SISTEMA
CARDIORESPIRATORIO
Fisiología del ejercicio II
Borja Rallo
Desporto, IPG
2022
ÍNDICE
RESPIERACIÓN Y VENTILACIÓN ....................................................................... 3
PARTES DEL APARATO RESPIRATORIO ............................................................ 4
PARÉNQUIMA .............................................................................................................5
LOS PULMONES ..........................................................................................................6
VIAS AÉREAS ...............................................................................................................4
DIFUSIÓN Y PERFUSIÓN ..................................................................................... 7
TRANSPORTE DE GASES ..................................................................................... 9
ESPIROMETRÍA Y NOMENCLATURA ............................................................... 10
PARÁMETROS RESPIRATORIOS ....................................................................... 11
SATURACIÓN DE O2 EN SANGRE ........................................................................... 11
TIEMPO DE CONTACTO .......................................................................................... 11
ESPACIO MUERTO ................................................................................................... 11
VENTILACIÓN DURANTE EL EJERCICIO ............................................................. 12
CAMBIOS CON EL ENTRENAMIENTO .............................................................. 13
UMBRAL ANAERÓBICO ..................................................................................... 13
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................... 13
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RESPIERACIÓN Y VENTILACIÓN
La respiración es la capacidad de los seres vivos para utilizar oxigeno,
extrayéndolo del medio que les rodea, y posteriormente cederle agua, CO2 y
calor. Este proceso tiene lugar en las mitocondrias de las células y es lo que
se denomina respiración, la verdadera respiración.
Lo que comúnmente llamamos respiración (inspiración y espiración) se
denomina ventilación. Se trata de la entrada y salida de aire a nuestros
pulmones, es decir, es el proceso a través del cual renovamos el aire que
entra en los pulmones y alveolos.
Fases de la respiración:
 La primera fase de la respiración es la ventilación.
 A continuación se produce la difusión, que es
la capacidad de los gases para atravesar la
membrana.
 Transporte
de
los
gases
hacia
las
mitocondrias.
 Difusión tisular: paso del gas a las células.
 Utilización.
Fases de la ventilación:
 Intercambio de gases, O2 en CO2.
 Permitir hablar mediante el flujo de aire que
sale por las cuerdas vocales.
 Mantenimiento del equilibrio ácido – base.
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PARTES DEL APARATO
RESPIRATORIO
VIAS AÉREAS:
Son estructuras tubulares a través de las cuales entra y sale aire. La
función que tienen las vías respiratorias es calentar y limpiar el aire que
entra, además de conducirlo por estos tubos.
Los cornetes de las fosas nasales hacen que el aire
choque con las paredes y los mocos, y así lo limpian
dejando pegadas las partículas a las paredes. El aire
que entra por la nariz enfría menos los pulmones ya
que las fosas nasales y los cornetes lo calientan y lo
prepara mejor que la boca. En cambio, ofrece más
resistencia que para pasar que la boca, provocando
que con poco ejercicio que hagamos (y necesitemos
más cantidad de aire) usemos la boca para respirar.
Las vías aéreas están constituidas por unos
anillos incompletos cartilaginosos. Los dos lados
del anillo están unidas por una estructura
membranosa un poco rígida. Alrededor de estas
se encuentran las fibras musculares, y el en
interior la pared está tapizada por unas células
que presentan cilios que baten de abajo a arriba,
que son las que general el moco.
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Todas las viá s aéreas mantienen esta estructura; hasta los bronquiolos.
Los bronquiolos tambien mantienen la estructura anterior decrita, pero a los
lados presenta unas protuberancias, llamadas alveolos, y el cartiĺ ago se
hace más débil e incluso desaparece. Cada vez hay más de estas
protuberancias, hasta el final de estos que se forman los sacos alveolares.
PARÉNQUIMA:
Se trata del tejido muscular que forma fosas nasales y boca, faringe,
laringe, tráquea, bronquios, bronquiolos, y los alveolos pulmonares, que es
la parte mas importante de este tejido.
Los alveolos se encuentran en los pulmones, y para que el oxígeno llegue
a estos, son necesarias unas vías denominadas vias de condución, que se
inician en la boca y las fosas nasales. A continuación pasa por la faringe,
laringe y tráquea, desde ahí se producirá un proceso dicotomico (de cada uno
salen dos conductos). Hay 23 divisiones a partir de la tráquea, pero a partir
de la decimosexta división ya se encuentran los alveolos, es aquí donde se
produce el intercambio de gases. Cuando las vías respiratorias están
compuestas por alveolos se denominan bronquiolos respiratorios, el final de
estas vías de denomina sacos ventilatorios.
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LOS PULMONES:
El pulmón es un órgano que se encuentra metido dentro de la caja
torácica, está recubierto por esta y por las formaciones óseas de su
alrededor:
-Por delante, está recubierto por el esternón y las costillas.
-Por detrás, por los cuerpos vertebrales y las costillas.
