UNIDAD II: Biofísica De Los Fluidos, Hemodinámica Y Respiración
I. La viscosidad sanguínea
La
viscosidad sanguínea se la puede determinar principalmente por una prueba muy
conocida, que es el hematocrito (proporción en volumen de los eritrocitos, que
usualmente se encuentra en el rango de 0.45 a 0.55). Se ha descrito
experimentalmente que principalmente dos condiciones producen una respuesta
no-newtoniano de la sangre en condiciones fisiológicas, a saber:
a) Bajas tasas de cizallamiento,
en las cuales la viscosidad tiende a aumentar y
b) Diámetro del vaso inferior a
100 μm, en los cuales la viscosidad tiende a disminuir.
Este
último efecto es el de mayor relevancia fisiológica y se denomina efecto
Fahreus-Lindqvist. Este se atribuye al incremento relativo del espesor de capa
libre de células respecto al radio del vaso y al alineamiento axial de los
eritrocitos.
Figure 1: Elementos formes dentro
de un capilar
II. Flujo sanguíneo
El
flujo sanguíneo es el volumen de sangre que fluye a través de cualquier tipo de
tejido en un determinado lapso de tiempo, se mide con las magnitudes de Ml/min.
El flujo sanguíneo total se refiere al volumen minuto cardiaco o gasto
cardiaco, siendo este la cantidad de sangre en volumen que circula a través de
los vasos sanguíneos sistémicos (o pulmonares) en cada minuto. Es importante
tener en cuenta que el gasto cardiaco va a depender mucho de la frecuencia
cardiaca y del volumen sistólico. Gasto
cardíaco es igual a la frecuencia cardíaca X volumen sistólico. La
distribución del gasto cardíaco entre las vías circulatorias que irrigan los
diferentes tejidos del organismo depende de dos factores más:
1)
la diferencia de presión que conduce al flujo sanguíneo a través de un tejido y
2)
la resistencia al flujo sanguíneo en los vasos sanguíneos específicos. La
sangre fluye de regiones de mayor presión a regiones de menor presión: a mayor
diferencia de presión mayor flujo sanguíneo. Pero si hay una mayor resistencia,
menor flujo sanguíneo.
Velocidad del flujo sanguíneo
Anteriormente
se había mencionado que el flujo sanguíneo se definía como el volumen sanguíneo
que fluye a través de un determinado tejido en un lapso de tiempo
representándose en magnitudes físicas de Ml/min. La velocidad del flujo
sanguíneo el cual se representa en cm/seg, se relaciona de manera inversa con
el área de sección transversal. La velocidad será menor en donde el sitio de
sección transversal sea mayor. Cada vez que hay una bifurcación arterial, el
área de sección transversal de todas sus divisiones será mayor que el área de
sección original, entonces, el flujo sanguíneo la velocidad de la sangre dentro
de las arterias va ir disminuyéndose a medida que se va alejando del corazón,
hasta llegar a su punto más lento en los capilares. Mientras que las vénulas se
van uniendo para formar las venas, el área de sección transversal se vuelve
menor y el flujo se torna más rápido.
Figure 2: Capilares y sus
eritrocitos, vista esquemática
En
las personas adultas, el área de corte transversal de la arteria aorta es de
3-5 centímetros cuadrados, y la velocidad promedio de la sangre es allí de 40
cm/seg. En los capilares, el área de sección transversal total es de 4500 a
6000 centímetros cuadrados, y la velocidad del flujo sanguíneo es menor a 0,1
cm/seg.
En
las dos venas cavas juntas, el área de sección transversal es de 14 centímetros
cuadrados, y su velocidad de flujo sanguíneo se reduce a medida que la sangre
fluye partiendo desde la aorta, siguiendo a las arterias, luego a las
arteriolas y finalmente a los capilares y va a aumentar cuando salga de los
capilares y empiece a retornar al corazón. Prácticamente es lento el índice de
flujo a través de los capilares, ayuda al intercambio de sustancias entre la
sangre y el líquido intersticial.
