7 de septiembre de 2015

Unidad 2



UNIDAD 2

Hemodinámica o física del flujo sanguíneo
En la circulación sanguínea en regiones con curvaturas pronunciadas, en regiones estrechadas o en bifurcaciones, con valores por encima de 400, aparecen remolinos locales en las capas limítrofes de la corriente. Cuando se llega a 2000-2400 el flujo es totalmente turbulento. Aunque la aparición de turbulencias no es deseable por el riesgo que tienen de producir coágulos sanguíneos, se pueden utilizar como procedimientos diagnósticos, ya que mientras el flujo laminar es silencioso, el turbulento genera ruidos audibles a través de un estetoscopio.

Resistencias vasculares

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:
       Imagen5.6
(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.
 Tipos de resistencia
La resistencia periférica total es la suma de las resistencias vasculares. Los vasos sanguíneos en el sistema vascular constituyen una red en la que determinados segmentos se sitúan en serie y otros en paralelo. La resistencia varía dependiendo de la colocación de los vasos.
 -Viscosidad
Uno de los factores que determina la resistencia al movimiento de los fluidos son las fuerzas de rozamiento entre las partes contiguas del fluido, las fuerzas de viscosidad.
La viscosidad (η) se define como la propiedad de los fluidos, principalmente de los líquidos, de oponer resistencia al desplazamiento tangencial de capas de moléculas. Según Newton, resulta del cociente entre la tensión de propulsión (τ) o fuerza de cizalladura y el gradiente de velocidad (Δν) entre las distintas capas de líquidos.
       Imagen5.7
Imagen5.8Las unidades de η son Pascales/seg.
Los fluidos newtonianos u homogéneos son los que muestran una viscosidad constante, como el agua, o las soluciones de electrolitos; por el contrario, los fluidos no newtonianos, o heterogéneos, presentan una viscosidad variable, es el caso de la sangre que se modifica dependiendo de las dimensiones del tubo y del tipo de flujo. Cuando la velocidad de la sangre se incrementa la viscosidad disminuye.
Así ha de tenerse en cuenta que la sangre no presenta una viscosidad constante. Al estar formada por células y plasma, las primeras son las responsables principales de la viscosidad sanguínea, y tanto el hematocrito como la velocidad del flujo y el diámetro del vaso modifican la viscosidad de la sangre. A altas velocidades, la viscosidad disminuye al situarse las células preferentemente en el eje central del vaso.
Imagen5.9

Relaciones entre el flujo, la presión y la resistencia. Ley de Poiseuille

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:
       Imagen5.10
8 es el factor que resulta de la integración del perfil de la velocidad.
Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son relativamente constantes, el flujo viene determinado básicamente por el gradiente de presión y por el radio. De la ecuación representada, destaca el hecho de que el radio al estar elevado a la cuarta potencia, se constituye como el factor más importante. Si suponemos un vaso con un flujo de 1 ml/seg al aumentar el diámetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 ml/seg, y si el diámetro aumenta cuatro veces el flujo pasará a ser 256 ml/seg . Por esta relación se puede justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto juegan en la regulación del flujo sanguíneo.
La ecuación de Poiseuille está formulada para flujos laminares de fluidos homogéneos con viscosidad constante, sin embargo, en los vasos sanguíneos estas condiciones no siempre se cumplen; si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presión es elevado, se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patrón del flujo. Al producirse turbulencias se necesitarán gradientes de presión mayores para mantener el mismo flujo.
 Propiedades de la pared vascular
La pared de los vasos sanguíneos está formada por una capa de células epiteliales, el endotelio, y cantidades variables de colágeno, elastina y fibras musculares lisas. La capacidad de deformación y recuperación de un vaso es un factor importante en la hemodinámica.
A través de la pared vascular se mide una diferencia de presión entre el interior y el exterior, denominada presión transmural. La presión intravascular se debe a la contracción cardíaca, así como a la distensión elástica de la pared. La presión exterior es la presión hidrostática de los líquidos intersticiales y presenta un valor próximo a cero. Si la presión exterior es superior a la del interior, el vaso se colapsará.
La presión transmural (según la ley de Laplace para cilindros huecos de extremos abiertos) dependerá del radio del cilindro "r"; del espesor de la pared "e"; y de la tensión parietal T o fuerza por unidad de longitud.
       Imagen5.11
Esta tensión parietal puede despejarse de la ecuación anterior,
       Imagen5.12
Siendo P– Po la presión transmural (Pt), o diferencia de presión entre el interior del vaso y el exterior; r el radio del vaso y, e, el espesor de la pared vascular. La tensión parietal se mide en N/m. Así a igual presión, la tensión parietal será tanto mayor cuánto mayor sea el radio y cuánto más delgada sea la pared.
Relación presión-volumen o estudio de la complianza
Las propiedades elásticas o de distensibilidad de los vasos sanguíneos dependen, tanto del número, como de la relación entre las fibras elásticas y colágenas que forman parte de su pared. Si se compara a la altura del mismo segmento vascular sistémico, las arterias son de 6 a 10 veces menos distensibles que las venas.
La capacidad de deformación y recuperación de un vaso puede medirse como la relación entre los cambios de volumen y presión en el interior del mismo. Esta propiedad se conoce con el nombre de elastanza (ΔP/ΔV) o bien su inverso, la complianza (ΔV/ΔP). Cuando un vaso posee una pared fácilmente deformable su su complianza grande. Las arterias son vasos de complianza media a presiones fisiológicas; sin embargo, a presiones elevadas se vuelven rígidos y con complianzas cada vez menores.
Las venas son vasos que aunque menos deformables que las arterias presentan una gran capacidad a presiones bajas de acomodar volúmenes crecientes de sangre. Esto es debido a su morfología, ya que al pasar de secciones elípticas a secciones circulares incrementan su volumen., de ahí que sean descritos como vasos de capacitancia. En el rango de volúmenes y presiones fisiológicos del sistema vascular, las venas sistémicas son unas diez veces más distensibles que las arterias.
 Relaciones entre las variables hemodinámicas
El volumen de sangre situado en cada uno de los segmentos del árbol circulatorio no es equitativo. De los aproximadamente 5 litros de sangre del aparato circulatorio, en situación de pie, un 84 % se sitúa en el circuito mayor, un 9 % en el circuito menor y un 7 % en el corazón. De la sangre alojada en la circulación mayor el 75% se sitúa en el sistema venoso, descrito ya como sistema de capacitancia o reservorio.
La velocidad de la sangre depende del área total transversal de cada sección analizada. Así en aorta y grandes arterias, aunque el flujo es pulsátil la velocidad es alta (20cm/s), va disminuyendo a nivel de las arteriolas alcanzando su valor más bajo en los capilares (0,03 cm/s), este valor permite que haya tiempo suficiente para los intercambios que han de realizarse en esta sección. En las venas se alcanzan velocidades menores que en el mismo segmento arterial debido a que la sección transversal venosa siempre es mayor que la arterial.
El principal segmento vascular donde se observa un mayor descenso de la presión corresponde al segmento arteriolar, ya que es en este punto donde se miden los mayores valores de resistencia.




