Capítulo 38 Ventilación pulmonar Semana 8 - Sesión 16 - 3er Sem - FISIOLOGÍA HUMANA I - Grupo G - Dr César Arriola - UNIDAD VI - Ventilación Pulmonar Mecanismo de la Respiración Cap 38

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|VENTILACIÓN PULMONAR.
||MECÁNICA DE LA RESPIRACIÓN.
Cátedra de Fisiología Humana I.
Facultad de Ciencias Médicas – FCM.
Universidad María Auxiliadora – UMAX.
M. R. Alonso – Gran Asunción, Paraguay.
Prof.: Dr. César Arriola Acosta.
Médico Cirujano.
Especialista en Medicina del Deporte.
Máster en Educación Superior Médica.
VENTILACION 
PULMONAR
Dr. César Rolando Arriola Acosta.
Profesor del Área de Fisiología Humana.
Mecánica de la Respiración
2
El sistema respiratorio proporciona
oxígeno a los tejidos y elimina
dióxido de carbono.
VENTILACIÓN PULMONAR:
Cómo el aire entra y sale de los
alvéolos pulmonares.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 3
Microfotografía histológica de un pulmón normal
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 4
MECANICA DE LA 
VENTILACIÓN PULMONAR
Los Músculos que producen 
la expansión y la contracción 
de pulmones.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 5
 El volumen pulmonar
aumenta y disminuye con la
expansión y la contracción de la
cavidad torácica.
 En cuanto la cavidad torácica
aumenta su longitud o su
anchura, se producen cambios
simultáneos del volumen
pulmonar.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 6
 La respiración normal tranquila por el
movimiento   del diafragma.
 Durante la inspiración la contracción del
diafragma tira de las superficies inferiores
de los pulmones hacia abajo.
 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.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 7
Contracción y expansión de la caja torácica durante la 
espiración y la inspiración.
Muestra la contracción diafragmática, la función de los músculos 
intercostales y la elevación de presión de la parrilla costal.
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Modificaciones del volumen pulmonar durante la
respiración.
Cambios del volumen pulmonar observados mediante radiografías.
(a) durante la espiración y (b) durante la inspiración.
El incremento del volumen pulmonar que tiene lugar durante la inspiración
completa aparece comparado con el volumen del pulmón en la espiración
completa (líneas de guiones).
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 Durante la respiración enérgica las
fuerzas elásticas no tienen la potencia
suficiente para provocar la espiración
rápida.
La fuerza adicional se consigue
mediante los músculos abdominales,
que empujan el contenido abdominal
contra el diafragma.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 10
La elevación y el descenso 
de la caja torácica hacen que
los pulmones se expandan y 
se contraigan.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 11
 Los músculos que elevan la caja 
torácica son músculos inspiradores
intercostales externos; 
esternocleidomastoideos, serratos 
anteriores y escalenos. 
 Los músculos que comprimen la caja 
torácica son músculos espiradores
intercostales internos y rectos 
abdominales.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 12
Músculos que participan en la respiración
Los principales músculos de la inspiración y los de la espiración.
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Movimiento del aire dentro 
y fuera de los pulmones y 
Presiones que los producen
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 14
La presión Pleural es la presión del
liquido que se encuentra en el espacio
entre la pleura pulmonar y la pleura de
la pared torácica.
 La presión pleural normal al principio de la
inspiración es de – 5 cm de agua.
 Durante la inspiración, la expansión de la
caja torácica tira de los pulmones con más
fuerza y crea una presión más negativa,
unos –7.5cm.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 15
MODIFICACIÓN DE LAS PRESIONES 
DURANTE LA RESPIRACIÓN
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 16
La presión alveolar es la presión
del aire dentro de los alvéolos
pulmonares.
 Cuando la glotis está abierta y no hay
movimiento de aire, las presiones en
todas las partes del árbol respiratorio
son iguales a la presión atmosférica,
que es de cero cm. de agua (0 cm).