III. Hemodinámica
La hemodinámica es aquella parte de
la biofísica que se encarga del estudio de la dinámica de la sangre en el
interior de las estructuras sanguíneas como arterias, venas, vénulas,
arteriolas y capilares, así como también la mecánica del corazón propiamente
dicha mediante la introducción de catéteres finos a través de las arterias de
la ingle o del brazo.
Esta técnica conocida como cateterismo cardíaco
permite conocer con exactitud el estado de los vasos sanguíneos de todo el
cuerpo y del corazón.
El
fluido se mueve por dentro de un tubo cuando en el inicio la presión es
superior a que existe al final del tubo, pasando desde una zona con una gran
presión hacia una zona donde disminuye considerablemente. El flujo va a
depender directamente del gradiente de presión entre esos dos puntos donde la
resistencia va a ser inversa, en una relación similar a la de Ohm para los
circuitos eléctricos.
Figure 3: resistencia media de los
vasos sanguineos
La resistencia
depende de las dimensiones del tubo y de la naturaleza del fluido, y mide las
fuerzas de rozamiento o fricción entre las propias moléculas del fluido y entre
éstas y las moléculas de la pared del tubo.
La velocidad
con la que circula la sangre en el interior de un tubo es directamente
proporcional al flujo e inversamente proporcional al área transversal del tubo.
Figure 4: Velocidad de circulación
de la sangre
Q (flujo o caudal) = ΔP (P1 – P2) / R
(resistencia)
El flujo o
caudal (volumen/minuto) se define también como el volumen circulante por un
segmento transversal del circuito en la unidad de tiempo:
Tipos de flujo
Flujo laminar
En condiciones
fisiológicas el tipo de flujo mayoritario es el denominado flujo en capas o
laminar. El fluido se desplaza en láminas coaxiales o cilíndricas en las que
todas las partículas se mueven sin excepción paralelamente al eje vascular. Se
origina un perfil parabólico de velocidades con un valor máximo en el eje o
centro geométrico del tubo. En el caso del sistema vascular los elementos
celulares que se encuentran en sangre son desplazados tanto más fuertemente
hacia el centro cuanto mayor sea su tamaño.
Flujo Turbulento
En
determinadas condiciones el flujo puede presentar remolinos, se dice que es
turbulento. En esta forma de flujo el perfil de velocidades se aplana y la
relación lineal entre el gradiente de presión y el flujo se pierde porque
debido a los remolinos se pierde presión.
Figure 5: Flujo laminar y turbulento,
gráfico que explica su disposición
Resistencia Cardiovascular
La
resistencia cardio-vascular es la oposición al flujo de la sangre debido
a la fricción entre la sangre y las paredes de los vasos sanguíneos. La
resistencia cardiovascular depende de
· El
tamaño de la luz del vaso sanguíneo.
· La
viscosidad de la sangre.
· El
largo total del vaso sanguíneo.
Figure 6: corte transversal de la luz de
un capilar
La
resistencia vascular sistémica, también conocida como resistencia periférica
total, se refiere a todas las resistencias vasculares ofrecidas por los vasos
sanguíneos sistémicos. Los diámetros de las arterias y las venas son grandes,
por lo que su resistencia es muy pequeña debido a que la mayor parte de la
sangre no entra en contacto físico con las paredes del vaso sanguíneo. Los
vasos más pequeños (arteriolas, capilares y vénulas) son los que contribuyen a
la resistencia. Una función importante de las arteriolas es controlar la
resistencia vascular sistémica, y por lo tanto la presión arterial y el flujo
sanguíneo a determinados tejidos, modificando sus diámetros.