En estos huesos se insertan los músculos intercostales internos, externos,
y todos aquellos que se insertan en la clavi ́cula, vértebras, esternón y que
van hacia el cuello, (tiran de la caja torácica hacia arriba), el suelo formado
por el diafragma y los abdominales (tiran de la caja torácica hacia abajo).
Cuando el diafragma se contrae se verticaliza y entra en la cavidad
abdominal dejando más espacio a los pulmones.
Lo que provoca que el aire entre en los pulmones es:
1. La elevación de las costillas, que aumentan
el diámetro horizontal (eje anteroposterior) de
la caja torácica.
2. La contracción del diafragma, aumentando
el diámetro vertical de la caja torácica.
Al aumentar el tamañ o de la caja torácica, la
presión disminuye, por lo que el pulmón, al ser
elástico, se dilata y entra aire en ellos.
Y si estos dos procesos no se llevan a cabo, la
presión aumenta provocando la contracción
de los pulmones y la salida de aire.
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DIFUSIÓN Y PERFUSIÓN
LA DIFUSIÓN:
Es el proceso por el cual el aire de los alveolos pasa a través de la
membrana del alveolo hacia los capilares que los recubren.
Los alveolos tienen una membrana muy fina, sobre la que se asientan las
células alveolares, recubiertas por una fina capa de agua.
La membrana alveolo-capilar esta compuesta por la membrana del alveolo y
la membrana capilar, junto con la capa fina de agua de los alveolos. En esta
capa se crea el llamado “surfactante pulmonar”, que recubre toda la
superficie del alveolo y tiene la función de evitar el colapso del alveolo y de
formar el recubrimiento de agua ya mencionado.
La Ley de difusión de gases de Fick es la ley que regula la forma de
entrada de un gas a la membrana alveolo-capilar. El volumen de gas que
atraviesa la membrana biológica es:
 Directamente proporcional al área de superficie de intercambio de
gases.
 Inversamente proporcional al grosor de la membrana.
 Directamente proporcional al gradiente de presión que hay a cada lado
de la membrana.
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 Directamente proporcional al coeficiente de difusión de gases. (cuanto
menor sea el coeficiente, menor será la difusión).
La membrana alveolo-capilar es muy fina, y cualquier aumento del grosor
de ésta dificulta la difusión de los gases. Cuanto más sana sea la persona,
tendrá menor grosor de la membrana.
LA PERFUSIÓN:
La ventilación es el volumen de aire que llevamos a nuestros alveolos;
por otro lado, la perfusión es la sangre que llevamos desde los alveolos a
los capilares a través de una ventilación con el fin de renovar el aire
oxigenándola.
Los pulmones están llenos de alveolos y la perfusión se hace en dos
divisiones: los alveolos situados en la parte de arriba de los pulmones
denominados apicales y los situados en la parte de abajo denominados
basales. No todos los alveolos están ventilados y perfundidos de la misma
forma, debido a su colocación los alveolos basales están mejor ventilados
y perfundidos que los alveolos apicales
Proporcionalmente, los alveolos basales están más perfundidos que los
apicales, y los apicales están más ventilados que los basales.
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TRANSPORTE DE GASES
El trasporte de gases se lleva a cabo mediante la sangre, en su plasma o en
alguna de las proteínas de esta, como la hemoglobina de los glóbulos rojos.
La curva de disociación de la hemoglobina es una grafica en la que se
representa el porcentaje de moléculas de hemoglobina que están unidas al
oxigeno (saturación de O2 de la hemoglobina) y la presión que ejerce nuestro
oxiǵ eno contra la hemoglobina. Cuando la curva está desplazada a la derecha
se cede más oxig
́ eno; y si está desplazada a la izquierda nuestra sangre capta
más oxígeno.
Esta curva no es fija, es variable. Por eso podemos encontrarnos cosas que
desplacen esta curva hacia la derecha o hacia la izquierda. Cosas que
desplazan la curva a la derecha:
- El aumento de la temperatura
- Que haya mucho 23PG (intermediario de la glucólisis).
- Disminución del pH.
- Aumento de las cargas ácidas.
- Aumento de la presión parcial del CO2.
Las cosas que desplazan esta curva a la izquierda son las contrarias.
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ESPIROMETRÍA Y SU
NOMENCLATURA
La espirometría es la técnica mediante la cual podemos medir la cantidad
de aire que entra y sale de los pulmones. El instrumento que se utiliza para
llevar a cabo este proceso es el espirómetro.
Nomenclatura de la espirometria:
 Capacidad vital (CV): es la cantidad de aire que es posible expulsar
de los pulmones después de haber inspirado completamente. Son
alrededor de 4.6 litros.
 Volumen tidal o corriente (VT): Es el volumen de aire que
introducimos en cada respiración normalmente.
 Volumen de reserva espiratorio (VRE): es el volumen que podemos
exhalar al término de una espiración de volumen corriente. Es
aproximadamente de 3000 ml.
 Volumen de reserva inspiratoria (VRI): es el volumen que puede ser
inspirado por encima del volumen corriente.
