A continuación se anexa un vídeos donde se explica la formación de la hemoglobina, sus funciones y su curva de disociación.

La ventilación alveolar es regulada por una red de centros y vías neuronales que genera los estímulos que activan rítmicamente, no sólo los músculos respiratorios , sino también los músculos faríngeos que mantienen abierta la vía aérea superior. Aparte de esta función específica, el control de la ventilación opera también en otras actividades de naturaleza muy diferente, como son la fonación, la risa, el llanto, la tos, los estornudos, la regulación del pH, etc.

CENTROS DE LA RESPIRACIÓN

La alternancia de inspiración y espiración es determinada por actividad rítmica y automática de centros nerviosos situados en el tronco cerebral. Estos centros reciben información de otras zonas del cerebro y de sensores situados en diversas partes de organismo , todo lo cual permite que la respiración se adecúe a variadas demandas metabólicas y se coordine para realizar otras funciones diferentes, como la fonación, deglución, risa, tos. etc.

La inspiración comienza por activación de las neuronas inspiratorias, que envían impulsos a la musculatura inspiratoria, básicamente el diafragma, alrededor de cada 5 segundos en el adulto.

Los músculos faríngeos, que estabilizan y mantienen abierta la vía aérea superior, se activan antes que el diafragma y los intercostales, lo que impide que la faringe se colapse por efecto de la presión negativa generada durante la inspiración , mecanismo que puede alterarse patológicamente durante el sueño.

Durante la respiración normal en reposo, la musculatura espiratoria casi no participa, ya que la espiración es un evento pasivo debido a la retracción elástica del pulmón distendido por la inspiración previa. Durante la primera parte de la espiración, persiste alguna activación de los músculos inspiratorios que aminoran la velocidad del flujo aéreo en la primera parte de la espiración, la cual cesa durante el resto de la espiración. Los músculos espiratorios son estimulados sólo cuando aumenta la demanda ventilatoria en forma importante.

MECANISMOS AFERENTES

La información moduladora llega al sistema neuronal por las vías humoral y nerviosa. La sensibilidad de estos mecanismos varía entre individuos y parece estar genéticamente determinada. También se producen adaptaciones adquiridas, como las que ocurren con el crecimiento, con el ejercicio intenso habitual o con la residencia en la altura.

REGULACIÓN HUMORAL

Los principales moduladores humorales de la ventilación son los niveles arteriales de O2, CO2 e hidrogeniones.

* A continuación se añade una serie de tres esquemas que ilustran los mecanismos de regulación de la respiración.

El intercambio gaseoso se produce en los alvéolos pulmonares. Los alvéolos son sacos de aire en los pulmones; en ellos, el oxígeno y el dióxido de carbono son intercambiados en la sangre, expulsando dióxido de carbono y absorbiendo oxígeno. Los glóbulos rojos distribuyen por difusión simple el oxígeno al resto de los tejidos del cuerpo.

Los Neumocitos tipo I llevan a cabo el intercambio gaseoso. Ocupan un 95% de la superficie del alvéolo gracias a sus prolongaciones citoplasmáticas.

La difusión es un proceso aleatorio en el movimiento de las moléculas que responde a la concentración molecular y a las presiones parciales de los gases inspirados. El movimiento de las moléculas ocurre en ambas direcciones dentro de las membranas y fluidos de las estructuras del sistema respiratorio.

La dirección del movimiento de las moléculas va en sentido a los tejidos que poseen menor concentración molecular por la presión parcial de los gases en los tejidos (gradiente).

Los gases comúnmente involucrados son el oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono. Cada gas se comporta en la mezcla como si estuviera solo, ejerciendo presión en las paredes del sistema respiratorio (Ley de Dalton*). La presión es causada por el impacto del movimiento de las moléculas sobre la superficie del sistema y la presión total ejercida por la mezcla es la sumatoria de las presiones de los gases que componen la mezcla respirada.

La Ley de Henry establece que la solubilidad de los gases en los líquidos depende de la temperatura, la presión parcial de los gases ejercida sobre el líquido, la naturaleza del solvente y los gases involucrados.

* A continuación se añade un esquema que explica como se lleva a cabo el intercambio de gases.

EFECTOS DE LA PoO2

* A continuación se añade una serie de tres diagramas donde se explica los efectos de la PoO2.

ESPIROMETRÍA.

A continuación se añade un mapa conceptual donde explica que es la espirometria y un vídeo donde explica como se lleva a cabo.

