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8/16/2019 Fisiologia Respiratoria - Mecanica Respiratoria II y III
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Mecánica Respiratoria
Presión Pleura
Presión que existe dentro de la cavidad pleural
Ppl: PA – Pel
Esta presión siempre es negativa (comparación) dentro de la cavidad es más baja que
fuera del pulmón, cuyos cambios son de más a menos negativa siendo la responsable de
que el pulmón no colapse porque esta expandido la mayor parte del tiempo.
Presión Alveolar
Es la presión que existe en el interior de cada alveolo
PA: Pel+ Ppl
Hay dos condiciones en las cuales la presión alveolar tiene un comportamiento distinto
como:
Condiciones estáticas: condiciones del sistema que se arreglan para que no haya
flujo de aire por lo que la presión alveolar y la atmosférica se igualan por tender
al equilibrio, quedando el sistema abierto.
Condición durante el ciclo respiratorio: cuando estamos respirando y en
movimiento hay flujo de aire por lo que se puede decir que la presión alveolar
será + o –
Esto ocurre porque el tórax al expandirse o retraerse va a actuar sobre el alveolo
Retracción alveolar: se hace más positiva
Expansión alveolar: la presión cae por lo que se hace más negativa
Presión Transpulmonar
Diferencia de presión entre el interior (alvéolos) y exterior del pulmón (espacio
pleural)
Pp= PA – Ppl (gradiente de presión a través del pulmón)
Presión negativa Inspiración
Presión positiva Espiración
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El gradiente de presión a través del pulmón nos
permite determinar si el pulmón está en
capacidad de expandirse o no cuando el aire
entra. Si se tiene un alveolo comprimido por
mas aire que entre no se podrá expandir es por
esto que la Pp debe ser positiva (afuera hay
menos presión que adentro) permitiendo que el
pulmón se expanda.
Siempre dará positiva: previene el colapso causado por las fuerzas de retracción
del parénquima pulmonar y mantiene los alvéolos expandidos incluso durante la
espiración
Presión de las vías aéreas
Presión que impulsa el flujo de aire dentro de las vías aéreas (conducto aéreo) en unsentido u otro
+5 quiere decir que esta expandido, porque adentro tienemás aire que afuera
-5 quiere decir que hay compresión de la vía aérea
porque afuera hay más fuerza que adentro y solo sucede en las espiraciones forzadas.
De gran importancia para mantener abiertas las vías aéreas durante el ciclo respiratorio
Espirometria
Prueba empleada para evaluar la función respiratoria, que mide la magnitud de los
volúmenes pulmonares que se movilizan durante la respiración y la velocidad con laque son movilizados (flujos aéreos). Es económica y sencilla
PD: las dos primeras son las que toco en clase, las demás aparecen en la lámina.
• Exploración funcional inicial con orientación diagnóstica (pruebasinespecíficas), no dice la causa del problema, pero SI LA EXISTENCIA DEL
MISMO.
• Detección precoz de enfermedades ej. EPOC (recomendado en personasfumadoras por encima de 40 a)
• Valoración de la gravedad de la alteración ventilatoria
Paw = +25 a +15
Presión transmural de las vías aéreas
Diferencia de presión entre el interior y exterior de las vías aéreas. ej.
Cavidad pleural
Pta = Paw - Ppl = – = + 15-20 = -5vs
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• Detección de alteraciones en grupos expuestos a riesgos respiratorios
• Evaluación de la eficacia de tratamientos
• Control de la evolución de procesos patológicos
•
Determinación de la capacidad respiratoria de los deportistas
• Evaluación del estado de salud en personas asintomáticas
• Investigación científica
• En encuestas de salud pública (parámetros biológicos en población sana)
Existen dos tipos de Espirometria:
E. Forzada: se tocara en el seminario
E. Simple: Proporciona datos directos de volúmenes y capacidades pulmonares
estáticas mediados mediante maniobras respiratorias lentas y tranquilas, nodependientes del tiempo.
Nota: Ambas pruebas miden volúmenes MOVILIZABLES
El Espirómetro: es el equipo de base que ya no se usa, pero es el equipo de referencia(estándar de oro) y se usa mucho en la investigación.