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 17
 Durante la inspiración la presión en los
alvéolos desciende hasta –1cm de agua,
lo que resulta suficiente para mover 0.5 lts.
de aire al interior de los pulmones durante
los dos segundos necesarios para la
inspiración.
 Durante la espiración ocurre lo contrario;
la presión alveolar se eleva hasta + 1 cm
de agua, y esto hace salir 0.5 lts. de aire
inspirado fuera de los pulmones durante
los 2 seg. de la espiración.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 18
Mecánica de la ventilación pulmonar. Se muestran las presiones
(a nivel del mar) (a) en reposo (b) durante la inspiración, y (c) durante la espiración.
Durante la inspiración, la presión intrapulmonar es inferior a la presión
atmosférica, mientras que durante la espiración es superior a la misma.
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Y todo por fumar ¡
desde que fué 
estudiante de 
medicina.
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La distensibilidad pulmonar
es el cambio del volumen 
pulmonar por unidad de variación 
de la presión transpulmonar
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 21
 La presión transpulmonar es la
diferencia entre las presiones alveolar
y pleural.
 La distensibilidad normal total de
ambos pulmones en el adulto es de
unos 200 ml por cm de agua.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 22
*La distensibilidad se determina
por:
 Las fuerzas elásticas del tejido pulmonar
por las fibras de elastina y colágeno.
 Las fuerzas elásticas producidas por “la
tensión superficial” en el interior de los
alvéolos, son responsables de las 2/3
partes de las fuerzas totales en los
pulmones normales.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 23
Agente Tensoactivo 
(surfactante),
tensión superficial y 
colapso de los pulmones
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 24
El Principio de “la Tensión Superficial”
Las moléculas de agua se atraen entre sí.
La superficie del agua que tapiza los alvéolos
intenta contraerse como resultado de la atracción
mutua de las moléculas de agua.
Esto trata de forzar el aire de los alvéolos y, hace
que estos intenten colapsarse.
El efecto neto es que se genera una fuerza
contráctil elástica de los pulmones completos, que
se denomina fuerza elástica de “tensión
superficial”
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 25
El agente tensoactivo reduce el
esfuerzo de la respiración (aumenta la
distensibilidad) al disminuir la tensión
superficial alveolar.
El agente tensoactivo es secretado por las células
epiteliales alveolares de tipo II.
El surfactante se extiende sobre la superficie
alveolar y reduce la tensión superficial hasta
entre 1/12 y ½ de la tensión superficial de una
superficie de agua pura.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 26
Producción del tensioactivo pulmonar
Elaborado por las células alveolares de tipo II, el tensioactivo esta 
compuesto por un derivado de la lecitina combinado con proteínas.
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Relación entre los alvéolos pulmonares y los capilares
pulmonares.
Se observa que las paredes alveolares son muy estrechas y que están
revestidas por células alveolares de tipo I y II.
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Imagen ultraestructural de barrido correspondiente al tejido
pulmonar.
(a) Los alvéolos observados a mayor aumento, con una flecha que indica un poro
alveolar a través del cual puede pasar el aire de un alvéolo a otro.
(b) Un pequeño bronquiolo discurre entre numerosos alvéolos.
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El agente tensoactivo (surfactante), la
“interdependencia” y el tejido fibroso
pulmonar son importantes para
“estabilizar” el tamaño de los alvéolos.
 Si unos alvéolos fueran grandes y otros
pequeños, los de menor tamaño tenderían
a colapsarse y producirla expansión de
los más grandes.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 30
Esta inestabilidad de los alvéolos
NO ocurre normalmente debido a:
Interdependencia. Los alvéolos adyacentes,
los conductos alveolares y otros espacios aéreos
tienden a organizarse de forma que un alvéolo
grande no se encuentra al lado de uno pequeño
porque comparten tabiques comunes.