Se entiende por mecánica de la respiración tanto los movimientos de la caja torácica y de los pulmones, como los consecutivos cambios volumétricos y de presión producidos en éstos.

La caja torácica está formada por la columna vertebral dorsal, por las costillas y por el esternón. Las costillas se inclinan en su trayecto hacia abajo y adelante y están, en su parte media, ligeramente torcidas hacia adentro.

Las costillas de los primeros 7 pares se articulan directamente con el esternón, en tanto que los pares 8, 9 y 10 disminuyen progresivamente su longitud para unirse con el esternón a través de una formación cartilaginosa. Los pares 11 y 12 terminan libremente (costillas flotantes) y no tienen importancia en el proceso de la respiración. Cada uno de los 7 primeros pares de costillas forman con la vértebra correspondiente y con el esternón un anillo dirigido hacia adelante y abajo.

Los cambios volumétricos de la caja torácica se producen por la actividad de los músculos respiratorios. Después de una espiración tranquila, no forzada, la caja torácica se encuentra en posición de reposo. La inspiración aumenta su volumen, gracias a la contracción de los diversos músculos respiratorios, y es, por lo tanto, un proceso activo. La espiración se debe a la relajación de los músculos inspiratorios y la elasticidad tanto del tejido pulmonar como la de las diferentes estructuras de la caja torácica. La espiración tranquila es, por lo tanto, un movimiento pasivo, y sólo en condiciones especiales requiere la contracción de los músculos llamados espiratorios.

La inspiración aumenta el volumen de la caja torácica y distiende los pulmones. El aumento del volumen torácico se produce por las contracciones del diafragma, por los movimientos de las costillas y del esternón. La contracción del diafragma aumenta considerablemente el diámetro vertical de la caja torácica, sin modificar sus diámetros anteroposterior y transversal, el aumento de los cuales se debe a la elevación y rotación de las costillas y al desplazamiento hacia adelante del esternón. 

El descenso diafragmático desplaza los órganos abdominales hacia abajo y adelante, produciendo abombamiento del abdomen. Existen, por lo tanto, dos modalidades de aumentar el volumen de la caja torácica: contracción del diafragma que aumenta el diámetro longitudinal y elevación de las costillas que incrementa el diámetro anteroposterior y transversal.

El diafragma está en contacto con los pulmones en una extensión de unos 250 cm2 y su descenso durante la inspiración (1.2 cm) produce un aumento del volumen alrededor de 300 ml El volumen de aire que penetra durante la inspiración a los pulmones es unos 500 ml, de los cuales, por lo tanto, el 60% (300 ml) penetra por el descanso del diafragma. En condiciones fisiológicas y en reposo, tanto los movimientos torácicos, como los del diafragma, son capaces separadamente de cubrir los requerimientos mínimos del organismo en 02.

Los músculos inspiratorios son aquellos que elevan las costillas y entre ellos los más importantes son los intercostales externos. La contracción de las fibras de estos músculos produce la elevación de las costillas con el incremento consecutivo del volumen de la caja torácica. La actividad de los músculos intercostales externos y del diafragma asegura el aporte de 02 no sólo en reposo, sino durante un trabajo moderado. Cuando los requerimientos de O2 son todavía mayores, como por ejemplo, durante un trabajo muscular intenso o en condiciones patológicas, entran en actividad los músculos llamados inspiratorios accesorios (serrato posterior, pectoral menor y otros).

 Los cambios volumétricos de la caja torácica y la concomitante expansión de los pulmones, modifican tanto las presiones intratorácicas como intraalveolares. En realidad, gracias a estas modificaciones tensionales, penetra y sale el aire de los pulmones, haciendo posible el adecuado intercambio de gases entre aire ambiental y alvéolos. Para comprender el mecanismo de este intercambio es indispensable conocer las presiones de los diferentes gases en el aire ambiental, en el aire alveolar y en la sangre. Como el aire ambiental puede penetrar libremente a través de las vías respiratorias hasta los alvéolos, podría pensarse que las presiones ambientales intraalveolar fuesen iguales en todo momento. No es así, sin embargo, como veremos a continuación. En efecto, durante la inspiración las presiones tanto intratorácica como intrapulmonar disminuyen transitoriamente, los pulmones siguen pasivamente los movimientos de la caja torácica y aumentan por consiguiente su volumen. Tanto el pulmón como las vías respiratorias superiores oponen cierto grado de resistencia a la libre penetración del aire ambiental a los alvéolos. La velocidad de penetración del aire dependerá, por consiguiente, de la distensibilidad de la caja torácica y de la resistencia que las vías respiratorias superiores ofrecen al paso del aire. La inspiración tranquila producida por la expansión torácica disminuye la presión intraalveolar, que se hace 2 a 3 mm de Hg menor que la atmosférica. Esta disminución es suficiente para hacer entrar un volumen adecuado de aire a los pulmones. Durante la espiración, por el contrario, la presión intrapulmonar se hace 2 a 3 mm de Hg superior a la atmosférica, y se expele al ambiente la misma cantidad de aire que penetró con la inspiración. Estas diferencias entre las presiones intra y extrapulmonares se hacen mayores durante la respiración forzada, pudiendo alcanzar en condiciones artificiales, como por ejemplo, durante la respiración con glotis cerrada, hasta 30 a 40 mm de Hg.

