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• CatalinaBeltránPavez

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Seminario 8: Fisiologia respiratoria y sangre

1) La siguiente figura muestra un registro de espirómetro típico con los volúmenes y capacidades pulmonares. a.

Describa cada uno de los componentes indicados Volumen de reserva inspiratorio VRI: Volumen adicional que se puede inspirar por encima del volumen de corriente Vt ( Es de unos 3000 ml) Volumen de corriente Vt : Respiración normal y tranquila , incluye el volumen de aire que rellena los alveolos mas el volumen que rellena las vías aéreas ( Es de unos 500 ml) Capacidad inspiratoria CI: Compuesta por el volumen de corriente mas volumen de reserva inspiratorio (VRI) (Es de unos 3500 ml) Capacidad espiratoria CE :Compuesta por el volumen de corriente mas el volumen de reserva espiratorio (VRE)(Es de unos 2400ml) Capacidad vital CV : Compuesto por la capacidad inspiratoria mas el volumen de reserva espiratorio (Es de unos 4700 ml )Volumen que se puede espirar después de una inspiración máxima Volumen residual VR: Es el volumen de gas que queda en los pulmones después de una espiración forzada (1200 ml) Volumen reserva espiratorio VRE: Volumen adicional que se puede espirar por debajo del volumen corriente (1200ml) Capacidad residual funcional CRF: Volumen que queda en los pulmones después de la espiración de un volumen de corriente normal y se puede considerar como el volumen de equilibrio de los pulmones mas Volumen de reserva espiratorio mas el volumen residual (2400ml ) Capacidad pulmonar total CPT: Incluye todos los volúmenes pulmonares , es la capacidad vital mas el volumen residual (5900ml)

b)¿Qué volúmenes y capacidades pulmonares se pueden medir con la epirometria ? R: CPT- Capacidad pulmonar total (6 l) Capacidad residual funcional (2,4 l), Capacidad vital (4,7l) Volumen de corriente (0.5l) Capacidad vital forzada (4,7l) Volumen espiratorio máximo en 1 s c)¿Qué proporción aprox. Del volumen pulmonar en raposo(capacidad funcional residual FRC)representa el espacio muerto anatómico ? R: EL espacio muerto anatómico es el volumen de las vías aéreas de conducción, incluidos la nariz (y/o la boca), la tráquea, los bronquios y los bronquiolos, y excluidos los bronquiolos respiratorios y los alveolos. El volumen de las vías aéreas de conducción es de unos 150 ml. De esta forma, por ejemplo, cuando se inspira un volumen corriente de 500 ml, todo el volumen no alcanza a los alveolos para el intercambio de gases. Un volumen de 150 ml llena las vías aéreas de conducción (el espacio muerto anatómico, donde no hay intercambio de gases) y 350 ml llenan los alveolos. Constanzo 2) a)Si un adulto normal tiene un volumen corriente de 500 ml y una frecuencia respiratoria de 14/min¿Cuál será su ventilación pulmonar y su ventilación alveolar ?