Tamaño de la luz
Cuanto
más pequeña la luz en un vaso sanguíneo, mayor la resistencia al flujo
sanguíneo. La resistencia es inversamente proporcional a la cuarta potencia del
diámetro de la luz del vaso sanguíneo. A menor diámetro del vaso sanguíneo,
mayor la resistencia que ofrece al flujo sanguíneo.
Figure 7: Vena y arteria y sus diferentes
capas
La resistencia
no puede medirse directamente por ser una magnitud compuesta, pudiendo
obtenerse de la ecuación inicial al establecer un gradiente de presión entre
dos puntos y medir el flujo que se establece:
(mmHg.
min/ml, URP → unidad de resistencia periférica hemodinámica).
Su magnitud
depende de las dimensiones del tubo por donde circula el fluido, de su
viscosidad y del tipo de flujo o corriente que se realice.
Viscosidad de la sangre
La
viscosidad de la sangre depende principalmente de la relación entre los
glóbulos rojos y el volumen del líquido plasmático, y en menor medida de la
concentración de proteínas en el plasma. A mayor viscosidad de la sangre, mayor
resistencia. Cualquier situación que incremente la viscosidad de la sangre,
como la deshidratación o la policitemia (número de glóbulos rojos inusualmente
alto), incrementa entonces la presión arterial. La depleción de proteínas
plasmáticas o de glóbulos rojos, debido a anemia o hemorragia, disminuye la
viscosidad y entonces disminuye la presión sanguínea.
El largo total del vaso sanguíneo
La
resistencia al flujo sanguíneo a través de un vaso es directamente proporcional
al largo de éste. A mayor longitud del vaso sanguíneo, mayor resistencia. Las
personas obesas a menudo tienen hipertensión (presión arterial elevada) porque
el vaso sanguíneo adicional en su tejido adiposo incrementa la longitud total
del árbol vascular. Éstos desarrollan un estimado de 650 Km adicionales de
vasos sanguíneos por cada kilogramo de grasa. (Z, 2015), (Borge, 2011)
Figure 9: sistema circulatorio
incluyendo el sistema mayor y menor
. Ley de Poiseville
En flujos
laminares que se desarrollan en tubos cilíndricos, se pueden deducir las
relaciones entre la intensidad del flujo, el gradiente de presión y la
resistencia o fuerzas de fricción que actúan sobre las capas de envoltura.
La Ley de
Poiseuille (o de Hagen-Poiseuille) es una ecuación hemodinámica fundamental en
la que se establece:
8 es el factor
que resulta de la integración del perfil de la velocidad.
Presión en el sistema circulatorio
Presión Sanguínea
La
presión sanguínea es la presión existente en los vasos sanguíneos y en el
corazón necesaria para mantener la circulación de la sangre en el organismo y,
por tanto, para suministrar oxígeno a todo el cuerpo.
La presión
arterial (presión
sanguínea en las arterias) puede registrarse fácilmente, sin
esfuerzo y de manera indolora, lo que supone una ventaja tanto para los
pacientes como para los médicos. Además la medición de la presión arterial
tiene un coste mínimo. Estos factores convierten los controles de la presión en
un método de reconocimiento disponible y aplicable en prácticamente cualquier
lugar. La presión sanguínea se mide en mmHg (milímetros de mercurio). Los
valores de presión arterial normales en los adultos se sitúan aproximadamente
en 120/80 mmHg, a partir de 140/90 mmHg se habla de hipertensión arterial. La
primera cifra se denomina “valor sistólico”; la segunda es el “valor
diastólico”
Figure 10: Medicion de la presion arterial
en un adulto.
La presión
sanguínea representa la presión generada por el latido cardiaco y el
transporte de la en los
vasos sanguíneos. Se expresa en mmHg (milímetros de mercurio) o en kPa
(kilopascales, 1 mmHg = 133,322 Pa).