* A continuación se añade una serie de tres esquemas que explican los aspectos básicos de la mecánica de la respiración.

MECÁNICA DE LA VENTILACIÓN.
La inspiración tranquila, normal, se produce por contracción muscular, y la espiración normal, por relajación muscular y retroceso elástico. La cantidad de aire inspirado y espirado se puede medir de diversas maneras para probar la función pulmonar.

La ventilación pulmonar es el proceso funcional por el que el gas es transportado

desde el entorno del sujeto hasta los alveolos pulmonares y viceversa. Este proceso

puede ser activo o pasivo según que el modo ventilatorio sea espontáneo, cuando se

realiza por la actividad de los músculos respiratorios del individuo, o mecánico cuando

el proceso de ventilación se realiza por la acción de un mecanismo externo.

 El nivel de ventilación está regulado desde el centro respiratorio en función de

las necesidades metabólicas, del estado gaseoso y el equilibrio ácido-base de la sangre y

de las condiciones mecánicas del conjunto pulmón-caja torácica. El objetivo de la

ventilación pulmonar es transportar el oxígeno hasta el espacio alveolar para que se

produzca el intercambio con el espacio capilar pulmonar y evacuar el CO2 producido a

nivel metabólico.

* A continuación se añade una serie de dos esquemas que explican los aspectos mas importantes de la mecánica de la ventilación.

MECÁNICA DE LA RESPIRACIÓN.

Se entiende por mecánica de la respiración tanto los movimientos de la caja torácica y de los pulmones, como los consecutivos cambios volumétricos y de presión producidos en éstos.

La caja torácica está formada por la columna vertebral dorsal, por las costillas y por el esternón. Las costillas se inclinan en su trayecto hacia abajo y adelante y están, en su parte media, ligeramente torcidas hacia adentro.

Las costillas de los primeros 7 pares se articulan directamente con el esternón, en tanto que los pares 8, 9 y 10 disminuyen progresivamente su longitud para unirse con el esternón a través de una formación cartilaginosa. Los pares 11 y 12 terminan libremente (costillas flotantes) y no tienen importancia en el proceso de la respiración. Cada uno de los 7 primeros pares de costillas forman con la vértebra correspondiente y con el esternón un anillo dirigido hacia adelante y abajo.

Los cambios volumétricos de la caja torácica se producen por la actividad de los músculos respiratorios. Después de una espiración tranquila, no forzada, la caja torácica se encuentra en posición de reposo. La inspiración aumenta su volumen, gracias a la contracción de los diversos músculos respiratorios, y es, por lo tanto, un proceso activo. La espiración se debe a la relajación de los músculos inspiratorios y la elasticidad tanto del tejido pulmonar como la de las diferentes estructuras de la caja torácica. La espiración tranquila es, por lo tanto, un movimiento pasivo, y sólo en condiciones especiales requiere la contracción de los músculos llamados espiratorios.

La inspiración aumenta el volumen de la caja torácica y distiende los pulmones. El aumento del volumen torácico se produce por las contracciones del diafragma, por los movimientos de las costillas y del esternón. La contracción del diafragma aumenta considerablemente el diámetro vertical de la caja torácica, sin modificar sus diámetros anteroposterior y transversal, el aumento de los cuales se debe a la elevación y rotación de las costillas y al desplazamiento hacia adelante del esternón. 

El descenso diafragmático desplaza los órganos abdominales hacia abajo y adelante, produciendo abombamiento del abdomen. Existen, por lo tanto, dos modalidades de aumentar el volumen de la caja torácica: contracción del diafragma que aumenta el diámetro longitudinal y elevación de las costillas que incrementa el diámetro anteroposterior y transversal.

