los cuerpos carotideos y en los cuerpos aórticos, por tanto, siempre están expuestos a sangre arterial y no venosa.

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