r=Ventilación pulmonar =Frecuencia respiratoria x volumen corriente VP= 0.5L x 14min=7L/min. Ventilación alveolar = Frecuencia respiratoria x (volumen corriente espacio muerto) VA= (0.5L-0.15) x 14 min=4,9 L/min. b)Calcule el volumen corriente y la ventilación alveolar por minuto de un sujeto que respira a una frecuencia respiratoria de 12/min y tiene una ventilación min de 6 l 3.) Describa todos los tipos celulares que se encuentran presentes en el alvéolo. ¿Cuál es la función de cada tipo celular? Neumocitos tipo I : Encargado del intercambio gaseoso. Ocupan un 95% de la superficie del alvéologracias a sus prolongaciones citoplasmáticas. Son grandes y muy delgadas de manera tal que los gases pueden difundir rápidamente a través de ellas Neumocitos tipo II: Secreta el líquido surfactante, (dipalmitilfosfatidil colina, DPPC) Reduce la tensión superficial alveolar, por lo tanto, aumenta la distensibilidad (contrarresta la presión colapsante).Causa Estabilización Alveolar (LaPlace), tiende a aumentar el diámetro alveolar.Ayuda a mantener los alvéolos secos, reduce la fuerza de filtración. Ayuda a prevenir el edema pulmonar. Favorece la expansión del pulmón al nacer. Macrófago alveolar en transición: Capturan y fagocitan partículas nocivas que puedan entrar y salen del alvéolo por vía linfática o por moco de las vías respiratorias (los fumadores pueden presentar muchos macrófagos) 4)¿Qué le sucederá a múltiples burbujas (cada una de ellas con una interfase aire líquido) de diferentes tamaños que se encuentran interconectadas? Explique de acuerdo a la ley de Laplace. Lleve este ejemplo al sistema respiratorio (zona respiratoria). ¿Cómo se resuelve esta situación? Cada alvéolo está internamente cubierto de una película de agua, la cual se comporta como una burbuja que, por acción de la tensión superficial en la interfase líquido-aire, tiende a achicarse y colapsarse. Según la ley de laplace, la presión necesaria para impedir el colapso de una burbuja se describe con la siguiente ecuación: Presión = | 2TS || r | De ella se desprende que si aumenta la tensión superficial (TS) se favorece el colapso, necesitándose mayor presión para impedirlo, mientras que si aumenta el radio (r), que tiene una relación inversa, disminuye la tendencia al colapso. Esto explica que, en alvéolos bien inflados, se necesite una pequeña presión para impedir el colapso; en cambio, en los alvéolos de radio reducido, como sucede normalmente en el recién nacido y en los alvéolos basales del adulto o en algunas condiciones patológicas (hipoventilación, edema alveolar), la presión positiva intraalveolar o negativa peri-alveolar necesaria para distender esos alvéolos y mantenerlos distendidos es considerablemente mayor.

5) En cada ciclo ventilatorio , el sistema respiratorio se encarga de optimizar los parámetros que favorecen la difusión . Explique de acuerdo a la ley de Fick Una vez que la ventilación ha asegurado en el alvéolo una presión parcial de O2 superior a la de la sangre venosa que llega al capilar pulmonar y una presión parcial de CO2 inferior a la de la sangre venosa, se producen los gradientes necesarios para el correspondiente movimiento o difusión de moléculas gaseosas a través de la membrana alvéolo-capilar. Los principales factores que influyen en este fenómeno están definidos por la ley de fick. En esta ecuación, es el volumen de gas que difunde a través de la membrana por unidad de tiempo; A es el área disponible para la difusión; P es la diferencia de presiones parciales del gas a través de la membrana y d es el coeficiente de difusión, que está relacionado con la solubilidad del gas en el agua de la membrana y el peso molecular del gas. 6) Con respecto al O2 transportado por la hemoglobina (HB): a)Describa la estructura básica de la Hb , diga en que componente sanguíneo se loclaiza , indique su lugar de síntesis y eliminación Hb es una proteína globular cuaternaria, tiene 4 subunidades alfa y beta, se localiza en los globulos rojos y su función es transportar oxigeno a los tejidos. La síntesis de la hemoglobina comienza en los eritoblastos a través de dos vías metabólicas diferentes. La síntesis del grupo HEMO y la síntesis de la GLOBINA La degradación de la Hb ocurre en las células reticuloendotelial, cuando Hb entre en el periodo de degradación se separa la globina de hemo y la globina se transforma en un aa que luego será utilizado en la producción de proteínas y le hemo-oxigenasa la cual será degrada da del grupo hemo en los macrófagos, abriéndose el anillo formándose una molécula lineal denominada biliverdina y por esta reacción de l hierro se oxida y se libera Co2. Luego la biliverdina con ayuda de bioverdina reductasa pasa a reducirse para dar bilirrubina y los macrófagos siguen liberando hierro de la hemoglobina para luego transportarlo a la medula ósea , el hígado u otros tejidos para formar ferritina Eritrocitos liberan Co2 y captan O2Cuando esta oxigenada---- oxihemoglobina Cuando esta desoxigenada ---- desoxihemoglobina B) explique en qué parte de la molécula de Hb se une el O2 ¿Cuáles son las características de esta unión y como se llama el compuesto que se forma ? El 98% del contenido total de O2 de la sangre está unido de forma reversible con la hemoglobina en el interior de los hematíes. La hemoglobina es una proteína globular que consta de cuatro subunidades que contienen una mitad hemo (que es una porfirina unida al hierro) y una cadena polipeptidica designada a o b. La hemoglobina adulta (hemoglobina A) se denomina a2b2; dos de las subunidades tienen cadenas a y dos tienen cadenas b. Cada subunidad se puede unir a una molecula de O2, hasta un total de 4 moleculas de O2 por molecula de hemoglobina. Cuando la hemoglobina esta oxigenada, se denomina oxihemoglobina y cuando esta desoxigenada,