MECÁNICA CIRCULATORIA
Sístole
La contracción de las aurículas hace pasar la sangre a los ventrículos a través de las válvulas auriculo-ventriculares. Mediante la sístole ventricular aumenta la presión interventricular lo que causa la coaptación de las válvulas auriculo-ventriculares e impiden que la sangre se devuelva a las aurículas y que, por lo tanto, salga por las arterias, ya sea a los pulmones o al resto del cuerpo. Después de la contracción el tejido muscular cardíaco se relaja y se da paso a la diástole, auricular y ventricular.

La sístole es la contracción del tejido muscular cardiaco auricular.

Esta contracción produce un aumento de la presión en la cavidad cardiaca auricular, con la consiguiente eyección del volumen sanguíneo contenido en ella.
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La diástole es el período en el que el corazón se relaja después de una contracción, llamado período de sístole, en preparación para el llenado con sangre circulatoria. En la diástole ventricular los ventrículos se relajan, y en la diástole auricular las aurículas están relajadas.
Juntas se las conoce como la diástole cardíaca y constituyen, aproximadamente, la mitad de la duración del ciclo cardíaco, es decir, unos 0,5 segundos.
Durante la diástole las aurículas se llenan de sangre por el retorno venoso desde los tejidos por la vía de la vena cava superior e inferior y se produce un aumento progresivo de la presión intra-auricular hasta superar la presión intra-ventricular.
Durante la diástole ventricular, la presión de los ventrículos cae por debajo del inicio al que llegó durante la sístole.
https://cuadernonaturales.wikispaces.com/file/view/2.gif/203043004/2.gifCuando la presión en el ventrículo izquierdo cae por debajo de la presión de la aurícula izquierda, la válvula mitral se abre, y el ventrículo izquierdo se llena con sangre que se había estado acumulando en la aurícula izquierda.

Un 70% del llenado de los ventrículos ocurre sin necesidad de sístole auricular. Igualmente, cuando la presión del ventrículo derecho cae por debajo del de la aurícula derecha, la válvula tricúspide se abre, y el ventrículo derecho se llena de la sangre que se acumulaba en la aurícula derecha.

LEYES DE LA VELOCIDAD Y DE LA PRESION
Velocidad media
La 'velocidad media' o velocidad promedio es la velocidad en un intervalo de tiempo dado. Se calcula dividiendo el desplazamiento (Δr) entre el tiempo (Δt) empleado en efectuarlo
Esta es la definición de la velocidad media entendida como.
Por otra parte, si se considera la distancia recorrida sobre la trayectoria en un intervalo de tiempo dado, tenemos la velocidad media sobre la trayectoria o rapidez media, la cual es una cantidad escalar.

