Anatomía y fisiología pulmonar básica y en el buceo.
Después de bastantes mensajes sobre la fisiología pulmonar en el buceo, las apneas, la sobrepresión pulmonar y otras cosas por el estilo, creo necesario adjuntar información básica sobre la anatomía pulmonar, la fisiología de la respiración y la fisio-patología del buceo (o sea, cómo se estropean las cosas y por qué). No pretendo agobiar con un exceso de información. Intentaré centrarme en aquella que tiene importancia para luego entender por qué suceden los problemas y cómo evitarlos. Vamos allá
Respuesta: Anatomía y fisiología pulmonar básica y en el buceo.
1. Anatomía pulmonar. Cosas que hay que saber.
En el Open Water os explicaron algo sobre todo este tema, pero eran conceptos un poco deslabazados, así que vamos a intentar ponerlos en orden ciñéndonos a lo que tiene importancia para el buceo. Todos sabéis cómo son los pulmones y que a ellos llegan dos circuitos, el aéreo y el sanguíneo. Ambos parten de conductos grandes que se van dividiendo hasta llegar a las unidades funcionales, los capilares sanguíneos por un lado y los alveolos por el otro, separados por una membrana alveolo-capilar. A través de esa membrana el oxígeno pasa a la sangre y el CO2 pasa al alveolo. Del cuánto y cómo hablaremos más tarde.
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Un aspecto anatómico importante es que tráquea, los bronquios y sus ramificaciones casi hasta el final no son más que conductos de paso de aire, por lo que todo el aire que les ocupa no intercambia gas (no sirve para nada desde el punto de vista funcional). También recordaremos esto.
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El otro asunto de la anatomía a explicar es la pleura, quizá la que más lleva a confusión. La pleura es una doble capa que "forra" los pulmones y la caja torácica. Es muy similar al pericardio y al peritoneo y cumple la misma función: servir de superficie de deslizamiento de estructuras móviles. Es un espacio virtual, es decir, permanece prácticamente colapsado y con una pequeña cantidad de líquido que permite ese deslizamiento, en nuestro caso el movimiento de una estructura que se agranda y se encoge en cada respiración -el pulmón- contra otra estructura rígida que apenas se mueve -la caja torácica-.
Para entender cómo es la pleura coged una bolsa de plástico típica de super y poned el puño derecho cerrado apoyado en un lateral y la mano izquierda abierta en el lado contrario. Ahora apretad el puño contra la otra palma y mientras lo hacéis abrid y cerrad el puño derecho lentamente. El puño sería el pulmón moviéndose, la palma izquierda la caja torácica y la bolsa sería la pleura con sus dos capas: la pleura parietal -contra la caja torácica- y la pleura visceral o pulmonar -tapizando los pulmones-. Como veis, al apretar uno contra otro no queda casi espacio, pero ambas capas permiten el deslizamiento. Entender ésto ayuda a comprender qué es un neumotórax, cómo se produce y cómo se trata. Pero esto también será mas tarde.
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En la imagen anterior se puede ver un corte transversal de los pulmones y cómo está colocada la pleura, que hace un fondo de saco en la parte inferior, especialmente en espiración.
En la última imagen se ve la pleura en azul son respecto a los pulmones, también en espiración. Al inspirar se va deslizando y agrandando, pero fijaros que el tamaño pulmonar en espiración no es tan diferente de la inspiración (solo aumenta un 10-20%), es decir en espiración el pulmón no se hace pequeñito.
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Bueno, suficiente por hoy. Mañana hablamos de la respiración y el intercambio gaseoso. Saludos
Respuesta: Anatomía y fisiología pulmonar básica y en el buceo.
No hombre no!!! ahora me he quedado con las ganas de mas!!!
Respuesta: Anatomía y fisiología pulmonar básica y en el buceo.
