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Universidad Nacional Mayor de San Marcos
Facultad de Farmacia y Bioquímica
Escuela Académica profesional Escuela Académica profesional
de Farmacia y Bioquímicade Farmacia y Bioquímica
Dr. José A. Ortiz Rodríguez3º Año semestre Académico 2012- II
FISIOPATOLOGÍA RESPIRATORIA
ANATOMIA FUNCIONAL DEL APARATO RESPIRATORIO
ANATOMIA FUNCIONAL
La función del aparato respiratorio es
• mantener una presión alveolar alta de O2
y relativamente baja de CO2 .
• para permitir la máxima carga de la hemoglobina con oxigeno y
• una adecuada remoción de CO2
Función del aparato respiratorio
• Consiste en mantener un adecuado intercambio gaseoso, que permita cubrir los requerimientos de O2 de los tejidos.
Eliminar adecuadamente el CO2
y proveer un rápido y eficaz mecanismo de ajuste de equilibrio ácido-base.
Respiración externa
Intercambio gaseoso
Función del aparato respiratorio
• el control de la ventilación está estrechamente ligado a las demandas metabólicas del organismo y constituye la función homeostática y principal del sistema respiratorio.
• La respiración es un mecanismo complejo, y por lo tanto, sería muy difícil que dependa de un solo aparato.
EL SISTEMA RESPIRATORIO
ANATOMIA FUNCIONAL
• El aparato respiratorio.Además
• El sistema cardiovascular.
• El sistema hematopoyético.(glóbulos rojos y blancos)
EL SISTEMA RESPIRATORIOANATOMIA FUNCIONAL
Control respiratorio
• El sistema nervios central(Centros respiratorios).
• El sistema nervioso periférico(nervio frénico e intercostales)
EL APARATO RESPIRATORIO
ANATOMIA FUNCIONAL
Compuesto por:
• Las vías aéreas altas.
• Las vías aéreas bajas.
• El tejido pulmonar y sus vasos.
• la pleura.
• la caja torácica y sus músculos.
EL APARATO RESPIRATORIO
Anatomía Funcional:
• Vías aéreas de conducción:Vías aéreas altas y bajas
• Vías aéreas de intercambio gaseosoBronquiolos respiratorios a alvéolos
• La unidad funcional de intercambio gaseoso
Unidad alvéolo capilar.
Distribuidor del aireDistribuidor del aire
Intercambio gaseoso
APARATO RESPIRATORIOANATOMIA FUNCIONAL
Vías aéreas de conducción:
vías aéreas altas: Fosas nasales, boca, faringe (nasofaringe orofaringe), laringe.
• Función de acondicionamiento del aire
Filtrar el aire inspirado, calentarlo, humidificarlo y
conducirlo hasta los acinos
FOSAS NASALES
APARATO RESPIRATORIOANATOMIA FUNCIONAL
Vías aéreas de conducción:vías aéreas altas: Fosas nasales, boca, faringe (nasofaringe orofaringe), laringe.
• vías aéreas bajas: tráquea, Bronquios, bronquiolos, bronquíolos terminales Bronquios, Bronquiolos intra pulmonaresDepositan partículas en las vías aéreas:
• choque por inercia• sedimentación gravitatoria• difusión o movimientos brownianos
MECANISMOS NO INMUNOLÓGICOS DE DEFENSA PULMONAR
Los principales mecanismos por los que se
depositan partículas en el sistema respiratorio son tres:
• -choque por inercia
• -sedimentación gravitatoria
• -difusión o movimientos brownianos
Mecanismo deposito de partículas
Sistema anatómico
APARATO RESPIRATORIO
ANATOMIA FUNCIONAL
Vías aéreas de intercambio gaseoso
• bronquiolos respiratorios
• conductos alveolares
• sacos alveolares
• alvéolos.
APARATO RESPIRATORIO
ANATOMIA FUNCIONAL
La unidad funcional de intercambio gaseoso:
• se llama unidad alvéolo capilar.
Unidad alvéolo capilar
EL APARATO RESPIRATORIO
ANATOMIA FUNCIONAL
Compuesto por:
• Las vías aéreas altas.
• Las vías aéreas bajas.
• El tejido pulmonar y sus vasos.
• la pleura.
• la caja torácica y sus músculos.