El nivel
de presión sanguínea depende fundamentalmente de tres factores:
· La
tensión activa de los vasos sanguíneos (tono vascular)
· La
elasticidad de la pared vascular
· El débito
cardiaco
El débito
cardiaco (o gasto cardiaco) hace referencia a la cantidad de sangre
(volumen) expulsada por el ventrículo izquierdo del corazón cada minuto. En los
adultos el débito cardiaco es de aproximadamente cuatro o cinco litros por
minuto en estado de reposo. (PONTIFICIA
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE, s.f.)
Definición de Hipertensión Arterial
Es
una enfermedad caracterizada por unos valores de tensión arterial demasido
altos. Pasa frecuentemente desapercibida porque no manifiesta síntomas durante mucho
tiempo. Sin embargo, tener la tensión arterial muy alta daña el organismo a
largo plazo. El paciente no solo no tiene sensación de estar enfermo, sino que
incluso en ocasiones se nota más activo y con mayor capacidad de rendimiento.
Definición de Hipotensión Arterial
Los
pacientes suelen percibir esta condición con más facilidad que en el caso de
hipertensión. Las personas hipotensas se sienten a veces cansadas y faltas de
energía. Además, se marean con rapidez, por ejemplo, al levantarse tras pasar un
tiempo sentadas o tumbadas.
Figure 11: Esfingomanometro y sus
diferentes componentes
VI. Mecánica circulatoria
En la actividad normal del
corazón, la distensión que presentan las fibras musculares viene dada por el
grado de llenado que tienen las cavidades cardíacas, es decir por la cantidad
de sangre que entra en el corazón procedente de las venas (retorno venoso). A
medida que se va cargando el corazón con volúmenes mayores de sangre, las
fibras presentarán un grado de distensión mayor y responderán con una fuerza
contráctil más alta, lo cual permitirá realizar el bombeo de mayores volúmenes
con mayor eficacia. Esta propiedad garantiza que el corazón, en condiciones
normales, bombea toda la sangre que recibe. (PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE, s.f.)
Las células cardíacas tienen un
metabolismo fuertemente aerobio, que les garantiza un adecuado soporte de ATP.
Para ello contienen muchas mitocondrias y mioglobina, la cual les proporciona
el color rojo. Si se compromete por cualquier alteración el suministro de
sangre u oxígeno a las fibras, su capacidad de supervivencia es muy reducida y
mueren.
Figure 12: disposición de las arterias y
venas en un sistema normal
Presión arterial Sistólica
Corresponde al valor máximo de la tensión arterial
en sístole (cuando el corazón se contrae). Se refiere al
efecto de presión que ejerce la sangre eyectada del corazón sobre la pared de
los vasos. (Onmeda, 2012)
Presión arterial Diastólica
Corresponde al valor mínimo de la tensión arterial
cuando el corazón está en diástole o entre latidos cardíacos.
Depende fundamentalmente de la resistencia vascular periférica. Se refiere al
efecto de distensibilidad de la pared de las arterias, es decir el efecto de
presión que ejerce la sangre sobre la pared del vaso. (Onmeda, 2012)
Figure 13: proceso fisiológico del latido
cardiaco
Valores de la presión arterial
Se obtienen
por medio de una medición de la presión. Una tabla de presión arterial permite
determinar si estos valores son demasiado elevados o se hallan dentro del rango
normal. La medición de la presión arterial se efectúa principalmente en la
parte superior del brazo o en la muñeca. Las personas de edad avanzada suelen
conocer su presión, ya sea porque padecen hipertensión y deben comprobar la
efectividad de su tratamiento o porque han de supervisarla regularmente con
fines preventivos. Durante el embarazo la medición de los valores de presión
arterial también forma parte de los reconocimientos preventivos rutinarios.