esoxihemoglobina. Para que las subunidades se unan al O2, el hierro en la mitad hemo debe estar en estado ferroso (es decir, Fe2+). Constanzo c)Explique los conceptos de saturación de la Hb por el O2 y la P50 La saturación de la hemoglobina es el contenido de oxígeno de una muestra de sangre expresado como porcentaje de su capacidad. La saturación de la Hb depende de la PO2 según una curva de forma sigmoidea, que se obtiene midiendo el contenido de O2 de una solución de Hb cuando se expone a presiones crecientes de O2. Existe una formula empírica aproximada para calcular la saturación de la Hb si conocemos la PO2 y la P50 que es la PO2 para la que la saturación de la hemoglobina sea exactamente 50% S = 1/(1 + P50n PO2-n) con n=2.72

7)La cantidad de O 2 unido a la Hb no solo depende de la PO2 , pues existen algunos factores que afectan la afinidad de la Hb por el O2 como Ph , temperatura ,PCO2, 2,3DPG a)¿Qué sucede con la curva de saturación de la Hb cuando aumentan y cuando disminuyen estos factores y por lo tanto que pasa con el transporte de O2 y con la P50? Ph disminuye afinidad por ende aumenta P50, se desplaza a la derecha. Cuando ph aumenta disminuye afinidad con P50 , se desplaza a la izquierda T aumenta afinidad por ende aumenta P50, se desplaza a la derecha. Cuando la T disminuye , disminuye afinidad con P50 , se desplaza a la izquierda PCO2 aumenta afinidad por ende aumenta P50, se deplaza a la derecha. Cuando PCO2 disminuye ,disminuye afinidad con P50 , se desplaza a la izquierda 2,3DPG disminuye afinidad por ende aumenta P50, se desplaza a la derecha. Cuando 2,3 DPG aumenta disminuye afinidad con P50 , se desplaza a la izquierda

B)¿Qué significa que la curva de disociación de 02 se desplace a la derecha ? Significa que la afinidad de la Hb con el O2 a disminuido y por ende Hb cede mas O2

8) De acuerdo con la curva de disociación hemoglobina-oxigeno ¿Por qué la respuesta ventilatoria a la hipoxemia no es significativa sino hasta que la PaO2 disminuye bajo los 60 mmhg ?

9) Defina los siguientes conceptos A)Eupnea: frecuencia respiratoria normal, es decir entre 12 y 16 ciclos respiratorios por minuto. b) Hiperpnea: aumento en la cantidad de aire ventilado por unidad de tiempo en relación a lo considerado como una respiración normal (eupnea). Este aumento en la cantidad de aire intercambiado se puede producir ya sea por un aumento en la frecuencia del ciclo respiratorio (taquipnea), por un aumento en la profundidad de la respiración (batipnea) o por una combinación de ambas (polipnea). c)Taquipnea: consiste en un aumento de la frecuencia respiratoria por encima de los valores normales (>20 inspiraciones por minuto). d)Hipopnea: La disminución del flujo de aire por debajo del 50 % del flujo basal (durante al menos diez segundos), es decir, el estado en el que la profundidad de al respiración es somera. e)Bradipnea La bradipnea consiste en un descenso de la frecuencia respiratoria por debajo de los valores normales (baja a 16 Rx1) . Se considera normal en adultos en reposo una frecuencia respiratoria de entre 16 y 24 ventilaciones por minuto, mientras que en niños suele ser mayor (alrededor de 40), donde ventilación se entiende como el complejo inspiración-espiración. f)Apnea : Suspensión transitoria de la respiración g) Apneusis : La afección caracterizada por espasmo inspiratorio prolongado. H) hipercapnia: La cantidad excesiva de dióxido de carbono en la sangre. La hipercapnia es la concentración anormalmente alta de dióxido de carbono en la sangre que provoca una sobre estimulación del centro respiratorio. i)Hipoxemia: La disponibilidad disminuida de oxígeno a la sangre, es decir, el contenido deficiente de oxígeno en la sangre. Compara con hipoxia.