Tejido fibroso. Todos los alvéolos están
rodeados por tabiques fibrosos que actúan como
un ¨entablillado¨adicional.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 31
Surfactante (agente tensoactivo).
El surfactante reduce la tensión
superficial, permitiendo que el fenómeno
de la interdependencia y el tejido fibroso
den cuenta de los efectos de la tensión
superficial.
 Cuando un alvéolo se hace más pequeño,
las moléculas de agente tensoactivo de la
superficie alveolar se ¨aprietan¨ unas con
otras, aumentando su concentración; esto
reduce aún más la tensión superficial.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 32
Ley de Laplace: La presión debida a la tensión
superficial debe ser mayor en los alvéolos pequeños que en los
grandes.
Esto implica que (si no fuera por el tensioactivo) los alvéolos
pequeños se podrían colapsar y vaciar en los alvéolos mayores el aire
que contienen.
P = 2 T 
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VOLÚMENES Y CAPACIDADES 
PULMONARES.
El volumen y la capacidad pulmonar se
mide con un espirómetro.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 34
ESPIRÓMETRO 35
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LOS VOLUMENES PULMONARES,
sumados, igualan al máximo volumen al 
que es posible expandir los pulmones.
Los cuatro volúmenes pulmonares son:
El Volumen Corriente (VT) es el volumen de aire
(unos 500 ml) inspirado o espirado en cada
respiración normal.
El Volumen Inspiratorio de Reserva (IRV) es el
volumen adicional máximo de aire ( unos 3000 ml)
que se puede inspirar por encima del volumen
corriente normal.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 36
 El Volumen Espiratorio de Reserva
(ERV) es el volumen adicional de aire
(unos 1100 ml) que se puede espirar
forzadamente después de una espiración
corriente normal.
 El Volumen Residual (RV) es el volumen
de aire (unos 1200 ml) que queda en los
pulmones tras la espiración forzada.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 37
LAS CAPACIDADES PULMONARES
son combinaciones de dos o más 
volúmenes pulmonares.
 La Capacidad Inspiratoria (IC)
Suma de Volumen Corriente + Volumen de
reserva inspiratorio.
Es la cantidad de aire (unos 3500ml) que
una persona puede respirar comenzando en
el nivel de una espiración normal e
hinchando al máximo los pulmones.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 38
 La Capacidad residual funcional
(FRC) Es igual al Volumen de
reserva espiratorio + volumen
residual.
Es la cantidad de aire que queda
en los pulmones tras una
espiración normal (unos 2300 ml).
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 39
 La Capacidad Vital (VC) Es igual al
volumen de reserva inspiratorio + el
volumen corriente + el volumen de
reserva espiratorio.
Es la máxima cantidad de aire que
puede expulsar una persona de
los pulmones tras llenarlos al máximo
y espirando al máximo (unos 4600
ml).
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 40
 La Capacidad Pulmonar Total
(TLC) es el máximo volumen al que
pueden expandirse los pulmones
con el mayor esfuerzo inspiratorio
posible (unos 5800 ml);
es igual a la suma de la capacidad
vital + el volumen residual.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 41
Diagrama que muestra las excursiones respiratorias 
durante la respiración normal y durante la 
inspiración y la expiración máximas. 42
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Proyecciones radiológicas de tórax.
a) Mujer normal b) Hombre normal
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 43
VOLUMEN MINUTO RESPIRATORIO Y
VENTILACIÓN ALVEOLAR
El Volumen minuto respiratorio es la
cantidad total de aire nuevo que penetra
en las vías respiratorias cada minuto.
Equivale al volumen corriente multiplicado
por la frecuencia respiratoria.
(VT= 500 ) x FR= 12 = 6 lts./min.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 44
La ventilación alveolar (V.A.) es la
tasa a la que el aire nuevo alcanza las
zonas de intercambio gaseoso de los
pulmones.