Valores normales de la presión arterial
Los
ejemplos indicados muestran que los valores de presión arterial pueden fluctuar
a corto plazo. No obstante, es posible adjudicar valores medios normales de
presión arterial a los diferentes grupos de edad.
|
Categoría
|
Sistólica (mmHg)
|
Diastólica (mmHg)
|
|
0-3 meses
|
70-86
|
–
|
|
3-12 meses
|
86-93
|
60-62
|
|
1-9 años
|
95-101
|
65-69
|
|
9-14 años
|
101-110
|
68-74
|
|
Adultos
|
120-129
|
80-84
|
|
Hipertensión a partir de
|
140
|
90
|
|
Categoría
|
Sistólica (mmHg)
|
Diastólica (mmHg)
|
|
Óptima
|
Inferior
a 120
|
Inferior
a 80
|
|
Normal
|
120-129
|
80-84
|
|
Normal alta
|
130-139
|
85-89
|
|
Hipertensión de grado 1 (ligera)
|
140-159
|
90-99
|
|
Hipertensión de grado 2 (moderada)
|
160-179
|
100-109
|
|
Hipertensión de grado 3 (grave)
|
Superior o igual a 180
|
Superior o igual a 110
|
|
Hipertensión sistólica aislada
|
Superior
o igual a 140
|
Inferior a 90
|
Figure 14: Valores normales de la presión
sistólica y diastólica normal
. Leyes de la velocidad y de la presión
Ley de la velocidad
A medida que las arterias se alejan y se van
dividiendo, aumenta la superficie de sección del sistema vascular. En otras
palabras, al dividirse una arteria en dos ramas, la suma de la superficie de
sección de éstas es mayor que la superficie de sección de la arteria madre. De
este modo, a medida que se aleja la sangre del corazón, va ocupando un lecho
cada vez mayor, y tiene su amplitud máxima al nivel de los capilares.
Ley de la presión
La sangre circula en el sistema vascular debido a
diferencias de presión. La periódica descarga de sangre por parte del corazón y
la resistencia opuesta al curso de la sangre por el pequeño calibre de las
arteriolas, crean en el sistema vascular una presión que es máxima en la aorta,
cae bruscamente al nivel de las arteriolas y capilares y sigue, luego, cayendo
paulatinamente al nivel de las venas para ser mínima al nivel de las aurículas.
Volumen minuto circulatorio
Se
define gasto cardíaco o volumen minuto como la cantidad de sangre bombeada cada
minuto por cada ventrículo. De esta forma el flujo que circula por el circuito
mayor o menor corresponde a lo proyectado por el sistema de bombeo. Se calcula
mediante el producto del volumen sistólico, (volumen impulsado en cada latido
cardíaco) por la frecuencia cardiaca (número de latidos o ciclos cardíacos por
minuto). Para un individuo adulto medio, el gasto cardíaco se encuentra entre
5-6 litros/min, aunque puede variar dependiendo, por ejemplo, de la actividad
que se esté realizando. (Borge, 2011)
Figure 15: Fórmula del gasto cardiaco
Circulación sistémica
La
circulación sanguínea sistémica es una parte del sistema cardiovascular o del
sistema circulatorio. El sistema circulatorio se divide en dos partes: la
circulación sistémica y la circulación pulmonar. En el primer caso, la sangre
purificada a partir del corazón se recoge con la ayuda de las arterias y se
suministra a diferentes partes del cuerpo. Luego, la sangre impura de
diferentes partes del cuerpo es llevada al corazón con la ayuda de las venas.
Después viene el papel de la circulación pulmonar, que consiste en la
purificación de la sangre que se hace en los pulmones. El corazón proporciona
la sangre a los pulmones, donde se elimina el dióxido de carbono de las células
de la sangre y se sustituye por el oxígeno. Entonces esta sangre oxigenada se
transfiere al corazón para el proceso ulterior.
La vía de circulación sistémica
La sangre oxigenada
El
proceso comienza cuando la sangre oxigenada se envía al corazón humano a partir
de los pulmones. La sangre llega a la aurícula izquierda y luego el corazón
bombea la sangre oxigenada al ventrículo izquierdo. La sangre del ventrículo
izquierdo se bombea a la arteria principal conocida como la aorta. La aorta se
divide en dos arterias principales. Una arteria llega hasta el hombro y la
cabeza y la otra baja a las piernas, el estómago y otras partes inferiores del
cuerpo. La arteria que sube se divide en la arteria subclavia que va al hombro
y la arteria carótida, que suministra la sangre a la cabeza y la región del
cuello.
