2. mecanica respiratoria a 2_1
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Docentes: Marco Antonio Castro Márquez Elías Wilfredo Castro Fernández Álvaro Figueroa Trillo
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Docentes:
Marco Antonio Castro Márquez
Elías Wilfredo Castro Fernández
Álvaro Figueroa Trillo
La Mecánica comprende el estudio de las máquinas (Polea
simple fija).
La mecánica (Griego Μηχανική y de latín
mechanìca o arte de construir una máquina) es la
rama de la física que estudia y analiza el
movimiento y reposo de los cuerpos, y su
evolución en el tiempo, bajo la acción de fuerzas.
El conjunto de disciplinas que abarca la
mecánica convencional es muy amplio y es
posible agruparlas en cuatro bloques principales:
Mecánica clásica
Mecánica cuántica
Mecánica relativista
Teoría cuántica de campos
La Ingeniería electromecánica, que aplica conceptos
de las ciencias del Electromagnetismo, la
Electrónica, la Eléctrica y la Mecánica.
La Biomecánica, que aplica conceptos mecánicos
dentro de la biología y la medicina.
La econofísica, que aplica técnica de la mecánica
estadística a la economía.
La Economía ecológica, que critica la aplicación de
la mecánica clásica a la economía convencional.
Se entiende por mecánica de la
respiración tanto los movimientos
de la caja torácica y de los
pulmones, como los consecutivos
cambios volumétricos y de
presión producidos en éstos.
La mecánica respiratoria
comprende dos procesos:
inspiración (el aire entra en los
pulmones) y espiración (expulsa
el aire de los pulmones al exterior)
Intervienen: el diafragma y los
músculos intercostales.
Los cambios volumétricos de la caja
torácica se producen por la actividad
de los músculos respiratorios
La inspiración aumenta su volumen,
gracias a la contracción de los
diversos músculos respiratorios, y es,
por lo tanto, un proceso activo
El descenso vertical del diafragma es
de aproximadamente 1.2 cm,
magnitud que aumenta
considerablemente en las personas
entrenadas (atletas). El descenso
diafragmático desplaza los órganos
abdominales hacia abajo y adelante,
produciendo abombamiento del
abdomen.
El diafragma está en contacto con los
pulmones en una extensión de unos
250 cm2 y su descenso durante la
inspiración (1.2 cm) produce un
aumento del volumen alrededor de
300 ml El volumen de aire que
penetra durante la inspiración a los
pulmones es unos 500 ml
En situación de reposo nosotros
respiramos entre 12 y 15 veces por
minuto, movilizando en cada respiración
en torno a medio litro, lo que supone
que cada minuto movilizamos entre 6 y
7,5 litros de aire.
Dentro de las respuestas fisiológicas al
ejercicio, la respiración aumenta para
hacer frente al incremento de oxígeno
que se precisa para aumentar la
formación de energía imprescindible
para realizar ejercicio físico.
Ello supone que en intensidades
máximas de ejercicio, se movilizan entre
120 y 200 litros por minuto, variando
lógicamente estos valores en función del
tamaño corporal y características
individuales.
En situaciones de ejercicio muy intenso,
la frecuencia respiratoria alcanza las 40-
50 respiraciones por minuto y el volumen
movilizado en cada respiración se sitúa
en torno a 3-4 litros.
Incluso en deportistas olímpicos de deportes de fondo y gran tamaño corporal (como los remeros) se han llegado a medir Ventilaciones Minuto Máximas (máximo volumen de aire movilizado en 1 minuto) de hasta 250 - 300 litros de aire, lo que implica que para conseguirlos, estos deportistas movilizan en cada respiración más de 5 litros de aire (ya que la frecuencia respiratoria máxima apenas varía).
Los pulmones están conectados al
exterior a través de las vías respiratorias y
los cambios de volumen torácico son los
que van a marcar la movilización del
aire en un sentido u otro.
Si la caja torácica aumenta su volumen, en su interior (en los pulmones) se genera una presión negativa que "chupa" el aire exterior y al entrar ese aire en los pulmones se equilibra la presión, estabilizándose el sistema. Si a continuación se disminuye el volumen de la caja torácica, en su interior se crea una presión positiva que "obliga" al aire a salir al exterior.
la mecánica respiratoria supone por
tanto un cambio continuo de presiones
provocada por los cambios en el
volumen de la caja torácica.
¿Cómo se modifica el volumen torácico?
En condiciones normales, cuando no
actúa ninguna fuerza sobre la caja
torácica, el aparato respiratorio se
encuentra casi vacio de aire (nunca se
vacía del todo, incluso tras una
espiración forzada) correspondiéndose
con una espiración normal completada.
INSPIRACION
El proceso de toma de aire o inspiración
se debe a que los músculos inspiratorios
(entre los que encontramos el
diafragma y los músculos encargados
de "levantar" y "abrir" la caja torácica) se
contraen de forma activa, aumentando
así el volumen de la caja torácica.
Hay que tener en cuenta que tanto la
pared torácica como los pulmones
actúan como elementos elásticos y que
"adoptan" una situación de equilibrio
pasivo en la posición de reposo, tras una
espiración. En el trabajo de los músculos
inspiratorios se incluye por tanto la
energía necesaria para modificar la
forma de dichos elementos elásticos.
ESPIRACION
La espiración es el proceso de exhalar el aire contenido en los pulmones. La disminución del volumen de la caja torácica que da lugar a la espiración se debe al trabajo de los músculos espiratorios y a la recuperación de la energía elástica acumulada en la pared torácica y en el tejido pulmonar como resultado de la inspiración.
MECANICA EN REPOSO
En situaciones de baja demanda
respiratoria como cuando nos
encontramos en una situación de
reposo, se puede decir que la
inspiración es la única fase muscular
activa del ciclo respiratorio.
En este caso la contracción del diafragma y de los músculos intercostales inspiratorios llevan a cabo el trabajo de la inspiración, mientras que para que se produzca la espiración, sólo se necesita que dejen de contraerse y se relajen los músculos inspiratorios, para que la elasticidad pulmonar y torácica ya comentada generen la suficiente presión positiva como para que el aire salga al exterior sin necesidad de que intervengan los músculos espiratorios.
MECANICA EN EJERCICIO
La respuesta ventiladora al ejercicio supone el aumento de la frecuencia respiratoria (más respiraciones por minuto) y también del volumen de aire movilizado en cada respiración. Ello implica mucho más trabajo y además debe ser realizado de forma mucho más rápida, con lo que tanto la inspiración como la espiración requieren la intervención activa de la musculatura específica..
En la inspiración, además de los músculos que trabajan habitualmente en reposo (intercostales y diafragma) pueden llegar a intervenir (en función de la intensidad de ejercicio) los músculos escalenos y esternocleido-mastoideos. En la espiración, además de la restitución de la energía elástica almacenada, hay una participación activa de la musculatura espiratoria (intercostales espiratorios y abdominales).