La velocidad media sobre la trayectoria también se suele denominar «velocidad media numérica» aunque esta última forma de llamarla no está exenta de ambigüedades.
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El módulo de la velocidad media (entendida como vector), en general, es diferente al valor de la velocidad media sobre la trayectoria. Solo serán iguales si la trayectoria es rectilínea y si el móvil solo avanza (en uno u otro sentido) sin retroceder.

Velocidad instantánea
La velocidad instantánea es un vector tangente a la trayectoria, corresponde a la derivada del vector posición (R) respecto al tiempo.

Permite conocer la velocidad de un móvil que se desplaza sobre una trayectoria cuando el intervalo de tiempo es infinitamente pequeño, siendo entonces el espacio recorrido también muy pequeño, representando un punto de la trayectoria. La velocidad instantánea es siempre tangente a la trayectoria.

Celeridad o rapidez
La celeridad o rapidez es la magnitud o el valor de la velocidad, ya sea velocidad vectorial media, velocidad media sobre la trayectoria, o velocidad instantánea (velocidad en un punto).
El módulo del vector velocidad instantánea y el valor numérico de la velocidad instantánea sobre la trayectoria son iguales, mientras que la rapidez promedio no necesariamente es igual a la magnitud de la velocidad promedio. La rapidez promedio (o velocidad media sobre la trayectoria) y la velocidad media tienen la misma magnitud cuando todo el movimiento se da en una dirección. En otros casos, pueden diferir.
Velocidad relativa
Artículo principal: Velocidad relativa
El cálculo de velocidades relativas en mecánica clásica es aditivo y encaja con la intuición común sobre velocidades; de esta propiedad de la aditividad surge el método de la velocidad relativa. La velocidad relativa entre dos observadores A y B es el valor de la velocidad de un observador medida por el otro. Las velocidades relativas medias por A y B serán iguales en valor absoluto pero de signo contrario. Denotaremos al valor la velocidad relativa de un observador B respecto a otro observador A.
http://cdn.womensrunning.competitor.com/wp-content/uploads/2013/06/Stopwatch-Track.jpg 
Velocidad angular
La velocidad angular no es propiamente una velocidad en el sentido anteriormente definido sino una medida de la rapidez con la que ocurre un movimiento de rotación. Aunque no es propiamente una velocidad una vez conocida la velocidad de un punto de un sólido y la velocidad angular del sólido se puede determinar la velocidad instantánea del resto de puntos del sólido.

Velocidad en mecánica relativista
En mecánica relativista puede definirse la velocidad de manera análoga a como se hace en mecánica clásica sin embargo la velocidad así definida no tiene las mismas propiedades que su análogo clásico:

En primer lugar la velocidad convencional medida por diferentes observadores, aún inerciales, no tiene una ley de transformación sencilla (de hecho la velocidad no es ampliable a un cuadrivector de manera trivial).
En segundo lugar, el momento lineal y la velocidad en mecánica relativista no son proporcionales, por esa razón se considera conveniente en los cálculos substituir la velocidad convencional por la cuadrivelocidad, cuyas componentes espaciales coinciden con la velocidad para velocidades pequeñas comparadas con la luz.
Además esta cuadrivelocidad tiene propiedades de transformación adecuadamente covariantes y es proporcional al cuadrimomento lineal.
http://blog.feuvert.es/wp-content/uploads/2014/08/exceso-velocidad.jpg
En mecánica relativista la velocidad relativa no es aditiva. Eso significa que si consideramos dos observadores, A y B, moviéndose sobre una misma recta a velocidades diferentes.

Siendo la velocidad de B medida por A y la velocidad de A medida por B. Esto sucede porque tanto la medida de velocidades, como el transcurso del tiempo para los observadores A y B no es el mismo debido a que tienen diferentes velocidades, y como es sabido el paso del tiempo depende de la velocidad de un sistema en relación a la velocidad de la luz.

 Cuando se tiene en cuenta esto, resulta que el cálculo de velocidades relativas no es aditiva. A diferencia de lo que sucede en la mecánica clásica, donde el paso del tiempo es idéntico para todos los observadores con independencia de su estado de movimiento. Otra forma de verlo es la siguiente: si las velocidades relativas fuera simplemente aditiva en relatividad llegaríamos a contradicciones.

Para verlo, consideremos un objeto pequeño que se mueve respecto a otro mayor a una velocidad superior a la mitad de la luz. Y consideremos que ese otro objeto mayor se moviera a más de la velocidad de la luz respecto a un observador fijo.

 La aditividad implicaría que el objeto pequeño se movería a una velocidad superior a la de la luz respecto al observador fijo, pero eso no es posible porque todos los objetos materiales convencionales tienen velocidades inferiores a la de luz.

 Sin embargo, aunque las velocidades no son aditivas en relatividad, para velocidades pequeñas comparadas con la velocidad de la luz, las desigualdades se cumplen de modo aproximado.


Siendo inadecuada esta aproximación para valores de las velocidades no despreciables frente a la velocidad de la luz.