 Volumen residual (VR): es la cantidad de aire que permanece en el
sistema respiratorio tras una espiración máxima. Esa cantidad es la
mínima que hay dentro de un pulmón, y no puede ser expulsada. Unos
1200 ml.
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 Capacidad vital (CV) = VRI + VRE
 Capacidad pulmonar total = CV + VR
PARÁMETROS RESPIRATORIOS
SATURACIÓN DE O2 EN SANGRE
La saturación nos indica la cantidad de O2 que circula en sangre. Lo
normal en reposo debe ser del 98% si bien puede variar según el paciente.
Una persona sana tiene más tiempo para que la sangre se oxigene que
una que no lo es.
TIEMPO DE CONTACTO
Para que se produzca el intercambio de gases se tiene que tener en cuenta el tiempo que pasa
la sangre en nuestros capilares. Cuanto mayor tiempo permanezca la sangre en estos
capilares, mayor intercambio de gases se producirá.
En las gráficas se escribe que se necesitan 0,75 seg. Para realizar el intercambio, pero en
realidad en 0,30 seg.
Entonces cuando hacemos ejercicio el tiempo que tarda la sangre en pasar por los capilar
pulmonares disminuye, pero esto no provoca ningún problema, ya que, en condiciones
normales y mientras se realiza el ejercicio el tiempo de contacto entre la sangre y los capilares
alveolares es de 0,35 seg.
Por lo que está siempre la sangre saturada de oxi ́geno. Saturación normal = 97%
En deportistas de máximo rendimiento, la cantidad de sangre que pasa en un minuto por un
mismo sitio aumenta. Por lo que no le da tiempo a la sangre a coger el oxi ́geno suficiente y se
empieza a desaturizar. 90%
*Hoy en di ́a hay medicamentos que dan a estos deportistas para que este proceso de
desaturación no se produzca, y puedan ser capaces de mantener el esfuerzo.
ESPACIO MUERTO
Volumen contenido en las zonas de nuestro pulmón que tienen gas (aire),
pero de las cuales nosotros no extraemos O2. Dos tipos:
a) ANATÓMICO: Las vías aéreas, sin contar los alveolos.
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b) FISIOLÓGICO: Volumen de aire en los alveolos no perfundidos (no
hay intercambio de gases).
-Parte del VT al respirar queda en el Vd. El resto irá a los alveolos.
*Si ventilamos con alta frecuencia y poca profundidad, metemos menos cantidad
de aire a los alveolos, y si la frecuencia es menos, pero mayor la profundidad, la
capacidad sería mayor.
VENTILACIÓN DURANTE EL EJERCICIO
Cuando realizamos un ejercicio, en el inicio, la ventilación aumenta mucho de golpe, ya que
necesitamos mucho aire, y una vez que el ejercicio se mantiene en el tiempo, la ventilación
aumenta muy levemente (casi manteniéndose constante).
Cuando hacemos un ejercicio poco intenso la ventilación aumenta debido al volumen tidal.
Cuando hacemos un ejercicio muy intenso la ventilación aumenta debido a la frecuencia
cardiaca.
En un esfuerzo máximo, solo el 80 % de la ventilación es voluntaria.
VE /VCO2 = Equivalente de CO2: se trata de la relación entre la cantidad de aire ventilado dividido
por la cantidad de anhi ́drido carbónico que expulsamos.
VE /VO2 = Equivalente de O2: es la relación entre el aire ventilado dividido por la cantidad de O2
expulsado. Volumen de aire que metemos en nuestros pulmones para extraer 1l de O2.
A medida que hacemos ejercicio, nuestra respiración es más eficiente. Pero cuando el ejercicio
incremente, la respiración deja de ser tan eficiente.
Nuestro aparato respiratorio, entonces, está “diseñ ado” para ejercicios leves o poco intensos.
Más o menos a mitad de intensidad es donde podemos encontrar la zona o punto de óptima
eficiencia respiratoria.
Optima eficiencia de ventilación: es la zona donde el aparato ventilatorio funciona mejor, es
decir zona donde se necesitan menos litros de aire para extraer un litro de O2 a la atmosfera.
El tiempo que trascurre entre la subida de 02 y CO2 se denomina tiempo de tamponamiento
isocapnico.
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CAMBIOS CON EL
ENTRENAMIENTO
El aparato ventilatorio es poco plástico. Produce cambios muy pequeños. El
entrenamiento no va a aumentar el número de alveolos, o los volúmenes según
la capacidad pulmonar.
Lo que puede variar son los músculos respiratorios. Posibilidad de fortificar esos
músculos, de forma que podrán movilizar el aire en los pulmones en menos
tiempo: Tiende a que la ventilación máxima aumente (Capacidad de movilizar
más cantidad de aire).
A medida que entrenamos, para extraer la misma cantidad de O2, necesitamos
menos cantidad de aire.
UMBRAL ANAERÓBICO
BIBLIOGRAFÍA
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