Figure 16: Gran circulación
sistémica
La sangre desoxigenada
La sangre
desoxigenada de la cabeza y la región del cuello es llevada por la vena
yugular. De la región del hombro, la sangre es llevada por la vena subclavia.
Ambas venas se juntan y forman la vena principal conocida como la vena
cava superior.
Circulación Pulmonar
La circulación pulmonar
juega un papel activo en el intercambio gaseoso y viceversa, la composición del
gas alveolar produce cambios en la circulación pulmonar. La circulación
pulmonar es muy diferente de la sistémica. Se trata de un circuito de baja
presión (10-20 mm Hg) y de gran capacitancia ó adaptabilidad, con gran numero
de vasos elásticos y de vasos que permanecen normalmente colapsados y pueden
reclutarse durante el ejercicio.
Figure 17: Venas y arterias pulmonares
. Circulación fetal
Durante
el desarrollo embrionario y fetal la placenta actúa como un órgano que
transfiere oxígeno y nutrientes desde la sangre materna a la circulación fetal,
ocurriendo lo inverso con los desechos metabólicos fetales y con el dióxido de
carbono. Esta situación hace que la circulación fetal presente una conexión
vascular con la placenta, a través de los vasos umbilicales y, mediante puentes
circulatorios.
Esta
sangre, con una saturación de un 80% de oxígeno, es conducida hacia el feto por
medio de la vena umbilical.
1.
A nivel del hígado, una
buena parte de la sangre de la vena umbilical (el 60%) es derivado a través del
ducto venoso hacia la vena cava inferior. La fracción restante circula a través
de los sinusoides hepáticos; vasos sanguíneos que están participando de la elevada
actividad metabólica del hígado fetal.
2.
En el punto de abocadura
en ducto venoso con la vena cava inferior se produce una segunda mezcla de
sangre oxigenada (contenida en el ducto venoso) y sangre desoxigenada
(contenida en vena cava inferior). A pesar de esta mezcla la sangre
transportada por la vena cava inferior hacia el atrio derecho conserva un alto
contenido de oxígeno.
3.
En el punto de abocadura
en ducto venoso con la vena cava inferior se produce una segunda mezcla de
sangre oxigenada (contenida en el ducto venoso) y sangre desoxigenada
(contenida en vena cava inferior). A pesar de esta mezcla la sangre
transportada por la vena cava inferior hacia el atrio derecho conserva un alto
contenido de oxígeno.
4.
La sangre que pasa a
través del foramen oval, se mezcla con la sangre de las venas pulmonares que
drenan en el atrio izquierdo
5.
Luego pasa al ventrículo
izquierdo a través del orificio bicuspídeo. Aquí, la sangre es eyectada por la
aorta y sufrirá una quinta mezcla (sangre oxigena y desoxigenada) en el punto
de desembocadura del ducto arterioso con la aorta descendente.
Figure 18: Circulación fetal, recorrido y
mezclas de las diferentes sangres
Corazones artificiales
Los corazones artificiales, llamados dispositivos de asistencia
circulatoria mecánica, sirven para reemplazar total o parcialmente el trabajo
de un corazón gravemente enfermo, ya sea en forma aguda o crónica. El objetivo
es mejorar la función circulatoria y asegurar el aporte de sangre y oxígeno al
resto de los órganos vitales (cerebro, riñones, hígado, etc.).