Es un tambor que tiene una pared externa y otra interna dentro tiene líquido y
sumergido una campana invertida de tal manera que se obtiene el cierre de una cámara
de aire que es hermético y luego se tienen los conductos que se conectan con la boquilla
por donde respirara la persona. Cuando la persona inspira (flechas rojas) extrae aire de
la cámara y la campana baja observando que el sistema de polea baja y sube el registro
concluyendo que cuando se inspira el registro es hacia arriba y cuando espiramos el
registro se desplaza hacia abajo. En las diferentes patologías todas estas cosas se
alteran.
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Volúmenes Pulmonares
Estos parámetros varían con la talla, edad, sexo, postura y condición racial o
entrenamiento del paciente
Volumen corriente
(Vc)
Volumen de aire movilizado en casa ciclo respiratorio (500 ml en
reposo)
Volumen de reserva
inspiratoria (VRI)
Volumen adicional de aire que entra a los pulmones con una inspiración
máxima
Volumen de reserva
espiratoria (VRE)
Volumen adicional de aire que se expulsa de los pulmones con una
espiración máxima
Volumen Residual
(VR)
Volumen de aire que permanece en los pulmones después de una
espiración máxima (es un volumen de aire no movilizable). Nunca se puede expulsar, ni cuando morimos, si se renueva (se mezcla el nuevo
aire con el viejo)
La CRF es mayor que el VR. En ejercicio CRF se puede movilizar, es el volumen de
equilibrio del sistema toracopulmonar, es allí donde las fuerzas expansivas y de
retracción se equilibran y los músculos están relajados durando muy poco tiempo.
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CV disminuye con la edad y es tan importante que se utiliza como referencia para
observar la expectativa de vida de las personas. Si se ve afectada percute en la
capacidad de toser (espiración forzada) entonces no se podrá eliminar el moco trayendo
como consecuencia infecciones.
Si se quiere realizar una
inspiración más profunda se
mueve del VC hasta el máximo y
se utiliza el VRI
Si es una espiración más profunda se va de la
CRF hasta el VR como máximo
(RESPIRACION NORMAL) usando el VRE
Volumen Corriente
VC: es un valor promedio de 500ml (10% de la capacidad vital), varia con el sexo, talla,
entrenamiento, compostura (parados o acostados)
Aumenta en respuesta a la demanda
Hiperventilación Actividad física
Actividad psíquica Actividad metabólica del organismo
Llanto, risa, canto, bostezo Regulación de la temperatura (↓T° ) evita la perdida
de calor
NOTA: las reservas inspiratorias y espiratorias en cualquiera de estos casos el gasto
energético se ve aumentado.
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Funciones:
Facilita una renovación lenta del aire alveolar (350 mL vs 2300 mL): de los 500
ml de aire que entran solo 350ml son los que llegan al alveolo y se mezclan con
los 2300ml encontrados en este, que la renovación sea lenta es importante para
el organismo ya que si fuese de forma brusca repercutiría en los gases arteriales
ocasionando cambios de pH, daño en el tejido, entre otros. CRF diluye el aire
nuevo cargado de O2
Funciona como reservorio de oxígeno (espiración y apnea): En periodo de
espiración o apnea estamos usando el aire que está en ese reservorio.
Disminuye el trabajo inspiratorio manteniendo una alta distensibilidad pulmonar
La capacidad residual funcional está determinada por el equilibrio que se establece
entre las fuerzas elásticas del pulmón y del tórax
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Si esas dos fuerzas que tienen
la misma magnitud pero en
sentido contrario se alteran 1 o
las 2 la capacidad residual
funcional aumentara o
disminuye.
Si e degeneran las fibras
elásticas del pulmón se
disminuye la fuerza de
retracción elástica del pulmón
las fibras elásticas se
degeneran y ocasiona una
obstrucción de la vía aérea e hiperinflación.
Cuando hay obstrucción en las vías aéreas en espiración el aire debería salir pero como
hay obstrucción el aire se queda adentro que infla lo pulmones más de lo normal
aumentando CRF
Si se disminuye la fuerza e expansión torácica el pulmón la retrae con la misma fuerza
la CRF disminuye esto ocurre con el debilitamiento de los músculos de la pared torácica
o cuando nos acostamos la vísceras abdominales empujan hacia arriba limitando la
expansión torácica disminuyendo CRF.