Parte 2. La Respiración
Como ya dije antes, el objetivo de la respiración es suministrar oxígeno a los tejidos y eliminar el dióxido de carbono (CO2). Para ello la respiración se divide en cuatro acontecimientos principales:
- Ventilación pulmonar (flujo de aire de entrada y salida entre la atmósfera (o el regulador) y los alveolos pulmonares
- Difusión de los gases entre alveolos y sangre
- Transporte de oxígeno y CO2 a las células
- Regulación de la ventilación
Vamos a centrarnos en la ventilación. Los pulmones se expanden y se contraen de dos formas: por el movimiento del diafragma, que alarga y acorta la cavidad torácica y por la elevación y descenso de las costillas que aumenta y disminuye el diámetro antero-posterior de la cavidad torácica. Veamos cómo.
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La respiración normal, tranquila, se produce casi totalmente por la función del diafragma, que tiene forma de cúpula. Al contraerse la cúpula se tensa y se hace horizontal, con lo que su centro baja. El diafragma también está tapizado por la hoja externa de la pleura. Al bajar crea una presión negativa (una succión) en la pleura que "chupa" el pulmón hacia abajo haciéndolo más grande. Eso crea a su vez una presión negativa en el interior del pulmón que mete el aire. Al relajarse el diafragma se produce el mecanismo inverso por un efecto elástico de pulmones, pared torácica y abdomen, que tienden a volver a su posición natural, y el aire sale por bronquios-tráquea-vías superiores.
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En una respiración más enérgica esto no es suficiente. El primer mecanismo que ayuda es la contracción-expansión de la musculatura abdominal. La utilización del diafragma y la musculatura abdominal es mucho más eficiente que los otros mecanismos que citaremos a continuación, y además mucho más regulable. A los cantantes se les enseña a utilizar esa musculatura para regular con precisión el flujo de aire. El sistema es simple: tumbados con una mano sobre el tórax y otra sobre el abdomen deben ser capaces de cantar sin que se mueva la mano del tórax y sí la del abdomen.
El segundo método de expandir los pulmones consiste en "elevar" la caja torácica. Este curioso mecanismo está basado en la mecánica secundaria a la anatomía. La caja torácica está formada por las costillas y los músculos intercostales, la columna por detrás, el esternón por delante (al que van unidas las costillas por cartílagos como veis en el dibujo) y el diafragma por abajo. Las costillas pivotan sobre su unión con las vértebras, pero al estar unidas al esternón funcionan como una única cosa. En su posición natural las costillas son como el asa de un cubo en reposo. Tienen una posición ligeramente hacia abajo. Al contraerse los músculos intercostales y los accesorios (esternocleidomastoideo, serratos y escalenos) es como cuando elevas el asa del cubo hasta la horizontal. Como pivota sobre el eje trasero esa elevación provoca que el asa se aleje del cubo. En nuestro caso, el esternón se mueve hacia adelante con lo que la caja torácica aumenta su diámetro antero-posterior, creando la famosa presión negativa que hace entrar el aire. Para vaciar (espiración forzada) son otra vez los músculos abdominales los que tiran hacia abajo, junto con los intercostales internos.
Ahora viene el meollo de la cuestión. Esa presión negativa pleural es la que, como hemos dicho, tira del pulmón para que se expanda, no hay músculos que tiren directamente del pulmón. Nuestra capacidad para provocar esa presión negativa es muy pequeña, suficiente en condiciones normales, pero se agota en cuanto una mínima presión externa se aplica sobre nosotros, como por ejemplo.... sí, la del agua en la que tanto nos gusta meternos. Todos recordaréis escenas en las que un fugitivo se esconde en un pantano y se hunde para respirar por un junco mientras los soldados le buscan. Eso solamente se puede hacer con el cuerpo muy cerca de la superficie. Una presión tan solo de 0,1 atmósferas (1 metro de profundidad) es mucho mayor que la presión negativa máxima que nosotros podemos crear aun utilizando toda nuestra musculatura accesoria.