Velocidad en mecánica cuántica
En mecánica cuántica no relativista el estado de una partícula se describe mediante una función de onda, que satisface la ecuación de Schrödinger. La velocidad de propagación media de la partícula viene dado por la expresión:

http://www.fotolibre.org/albums/userpics/10007/normal_karts-villanos-velocidad.jpg
Obviamente la velocidad sólo será diferente de cero cuando la función de onda es compleja, siendo idénticamente nula la velocidad de los estados ligados estacionarios, cuya función de onda es real. Esto último se debe a que los estados estacionarios representan estados que no varían con el tiempo y por tanto no se propagan.

En mecánica cuántica relativista se postula que por ejemplo un electrón podría tener junto con una velocidad media macroscópica (medida entre dos instantes diferentes) un movimiento de agitación u oscilación muy rápida adicional conocido como Zitterbewegung, de acuerdo con esa interpretación adicional no existe una relación entre el momento de la partícula y la velocidad asignable a dicho movimiento.






Unidades de velocidad
Sistema Internacional de Unidades (SI)
Metro por segundo (m/s), unidad de velocidad del SI (1 m/s = 3,6 km/h).

Sistema Métrico antiguo:
Kilómetro por hora (km/h) (muy habitual en los medios de transporte)
Kilómetro por segundo (km/s)

 Sistema Cegesimal de Unidades:
Centímetro por segundo (cm/s) unidad de velocidad del sistema cegesimal

Sistema Anglosajón de Unidades
Pie por segundo (ft/s), unidad de velocidad del sistema inglés
Milla por hora (mph) (uso habitual)
Milla por segundo (mps) (uso coloquial)




PULSO
En medicina, el pulso de una persona es la pulsación provocada por la expansión de sus arterias como consecuencia de la circulación de sangre bombeada por el corazón. Se obtiene por lo general en partes del cuerpo donde las arterias se encuentran más próximas a la piel, como en las muñecas o el cuello e incluso en la sien.

Medición del pulso
El pulso se mide manualmente con los dedos índice y medio; el pulso no se debe tomar con el dedo pulgar, ya que éste tiene pulso propio que puede interferir con la detección del pulso del paciente. Cuando se palpa la arteria carótida, la femoral o la braquial se tiene que ser muy cuidadoso, ya que no hay una superficie sólida como tal para poder detectarlo. La técnica consiste en situar los dedos cerca de una arteria y presionar suavemente contra una estructura interna firme, normalmente un hueso, para poder sentir el pulso.
http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/images/ency/fullsize/19395.jpg 
Puntos de pulso comunes

·         Pulso radial, situado en la cara anterior y lateral de las muñecas, entre el tendón del músculo flexor radial del carpo y la apófisis estiloide del radio. (arteria radial).
·         Pulso ulnar, en el lado de la muñeca más cercano al meñique (arteria ulnar).
·         Pulso carotídeo, en el cuello (arteria carótida). La carótida debe palparse suavemente, ya que estimula sus baroreceptores con una palpación vigorosa puede provocar bradicardia severa o incluso detener el corazón en algunas personas sensibles.
·         Además, las dos arterias carótidas de una persona no deben palparse simultáneamente, para evitar el riesgo de síncope o isquemia cerebral.
·         Pulso braquial, entre el bíceps y el tríceps, en el lado medial de la cavidad del codo, usado frecuentemente en lugar del pulso carotídeo en infantes (arteria braquial).
·         Pulso femoral, en el muslo (arteria femoral).
·         Pulso poplíteo, bajo la rodilla en la fosa poplítea.
·         Pulso dorsal del pie o pedio, en el empeine del pie (arteria dorsal del pie).
·         Pulso tibial posterior, detrás del tobillo bajo el maléolo medial (arteria tibial posterior).
·         Pulso temporal, situado sobre la sien directamente frente a la oreja.
·         Pulso facial, situado en el borde inferior de la porción ascendente del maxilar inferior o mandíbula. (arteria facial).

La facilidad para palpar el pulso viene determinada por la presión sanguínea del paciente. Si su presión sistólica está por debajo de 90 mmHg el pulso radial no será palpable. Por debajo de 80 mmHg no lo será el braquial.

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Por debajo de 60 mmHg el pulso carótido no será palpable. Dado que la presión sistólica raramente cae tan bajo, la falta de pulso carótido suele indicar la muerte. Sin embargo, se conoce de casos de pacientes con ciertas heridas, enfermedades u otros problemas médicos que estaban conscientes y carecían de pulso palpable.

Datos de interés

Podemos decir que el pulso se define como la onda de sangre creada por la contracción del ventrículo izquierdo del corazón.

Entre los factores que afectan a la temperatura corporal se encuentran los siguientes:

Edad: El niño pequeño está muy influido por la temperatura ambiental y debe ser protegido de los cambios extremos. La temperatura en niños es más lábil que en los adultos, hasta la pubertad, particularmente las personas mayores de 75 años, están en riegos de hipotermia.