Consecuencias de tener aumento de CRF:
Hiperinflación: cuando se espira el diafragma no vuelve a su posición original
porque la expansión pulmonar no lo deja relajarse quedando semicontraido, esto
trae como consecuencia que la contracción sea deficiente.
Si la CRF esta elevada y una capacidad pulmonar limitada que capacidades se alteraron:disminuye la C.Inspiratoria y C.Vital (las dos básicas)
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Volumen residual
Es el que se mantiene una vez que realizamos una espiración forzada. Requiere de una
fuerza expansiva y una que lo retrae
Utilidad: Evita que el pulmón colapse y la inspiración no requiera de tanto esferzo
Elementos que determinan la existencia de un volumen residual son: PREGUNTA DE
EXAMEN
Fuerzas expansivas sobre el pulmón
Fuerza de elasticidad torácica: cuandose espira mas alla de lo normal
(soplando) se bota más aire de lo normal entonces el tórax empuja ese
volumen hacias arriba (mayor volumen)
Presión pleural negativa
Surfactante pulmonar: evita la retracción del pulmon y se mantenga masexpandido
Fuerzas de retracción sobre el pulmón: Le hace falta una fuerza que contrarrestalas que expanden al pulmón porque sino no se podrá expulsar más aire por
debajo de la CRF
Presión muscular espiratoria: Vence parcialmente la fuerza
de elasticidad torácica
Cierre de las pequeñas vías aéreas: disminución de la tracción elástica que el
tejido pulmonar ejerce sobre las vías aéreas
El volumen residual se produce porque nunca la fuerza muscular lograra compensar
quedando el pulmón un poco más expandido de su volumen normal si se quisiera botar
todo, además de esto existe el cierre de las vías aéreas, cuando se presiona con los
músculos para reducir el pulmón y sacar todo el aire que se pueda aparece el cierre de
las pequeñas vías aéreas, la fuerza que ejercen los músculos es tan grande que cierra
algunas vías aéreas y cuando eso ocurre el aire queda atrapado (quedando un volumen
residual). Si todas las fuerzas son normales VR será normal.
Si hay variación en las fuerzas el VR puede aumentar y ocurren cosas parecidas a la
CRF aumentada. Por ejemplo con la edad se afectan las fuerzas de elasticidad y esto
produce un aumento del VR.
ej. Se sopla y llega un punto en donde no se puede seguir soplando
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NOTA: por espirometría no se puede medir el volumen residual, la capacidad
residual funcional ni la capacidad pulmonar total
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Comienza la parte 2… después del Receso.
Ciclo Respiratorio y la Actividad Muscular:
Para que entre y salga aire de
nuestros pulmones, debe haberun cambio en la presión
alveolar. Esto lo podemos
hacer mediante los músculos
de la respiración.
Eventos de la Respiración
Tendremos 2 Fases:
Inspiración (Enterada de Aire)
Espiración (Salida de Aire)*No confundir con Expiración. Si expiramos es malo xD
La Inspiración es un proceso Activo (Se Gasta energía). *Hay excepciones,
pero lo general es esto. Sea normal o profunda, se GASTA ENERGIA.
*Lo que está a la derecha es Inspiración profunda (Usar Volumen de
reserva Inspiratoria)*
Los músculos encargados de la Inspiración son el Diafragma y losIntercostales Externos. El Diafragma se encarga de un 60-80% del volumen
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pulmonar. Los Intercostales solo de un 20-80%. En el caso de la Inspiración
profunda, se usan también los Alares de la Nariz, para una mayor apertura
de la vía aérea y los accesorios; por lo que hay un mayor gasto energético.
En algunos casos en los que algunos de los Intercostales externos fallan,
puede no verse afectada la Inspiración, porque el más importante y el que
maneja el mayor volumen de aire es el Diafragma. El diafragma puede
contraerse y descender 1 a 2cm en inspiración normal, pero en la profunda
hasta 10cm, para permitir una mayor entrada de aire a los pulmones.
Todo esto ocurre para aumentar el volumen de la cavidad Torácica,
permitiendo que los pulmones se distiendan y Disminuya la presión Interna,
con respecto a la presión Ambiental, para que entre aire a los pulmones.
La obesidad, el embarazo, algunas posturas y la Ropa muy ajustada pueden
disminuir el aumento de la entrada de aire.