Figure 19: Corazón artificial
. Intercambio de gases
El intercambio
de gases es la provisión de oxigeno de los pulmones al torrente sanguíneo y la
eliminación de dióxido de carbono del torrente sanguíneo a los pulmones. Esto
tiene lugar en los pulmones entre los alvéolos y una red de pequeños vasos
sanguíneos llamados capilares, los cuales están localizados en las paredes de
los alvéolos.
Figure 20: Membrana alveolo-capilar
. Presiones respiratorias
Hay
cuatro presiones en el aparato respiratorio que han de ser consideradas a la
hora de analizar los movimientos respiratorios:
Presión bucal o atmosférica
Corresponde
a la del aire en la atmósfera.
Presión alveolar o intrapulmonar.
Es la
presión del aire contenido en los alvéolos.
Presión pleural o intrapleural.
Es la
presión que se mide entre las dos hojas de la pleura. Debido a las propiedades
elásticas de pulmón y tórax que traccionan en sentidos opuestos, el pulmón
hacia adentro y el tórax hacia fuera, se genera una presión intrapleural
negativa.
Presión transpulmonar.
Es una de las presiones transmurales que puede
medirse en el aparato respiratorio. Corresponde a la diferencia entre la
presión alveolar menos la presión pleural.
Estas
presiones se modifican a lo largo del ciclo respiratorio.
Figure 21: Presión transpulmonar normal
. Mecanismos que llevan y se oponen al colapso pulmonar
Factores que se oponen al colapso pulmonar
· La
sustancia tensionactiva o surfactante
· La
presión negativa intrapleural
Factores que favorecen al colapso pulmonar
La
elasticidad de las estructuras toracopulmonares y la tensión superficial de los
líquidos que revisten la superficie alveolar.
Para
lograr expandir los pulmones venciendo la elasticidad del tórax y los pulmones,
los músculos inspiratorios deben ejercer una fuerza determinada lo que nos
lleva al concepto del trabajo respiratorio.
Volúmenes y capacidades pulmonares
Dependiendo
de los diferentes niveles de profundidad de las fases inspiratoria y
espiratoria de la respiración, se pueden diferenciar varios volúmenes de aire
que se encuentran en nuestros pulmones en un momento determinado. Igualmente se
puede hacer referencia a las diferentes capacidades pulmonares, cuando
se suman varios valores.
Volumen de respiración
pulmonar en reposo
Cantidad de aire que inspiramos (o espiramos)
en cada respiración en condiciones de reposo (500 mL de aire).
Volumen de reserva inspiratorio
Volumen de reserva inspiratorio
Cantidad
máxima de aire que logramos introducir en nuestros pulmones después de realizar
una inspiración normal (2500 mL de aire).
Cantidad
máxima de aire que logramos espirar después de finalizar una espiración normal
(1200 mL de aire).
Volumen residual
Cantidad
de aire que se queda en los pulmones después de finalizar una espiración máxima
y profunda (1200 mL de aire).
Capacidad pulmonar total
Capacidad pulmonar total
Cantidad
de aire que se encuentra en nuestros pulmones después de realizar una
inspiración máxima y profunda. La capacidad pulmonar total es el producto de la
sumatoria de toso los volúmenes pulmonares (5400 mL de aire).
Capacidad vital pulmonar
Cantidad
máxima de aire que podemos respirar después de realizar una inspiración máxima
y profunda (4200 mL de aire). Es el resultado de la sumatoria de todos los
volúmenes pulmonares, exceptuando el volumen residual, cantidad de aire que
nunca abandonará nuestros pulmones por muy grande que sea nuestro esfuerzo
espiratorio.
Capacidad inspiratoria
Cantidad
máxima de aire que podemos inspirar después de finalizar una espiración normal
en reposo (3000 mL de aire). Equivale a la sumatoria del volumen de ventilación
pulmonar en reposo y del volumen de reserva inspiratorio.
Capacidad funcional residual
Capacidad funcional residual
Cantidad
de aire que se encuentra en nuestros pulmones después de finalizar una
espiración normal en reposo (2400 mL de aire). Es la sumatoria del volumen de
reserva espiratorio y del volumen residual.