10)Dibuje una curva de disociación de O2-hemoglobian y superponga la curva de disociación de 02-hemoglobina en presencia de CO. Explique El Co reduce el número de sitios variables para unir 02 a Hb y un aumento de la afinidad por el O2 (mas difícil descargarlo en los tejidos)

11) ¿De qué manera se transporta el CO2 en la sangre? Se transporta de tres formas distintas , como Co2 disuelto , como carbaminohemoglobina(Co2 unido a hemoglobina ) y como bicarbonato (HCO3-(90% del Co2 total )) 12)Suponga que una persona que viaja al lago Chungara ¿Cuál es la respuesta del sistema respiratorio para adaptarse a la altura ? Las respuestas del organismo serán: 1)PO2 alveolar disminuida , debido a la disminución de la presión barométrica 2)PO2 arterial disminuida (hipoxemia) 3)Frecuencia de ventilación aumentada , debido a la hiperventilación debido a la hipoxemia 4)Ph arterial aumentado (alcalosis respiratoria debido a la hiperventilación 5)Concentracion de hemoglobina ( aumentada debido al aumento de concentración de hematies ) 6)Concentracion de 2,3 DPG aumentada 7) Curva de disociación de O2 – hemoglobina, Desplazamiento hacia la derecha, aumento de p50 , disminución de la afinidad 8)Resistencia vascular pulmonar aumentada, debido a la vasoconstricción hipóxica 9)Presión arterial pulmonar, aumentada (secundario a aumento de la resistencia pulmonar) El ascenso a una elevada altura causa un aumento de la concentración de hematíes (policitemia) y en consecuencia aumenta la concentración de hemoglobina. Aumenta la capacidad de transporte de O2, lo que incrementa el contenido total de o2 de la sangre a pesar de que la PO2 arterial este disminuida. La policitemia es beneficiosa en términos de transporte de O2 a los tejidos, pero es perjudicial en términos de viscosidad de la sangre EL aumento de la concentración de hematíes aumenta la viscosidad de la sangre y eso conlleva a una resistencia al flujo sanguíneo El estímulo para la policitemia es la hipoxemia, que incrementa la síntesis de eritropoyetina en el riñón, que actúa sobre la medula ósea estimulando la producción de hematíes

13)¿Cuál es el volumen de sangre total en un adulto promedio y que porcentaje del peso corporal representa? La sangre representa cerca del 8% del peso corporal total del hombre adulto, y tiene un volumen de cinco a seis litros en un hombre tamaño promedio. 14) ¿Cuáles son los componentes de la sangre ?¿En que se diferencian al plasma del suero ? Globulos rojos y blancos, plaquetas y plasmas. Junto con los glóbulos rojos, los glóbulos blancos y las plaquetas, el plasma es uno de los componentes de la sangre, la parte líquida que supone un 55% de ella. Puedes ver aquí con más detalle cómo está formada la sangre. Por el plasma circula una sustancia llamada fibrinógeno, que cuenta con la propiedad de convertirse en fibrina cuando se produce la rotura de un vaso y las plaquetas actúan para formar un tapón plaquetario. Es entonces cuando esta sustancia y sus propiedades coagulantes se convierten en fibrina, que ya es insoluble. Llegados a este punto, el plasma sin fibrinógeno pasa a ser suero. El plasma es el "líquido circulante" y para operar con él, se extrae la parte soluble que se transforma en insoluble (el fibrinógeno que se transforma en fibrina) y se obtiene un líquido similar al de la sangre: el suero. El suero sanguíneo es principalmente agua, de un color amarillento puesto que se disuelve con proteínas, hormonas, minerales y dióxido de carbono, así como también es una fuente muy importante de electrolitos. En resumen, el plasma contiene suero y factores de coagulación; una vez se eliminan los coagulantes como la fibrina, este líquido se convierte en suero. 15)Con respecto a los eritrocitos indique: a) Función b) Lugar de formación c)Tiempo de vida d) Reguladores de la eritropoyesis

a) b) c) d)

transportar el oxígeno hacia los diferentes tejidos del cuerpo medula ósea 120 días porque no tienen núcleo Regulada por la hormona eritropoyetina (EPO) También hay una regulación para crina, de temperatura , regulada por testosterona y por presión de oxigeno