El diafragma está en contacto con los pulmones en una extensión de unos 250 cm2 y su descenso durante la inspiración (1.2 cm) produce un aumento del volumen alrededor de 300 ml El volumen de aire que penetra durante la inspiración a los pulmones es unos 500 ml, de los cuales, por lo tanto, el 60% (300 ml) penetra por el descanso del diafragma. En condiciones fisiológicas y en reposo, tanto los movimientos torácicos, como los del diafragma, son capaces separadamente de cubrir los requerimientos mínimos del organismo en 02.

Los músculos inspiratorios son aquellos que elevan las costillas y entre ellos los más importantes son los intercostales externos. La contracción de las fibras de estos músculos produce la elevación de las costillas con el incremento consecutivo del volumen de la caja torácica. La actividad de los músculos intercostales externos y del diafragma asegura el aporte de 02 no sólo en reposo, sino durante un trabajo moderado. Cuando los requerimientos de O2 son todavía mayores, como por ejemplo, durante un trabajo muscular intenso o en condiciones patológicas, entran en actividad los músculos llamados inspiratorios accesorios (serrato posterior, pectoral menor y otros).

 Los cambios volumétricos de la caja torácica y la concomitante expansión de los pulmones, modifican tanto las presiones intratorácicas como intraalveolares. En realidad, gracias a estas modificaciones tensionales, penetra y sale el aire de los pulmones, haciendo posible el adecuado intercambio de gases entre aire ambiental y alvéolos. Para comprender el mecanismo de este intercambio es indispensable conocer las presiones de los diferentes gases en el aire ambiental, en el aire alveolar y en la sangre. Como el aire ambiental puede penetrar libremente a través de las vías respiratorias hasta los alvéolos, podría pensarse que las presiones ambientales intraalveolar fuesen iguales en todo momento. No es así, sin embargo, como veremos a continuación. En efecto, durante la inspiración las presiones tanto intratorácica como intrapulmonar disminuyen transitoriamente, los pulmones siguen pasivamente los movimientos de la caja torácica y aumentan por consiguiente su volumen. Tanto el pulmón como las vías respiratorias superiores oponen cierto grado de resistencia a la libre penetración del aire ambiental a los alvéolos. La velocidad de penetración del aire dependerá, por consiguiente, de la distensibilidad de la caja torácica y de la resistencia que las vías respiratorias superiores ofrecen al paso del aire. La inspiración tranquila producida por la expansión torácica disminuye la presión intraalveolar, que se hace 2 a 3 mm de Hg menor que la atmosférica. Esta disminución es suficiente para hacer entrar un volumen adecuado de aire a los pulmones. Durante la espiración, por el contrario, la presión intrapulmonar se hace 2 a 3 mm de Hg superior a la atmosférica, y se expele al ambiente la misma cantidad de aire que penetró con la inspiración. Estas diferencias entre las presiones intra y extrapulmonares se hacen mayores durante la respiración forzada, pudiendo alcanzar en condiciones artificiales, como por ejemplo, durante la respiración con glotis cerrada, hasta 30 a 40 mm de Hg.

* A continuación se añade una serie de tres esquemas que explican los aspectos básicos de la mecánica de la respiración.

Los cambios en las propiedades elásticas del pulmón determinan alteraciones en los flujos y volúmenes pulmonares. Se debe tener en cuenta que todos los volúmenes pulmonares son dependientes del tamaño corporal, en especial de la estatura y de la circunferencia del tórax, los que se aumentan durante la infancia hasta un punto de máximo desarrollo.

En los ancianos también se encuentra una reducción de la capacidad vital (CV: máxima cantidad de aire que se puede exhalar partiendo de una inspiración máxima) a casi un 75% de sus mejores valores entre los 20 a 70 años de edad, lo cual es debido a la rigidez de la caja torácica y a la pérdida de fuerza en los músculos inspiratorios.

La capacidad pulmonar total (CPT) no cambia en los individuos ancianos, ya que a pesar de la disminución en el retroceso elástico pulmonar asociado con la edad, éste se compensa con el aumento en la carga elástica de la caja torácica . La capacidad residual funcional (CRF) en los ancianos está aumentada, debido al incremento en el retroceso elástico de la caja torácica y a la disminución del retroceso elástico del parénquima pulmonar. Ello ocasiona que los ancianos respiren a mayores volúmenes pulmonares al compararlos con las personas jóvenes; este cambio se asocia con una mayor carga elástica en la caja torácica, ocasionando un mayor trabajo a los músculos respiratorios .

* A continuación se añade una serie de esquemas que explican los aspectos físicos que intervienen en la ventilación.