La Espiración genera la salida del aire que se encuentra en los pulmones. Es
pasiva en reposo o en espiración normal; es activa si se realiza una
espiración profunda (Obligamos a salir al aire, presionando los pulmones).
En una Espiración Normal los músculos de la Inspiración se relajan y la
fuerza que aumenta la presión Interna Pulmonar (que salga el aire) es
generada por la retracción elástica del pulmón y la pared torácica (Loselementos elásticos del tejido, tendiendo a su forma original) y una tensión
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Superficial que encontramos normalmente en el pulmón y genera la
retracción de los alveolos.
En una Espiración Profunda el proceso es activo. Se necesita expulsar el
aire que se encuentra por debajo de la capacidad residual funcional.
Tenemos fuerzas que apoyan esta Expulsión (Tensión superficial, retracciónelástica, etc) pero además hay fuerzas que se oponen (por ejemplo el factor
Surfactante) así que se necesitan de otras fuerzas para vencerlas. Así que
aquí entran en juego las fuerzas Activas (Uso de energía) que son los
Músculos Abdominales e Intercostales Internos. Estos Músculos generan un
aumento de la Presión Abdominal, que se refleja en una presión hacia el
Tórax, para generar mayor presión para la espiración. *Se usa en todos
esos procesos anotados en la Lamina*
Propiedades Mecánicas del Sistema Respiratorio:
Propiedades elásticas del sistema toracopulmonar:
*Súper Importante*
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Distensibilidad: Facilidad con que un cuerpo puede ser estiradocuando es sometido a una fuerza.
*Distensibilidad pulmonar: Cambio que se produce en elvolumen pulmonar por cada unidad de cambio en la presiónde distensión.
Elasticidad: Capacidad de un cuerpo de recuperar, sin gastoenergético, su forma y dimensión original cuando cesa la fuerzaque lo ha deformado.
*Elasticidad pulmonar: Tendencia del pulmón arecuperar su volumen de reposo después de la distensión.
El Pulman posee fibras de Elastina que varían de persona a persona, el
pulmón puede perder o ganar elasticidad dependiendo del estilo de vida,
hábitos, etc.
El Factor Surfactante y la Cantidad de Líquido y aire y su relación, también
afectan la elasticidad y Distensibilidad Pulmonar.
La Relación Presión/Volumen es lo que nos describirá el Comportamiento
elástico del Sistema (Pulmón)
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Relación Presión/Volumen del Sistema
Toracopulmonar
Toracopulmonar: Tórax y Pulmones (In vivo)
Recordamos que hay 2 Resistencias:
Resistencias Elásticas: Resistencia que ejerce el pulmón alDistenderse o Retraerse. (Nada que ver con Flujo)
Resistencia No Elástica o Dinámica: Resistencia al flujo de aire.Fuerzas que se oponen al flujo de aire a través de todas las víasaéreas. (Flujo de Aire. Roce)
Solo nos importa la Resistencias No Elásticas. Así que para poder medir
solamente las Elásticas y eliminar de la Ecuación a las No Elásticas, senecesita ingeniar un método para evitar la medición de estas fuerzas o
evitar su participación: Bloqueando el flujo de aire. Esto es lo que
denominamos “La Mecánica Estática”.
¿Qué es lo que se hace? Pues tomamos un pulmón (In Vivo o In Vitro) y
creamos las condiciones de tal manera que se interrumpe el flujo de aire,
pero se mantienen las vías aéreas Abiertas para que haya una comunicación
libre, pero sin que cambien los volúmenes pulmonares con el tiempo.
Entonces vamos a construir una curva, colocando a una persona a respirar
(inspirar o espirar) y cada vez que lleguemos al punto que deseamos medir,la persona va a parar en ese punto, el ciclo. Es decir, que cuando se realiza
la medición, el flujo de aire para la resistencia Dinámica fue eliminado de la
ecuación, al
parar la
entrada de
aire.
Condiciones
Estáticas:
VíasAéreasAbiertas
Sinflujo de aire
Volumen pulmonarsin cambios
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Cuando se detiene la entrada de Aire al pulmón durante la medición, la
presión Intrapulmonar se iguala a la Presión Ambiental.
Entonces, lo que mediremos en el eje de las X, será la Presión de Retracción
Elástica Pulmonar.
