Práctica No.5 Función respiratoria PDF

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Se desarrollan los siguientes puntos:
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Laboratorio de Fisiología. Grupo 10/ 3 de octubre de 2014

Informe práctico 6:

«FUNCIÓN RESPIRATORIA.»

Por: Cancino Villeda Ana Laura._____________ / De la Rosa Moreno Pedro Rene._____________

Dunzz Martínez Valeria._____________ / Hernández Benítez Luis Joshua._____________

Piña Medina Jose Carlos._____________ / Torres Santander Fernando. _____________

 OBJETIVOS. i. ii. iii. iv. v.

Determinar los volúmenes pulmonares y, a partir de ellos, calcular las capacidades pulmonares. Determinar, realizando una serie de actividades, si existe obstrucción en las vías ventilatorias del sujeto de estudio. Conocer el fundamento en que se basa la neumología de impedancia. Obtener un registro de la actividad respiratoria por medio de un neumógrafo. Observar las variaciones que pueden presentarse en un registro neumográfico por la realización de distintas actividades.  MATERIAL Y MÉTODO. FISIÓGRAFO.

Se procedió a desinfectar con una torunda humedecida con alcohol la parte de los costados de la caja torácica del sujeto de estudio justo donde serían colocados los electrodos, éstos a su vez, colocados con la ayuda de una banda elástica previamente cubierta con gel conductor, teniendo precaución de que los electrodos se situaran a la misma altura. Se conectaron los cables monopolares a los electrodos y al cable de tres vías; el de tierra, fue instalado debajo de la banda elástica. Posteriormente se conectó el cable de tres vías al fisiógrafo y se calibró el instrumento. Se realizaron las siguientes actividades y se fueron registrando en el papel milimétrico sus respectivas frecuencias.        

Respiración en estado basal (sujeto sentado). Respiración con el sujeto leyendo. Respiración mientras el sujeto deglutaba agua. Sujeto realizando una espiración profunda. Respiración mientras el sujeto inflaba un globo. Respiración del sujeto manteniendo la respiración (apnea). Respiración del sujeto mientras realizaba una operación matemática. Respiración del sujeto al haber realizado ejercicio aeróbico.

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BIOPAC

Para el registro de los datos de espirometría con la computadora y el transductor de flujo de aire se realizaron las conexiones adecuadas de todos los componentes, tanto a la computadora como de cada uno de los artefactos necesarios para realizar las lecciones (Transductor de flujo de aire, filtro bacteriológico, boquilla desechable); para la primera se realizó la calibración del equipo mediante la jeringa de 0.6 L, el proceso de calibración se realizó una única vez tanto para la lección 12 como la 13, en todo momento el sujeto tuvo que tener colocado en la nariz la pinza de plástico y respirar por la boca, proseguimos con la lección 12, donde primero se obtuvieron cinco registros normales de respiración en reposo, después una inspiración profunda tratando de llenar los pulmones completamente de aire, lentamente se exhala el aire y volvemos a registrar cinco normales, después se hizo una espiración profunda y por último se registraron cinco normales, se procedió a guardar el archivo. Para la lección 13, en primera instancia se obtuvieron cinco ciclos de respiración normal, el sujeto realizó una inspiración profunda una vez que llenara por completo sus pulmones hizo una espiración forzada lo más rápido posible, una vez que fue expulsa todo el aire se procuró esperar tres segundos antes de volver a inspirar, se obtuvo la gráfica y se procedió a la segunda parte de la lección donde el sujeto realizó ventilación normal durante cinco ciclos, después inició una serie de ciclos de hiperventilación la cuál mantuvo durante aproximadamente 12 segundos.

 RESULTADOS.

FISIÓGRAFO. Tabla 1. Estado Basal.

Frecuencia respiratoria

Volumen corriente

6 ciclos en 2cm

5Ω equivalen a 10mm

0.1cm – 1s 2cm – x x = 20s

5Ω - 10mm x - 2mm x = 1Ω

6 ciclos en 20 segundos por lo tanto, 18 ciclos/min

0.5Ω equivalen a 500mL 0.5Ω - 500mL 1Ω - x x = 1000mL

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Tabla 2. Deglución de H2O.

