Funciones de la respiración
Las funciones principales de la respiración son proporcionar oxígeno a los tejidos y retirar el dióxido de carbono.
Los cuatro componentes principales de la respiración son:
👉ventilación pulmonar.
👉difusión de O2 y CO2 entre los alvéolos y la sangre.
👉transporte de O2 y CO2 en la sangre y los líquidos corporales hacia las células de los tejidos corporales.
👉regulación de los procesos de la respiración.
Movimientos musculares del tórax durante la respiración
Los pulmones se pueden expandir y contraer mediante:
👉el movimiento hacia abajo y hacia arriba del diafragma
👉la elevación y el descenso de las costillas.
Durante la inspiración la contracción del diafragma tira hacia abajo de las superficies inferiores de los pulmones.
Durante la espiración el diafragma se relaja, y el retroceso elástico de los pulmones, de la pared torácica y de las estructuras abdominales comprime los pulmones para expulsar el aire.
La contracción de los músculos abdominales empujan el contenido abdominal hacia arriba contra la parte inferior del diafragma, comprimiendo de esta manera los pulmones durante una espiración forzada.
✳️Los músculos que elevan la caja torácica se clasifican como músculos inspiratorios.
✳️Los músculos que hacen descender la caja torácica se clasifican como músculos espiratorios.
Los músculos que elevan la caja torácica son:
👉los intercostales externos
👉los músculos esternocleidomastoideos
👉los serratos anteriores
👉los escalenos
Los músculos que tiran hacia abajo de la caja costal durante la espiración son:
👉los rectos del abdomen.
👉los intercostales internos.
Presión pleural
El pulmón es una estructura elástica que se colapsa como un globo y expulsa el aire a través de la tráquea siempre que no haya ninguna fuerza que lo mantenga insuflado.
El pulmón está rodeado por una capa delgada de líquido pleural que lubrica su movimiento en el interior de la cavidad torácica.
La aspiración continua del exceso de líquido pleural hacia los conductos linfáticos mantiene una ligera presión negativa entre la superficie visceral del pulmón y la superficie pleural parietal de la cavidad torácica.
La presión pleural es la presión del líquido que se encuentra en el espacio entre la pleura pulmonar y la pleura de la pared torácica.
La presión pleural normal al comienzo de la inspiración es de aproximadamente ✳️ –5 cm de agua.
La presión pleural durante la inspiración aumenta debido a la expansión de la caja torácica hasta un promedio de aproximadamente ✳️ –7,5 cm de agua.
Presión atmosférica y presión intraalveolar
Cuando la glotis está abierta y no hay flujo de aire hacia el interior ni el exterior de los pulmones, las presiones en todas las partes del árbol respiratorio, hasta los alvéolos, son iguales a la presión atmosférica.
La presión intraalveolar cuando esta igualada con la presión atmosférica se considera 0 cm de agua. Ni entra ni sale aire.
Para que se produzca un movimiento de entrada de aire hacia los alvéolos durante la inspiración, la presión en los alvéolos debe disminuir hasta un valor ligeramente inferior a la presión atmosférica (-1 cm de agua).
Durante una inspiración normal, la disminución de la presión intraalveolar a 1 cm de H2O por debajo de la presión atmosférica durante 2 segundos esto es suficiente para introducir 500 ml de aire al espacio alveolar.
Durante la espiración, la presión alveolar aumenta hasta aproximadamente +1 cmH2O, lo que fuerza la salida de 500 ml de aire inspirado desde los pulmones durante los 2 a 3 segundos que dura la espiración.
La presión transpulmonar es la diferencia entre la presión que hay en el interior de los alvéolos y la que hay en las superficies externas de los pulmones.
Distensibilidad pulmonar
La distensibilidad pulmonar es el volumen cambia en los pulmones por cada aumento de presión transpulmonar.
La distensibilidad pulmonar total de los dos pulmones en conjunto en el ser humano adulto normal es en promedio de 200 ml de aire por cada cmH2O de presión transpulmonar.
Las fuerzas elásticas de los pulmones:
👉fuerzas elásticas del tejido pulmonar en sí mismo.
👉fuerzas elásticas producidas por la tensión superficial del líquido que tapiza las paredes internas de los alvéolos y de otros espacios aéreos pulmonares.
Las fuerzas elásticas del tejido pulmonar están determinadas principalmente por las fibras de elastina y colágeno que están entrelazadas entre sí en el parénquima pulmonar.
Fuerzas que tienden a producir el colapso del pulmón lleno de aire son:
🔹Fuerzas tisulares, representan solo 1/3 de la elasticidad pulmonar total
🔹Fuerzas de tensión superficial líquido-aire de los alvéolos, representan 2/3 de la elasticidad pulmonar total.
Tomando en cuenta las características elásticas de la caja torácica, la distensibilidad del sistema pulmón-tórax combinado es la mitad que la de los pulmones solos:
👉110 ml de volumen por cada cmH2O de presión.
✳️Durante la respiración tranquila normal para la ventilación pulmonar solo es necesario el 3-5% de la energía total que consume el cuerpo.
Al producirse una inspiración, se utiliza la energía para vencer tres tipos de fuerzas:
👉las fuerzas elásticas del pulmón y del tórax.
👉la viscosidad de las estructuras del pulmón y de la pared torácica.
👉la resistencia de las vías aéreas.
Surfactante y tensión superficial
Las fuerzas elásticas de la tensión superficial líquido-aire de los pulmones aumentan mucho cuando está ausente el surfactante.
Fuerza elástica de la tensión superficial es causada por el agua en las superficies internas de los alvéolos que intenta contraerse, lo que tiende a expulsar el aire de los alvéolos y colapsarlos.
El surfactante, que es secretado por células epiteliales tipo II, reduce mucho la tensión superficial del agua.
El surfactante es una mezcla compleja de varios fosfolípidos, proteínas e iones. Los componentes más importantes son el fosfolípido dipalmitoilfosfatidilcolina, las apoproteínas del surfactante e iones calcio.
La dipalmitoilfosfatidilcolina que contiene el surfactante es el principal responsable de la reducción de la tensión superficial en los alveolos.
El surfactante es muy importante en la reducción de la tensión superficial alveolar y, en la reducción del esfuerzo necesario para que los músculos respiratorios expandan los pulmones.
