Ventilación pulmonar

La inspiración es la atracción del aire, mientras que la espiración es la expulsión del aire en ambos casos el aire se mueve por gradientes de presión.

La ley de Boyle afirma que la presión y el volumen  de un gas son inversamente proporcionales, el producto de la presión por el volumen (pV) es constante para un determinado número de moléculas de gas en un espacio cerrado (k):

pV = k

La ventilación se produce cuando la presión atmosférica difiere de la presión intrapulmonar, el aire fluye hacia los pulmones cuando la presión atmosférica supera a la presión intrapulmonar y viceversa; al no tener control de la presión atmosférica, movemos el aire mediante la alteración de la presión intrapulmonar mediante la alteración de volumen torácico, lo que determina el volumen pulmonar (V). La disminución de V aumenta la presión intrapulmonar (p) y viceversa; de tal forma que según la ley de Boyle el aire sale de los pulmones debido a que el producto de la presión (P) por el volumen (V) es constante (k).

La secuencia de cambios de presión y volumen durante una respiración única se denomina ciclo respiratorio. En reposo entre cada respiración, la presión intrapulmonar es de 760 mmHg, durante la inspiración se reduce la presión intrapulmonar por debajo de la presión atmosférica debido al aumento del volumen pulmonar, el aire fluye por el gradiente de presión desde la atmosfera hasta los pulmones hasta que entrado un volumen suficiente de aire para aumentar la presión volviendo a un equilibrio con la presión atmosférica. Durante la espiración ocurre lo contrario, aumenta la presión intrapulmonar por encima de la atmosférica mediante la reducción del volumen pulmonar, por lo que el aire fluye desde los pulmones a la atmosfera; el aire que sale reduce la presión intrapulmonar hasta que de nuevo se iguala con la presión atmosférica y el flujo de aire se detiene. La presión intrapulmonar siempre alcanza un equilibrio con la presión atmosférica en dos momentos durante el ciclo respiratorio, al final de la inspiración y al final de la espiración.

Entre la inspiración y la espiración hay un punto de transición donde todos los músculos están relajados, la inspiración aumenta el volumen del tórax más allá del punto de transición, lo que necesita de tres grupos musculares:

Diafragma: es el musculo inspiratorio más importante, al contraerse se aplana y empuja el contenido abdominal hacia abajo y hacia afuera.

Escalenos: se contraen y elevan el esternón y las costillas superiores expandiendo la cavidad torácica junto con los pulmones.

Esternocleidomastoideo realiza la misma acción que los escalenos para aumentar aún más las dimensiones verticales de la caja torácica durante las amplias inhalaciones asociadas a una actividad extenuante.

En reposo una persona promedio respira alrededor de 12 veces por minuto, cada respiración mueve alrededor de 500 ml de aire dentro y fuera de las zonas de conducción respiratoria (volumen corriente), la cantidad total de aire movida de los pulmones en 1 min es la ventilación por minuto; sin embargo solo el 70% llega a la zona respiratoria y participa en el intercambio de gases, el 30% queda atrapado en la zona de conducción llamado el espacio muerto anatómico.

El espirómetro cuantifica el volumen y la velocidad del flujo de aire hacia dentro y hacia afuera.