Variaciones diurnas: las temperaturas corporales normalmente cambian a lo largo del día variando hasta 1.0ºC entre la primera hora de la mañana y la última de la tarde.
Ejercicio: el trabajo extenuante puede incrementar la temperatura corporal hasta de 38.3 a 40ºC

Hormonas: las mujeres normalmente experimentan mayores fluctuaciones hormonales que los hombres. En las mujeres, la secreción de progesterona en el momento de la ovulación aumenta la temperatura corporal entre 0.3 a 0.6ºC por encima de la temperatura basal.

Estrés: la estimulante del sistema nervioso simpático puede incrementar la producción de adrenalina y noradrenalina, por lo que aumenta la actividad metabólica y por lo tanto la producción de calor.

Ambiente: los extremos de la temperatura ambiental pueden afectar a los sistemas de regulación de la temperatura de la persona.
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Los valores normales que se presentan en cuanto al pulso dependen de la edad que tenga cada persona:

·         Recién nacido: Frecuencia cardíaca media 130 con un rango o intervalo de 80-180 x’
·         1 año: Frecuencia cardíaca media: 120 con un rango o intervalo de 80-140x’
·         10 años: Frecuencia cardíaca media: 70 con un rango o intervalo de 50-90x’
·         Adolescentes: Frecuencia cardíaca media: 75 con un rango o intervalo de 50-90x’
·         Adultos: Frecuencia cardíaca media: 80 con un rango o intervalo de 60-100x’
·         Ancianos: Frecuencia cardíaca media: 70 con un rango o intervalo de 60-100x’

Corazones artificiales (soporte vital complejo)

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.). Un paciente estabilizado puede entonces esperar por la recuperación de su propio corazón, esperar por un trasplante cardíaco o incluso continuar el resto de su vida con un corazón artificial.
La Fundación Favaloro es pionera en la Argentina en la utilización de esta tecnología desde 1992. Esta terapéutica requiere de cirugías complejas para el implante y de un seguimiento estricto. Para ello contamos con la participación de un equipo multidisciplinario altamente especializado y entrenado para asegurar el mejor resultado con el menor índice de complicaciones durante todo el proceso.
Existen muchos tipos de corazones artificiales, con características y funciones diferentes. Un equipo de profesionales entrenados decide cual es el dispositivo que mejor se adapta a las necesidades de cada paciente.
Algunos pacientes regresan a su hogar con un corazón artificial implantado, lo cual mejora la calidad de vida y facilita la recuperación. El seguimiento y cumplimiento estricto de las indicaciones del equipo profesional son fundamentales para un mejor resultado.
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El Aparato Respiratorio
1. El aparato respiratorio humano. Es el aparato encargado de captar el oxígeno (O2) del aire y de desprender el dióxido de carbono (CO2) que se produce durante la respiración mitocondrial.
2 . Partes del aparato respiratorio. El aparato respiratorio humano está constituido por las fosas nasales, la faringe, la laringe la tráquea, los dos bronquios y los dos pulmones. El pulmón derecho tiene tres lóbulos y el izquierdo dos. Cada lóbulo pulmonar presenta centenares de lóbulos secundarios o lobulillos.
Los bronquios al entrar en los pulmones se ramifican apareciendo los bronquiolos, que se vuelven a ramificar entrando cada uno en un lobulillo, dónde al ramificarse de nuevo forman los capilares bronquiales que acaban en los sáculos pulmonares, las paredes de los cuales presentan expansiones globoses llamadas alvéolos pulmonares.
http://www.aula2005.com/html/cn3eso/08respiratori/aparatoespiratorio6tituloses.jpgLa mayor parte de la superficie interna de las vías respiratorias presenta células productoras de mucosidad (moco). Se trata de una sustancia muy viscosa dónde quedan adheridas las partículas que lleva el aire y que presenta sustancias antibacterianas y antivíricas. Además, las fosas nasales, la tráquea, los bronquios y los bronquiolos presentan internamente células ciliadas que mueven dicha mucosidad hacia la faringe, de dónde por deglución pasa al esófago.
Estructura
1. Las vías aéreas superiores o extrapulmonares
Son conductos bidireccionales que ponen en comunicación el aire atmosférico con los pulmones. La parte interna de casi todos los órganos respiratorios está cubierta por:
  • Una capa de tejido epitelial cuyas células, muy unidas entre sí, protegen de lesiones e infecciones.
  • Una mucosa respiratoria que secreta mucus responsable de mantener las vías bien húmedas y una temperatura adecuada. La superficie de esta mucosa tiene dos tipos de células,
Células mucosas (caliciforme); elaboran y segregan moco hacia la entrada de las vías respiratorias.
Células ciliadas; poseen cilios en constante movimiento con el fin de desalojar el moco y las partículas extrañas que se fijan en la mucosa respiratoria. Estos son llevados a la faringe, donde es expectorado o deglutido.