Pulmón fuera del Cuerpo: Aire y Solución Fisiológica
Sin flujo de aire: PA = PB = 0 Porque laspresiones se Igualan
Pp = PA - Ppl 0 – Ppl = -Ppl
Ppl = PA – Pel 0 –Pel = -Pel
Pp = -(-Pel) = +Pel
PA: Presión AlveolarPp: Presión PulmonarPel: Presión de retracción Elastica
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*RECORDAR: SE DETIENE EL FLUJO AL MEDIR UN PUNTO EN LA CURVA*
*Nota: de ahora en adelante son láminas, así que serán muchas páginas*
Comenzamos con un pulmón en equilibrio con la Presión Atmosférica.
Recordamos que tenemos un volumen mínimo en el pulmón y que no puede
ser expulsado.
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Cambios de Volumen por cambio de Presión. Se necesita una presión
elevada para poder aumentar el volumen dentro del pulmón porque el
volumen mínimo que se encuentra dentro, junto al líquido en los alveolos,
generan la Tensión superficial, que es una fuerza que promueve la
retracción Pulmonar. Es decir que la Tensión superficial es una fuerza que
evita que aumente el volumen pulmonar, por lo que tenemos que
necesitamos una presión más grande para poder vencer la Tensión
Superficial y llenar el pulmón. Ley de Laplace
Esto quiere decir que en la Relación Presión/Volumen, se necesita una gran
presión para mantener un volumen dentro del pulmón.
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*AMINTA HABLA ALTO, NO SUSURRES CUANDO RESPONDAS XD
En este punto, ya la fuerza de la tensión superficial fue vencida y la
retracción es muy baja, por lo que con aumentos de presión mínimos, el
volumen pulmonar puede aumentar considerablemente. El pulmón es muy
Distensible en esta fase. La expansión depende de la capacidad elástica del
Tejido, mientras más volumen, mayor capacidad elástica poseerá para
poder aguantar y distenderse.
Esto quiere decir que en la relación Presión/Volumen, se necesita menospresión para mantener y meter un volumen de aire en el pulmón.
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En este punto la distensibilidad vuelve a disminuir. Es decir que
necesitamos más presión para aumentar el volumen pulmonar. Esto se debe
a que las fibras elásticas se encuentran distendidas casi al máximo, así que
lo que mantiene la forma del pulmón pasa a ser las Fibras de Colágeno, que
son fibras poco extensibles que limitan la expansión pulmonar y mantienen
la forma del pulmón.
Si siguiéramos aumentando la presión, llegaría un punto donde se vencerían
la resistencia de las fibras de Colágeno, pero ¿qué pasa si las vencemos?
Pues simplemente rompemos el pulmón, dañamos el tejido.
Esto quiere decir que en la relación Presión/Volumen, aumenta la cantidad
de presión necesaria para meter y mantener un volumen de aire dentro del
pulmón.
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Durante el vaciado, la presión necesaria para mantener expandidos los
alveolos a un determinado volumen (Mantener un volumen de aire en el
pulmón) es menor durante la espiración que en la inspiración. Esto es la
Histéresis.
La tensión superficial va en aumento durante la Inspiración, pero durante la
espiración disminuye.
Es decir que en la relación Presión/volumen, se necesita menos presión para
mantener el mismo volumen de aire en el pulmón.
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Si inflamos y desinflamos con solución fisiologica, observamos algunas
diferencias con la curva de inflado y desinflado con Aire:
No hay Histéresis. No Observamos la Ley de Laplace, la curva asciende sin
resistencia al principio.
Esto quiere decir que no observamos el efecto de la Tensión Superficial en
la curva. Pero otras resistencias como las fibras elásticas y de Colágeno si,porque casi al final de la curva, la relación Presión/Volumen cambia y la
distensibilidad del pulmón disminuye. Así que:
1. Si deseamos medir la capacidad Elástica y de resistencia de lasfibras del pulmón, usaríamos la curva Roja (Solución Fisiológica)porque la Tensión superficial no estaría afectando la prueba.
2. Si deseamos ver el efecto de la Tensión Superficial en la RelaciónPresión/Volumen, usaríamos la Curva Azul (Llenado con aire) parapoder apreciar la resistencia de la Tensión Superficial en el
llenado, restándole la curva roja para eliminar la ResistenciaElástica. P2-P1=Tensión Superficial
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En un Sujeto Vivo, conectado a un Espirómetro.Un sujeto en posición una posición estática y que cumpla lasmismas características que se cumplían en la prueba anterior.
