21.6C: Factores que afectan la ventilación pulmonar: Resistencia de las vías respiratorias

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La resistencia de las vías respiratorias se refiere a la resistencia en el tracto respiratorio al flujo aéreo

Objetivos de aprendizaje

Describir la resistencia de las vías respiratorias y cómo afecta la ventilación pulmonar

Puntos Clave

La resistencia de las vías respiratorias es un concepto en fisiología respiratoria que describe la resistencia del tracto respiratorio al flujo de aire durante la inspiración y la espiración.
La resistencia de las vías respiratorias se puede medir indirectamente con pletismografía corporal.
Un cambio doble en el radio/diámetro de una vía aérea provoca un cambio de 16 veces en la resistencia del aire en la dirección opuesta (una relación inversa).
Las enfermedades que afectan el tracto respiratorio pueden aumentar la resistencia de las vías respiratorias
El flujo laminar es ordenado y tiene baja resistencia mientras que el flujo turbulento está desorganizado y tiene alta resistencia.

Términos Clave

Resistencia de las vías respiratorias: La resistencia de las vías respiratorias es un concepto en fisiología respiratoria que describe la resistencia del tracto respiratorio al flujo de aire durante la inspiración y la espiración
pletismografía: El uso diagnóstico de un pletismógrafo para medir cambios de volumen dentro de un órgano o cuerpo entero.
Flujo turbulento: Aire con capas desorganizadas que tiene mayor resistencia. A menudo se localiza en zonas donde las vías respiratorias se ramifican o divergen.

EJEMPLOS

La resistencia de las vías respiratorias puede cambiar con el tiempo, especialmente durante un ataque de asma cuando las vías respiratorias se contraen causando un aumento en la resistencia de las vías

Resistencia de las vías respiratorias

La resistencia de las vías respiratorias es la resistencia al flujo de aire causada por la fricción con las vías respiratorias, que incluye la zona conductora para el aire, como la tráquea, los bronquios y los bronquiolos. Los principales determinantes de la resistencia de las vías respiratorias son el tamaño de la vía aérea y las propiedades del flujo de aire mismo.

Tamaño de la vía aérea

La resistencia en una vía aérea es inversamente proporcional al radio de la vía aérea. Sin embargo, la relación para esta relación no es 1:1. A continuación se muestra la ecuación para calcular la resistencia de las vías respiratorias (R).

R=8 (Longitud×Viscosidad del gas) (πr4) R=8 (Longitud×Viscosidad del gas) (πr4)

La parte más importante de esta fórmula es el radio de la vía aérea (r). Un ejemplo común es que si se duplicara el diámetro de una vía aérea (duplicando así también el radio) la resistencia de la vía aérea disminuiría en un factor de 16. Esta propiedad matemática entre radio y resistencia es consistente para todos los tubos, y a menudo se aplica a los vasos sanguíneos del sistema cardiovascular.

El radio de las vías respiratorias de la zona conductora se vuelve más pequeño a medida que el aire entra más profundamente en los pulmones. Por lo tanto, la resistencia al aire en los bronquios es mayor que la resistencia al aire en la tráquea. El número de vías respiratorias también juega un papel importante en la resistencia al aire, con más vías respiratorias reduciendo la resistencia debido a que hay más caminos para que el aire fluya hacia adentro. Por lo tanto, a pesar de que los bronquiolos terminales son la vía aérea más pequeña en términos de radio, su alto número en comparación con las vías aéreas más grandes significa que los bronquios en realidad tienen mayor resistencia porque hay menos de ellos en comparación con los bronquiolos terminales. Otro dato importante es que la resistencia de las vías respiratorias está inversamente relacionada con los volúmenes pulmonares porque las vías respiratorias se expanden un poco a medida que se inflan, por lo que las vías respiratorias en un pulmón completamente inflado tendrán menor resistencia que un pulmón después de la exhalación.

La resistencia de las vías respiratorias se puede medir indirectamente con pletismografía corporal, que es un instrumento utilizado para medir los cambios de volumen dentro de una estructura, como las vías respiratorias. La resistencia de las vías respiratorias es un indicador importante de la salud y función pulmonar y puede ser utilizada para diagnosticar enfermedades pulmonares.

El tamaño de las vías respiratorias, y así la resistencia puede cambiar en función de la salud y las condiciones de los pulmones. La mayoría de las enfermedades pulmonares aumentan la resistencia de las vías respiratorias de muchas maneras Por ejemplo, en el asma ataca los bronquiolos espasmos y se contraen, lo que aumenta la resistencia. El enfisema también aumenta la resistencia de las vías respiratorias porque el tejido pulmonar se vuelve demasiado flexible y las vías respiratorias se vuelven más difíciles de mantener abiertas por el flujo de aire.

Flujo de aire

El aire que fluye a través de los pulmones varía considerablemente en las propiedades del flujo de aire. El flujo de aire puede ser turbulento, transitorio o laminar basado en la vía aérea. El flujo laminar implica una distribución ordenada y concéntrica de capas de partículas de aire y tiende a ocurrir en vías aéreas más pequeñas, y tiene menor resistencia. El flujo turbulento es una distribución desorganizada de las capas de aire y tiende a ocurrir en vías aéreas más grandes y lugares donde se ramifica las vías respiratorias, y tiene una mayor resistencia. El flujo de transición ocurre en lugares que se ramifican dentro de vías respiratorias más pequeñas, en las que el flujo de aire se vuelve entre flujo laminar y turbulento y tiene resistencia moderada. La relación entre la resistencia y el tipo de flujo de aire es difícil de medir y aplicar, pero algunos modelos matemáticos (como el número de Reynold) pueden proporcionar una estimación aproximada.

imagen

Flujo Laminar y Turbulento: El flujo laminar (a) tiene capas ordenadas y baja resistencia. El flujo turbulento (b) tiene capas desorganizadas y alta resistencia.

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