Las vias aéreas superiores o extrapulmonares son las siguientes:

La Nariz
Está formada por dos estructuras, las cavidades nasales,  separadas por un tabique nasal de tejido cartilaginoso. Se encuentra  ubicada por encima de la cavidad bucal y en su parte posterior se comunica con la faringe.
Sus funciones son las siguientes:

  1. Calentar el aire; gracias al riego sanguíneo.
  2. Humedecer el aire; a través del moco.
  3. Filtrar las partículas que se encuentran en el aire(polen, humo…); a través de la mucosa, los cilios y los pelos. 
  4. Permitir el sentido del olfato y participar en el habla.


La Faringe 
Órgano tubular y musculoso que se ubica en el cuello. Comunica la cavidad nasal con la laringe y la boca con el esófago por lo que es una zona de paso de alimentos y de aire, formando, por tanto, parte del  sistema respiratorio y digestivo.
Sus funciones son:
  •      Deglución
  •     Respiración
  •     Fonación
  •     Audición
La Laringe
Órgano tubular formado por músculo y cartílago que comunica la faringe con la tráquea. En ella se encuentran:
-          Las cuerdas vocales, que adoptan dos posiciones: la posición de respiración, cuando permanecen totalmente abiertas, permitiendo la entrada y salida libre del aire, y la posición de fonación, permaneciendo casi cerradas.
-          La epiglotis, cartílago situado en la parte superior de la laringe y que se cierra cuando ingerimos alimento o líquido para evitar que este pase al pulmón y nos ahoguemos.
Ambas intervienen en la función del habla y más concretamente en la función de la respiración en tres formas: 
  • Pasa el aire a la tráquea 
  • Protege las vías (la epiglotis)
  • Mantiene limpias las vías al expulsar la mucosidad que tiene partículas atrapadas, hacia la faringe.
      La tráquea
Tubo cartilaginoso que comunica la laringe con los bronquios; en su parte dorsal se une al esófago y se bifurca cerca del corazón, dando lugar a dos bronquios primarios.
Su función es llevar el aire desde la laringe a los bronquios.
      Los Bronquios 
Son dos estructuras que se forman cuando se divide la tráquea en dos. Está formada por fibras y cartílago tubulares, revestido por una capa muscular y una mucosa revestida con epitelios cilíndricos. La función de los bronquios es conducir el aire inspirado de la tráquea hacia los alveólos pulmonares.



2. Vías aéreas inferiores o intrapulmonares
También denominado árbol bronquial; hasta llegar a este punto, las vías aéreas constituyen una zona conductora para los gases y siendo un espacio muerto anatómicamente hablando, ya que el volumen de aire que contienen -150 ml-, no se utiliza para la respiración.

Los Bronquiolos
Los bronquios penetran en cada pulmón y se dividen hasta 16 veces, hasta que finalmente forman los bronquiolos respiratorios que se ubican  en la parte media de cada pulmón. A medida que se hacen más pequeños pierden cartílago y su capa muscular se hace más estrecha y lisa.

Los Alvéolos 
Los bronquiolos respiratorios se siguen dividiendo hasta acabar en conductor con forma de saco llamados sacos alveolares. Estos, contienen, a su vez, muchas estructuras diminutas tapizadas de líquido en su interior llamadas alvéolos pulmonares.
Existen aproximadamente unos 30 millones de alvéolos en el pulmón humano y se encuentran rodeados de una tupida red de capilares que, a su vez proceden de la subdivisión de las venas pulmonares y éstas de la división de la arteria pulmonar.
En los alvéolos se lleva a cabo el intercambio de oxígeno y de dióxido de carbono (hematosis). La pared de los alvéolos es una membrana muy delgada que por un lado se encuentra en contacto con el  aire que llega de los bronquiolos y por el otro con la red capilar que rodea los alvéolos, realizándose el intercambio.

 Los Pulmones
Son dos órganos funcionalmente pasivos que se alojan en la caja torácica y que para poder realizar su principal función establecer el intercambio gaseoso con la sangre a través de la inspiración (entrada de aire) y espiración (salida de aire) precisa de la ayuda de la caja torácica y de los músculos.
Los pulmones están llenos de aire, su estructura es elástica y esponjosa y se encuentran unidos a los bronquios por el hilio, por donde penetran  los nervios, los vasos sanguíneos y los linfáticos
El derecho es mayor y está dividido en tres lóbulos -superior, medio e inferior-, mientras que el izquierdo es más pequeño y se divide en dos lóbulos, presentando una hendidura donde se ubica el corazón.
Los pulmones pueden albergar un volumen de unos 6 litros de capacidad pulmonar total; cuando la situación requiere –por ejemplo, durante el ejercicio físico - puede recibir además del volumen corriente, otro adicional de hasta 2,5 litros -volumen inspiratorio de reserva-. Esta inspiración forzada requiere mayor contracción de los músculos inspiratorios. Los pulmones pueden expulsar además del volumen corriente, hasta 1,5 litros -volumen espiratorio de reserva- para lo cual es necesario un gran esfuerzo.
La suma de los volúmenes corrientes y los volúmenes de reserva recibe el nombre de capacidad vital y corresponde a la máxima cantidad de aire que puede entrar o salir de los pulmones, ya que el volumen residual -1,5 litros de aire- siempre permanece allí.
Sistema Auxiliar Para La Respiración
La ventilación en los alveolos no podría realizarse sin la ayuda de un sistema motor muscular que, al expandir o contraer la caja torácica, arrastra en sus movimientos a los pulmones. Como hemos mencionado, los pulmones son órganos pasivos que precisan de otras partes del cuerpo que están involucrados en la función respiratoria: la caja torácica, el diafragma y los músculos intercostales y la pleura.