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Por esta razón necesitamos al bucear que un regulador nos suministre el aire exactamente a la misma presión que nos rodea, determinada por la válvula de la segunda etapa. Así podemos respirar "como en superficie". Como recordaréis del curso Open Water, un gas determinado ocupa un volumen determinado por la presión. El producto presión por volumen es una constante. Para conseguir el volumen que necesitamos el aire va comprimido proporcionalmente a la presión. Para ocupar los mismos 500 mililitros que respiramos normalmente en superficie hace falta 1 litro a 2 atm (10 metros) ó 4 litros a 4 atm (30 metros). Por eso el consumo aumenta proporcionalmente con la profundidad. Pero eso ya lo sabíais.
Siguiente entrega: volúmenes pulmonares. Cuánto, cómo y de qué diferente manera respiramos.
Respuesta: Anatomía y fisiología pulmonar básica y en el buceo.
Otra vez me dejas con la miel en los labios!!!? Joer ponlo todo de golpe que pierdo el hilo... Interesante lo de respirar sin que se mueva el torax, y dificil de narices (ya he probado)
A ver para cuando la proxima entrega es esto va a durar mas que LOST
Re: Respuesta: Anatomía y fisiología pulmonar básica y en el buceo.
Susso, dame algo de tiempo, que esto está "feito a man", no es copiar y pegar.
Parte 3. Los Volúmenes Pulmonares y la Ventilación Alveolar.
Al hacer una espirometría (coger y soltar aire de diferentes formas en una máquina especial) se pueden registrar los volúmenes y capacidades pulmonares. Vamos a ver cuáles son.
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1. Volumen Corriente (VC): el que se mueve en una respiración normal: unos 500 ml. para un adulto.
2. Volumen de Reserva Inspiratorio (VRI): el máximo que se puede inspirar por encima del anterior en una inspiración forzada: unos 3.000 ml. Es el que utilizan los apneistas.
3. Volumen de Reserva Espiratorio (VRE): lo contrario, lo máximo que se puede echar en una espiración forzada: unos 1.000-1.100 ml.
4. Volumen Residual (VR): lo que queda en los pulmones tras la espiración forzada (lo que ya no se puede sacar): unos 1.200 ml.
Sumando algunos de estos volúmenes se obtienen diferentes Capacidades:
1. Capacidad Inspiratoria (CI): lo que se puede llegar a inspirar desde una espiración normal. Por tanto VC+VRI (3.500 ml).
2. Capacidad Residual Funcional (CRF), concepto muy importante, es la cantidad de aire que queda en los pulmones tras una espiración normal (VRE+VR). Es el volumen de aire que realiza el intercambio gaseoso. Disminuye mucho en niños y en personas obesas.
3. Capacidad Vital (CV): máxima cantidad de aire que se puede expulsar tras una inspiración forzada (VRI+VC+VRE), unos 4.600 ml.
4. Capacidad Pulmonar Total (CPT): suma de la CV y el VRE.
El volumen/minuto respirado en condiciones normales sale lógicamente de multiplicar el volumen corriente por la frecuencia: 500x12=6.000 ml (6 lt.). Una persona puede vivir durante un corto periodo de tiempo con un volumen minuto de tan solo 1,5 lt/min y una frecuencia de 2 a 4 respiraciones por minuto (lo que nosotros llamamos "respirar por branquias" :)
En ocasiones la frecuencia puede elevarse hasta 40-50 y el volumen corriente llegar hasta la capacidad vital (4,5 lt). Se han medido consumos de 200 lt/min, pero la mayoría de las personas no pueden sostener más de 100-130 lt/min durante más de 1 minuto.
Todos estos valores son menores en la mujer (20-25%), mayores en personas altas y delgadas y menores en bajos y obesos.
La Ventilación Alveolar
Al final, lo que importa es renovar continuamente el aire en las zonas de intercambio gaseoso, donde se ponen en contacto a través de una membrana el aire y la sangre. Esas zonas son los alveolos y los últimos niveles de ramificación de los bronquiolos. Una parte del aire respirado nunca llega a las zonas de intercambio, ya que sirve para rellenar las vías altas (nariz, faringe, tráquea, bronquios). Este espacio, que ocupa unos 150 ml, se denomina Espacio Muerto. Por tanto, de los 500 ml. de volumen corriente, solo 350 son auténtica ventilación alveolar. Una inspiración un poco más profunda (850 ml) duplicaría la ventilación alveolar (700 ml) y que el espacio muerto sigue siendo el mismo.