Frecuencia respiratoria

Volumen corriente

4 ciclos en 2.5cm

5Ω equivalen a 10mm

0.1cm - 1s 2.5cm - x x = 25s

5Ω - 10mm x - 2mm x = 1Ω

4 ciclos en 25 segundos por lo tanto, 10 ciclos/min

0.5Ω equivalen a 500mL 0.55Ω - 500mL 1Ω - x x = 1000mL

Tabla 3. Lectura.

Frecuencia respiratoria

Volumen corriente

2 ciclos en 2cm

5Ω equivalen a 10mm

0.1cm - 1s 2cm - x x = 20s

5Ω - 10mm x - 8mm x = 4Ω

2 ciclos en 20 segundos por lo tanto, 0.5 Ω equivalen a 500mL 0.5Ω - 500mL 6 ciclos/min 4Ω - x x = 4000mL

Tabla 4. Espiración profunda.

Frecuencia respiratoria 4 ciclos en 1.75cm

Volumen corriente 5Ω equivalen a 10mm

0.1cm - 1s 1.75cm - x x = 17.5s

5Ω - 10mm x - 21mm x = 10.5Ω

4 ciclos en 17.5 segundos por lo tanto, 14 ciclos/min

0.5Ω equivalen a 500mL 0.5Ω - 500mL 10.5Ω - x x = 10500mL

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Tabla 5. Globo.

Frecuencia respiratoria

Volumen corriente

3 ciclos en 1.75cm

5Ω equivalen a 10mm

0.1cm - 1s 1.75cm - x x = 17.5s

5Ω - 10mm x - 13mm x = 6.5Ω

3 ciclos en 17.5 segundos por lo tanto, 10 ciclos/min

0.5Ω equivalen a 500mL 0.5Ω - 500mL 6.5Ω - x x = 6500mL

Tabla 6. Apnea.

Frecuencia respiratoria

Volumen corriente

0 ciclos en 3cm

5Ω equivalen a 10mm

0.1cm - 1s 3cm - x x = 30

5 Ω - 10mm x - 11mm x = 5.5Ω

0 ciclos en 30 segundos

0.5Ω equivalen a 500mL 0.5Ω - 500mL 5.5Ω - x x = 5500mL

Tabla 7. Actividad matemática.

Frecuencia respiratoria

Volumen corriente

4 ciclos en 2cm

5Ω equivalen a 10mm

0.1cm - 1s 2cm - x x = 20s

5 Ω - 10mm x - 4mm x = 2Ω

4 ciclos en 20 segundos por lo tanto… 12 ciclos/min

0.5Ω equivalen a 500mL 0.5Ω - 500mL 2Ω - x x = 2000mL

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Tabla 8. Actividad aeróbica.

Frecuencia respiratoria

Volumen corriente

12 ciclos en 2cm

5Ω equivalen a 10mm

0.1cm - 1s 2cm - x x = 20s

5Ω - 10mm x - 7mm x = 3.5Ω

12 ciclos en 20 segundos por lo tanto… 36 ciclos/min

0.5Ω equivalen a 500mL 0.5Ω - 500mL 3.5Ω - x x = 3500mL

BIOPAC

Perfil del sujeto Nombre: Fernando Torres Santander / Sexo: Masculino Altura: 170cm / Edad: 18 años / Peso 70.5kg Lección 12.

A.

PREDICCIÓN DE LA CAPACIDAD VITAL (CV)

Tabla 9. Ecuaciones teóricas para el cálculo de la Capacidad Vital (CV). Dónde (A) indica la altura en cm & (E) la edad en años.

Capacidad Vital (CV) Hombres CV = (0.052) (A) – (0.022) (E) – 3.60 Mujeres CV = (0.041) (A) – (0.018) (E) – 2.69

𝐶𝑉 = (0.041)(170) − (𝑂. 𝑂22)(18) − 3.60 = 4.844 Predicción de la CV = 4.844 litros.

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B.