APARATO RESPIRATORIOy
LA RESPIRACIÓNMECANISMOS INVOLUCRADOS
EN LA RESPIRACIÓN
Los pasos que permiten que el oxígeno
llegue a la célula y que el dióxido de
carbono se remueva de ella son:
MECANISMOS INVOLUCRADOSEN LA RESPIRACIÓN
Pasos que permiten que el oxígenollegue a la célula
• Ventilación• Difusión e intercambio gaseoso
(hematosis)• Transporte de oxígeno• Intercambio gaseosos celular
• Control central de la ventilación
O2
CO2
VENTILACION
TRANSPORTEAP
VP
El proceso de la respiración
Etapas
Mecánicas
principales
DIFUSION
O2
CO2
VENTILACION
TRANSPORTEAP
VP
Perfusión
FISIOLOGÍA RESPIRATORIA
El aparato respiratorio
• Asegura el suministro de oxígeno atmosférico a las células del cuerpo, y
• La eliminación de dióxido de carbono
importante mecanismo de homeostasis.
• El aire inspirado debe llegar perfectamente acondicionado a los
pulmones
MECANISMOS INVOLUCRADOSEN LA RESPIRACIÓN
Pasos que permiten que el oxígeno llegue a la célula:
El proceso de la respiración
VENTILACIÓN PULMONAR:
• Intercambio (entrada y salida) de aire entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares.
O2
CO2
VENTILACION
TRANSPORTEAP
VP
El proceso de la respiración
Etapas
Mecánicas
principales
DIFUSION
MECANISMOS INVOLUCRADOSEN LA RESPIRACIÓN
DIFUSIÓN e intercambio gaseoso
intercambio gaseoso del oxígeno y dióxido de carbono en alvéolos(membrana alveolo capilar) y sangre.
hematosis
Intercambio gaseoso
Difusión e intercambio gaseoso (hematosis)
• Organización del área de intercambio gaseoso
• Superficie: 40-100 m2
• Hay entre 200 y 600 millones de alvéolos– Lobulillo primario– Acino– Lobulillo secundario
PO2: 100 mmHg
PCO2: 40 mmHg
PO2: 96 mmHg
PCO2: 40 mmHgPO2: 40 mmHg
PCO2: 46 mmHg
músculos respiratorios
control
sensores
PO2: 96 mmHgPCO2: 40 mmHg
alvéolo
vías respiratorias
capilarespulmonares
capilaressistémicos
VPAP
AI
VI
VD
AD
AoVCPO2: 40 mmHg
PCO2: 46 mmHg
Suficiencia respiratoria
Presencia en sangre ARTERIAL SISTÉMICAde: PO2 60 mmHg Y PCO2 50 mmHg
En sangre arterial sistémica
Fisiología Respiratoria
O2
CO2
VENTILACION
TRANSPORTEAP
VP
El proceso de la respiración
Etapas
Mecánicas
principales
DIFUSION
MECANISMOS INVOLUCRADOSEN LA RESPIRACIÓN
Transporte de oxígeno
De los alvéolos pulmonares al resto
de las células del Organismo.
En la sangre es transportado el O2
Fisiología respiratoria Transporte de oxígeno suministro de oxígeno atmosférico a las células del cuerpoy la eliminación de CO2
MECANISMOS INVOLUCRADOSEN LA RESPIRACIÓNTransporte de oxígeno
De los alvéolos pulmonares al resto de las células del Organismo.
En la sangre el O2 es transportado dedos maneras:
unido a la hemoglobina o
disuelto.
Transporte de oxígeno
MECANISMOS INVOLUCRADOSEN LA RESPIRACIÓN
Intercambio gaseosos celular
Intercambio de oxigeno y
dióxido de carbono
en el nivel celular
Intercambio gaseoso
MECANISMOS INVOLUCRADOSEN LA RESPIRACIÓN
Control central de la ventilación
El control de la ventilación está
estrechamente ligado a las demandas
metabólicas del organismo y constituye
la función hemostática y principal del
sistema respiratorio.
Control central de la ventilación
• El control de la ventilación está estrechamente ligado a las demandas metabólicas del organismo y constituye la función hemostática y principal del sistema respiratorio.