La caja torácica
Es la estructura esquelética que rodea a los pulmones y otras vísceras y que está formada por las vértebras dorsales, las costillas y el esternón.
Propiedades mecánicas de la caja torácica y el pulmón:
-        Distensibilidad: permite mayor entrada de aire al pulmón.

-       Elasticidad: es la capacidad de recobrar su estado después de haber aplicado una fuerza sobre ellos, por tanto es la que permite poder expulsar los gases como veremos más adelante cuando tratemos la espiración.


El diafragma y los músculos intercostales:
El diafragma es un músculo en forma de cúpula que cierra por arriba la cavidad torácica (convexo) y limita por abajo la cavidad abdominal (cóncavo). Se encuentra unido a la caja torácica en varios puntos y es el responsable de la inspiración.
Los músculos intercostales externos  al contraerse tiran de las costillas hacia adelante y los lados, lo que incrementa el diámetro torácico. Esto hace que la caja torácica tire de los pulmones, reduciendo la presión interna respecto a la presión atmosférica y así permite la entrada de aire.

La Pleura
Es una membrana formada por dos capas de tejido conectivo unidas en sus extremos. La más interna está conectada al pulmón y la externa a la caja torácica. Si se rompe la pleura entra aire entre las dos capas (neumotórax) por lo que desaparece esa fuerza de unión entre la caja y el pulmón por lo que se encoje y entra menos aire.
La pleura tiene dos misiones:

  • Mantener unidos y sincronizados los movimientos del pulmón y de la caja torácica
  • Evitar los roces entre los pulmones y la cara interna de la cavidad torácica, suavizando así los movimientos. Entre ambas capas existe una pequeña cantidad de líquido seroso (llamado líquido pleural) que actúa como lubricante, y cuya cantidad controlan los capilares linfáticos para evitar que aumente y limite la capacidad del pulmón.

La respiración externa o "ventilación" en los humanos.
La respiración externa o ventilación comprende las tres siguientes etapas:
1 . Inspiración. En ella los músculos intercostales externos se contraen y suben las costillas y el esternón, y el diafragma desciende. Todo ello aumenta la capacidad de la caja torácica, provocando que los pulmones se dilaten y entre aire rico en O2.
2 . Intercambio de gases. En ella el aire rico en O2 llega hasta los alvéolos pulmonares, las paredes de los cuales son tan finas que permiten el intercambio gaseoso. Como están recubiertos de finos capilares sanguíneos que contienen sangre cargada de CO2 y pobre en O2, el CO2 pasa al interior de los alvéolos y el O2 pasa a la sangre que hay en los capilares sanguíneos.
3 . Espiración. En ella los músculos intercostales externos se relajan y bajan las costillas y el esternón y el diafragma asciende. Todo ello disminuye la capacidad de la caja torácica, provocando que los pulmones se contraigan y, por lo tanto, que salga aire rico en CO2
http://www.aula2005.com/html/cn3eso/08respiratori/inspiracion2es.jpg

 El intercambio gaseoso
 Las características del intercambio gaseoso que se produce en los alvéolos pulmonares son:
1) La sangre procedente del corazón, que llega a los capilares sanguíneos que recubren los alvéolos pulmonares, está cargada de dióxido de carbono y contiene muy poca cantidad de oxígeno.
2) A los alvéolos pulmonares llega aire procedente del exterior que es rico en oxígeno. También llega dióxido de carbono procedente de los capilares sanguíneos. El resultado es una mezcla de gases en que predomina el oxígeno.
3) La distancia que hay entre los gases contenidos en el interior de los alvéolos pulmonares y los gases contenidos en el interior de los capilares sanguíneos es muy pequeña, sólo 0,6 micras (0,6µ) y las paredes que los separan son permeables a ellos. Debido a todo ello los gases pueden pasar de unos a los otros. El resultado es que ambas mezclas de gases acaban teniendo una composición muy parecida.
http://www.aula2005.com/html/cn3eso/08respiratori/alveolos3catalaes.jpg4) La sangre que sale de los capilares sanguíneos que recubren los alvéolos pulmonares hacia el corazón es rica en oxígeno y muy pobre en dióxido de carbono.