VOLÚMENES Y CAPACIDADES MEDIDOS.

Tabla 10. Resultados obtenidos de diferentes volúmenes respiratorios.

Tipo de volumen Volumen Corriente (VC) Volumen Inspiratorio de Reserva (VIR) Volumen Espiratorio de Reserva (VER) Capacidad Vital (CV)

Medición (L) 0.93755 2.03852 2.30688 4.67772

Para cálculos posteriores, el Volumen Residual (VR) se considerará de 1L Tabla 11. Cálculos realizados para obtener diferentes valores de la función respiratoria.

Capacidad Inspiratoria (CI) Funcional residual (CFR) Pulmonar Total (CPT)

Fórmula CI = VC + VIR CFR = VER + VR CPT = VC + VIR + VER + VR

Resultado 2.97607 3.30688 6.28295

C. CAPACIDAD VITAL, MEDIDA vs PREDICCIÓN.

¿Cuál es la capacidad vital medida en relación con la predicha? 4.67772Litros medidos ∙ 100% = 𝟗𝟔. 𝟓𝟕% 4.844Litros predichos

Las capacidades vitales dependen de otros factores además de la edad y la estatura por lo que tener un 80 % del valor predicho puede considerarse como normal.

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Lección 13

D.

MEDICIÓN DE LA CAPACIDAD VITAL.

Considerando que se habían llenado los pulmones y que fueron vaciados, use la opción p-p para medir la CV del sujeto. CH1 medición p-p CV= 4.55524L

E.

COMPARACIÓN ENTRE LOS VALORES DE FEVX% DEL SUJETO Y LOS VALORES NORMALES.

Tabla 12. Comparación teórico-práctica durante la Espiración Forzada.

Intervalo de tiempo (s) 0-1 0-2 0-3

Volumen de Espiración Forzada (FEV) (p-p) 2.28394 4.03212 4.54771

FEV/CV (%)

=FEVx

Valores de referencia

50.1387% 88.5160% 99.8347%

FEV1 FEV2 FEV3

83% 94% 97%

F. MEDICIONES DURANTE LA HIPERVENTILACIÓN.

Número de ciclos completos en 12 segundos: 16 ciclos. Tabla 13. Hiperventilación.

Número de ciclo Medición (p-p) 1 2.52659 1.83967 2 1.60630 3 1.89078 4 2.07385 5 1.83989 6 7 2.06954 8 1.89089 2.06954 9 1.93525 10 1.83050 11 1.74529 12 13 1.60619 14 2.04247 15 1.92465 1.86132 16

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G.

CÁLCULO DEL VOLUMEN PROMEDIO POR CICLO (VPC)

Sume los volúmenes de todos los ciclos de la Tabla anterior que corresponden a los 12 segundos de registro y divídalos entre el número de ciclos VPC = 1.89659 litros.

H.

CÁLCULO DE LA VENTILACIÓN VOLUNTARIA MÁXIMA (MVV).

Multiplique el VPC por la frecuencia respiratoria (FR) calculada en la sección F. MVV = 151.7272 L/min.

 ANÁLISIS DE RESULTADOS.

Tabla 14. Análisis de los resultados obtenidos empleando el equipo Biopac, en esta ocasión se resumen en tablas para su fácil comprensión.

PARÁMETROS RESPIRATORIOS Volúmenes

Capacidades

FEV Volumen por ciclo

ANÁLISIS Inspiratorio de reserva: representa el valor (en L) más alto de los volúmenes de inspiración reportados por el diagrama de función respiratoria. Espiratorio de reserva: representa el valor (en L) más bajo de los volúmenes de espiración reportados por el diagrama de función respiratoria. Inspiratoria: comprende el máximo volumen de inspiración. Residual: comprende el mínimo volumen de espiración. Pulmonar total: reúne de manera aritmética los valores para cada uno de los volúmenes y capacidades pulmonares. Resultó por arriba del 80%, lo cual indica que el sujeto de estudio es capaz de exhalar un volumen poco menor al de “capacidad vital”. Por ende no presenta enfermedad pulmonar obstructiva. Resultó en un valor promedio cercano a 1.5 L

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 DISCUSIÓN DE RESULTADOS. FISIÓGRAFO.