Control central de la ventilación
• Sistema respiratorio ajusta la tasa de ventilación alveolar casi exactamente a las demandas del organismo Presión de oxígeno arterial (PO2) y presiones de dióxido de carbono (PCO2) casi sin alteración, inclusive durante el ejercicio
MECANISMOS INVOLUCRADOSEN LA RESPIRACIÓN
Control central de la ventilación
Este control esta comandado por el sistema
nervioso central (SNC) pero existen
múltiples componentes involucrados en
dicha función
MECANISMOS INVOLUCRADOSEN LA RESPIRACIÓN
Control central de la ventilación
a.- quimiorreceptores centrales (QC)
b. -Quimiorreceptores periféricos (QP)
c.- Receptores Pulmonares
d.- Otros receptores
QC y QP
Quimiorreceptores
Monitorizan niveles de O2 y CO2 y el Ph de la sangre
• a.- quimiorreceptores centrales (QC) detección de variaciones del pH (LEC). iones de (H+)
• b. -Quimiorreceptores periféricos (QP) composición química de la sangre, presión arterial de CO2 (PaCO2), pH.
Quimiorreceptores periféricos (QP)
• b. -Quimiorreceptores periféricos (QP) Son susceptibles a las variación de la composición química de la sangre, presión arterial de CO2 (PaCO2), pH., yde forma especial a las concentraciones de oxigeno arterial, constan principalmente de dos grupos los Cuerpos carotídeos ycuerpos aórticos, Ambos participan en el control reflejo tanto respiratorio, como cardiovascular
Quimiorreceptores
Monitorizan niveles de O2 y CO2 y el Ph de la sangre
• quimiorreceptores centrales (QC) detección de variaciones del pH (LEC). iones de (H+)
• Quimiorreceptores periféricos (QP) composición química de la sangre,
presión arterial de CO2 (PaCO2), pH.
• c.- Receptores Pulmonares
proporcionan información sobre el estado de la respiración en términos de la resistencia de la vía aérea y la expansión tisular
Receptores Pulmonares1.-Receptores de adaptación lenta (también llamados de
estiramiento o bronco pulmonares) se ubican en el músculo liso traqueal y bronquial
• 2.- Receptores de adaptación rápida o de irritantes inhalados conocidos como traqueo bronquiales, son terminaciones nerviosa libres de adaptación rápida se encuentra entre las células epiteliales de las vías aéreas. Su estimulación (Humo, polvo, gases)
• 3.- Receptores yuxtacapilares, distribuido en el parénquima pulmonar, se encuentran inervados por las fibras C amielinicas del Nervio X se ubican cerca de los capilares en la paredes alveolares.
Otros receptores
• En la caja torácica, en las vías aéreas superiores, que responde a estímulos mecánicos o químicos
• Receptores Nasales faríngeos y laríngeos:
• Receptores de la pared torácica
• Barorreceptores
• Temperatura y dolor
• El aparato respiratorio posee eficientes sistemas de limpieza y acondicionamiento del aire, así como mecanismos de defensa capaces de eliminar a los agentes extraños
FUNCIONES DEFENSIVAS DE LA VÍA AÉREA.
• El aparato respiratorio es uno de los sistemas que tiene mayor contacto con el medio externo. En el aire atmosferico se encuentra gran cantidad de elementos extraños
Principales agentes patógenos a este sistema
• Agentes infecciosos: virus, bacterias, hongos, parásitos.
• Gases tóxicos o irritantes: humo de tabaco, anhídrido sulfuroso, ozono, óxidos nitrosos, CO, oxígeno en altas concentraciones.
• Sustancias químicas cancerígenas: humo de tabaco, polutantes ambientales.
• Partículas inorgánicas: sílice, asbestos, carbón, hierro, partículas de polvo etc.
Principales agentes patógenos a este sistema
• Partículas orgánicas: pólenes, esporas de hongos, enzimas.
• Drogas: utilizadas por vía local (aerosoles, gotas nasales) o sistémica.
• Secreciones: secreción bucofaríngea, gástrica.
• Cuerpos extraños: alimentos, piezas dentales, etc.
• Radiaciones: radioterapia, radiaciones ambientales
Mecanismo de defensa de vías respiratorias y del pulmón
• A.- El sistema inmunológico está formado por un conjunto de mecanismos que protegen al organismo de infecciones por medio de la identificación y eliminación de agentes patógenos.
• Líneas de defensa y mecanismo de defensa
• Niveles de complejidad:
MECANISMO DE DEFENSA DE VÍAS RESPIRATORIAS Y PULMÓN
Los mecanismos de defensa
inespecíficos
Los mecanismos de defensa específicos
Interactúan entre sí con el objetivo de conservar la integridad del sistema respiratorio y optimizar la función respiratoria
Inmunidad innata.