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Estas son las curvas que se usan al medir la capacidad in Vivo.Usamos la curva y las pendientes. Las pendientes son las Líneasazules y la roja es la curva. La primera pendiente es la que se usapara Medir la distensibilidad, porque es la que tiene “unapendiente más elevada”. Se inicia en el punto de la CapacidadResidual Funcional (CRF) y se le suma 1L para conseguir el
segundo punto. Se usan ambos puntos de convergencia de estapendiente y se usan los valores ΔV y ΔP para obtener laDistensibilidad del pulmón. Este es el punto con la distensibilidadmás Elevada. En la primera tenemos la fase 1 y fase 2 mientrasque en la segunda pendiente observaríamos la fase 3, donde ladistensibilidad disminuye porque se utilizan las fibras de Colágeno.
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En el caso de patologías que afectan la histología pulmonar y de los
tejidos que hemos estudiado, podemos ver que hay cambios en la
Relación Presión/Volumen.
Enfisema Pulmonar: Origina una destrucción de los Tabiquesalveolares, por lo que hay un incremento en la distensibilidadpulmonar, pero conlleva a una disminución de la capacidadelástica, es decir que hay una disminución en la RetracciónElástica. No se necesita tanta presión y esfuerzo para Inspirar,
pero el volumen que entra es más difícil de sacarlo porque nohay fuerza de retracción para expulsarlo. Tienen que forzar laEspiración.*El Consumo de Cigarrillo genera la destrucción de los tabiquesAlveolares y genera Enfisemas. Veríamos a un paciente bajo depeso por el uso constante de los músculos de la Espiraciónprofunda (Abdominales e intratoracicos), con falta de aliento ydisnea. Además por la pérdida de las fibras elásticas, losalveolos comienzan a colapsarse y a retener el aire dentro delpulmón. La evolución clínica es una disminución progresiva de
la función pulmonar y un incremento de la disnea, queconllevan a la muerte.* Extra
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Recordar que la curva se desplaza hacia la izquierda y haciaarriba.
Fibrosis Pulmonar: Consiste en el depósito de Fibras deColágeno en las paredes de los Alveolos. Recordando que las
fibras de colágeno son poco distensibles, veríamos un pulmónpoco distensible con una capacidad pulmonar disminuida. Hayun aumento en la fuerza de retracción por las fibras decolágeno y una disminución de la distensibilidad, por lo quetendríamos una gran capacidad espiratoria pero una capacidadinspiratoria disminuida y dolorosa.*El cambio de tejido pulmonar sano por tejido Colágeno oCicatricial, se produce por inflamaciones e irritaciones crónicaso agudas, que dañan el tejido y lo reemplazan por cicatrización.Exposición a asbesto, polvo, humo, plumas de aves,
almohadas, medicamentos como la amiodarona, metotrexato,quimioterapia, enfermedades autoinmunes, alergias ehipersensibilidad, infecciones como la tuberculosis, el cigarrillo,tabaco, entre muchas otras… pueden generar FibrosisPulmonar. Veríamos a un paciente con falta de aliento, tos secay persistente, fatiga y debilidad, entre otras…* Extra Recordar que la curva se desplaza hacia abajo y la derecha.
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La distensión pulmonar no es totalmente homogénea, haylugares que tienen una distención mayor y más “fácil”. Esto sedebe a la gravedad. Los Vértices son las áreas con la mayordistención durante el ciclo respiratorio, mientras que la basetiene una distensión menor. Esto se debe a que el pulmóncuando se agranda, “Crece” hacia arriba, se expande hacia
todas partes pero el vértice tiene ese espacio libre paraextenderse; por otro lado la base tiene que vencer la presióngenerada por el peso del vértice y el cuerpo para poderdistenderse, además su distención se realiza mientras eldiafragma desciende, por lo que no tiene el mismo espacio libreque el vértice (¿se acuerdan cuando agarramos un pulmón enanatomía? El vértice era el área más esponjosa porque es loque normalmente se distiende, mientras que la base eraconsistente y no tan esponjosa, porque como normalmente sedistiende poco, el tejido se compacta un poco)
La presión Pleural es menor en el vértice (en comparación conla atmosférica) que la presión Pleural que encontramos en el
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