Para facilitar la discusión de resultados, a continuación, se presentarán las imágenes obtenidas de la función respiratoria de nuestro sujeto de estudio con el uso del fisiógrafo:

(a)

(b)

(d)

(c)

(e)

(g)

(f)

(h)

Ilustración 1. Representaciones de la función respiratoria en estado basal (a), con el sujeto leyendo (b), deglutando agua (c), realizando un espiración profunda (d), inflando un globo (e), durante una apnea (f), durante una operación matemática (g) y tras efectuar ejercicio aeróbico (h).

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Para el primer evento, que se refiere a la frecuencia respiratoria basal, el valor que obtuvimos para ésta fue parecido al de la normal que es de, aproximadamente, 12 respiraciones por minuto (Guyton y Hall, 2011). En las prácticas anteriores hemos notado que la mayoría de este tipo de datos se reportan en un intervalo y no consta de un único valor; esto lo corroboramos y efectivamente el intervalo de la frecuencia respiratoria normal de un adulto que está en reposo oscila de 12 a 16 respiraciones por minuto (University of Rochester Medical Center, 2014). En cuanto al segundo evento (que consistía en que el sujeto leyera en voz alta), se logra apreciar que el tiempo para que se pudiera completar un ciclo (respiración) es más largo que en el registro basal, esto se debe a que hay una disminución de impedancia, provocando cambios de conductancia. Para la tercera actividad (deglución de agua) se observó que la frecuencia disminuía al deglutir agua, la impedancia se mantenía y tiempo después se producía la espiración. Las imágenes (d) & (e) pueden analizarse de manera “similar”, ya que, en ambas imágenes existe un incremento de la frecuencia respiratoria en comparación a la frecuencia en estado basal. Durante la espiración forzada, los músculos intercostales internos se contraen rápidamente disminuyendo el volumen de los pulmones haciendo que la caja torácica se deprima, esto hizo que los electrodos se alejaran y acercaran más de lo normal, produciendo un cambio notorio en la amplitud de la frecuencia. En la actividad realizada con el globo los músculos abdominales se contrajeron para romper la presión que ejercía el globo, esto disminuyó aún más el volumen del tórax hasta que los pulmones se “vaciaron”, observándose la disminución de la amplitud a lo largo de tres periodos hasta llegar al estado basal. Por este medio, la presión intrapulmonar aumenta, en la literatura esta reportado que ese incremento es de 20 a 30mmHg por arriba de la presión atmosférica. (Fox, 2011) Como se observa en la imagen (f), el sujeto durante un intervalo de tiempo dejó de producir ventilación, es decir, se provocó el fenómeno apnea; en ella se puede observar una gran pausa respiratoria en la cual no hay entrada ni salida de aire por lo que provoca que el volumen corriente aumente de manera significativa con respecto a los niveles basales. Una persona puede vivir durante un periodo breve con un volumen respiratorio minuto de tan solo 1.51L y una frecuencia respiratoria de solo 2 a 4 respiraciones por minuto (Guyton y Hall, 2011). En la imagen (g), el sujeto al haber realizado mentalmente una operación matemática se observa que aumentan los valores del volumen corriente debido a que hay una falta de ventilación. Esto es provocado por la reacción ante la mentalización del cálculo matemático, por lo que le hizo contener la respiración y concentrar su atención en el cálculo. Por último, para la imagen (h), observamos grandes cambios tanto para la frecuencia respiratoria como para el volumen corriente, todo ello debido a que la realización de ejercicio aeróbico produce una reacción de hiperventilación donde se produce un aumento del metabolismo muscular, por lo cual, aumenta la producción de CO2 que a su vez provoca un aumento en la ventilación pulmonar para la eliminación y captación de CO2 y O2 respectivamente. Se sabe que si la ventilación aumenta, provoca un aumento en la frecuencia y la profundidad respiratoria por lo que afecta de manera similar al volumen corriente. En los valores experimentales para |10

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nuestro sujeto se observa un gran aumento de la frecuencia cardiaca a 36 respiraciones por minuto y con un valor de volumen corriente mayor que la basal; dichos valores a pesar de sobrepasar los valores normales de frecuencia respiratoria no presentan riesgo alguno debido a que la frecuencia respiratoria puede aumentar de manera ocasional a 40 o 50 por minuto, y el volumen corriente se puede hacer tan grande como la capacidad vital, aproximadamente 4.600mL en un varón adulto joven (Guyton y Hall, 2011).