Inmunidad natural (inespecífica)
Inmunidad adaptativa Inmunidad adquirida (específica)
• Inmunidad celular e
• Inmunidad humoral
Inmunidad natural (inespecífica)Inmunidad innata. Inmunidad natural (inespecífica)
• Los principales componentes de esta inmunidad son las barreras físicas, mecánicas o químicas, y
• células fagocíticas: • fagocitos(neutrófilos (PMN), Monocitos
(macrófagos) y eosinófilos, Basófilos);• La respuesta inflamatoria y• El sistema del complemento
SOCIALSOCIALHUMANOHUMANO
Agente etiológico Agente etiológico PATÓGENOPATÓGENO
HospederoHospederoFÍSICO
AmbienteAmbiente
Programas por Ciclo de VidaProgramas por Ciclo de VidaCICLO de VIDACICLO de VIDA
Inmunidad natural (inespecífica)
Primer Nivel: Barreras anatómicas (Mecánica)
Barrera físico-química
• Integridad anatómica de las estructuras respiratorias de las vías aéreas superiores e
inferiores.La primera línea de defensa:
• Sistema anatómico de purificación del aire: Epitelio bronquial.
• Aparato muco-secretor.
Inmunidad natural (inespecífica)
Primer Nivel: Sistema anatómico de purificación del aire:
• Epitelio bronquial.
• Aparato muco-secretor.
Sistema de aclaramiento muco ciliar escalera mecánica muco-ciliar
Inmunidad natural (inespecífica)
Aparato muco-secretor
• Moco de las vías respiratorias tiene varias funciones
• Secreciones traqueobronquiales
• Regulación de la secreción de moco
Aparato
Muco Secretor a) Células
secretoras Epiteliales
b) Células secretoras Glandulares.
Mucosa Respiratoria
Inmunidad natural (inespecífica)
Inmunidad innata.
Inmunidad natural (inespecífica)
• Los principales componentes de esta inmunidad son las barreras físicas, mecánicas o químicas, y
• células fagocíticas:
• fagotitos (neutrófilos (PMN), Monocitos (macrófagos) y eosinófilos, Basófilos);
Macrófago Alveolar
Los órganos linfoidesLos órganos linfoides relacionados específicamente con las vías aéreas están divididos en cuatro compartimientos:
• En el epitelio respiratorio residen linfocitos T
• Tejido linfoide asociado a mucosas (MALT) a los bronquios BALT: localizado dentro de la pared bronquial. Linfocito B
• Lámina propia: contiene linfocitos T y B producción de la IgA secretoria Linfocitos bronco alveolares
• Macrófagos y PMN y las NK, y Macrófago alveolar
Inmunidad adquirida (específica)
• Inmunidad adaptativa Inmunidad adquirida (específica)
• Este tipo de inmunidad, la adquirida o adaptativa (se va desarrollando con la
• interacción del individuo con el medio) o especifica (se desencadena con microorganismos específicos), representa una respuesta anticipatoria y eficaz para la defensa de la integridad del organismo.
Mecanismos de defensa específicos adaptativos o inmunológicos
2. DEFENSA INMUNITARIA
Mecanismos celulares
mediada por células linfocitos. Mecanismos humorales
mediados por anticuerpos
Respuestas celulares
Respuestas celulares
• MECANISMOS HUMORALES
• Mediados por anticuerpos
• Inmunoglobulinas locales (Ig.A Depuración biológica; Inmunoglobulinas secretorias (S-Ig )
• Significado biológico de la Ig As en neumología.
Componentes de los mecanismos de defensa
• Sistema anatómico de purificación del aire
• Reflejos: Estornudo, Tos• Saliva• Glotis
• Anillo linfático de Weldeyer • Transporte mucociliar
• Capa liquida de los alvéolos • Macrófagos alveolares y otras células• Inmunoglobulinas locales (Ig. A)
• Reemplazo continuo del epitelio
Resumen mecanismo de defensa
Localización Mecanismo de defensa
Vías respiratorias superiores
Nasofaringe
Anatomía de las vías respiratorias superiores Vello de la nariz Reflejo del estornudo Aparato mucociliar Secreción de IgA
Oró faringe
Anatomía de las vías respiratorias superiores Flujo Salival Flora microbiana normal. Interferencia bacteriana pH de la mucosa Descamación epitelial fibronectina. Producción de complemento
Conductos respiratorios
Tráquea, bronquios
Ramificación estrecha del árbol respiratorio segmentación y bifurcación bronquial. Aparato mucociliar Reflejo de la tos Producción de lisozimas Producción de inmunoglobulinas (IgG, IgM, IgA)
Vías respiratorias inferiores
Vías terminales y Alvéolos,
Contenido del líquido alveolar (surfactante, fibronectina, inmunoglobulinas, complemento, ácidos grasos libres, proteínas de unión al hierro) Citocinas (TNF, IL-1, IL-8) Macrófagos alveolares y otras células Polimorfonucleares Inmunidad celular Inmunoglobulinas locales (Ig A)
Reemplazo continuo del epitelio
MECANISMOS NO INMUNOLÓGICOS DE DEFENSA PULMONAR
A. Sistema anatómico de purificación del aire• La primera línea de defensa:• Integridad anatómica de las estructuras
respiratorias de las vías aéreas superiores.