Figure 22: Resumen de los volúmenes y las
capacidades pulmonares
Importancia del volumen residual
a conservación
de un cierto volumen de aire en las vías respiratorias cuando ya no somos
capaces de expulsar más aire en la espiración forzada, es esencial para
mantener un equilibrio en la presión interna de los alvéolos, aspecto vital
para que los pulmones puedan mantener su actividad con normalidad.
Si nuestros
pulmones no conservaran permanentemente un cierto volumen de aire residual, los
alvéolos se vaciarían normalmente, acabando aplastados y con ello colapsados
por el aumento de la presión de succión que se produce en su interior para
compensar este vacío.
Figure 23: Intercambio gaseoso
XVII. Membrana respiratoria
Las paredes alveolares son muy
delgadas y sobre ellas hay una red casi sólida de capilares interconectados
entre sí. Debido a la gran extensión de esta red capilar, el flujo de sangre
por la pared alveolar es descrito como laminar y, por tanto, los gases
alveolares están en proximidad estrecha con la sangre de los capilares. Por
otro lado, los gases que tienen importancia respiratoria son muy solubles en
los lípidos y en consecuencia también son muy solubles en las membranas
celulares y pueden difundir a través de éstas, lo que resulta interesante
porque el recambio gaseoso entre el aire alveolar y la sangre pulmonar se
produce a través de una serie de membranas y capas que se denominan en
conjunto, membrana respiratoria o membrana alvéolo-capilar.
X Regulación de la respiración
La respiración se realiza a
consecuencia de la descarga rítmica de neuronas motoras situadas en la médula
espinal que se encargan de inervar los músculos inspiratorios. A su vez, estas
motoneuronas espinales están controladas por 2 mecanismos nerviosos separados
pero interdependientes:
· Un
sistema VOLUNTARIO, localizado en la corteza cerebral, por el que el ser humano
controla su frecuencia y su profundidad respiratoria voluntariamente, por
ejemplo, al tocar un instrumento o al cantar.
· Un
sistema AUTOMÁTICO O INVOLUNTARIO, localizado en el tronco del encéfalo que
ajusta la respiración a las necesidades metabólicas del organismo, es el centro
respiratorio (CR)cuya actividad global es regulada por 2 mecanismos, un control
químico motivado por los cambios de composición química de la sangre arterial:
dióxido de carbono [CO2], oxígeno [O2] e hidrogeniones [H+] y un control no
químico debido a señales provenientes de otras zonas del organismo. (Palacios)
Figure 24: Sistema autónomo de los
pulmones
Vitalometría
Sirve para medir volúmenes y capacidades
tales como:
· Volúmenes de ventilación pulmonar
· Volúmenes de reserva inspiratoria
· Volúmenes de reserva espiratoria
Entre ellos tenemos el:
Espirometro
La espirometría consta
de una serie de pruebas respiratorias sencillas, bajo circunstancias
controladas, que miden la magnitud absoluta de las capacidades
pulmonares y los volúmenes pulmonares y la rapidez con que éstos
pueden ser movilizados (flujos aéreos). Los resultados se representan en
forma numérica fundamentados en cálculos sencillos y en forma de impresión
gráfica. Existen dos tipos fundamentales de
espirometría: simple y forzada.
Indicaciones
·
Evaluar la función pulmonar ante
la presencia de síntomas respiratorios.
·
Diagnóstico y seguimiento de pacientes
con enfermedades respiratorias.
·
Evaluar el riesgo de
procedimientos quirúrgicos así como la respuesta terapéutica frente a
diferentes fármacos o en ensayos clínicos farmacológicos.
·
Estudios epidemiológicos que
incluyan patología respiratoria.
Contraindicaciones
Toda aquella circunstancia que
desaconseje la realización de un esfuerzo físico o que pueda derivar en una
mala calidad de la prueba.
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