That´s all, Folks (por hoy).
Re: Respuesta: Anatomía y fisiología pulmonar básica y en el buceo.
Parte 4: Las Vías Aéreas
El aire que respiramos tiene una temperatura (la ambiental) y una humedad que debe ser modificada para ser adecuada. En condiciones normales es fundamental la función de las fosas nasales, en cuyo interior hay unas estructuras (los cornetes) que junto con el tabique nasal forman estrechos pasillos que generan turbulencias con una superficie total de unos 160 cm2. Al pasar el aire por ellos se produce:
1. Un calentamiento por contacto (es una zona muy vascularizada)
2. Una humidificación casi completa
3. Un filtrado parcial de partículas
Por eso al correr es mejor inspirar por la nariz para acondicionar el aire y espirar por la boca, donde la salida es mas rápida y fácil.
Al bucear solo respiramos por la boca así que perdemos esta función, lo que hace que el aire que nos llega a los pulmones sea más frío (estará mas frío cuanto menor sea la temperatura en la botella, por tanto cuanto menor haya sido la temperatura a la que estaba la botella en superficie y cuanto menor sea la del agua) y mas seco.
Otros factores pueden empeorar esta situación
1. El tabaco reseca la mucosa bronquial y disminuye la capacidad del "sistema de limpieza" de los bronquios, unos pequeños pelillos que hay en la superficie de las células bronquiales llamados cilios que "barren" las partículas y el moco hacia afuera.
2. Procesos previos de vías aéreas (catarros, bronquitis...).
3. La deshidratación típica del buceo, sobre todo en zonas calientes (temperatura ambiente, neopreno, ejercicio, mayor producción de orina por la compresión linfática, baja reposición de líquidos).
4. Las inmersiones sucesivas.
Los Rebreathers recirculan el aire espirado, que ya hemos calentado y humidificado, haciendo que volvamos a respirarlo una vez eliminado el CO2 por el circuito de cal. Por tanto, desde el punto de vista de la fisiología respiratorio son claramente superiores.
En el quirófano tenemos exactamente el mismo problema, ya que el aire del respirador entra directamente a la tráquea por el tubo endotraqueal. Por ello los respiradores modernos, como los rebreathers, recirculan el aire exactamente de la misma forma pudiendo mantener durante mas tiempo una adecuada temperatura y humedad del aire respirado. De hecho, un rebreather es básicamente un respirador de circuito cerrado en modo espontáneo (pero esto es otra historia).
De todos los factores que he citado hay algunos sobre los que podemos actuar para mejorar la situación y hacer que nuestras vías aéreas estén en las mejores condiciones posibles: restringir en lo posible el consumo de tabaco, especialmente en las 48-72 horas anteriores a bucear para mejorar la función ciliar y, sobre todo hidratarnos adecuadamente. Recordaréis la máxima del Photosub: "Cuando crees que ya estás muy cerca para hacer la foto, acércate más". Pues en este caso, "cuando crees que ya has bebido suficiente agua, bebe un poco más".
Saludos y hasta el siguiente capítulo
Re: Respuesta: Anatomía y fisiología pulmonar básica y en el buceo.
Hola Decoman
Me parece muy buena la información que expones además de didáctica. Seguiré repasándola y quedo a la espera del próximo capítulo.
Graciasss :redface:
Re: Respuesta: Anatomía y fisiología pulmonar básica y en el buceo.
Oro molido amigo mio, gracias por el esfuerzo, merece la pena, animo
Re: Respuesta: Anatomía y fisiología pulmonar básica y en el buceo.
Hola Decoman.
No he tenido tiempo de leer todo lo que has puesto así que no puedo opinar todavía , pero lo que es innegable es el trabajo que te estás pegando por los demás.
Muchas gracias por tu labor y tiempo.