B. Reflejos expulsivos: Estornudo y Tos
Resumen mecanismo de defensa
Localización Mecanismo de defensa
Vías respiratorias superiores
Conductos respiratorios
Tráquea, bronquios
Ramificación estrecha del árbol respiratorio segmentación y bifurcación bronquial. Aparato mucociliar Reflejo de la tos Producción de lisozimas Producción de inmunoglobulinas (IgG, IgM, IgA)
Componentes de los mecanismos de defensa
• Sistema anatómico de purificación del aire
• Reflejos: Estornudo, Tos• Saliva• Glotis
• Anillo linfático de Weldeyer • Transporte muco ciliar
• Capa liquida de los alvéolos • Macrófagos alveolares y otras células• Inmunoglobulinas locales (Ig. A)
• Reemplazo continuo del epitelio
Componentes de los mecanismos de defensa
• Sistema anatómico de purificación del aire
• Reflejos: Estornudo, Tos• Saliva• Glotis
• Anillo linfático de Weldeyer • Transporte muco ciliar
• Capa líquida en los alvéolos • Macrófagos alveolares y otras células• Inmunoglobulinas locales (Ig. A)
• Reemplazo continuo del epitelio
Mecanismos de defensa
ALVEOLOS:
• Macrófagos alveolares.
• Neutrófilos.
• Cito quinas.
• Inmunoglobulinas.
MECANISMOS HUMORALES DE DEPURACIÓN BIOLÓGICA
PARA LA PROTECCION DE LA VIA AEREA CONTRA BACTERIAS Y VIRUS SE ENCUENTRAN LAS SIGUIENTES SUSTANCIAS ANTIMICROBIANAS:
» A-1 ANTITRIPSINA» LACTOFERRINA» LISOZIMA» CALICREÍNA
DEPURACIÓN BIOLÓGICA
• En las secreciones bronquiales, también se encuentran sustancias antimicrobianas específicas y biológicamente activas, necesarias para la protección de la vía aérea
contra bacterias y virus.• Entre las principales tenemos:
- Antitripsina
- Lactoferrina
- Lisozima
- Calicreínas
Resumen mecanismo de defensa
Localización Mecanismo de defensa
Vías respiratorias inferiores
Vías terminales y Alvéolos,
Contenido del líquido alveolar (surfactante, fibronectina, inmunoglobulinas, complemento, ácidos grasos libres, proteínas de unión al hierro) Citocinas (TNF, IL-1, IL-8) Macrófagos alveolares y otras células Polimorfonucleares Inmunidad celular Inmunoglobulinas locales (Ig A)
Reemplazo continuo del epitelio
Localización Mecanismo de defensa
Vías respiratorias superiores
Nasofaringe
Anatomía de las vías respiratorias superiores Vello de la nariz Reflejo del estornudo Aparato mucociliar Secreción de IgA
Oró faringe
Anatomía de las vías respiratorias superiores Flujo Salival Flora microbiana normal. Interferencia bacteriana pH de la mucosa Descamación epitelial fibronectina. Producción de complemento
Conductos respiratorios
Tráquea, bronquios
Ramificación estrecha del árbol respiratorio segmentación y bifurcación bronquial. Aparato mucociliar Reflejo de la tos Producción de lisozimas Producción de inmunoglobulinas (IgG, IgM, IgA)
Vías respiratorias inferiores
Vías terminales y Alvéolos,
Contenido del líquido alveolar (surfactante, fibronectina, inmunoglobulinas, complemento, ácidos grasos libres, proteínas de unión al hierro) Citocinas (TNF, IL-1, IL-8) Macrófagos alveolares y otras células Polimorfonucleares Inmunidad celular Inmunoglobulinas locales (Ig A)
Reemplazo continuo del epitelio