16) EL recuento de células sanguíneas es una importante función de información para valorar la salud de una persona a) Un aumento anormal de eritrocitos recibe el nombre de policitemia b) A menudo, las infecciones van acompañadas de un recuento elevado de leucocitos denominado leucocitosis c) La presencia de un número elevado de leucocitos inmaduros en una muestra de sangre es diagnosticada de la enfermedad llamada leucemia d) Un recuento bajo de glóbulos blancos se denomina neutropenia

19)Cuando se lesiona un vaso sanguíneo , se activan varios mecanismo fisiológicos que promueven la hemostasia o cese de la hemorragia a)¿Qué es la hemostasia? es el conjunto de mecanismos aptos para detener los procesos hemorrágicos; en otras palabras, es la capacidad que tiene un organismo de hacer que la sangre en estado líquido permanezca en los vasos sanguíneos. La hemostasia permite que la sangre circule libremente por los vasos y cuando una de estas estructuras se ve dañada, permite la formación de coágulos para detener la hemorragia, posteriormente reparar el daño y finalmente disolver el coágulo. En condiciones normales, los vasos sanos están recubiertos internamente por una capa de células endoteliales, que forman el endotelio. b)Investigue en que consiste y como promueve la enfermedad hemolítica del recién nacido }

La enfermedad hemolítica del recién nacido (EHRN), también llamada eritroblastosis fetal, es un trastorno sanguíneo en el que una madre produce anticuerpos durante el embarazo que atacan los glóbulos rojos de su propio feto, cuando la madre y el bebé tienen tipos de sangre diferentes. En la mayoría de estos casos, una diferencia en el tipo Rh (incompatibilidad Rh) provoca la enfermedad. Esto ocurre sólo cuando la madre tiene sangre Rh negativo y el feto sangre Rh+, heredada del padre.

La razón de este problema es que el sistema inmune de la madre considera a los eritrocitos Rh+ del bebé como «extraños», y dignos de ser atacados por el sistema inmune materno. Si los glóbulos rojos del feto llegan a estar en contacto con la sangre de la madre, su sistema inmune responde desarrollando anticuerpos para combatir los glóbulos rojos del bebé. Esto no es un suceso común en el transcurso de un embarazo normal, excepto durante el parto, cuando la placenta se desprende y la sangre del bebé entra en contacto con la sangre de la madre. El contacto sanguíneo también se produce durante un aborto, tanto espontáneo como provocado, o durante un procedimiento de examen prenatal invasivo (por ejemplo, una amniocentesis). Una vez desarrollado el ataque contra los antígenos Rh positivos el sistema inmune de la madre guarda esos anticuerpos de forma indefinida por si dichas células extrañas vuelven a aparecer en contacto con la sangre materna, y con esto se produce la «sensibilización Rh» de la madre. Durante el primer embarazo dicha sensibilización Rh es improbable. Sólo se vuelve un problema en un embarazo posterior con otro bebé Rh positivo. En este nuevo embarazo los anticuerpos de la madre cruzan la placenta para combatir los glóbulos Rh positivos del cuerpo del bebé. A medida que los anticuerpos destruyen los glóbulos rojos, el bebé va enfermándose. Este proceso se denomina eritroblastosis fetal durante el embarazo. En el neonato, el trastorno se denomina enfermedad hemolítica del recién nacido.

La incompatibilidad Rh afecta al 5% de las parejas. Un 10% de las madres Rh negativo se sensibiliza después de su primer embarazo; el 30% lo hacen después del segundo embarazo, y un 50% con posterioridad al tercero. El riesgo de sensibilización post aborto es 2%, y después de un aborto provocado es de un 4 a un 5%.