Durante la inspiración, parte del aire no
llega nunca a las áreas de intercambio
gaseoso, sino que ocupa las vías
respiratorias; este aire se denomina aire
del espacio muerto.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 45
V. A. = Frec. ( VT – VD )
V.A. = volumen de ventilac. alveolar. X ´
Frec.= frec. resp. X´,
Vt = volumen corriente Vd = volumen de
espac. muerto fisiológico.-
Por lo tanto, la V.A. = 4,200 ml/min.
= 12 x 500 - 150 
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 46
Hay tres tipos de aire del espacio muerto: 
El Espacio muerto “anatómico” es el aire en las
vías respiratorias que no están implicadas en el
intercambio gaseoso.
El Espacio muerto “alveolar” es el aire en las
zonas pulmonares de intercambio gaseoso pero
que no participa en dicho intercambio;
casi nulo en personas normales.
El Espacio muerto “fisiológico” es la suma de
los muertos anatómico y alveolar
(el total del espacio muerto.)
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FUNCIONES DE LAS VIAS 
RESPIRATORIAS
Tráquea, bronquios y bronquíolos:
El aire se distribuye a los pulmones a
través de la tráquea, los bronquios y los
bronquíolos.
Las paredes de los bronquios y los
bronquíolos son musculares.
Están constituidas por músculo liso.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 48
La mayor resistencia al flujo 
aéreo no se produce en los pequeños 
bronquíolos terminales, sino en los 
grandes bronquios.
La razón es que hay pocos bronquios en
comparación con los 65,000 bronquíolos
terminales.
A través de los cuales solo pasa una
ínfima cantidad de aire. 49
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ZONA DE CONDUCCIÓN DEL SISTEMA RESPIRATORIO.
(a) Vista anterior desde la laringe hasta los bronquios terminales
(b) Vista desde la tráquea hasta los bronquiolos terminales.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 50
Zonas de conducción y de respiración del
sistema respiratorio.
La Zona de Conducción constituída por las vías respiratorias, a
través de las cuales discurre el aire hasta la Zona respiratoria
que es la región en la que tiene lugar el intercambio de gases. 51
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Relación entre los alvéolos y los vasos sanguíneos.
La extensa superficie de contacto entre los capilares pulmonares y los alvéolos
permite el rápido intercambio de gases entre el aire y la sangre.
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La adrenalina y la noradrenalina
producen la dilatación del 
árbol bronquial.
La adrenalina por su mayor estimulación de
los receptores beta, produce dilatación
bronquial.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 53
El sistema nervioso 
parasimpático constriñe los 
bronquíolos.
Pocas fibras parasimpáticas,
derivadas de los vagos que secretan
acetilcolina, pueden producir
constricción bronquial leve o
moderada.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 54
Revestimiento mucoso de las vías 
respiratorias y acción de los cilios en 
la limpieza de dichas vías.
Todas las Vías respiratorias se mantienen
húmedas gracias a una capa de moco.
Toda la superficie de las vías resp. está
tapizada de epit.ciliado con unos 200
cilios por cada célula epitelial.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 55
Imagen de microscopía electrónica de barrido 
correspondiente a los cilios de la pared bronquial
Los cilios que se originan en la parte superior de las células
epiteliales son útiles para la limpieza del pulmón debido a su efecto
de desplazamiento de las partículas atrapadas.
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A. Anatomía de la Faringe
B. Función Laríngea en la Fonación que muestra la posición 
de las cuerdas vocales enlos diferentes tipos de fonación.
PROF.: DR. CÉSAR ARRIOLA ACOSTA. 57
Imagen fotográfica de la laringe en la que se observan 
las cuerdas vocales verdaderas y falsas; así como la 
glotis. 
Las cuerdas vocales verdaderas actúan en la producción de sonidos, 
mientras que las cuerdas vocales falsas (pliegues ventriculares) no 
realizan esta función.
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Gracias . . .
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“Espirómetro Experimental”
Participación especial del, 
Dr. Guillermo Villalba.
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