BIOPAC

Se sabía que el sujeto de estudio presentaba buena salud, especialmente a nivel respiratorio; puesto que el sujeto no presenta una adicción hacia el cigarro, drogas o algo parecido y realiza actividad física constante. Con esta información conocida era de esperarse que los resultados fueran simialres a los dictados en los libros de texto relacionados con el sistema respiratorio. La realción que existe entre los datos obtenidos y los reportados en la literatura se presentan de la siguiente manera. El aparato respiratorio consta de dos proporciones especializadas, (…) la parte conductiva sirve exclusivamente para el paso de aire hacia adentro y afuera de los pulmones e incluye la nariz, faringe, laringe, tráquea, bronquios primarios. La porción respiratoria realiza la función esencial del aparato o sea, el intercambio de oxígeno y bióxido de carbono entre sangre y aire. Consta de bronquiolos respiratorios, conductos alveolares y alveolos. (Langley, 1981). La cantidad de aire que entra en cada inspiración, que es igual a la misma que se expulsa en cada espiración, es aproximadamente 500mL (0 .5L), y se llama Volumen Corriente (V.C.), comparando estos datos con los obtenidos, que nos dio 0.94 L son de mayor proporción; otros datos como el volumen inspirado de reserva, el espirado de reserva y el volumen residual al igual que en caso anterior son mayores a los reportados, puesto que Ganong (1988) reporta que las cifras registradas son VIR 3.3, VER 0.5 y VR. 1.2 respectivamente, pero esto no es de preocuparse, puesto que estos valores varían dependiendo de cada persona y en el estado fisico en el que se encontraba. La respiración mecánica es el proceso cíclico que mantiene constante la cantidad de aire de los pulmones, donde en este caso, como podemos observar los datos experimentales, la capacidad vital de nuestro sujeto de estudio fue de 4.677 L, un valor muy proximo a lo estimado teóricamente, basándonos de otras fuentes, la capacidad vital es, en promedio, de 4.500L aproximadamente, que es igual a la suma del volumen de reserva respiratoria, el volumen de ventilación pulmonar y el volumen de reserva respiratoria. Otra de las pruebas realizadas era la del volumen espiratorio forzado (FEV), Fox (2011), reporta que siendo esta una prueba de suma importancia, en el cual se mide el porcentaje de la capacidad vital que puede exhalarse durante el primer segundo (FEV1). El resultado obtenido fue de un 50%, lo que es raro puesto que en los otros intervalos de tiempo, los resultados fueron muy similares a los teóricos, además de que si se obtiene un valor menor a 80% en los libros se reporta como una enfermedad pulmonar obstructiva. De esto podemos decir que esta primera parte como se indica en la descripción al ser primer segundo, puede que haya habido algún error en cuanto a la sincronización del evento realizado.

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Los órganos del sistema respiratorio cuentan con estructuras anexas: el diafragma, los músculos intercostales y los músculos abdominales son las que desempeñan las funciones más importantes. El diafragma es un tabique de tejido muscular y tendinoso que divide la cavidad torácica de la abdominal. Las fibras musculares se reúnen en un tendón central, que es el encargado de tirar hacia abajo y ampliar la cavidad torácica. Cuando inspiramos, el diafragma y los músculos intercostales externos e internos se contraen. En la inspiración forzada (provocada por una actividad intensa y de alta exigencia respiratoria) intervienen, además, los músculos pectorales y los esternocleidomastoideos. (Tortora, 2003). La realización de una hiperventilación era la última sección que se tenía q...