VOLUMENES Y CAPACIDADES PULMONARES.
La  inspiración  dura   aproximadamente  2   segundos,   y   la espiración   2  ó  3segundos. Por lo tanto, el ciclo ventilatorio dura 4 ó 5 segundos.
La Frecuencia respiratoria  es el número de ciclos que se repiten en 1 minuto, y es de 12 a 15 (resp./min.).  FR=60/4 ó 5 = 12 ó 15 resp/min. La cantidad de aire que entra en cada inspiración, que es igual a la misma que se expulsa en cada espiración, es aproximadamente 500 ml (0 ́5 l.), y se llama Volumen corriente  (V.C.).  El  volumen  minuto  (V.m)  es  la  cantidad  de  aire  que  entra  en los pulmones en un minuto.
Vm = Vc x Fr = 500 x 12¬15 = 6.000¬7.500 ml
El aire extra que podemos introducir en una inspiración forzada recibe el nombre de Volumen inspiratorio de reserva (V.I.R), que oscila sobre los 3.100 ml. El volumen de aire que podemos expulsar en una espiración forzada después de una   inspiración normal se llama Volumen espiratorio   de   reserva   (V.E.R), que se sitúa en torno a los 1.200 ml. El aire residual que nos queda en los pulmones tras una espiración forzada, se llama Volumen residual (V.R), que está sobre los 1200 ml.
No   todo   el   aire   que   llega   a   los   pulmones   (500  ml),   llega   a   la   zona   de intercambio, hay una parte que se quede en el espacio muerto anatómico, que son las partes   del   aparato   respiratorio   que   no   tienen   alvéolos   (traquea,...),   la   cantidad   esta alrededor de los 150 ml.
CAPACIDADES PULMONARES
Son agrupaciones de los distintos volúmenes:
1.  Capacidad   inspiratoria:   cantidad   de   aire   que   puede   inspirar   una persona distendiendo los pulmones al máximo, será igual a  V..IR + V.C = 3.600 ml
2. Capacidad residual funcional: es el aire que queda en los pulmonestras una espiración normal. Sería igual a V.E.R +V.R = 2.400 ml
3.Capacidad vital: cantidad de aire que una persona puede movilizar en una respiración forzada máxima. Será V.E.R +V.I.R + V.C  = 4.800 ml
4.  Capacidad   pulmonar   total:   cantidad   de   aire   total.   Es   el   volumen máximo teórico que podría alcanzar una persona. Será V.I.R + V.E.R + V.C + V.R =6.000 ml.
Estos volúmenes son medias  genéricas para varones de 70 kg. En mujeres  los volúmenes   son   aproximadamente   un   25%   menos.   Y   en   personas   muy   altas   serán mayores.
VOLUMEN RESIDUAL Y CAPACIDAD RESIDUAL FUNCIONAL
El volumen residual (VR) es el aire que queda en el pulmón después de una espiración forzada máxima, por lo que no se puede medir en la espirometría, debiendo recurrirse a métodos indirectos de mayor complejidad. Sumado al volumen de reserva espiratoria, constituye la capacidad residual funcional (CRF), que es la cantidad de gas que se mantiene en el pulmón al final de la espiración espontánea. Cumple diversas funciones:
a) Permite que la composición del aire alveolar oscile muy levemente, ya que los 2 a 3 litros de gas que permanecen en el pulmón diluyen el aire inspirado, impidiendo cambios bruscos en la composición del aire alveolar. Si el aire alveolar se recambiara totalmente por aire atmosférico, el CO2 de la sangre venosa al llegar al alvéolo se liberaría explosivamente en forma de burbujas y se producirían cambios bruscos y violentos en el equilibrio ácido base.
b) Sirve como reservorio de oxígeno, lo que permite que la sangre siga removiendo este gas del pulmón en forma continua durante la espiración y en períodos cortos de apnea.
c) Mantiene un volumen de aire en los alveolos que impide su colapso, situación que exigiría generar grandes presiones para  volver a expandirlos La capacidad residual funcional está determinada por la interacción de las fuerzas elásticas del pulmón, que tienden al colapso, y las del tórax, que tienden a la expansión. Su posición de equilibrio corresponde al nivel de final de espiración en reposo.
Para llegar al volumen residual la espiración forzada tiene que vencer la elasticidad torácica, siendo finalmente limitada por reflejos propioceptivos toracopulmonares y por el cierre de las pequeñas vías aéreas. Este último fenómeno se debe a que la disminución del volumen pulmonar reduce la tracción elástica que el parénquima pulmonar ejerce sobre los bronquíolos, manteniéndolos abiertos. Por el envejecimiento normal de los elementos elásticos del pulmón, este fenómeno de cierre se acentúa con la edad, con lo que el VR aumenta, representando una fracción progresivamente mayor de la capacidad pulmonar total (30% hasta los 35 años y 40% sobre los 50 años).
En cifras absolutas, el VR de un hombre de 20 años, 1,70 m de estatura, con una CPT de 6 L, es de aproximadamente 1,8 L.



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