PRINCIPIOS FÍSICOS DEL INTERCAMBIO GASEOSO

La sig fase de la respiración es la difusión del O2 desde los alvéolos hacia la sangre pulmonar y la difusión de CO2 en la dirección opuesta desde la sangre a los alvéolos
Física de la difusión gaseosa y presiones parciales de gases
1. Base molecular de la difusión gaseosa
  1. para que se produzca la difusión debe haber una fuente de energía
    1. esta fuente procede del mov cinético de las propias partículas
2. Difusión neta de un gas en una dirección
  1. en una dirección Efecto del Gradiente de Concentración Difusión del oxigeno de un cabo de una cámara (A) al otro (B)La diferencia entre las longitudes de las flechas representa la difusión neta
3. Presiones gaseosas en una mezcla de gases
  1. La presión es directamente proporcional a la concentración de las moléculas del gas
  2. La velocidad de difusión de cada uno de estos gases es directamente proporcional a la presión que genera ese gas, esto se denomina presión parcial
4. Presiones de gases disueltos en agua y tejidos
  1. también ejercen una presión, porque las moléculas de gas disuelto se mueven de manera aleatoria y tienen energía cinética
5. Factores que determinan la presión parcial de un gas disuelto en un líquido
  1. Concentración
  2. Coeficiente de Solubilidad del Gas (Moléculas de Gas atraídas física o químicamente por el agua y otras que son repelidas)
  3. Presión parcial= concentración de gas disuelto/coeficiente de solubilidad
6. Difusión de gases entre la fase gaseosa de los alvéolos y fase disuelta de la sangre pulmonar
  1. Si la presión parcial es mayor en la fase gaseosa de los alvéolos, como ocurre normalmente en el caso del oxígeno, entonces más moléculas difundirán hacia la sangre.
7. Presión de vapor de agua
  1. Presión parcial que ejercen las moléculas de agua para escapar a través de la superficie
  2. A la temperatura corporal normal de 370C, la presión de vapor es de 47mmHg
  3. La presión de vapor de agua depende totalmente de la temperatura
Diferencia de presión provoca difusión de gases a través de líquidos
1. cuando la presión parcial de gas es mayor en una zona que en otra zona, habrá una difusión neta desde la zona de presión elevada hacia la zona de presión baja
Cuantificación de la velocidad neta de difusión en líquidos
1. Factores que afectan la velocidad de difusión de un gas en un líquido
  1. Solubilidad de un Gas en el líquido
  2. Área transversal del líquido
  3. Distancia a través de la cual debe difundir el gas
  4. Peso molecular del gas
  5. Temperatura
2. Cuantificando la Tasa Neta de Difusión en los Líquidos
  1. Oxígeno 1,0
  2. Dióxido de Carbono 20,3
  3. Monóxido de Carbono 0,81
  4. Nitrógeno 0,53
  5. Helio 0,95
Difusión de Gases a través de tejidos
1. Gases soluble en lípidos y por lo tanto son muy solubles en las membranas celulares •
  1. La principal limitación al movimiento de los gases en los tejidos es la velocidad a la que los gases pueden difundir a través del agua
Las composiciones del aire alveolar y el aire atmosférico con diferentes
1. Aire alveolar no tiene en modo alguno las mismas concentraciones de gases que el aire atmosférico.
2. el aire alveolar es sustituido solo de manera parcial por el aire atmosférico en cada respiración
3. el O2 se absorbe constantemente hacia la sangre pulmonar desde el aire pulmonar
4. el CO2 está difundido constantentemente desde la sangre pulmonar hacia los alvéolos
Humificación del aire en las vías aéreas
1. La presión total en los alvéolos no puede aumentar por encima de la presión atmosférica, este vapor de agua diluye todos los gases que están en el aire inspirado.
2. La presión parcial de vapor de agua a una temperatura corporal normal de 37ºC es de 47mmHg que es la presión parcial de vapor de agua de aire alveolar
El aire alveolar se renueva lentamente por el aire atmosférico
1. La capacidad residual funcional de los pulmones en un hombre mide aprox 2300ml
2. con una ventilación alveolar normal se elimina aprox la mitad del gas en 17 s
3. cuando la velocidad de ventilación alveolar de una persona es de solo la mitad de lo normal, se elimina la mitad del gas en 34s
4. cuando la velocidad de la ventilación es el doble de lo normal se elimina la mitad en aprox 8s
5. Importancia de la sustitución lenta del aire alveolar
  1. la sustitución lenta del aire alveolar tiene una importancia particular en la prevención de cambios súbitos de las concentraciones de gases en la sangre
Concentración y presión parcial de O2 en los alvéolos
1. El O2 se absorbe desde los alveolos hacia la sangre de los pulmones y continuamente se respira oxígeno nuevo hacia los alvéolos desde la atmósfera
2. Concentración O2 en los alvéolos y también su presión parcial están controladas por:
  1. Velocidad de Absorción de oxígeno hacia la sangre
  2. La velocidad de entrada de oxígeno nuevo a los pulmones por el proceso de ventilación.
Concentración y presión parcial de CO2 en los alvéolos
1. El CO2 se transporta por la sangre hacia los alveolos y se elimina de los alvéolos por la ventilación
El aire espirado es una combinación de aire del espacio muerto y aire alveolar
1. La composición global del aire espirado esta determinado por
  1. Cantidad de aire espirado (aire del espacio muerto)
  2. La cantidad que es aire alveolar
Difusión de gases a través de la membrana respiratoria
1. unidad respiratoria
  1. La UNIDAD RESPIRATORIA es el LOBULILLO RESPIRATORIO que está formada por un bronquiolo respiratorio, los conductos alveolares, los atrios y los alvéolos
    1. Hay aprox 300 millones de alvéolos en los dos pulmones, y cada alvéolo tiene un diámetro medio de aprox 0,2mm
2. membrana respiratoria
  1. capas
    1. 1. una capa de líq. que contiene surfactante y que tapiza el alvéolo, lo que reduce la tensión superficial del líq. alveolar
    2. 2. El epitelio alveolar
    3. 3. membrana basal epitelial
    4. 4. espacio intersticial delgado entre el epitelio alveolar y la membrana capillar
    5. 5. membrana basal capilar
    6. 6.memebrana del endotelio capilar
  2. el diámetro medio de los capilares pulmonares es de solo aprox 5um
Factores que influyen en la velocidad de difusión gaseosa a través de la membrana respiratoria
1. grosor de la membrana
2. área superficial de la membrana
3. coeficiente de difusión del gas en la sustancia de la membrana
4. diferencia de presión parcial del gasnentre los dos lados de la membrana
Capacidad de difusión de la membrana respiratoria
1. es el volumen de un gas que difunde a través de la membrana en cada minuto para una diferencia de presión parcial de 1mmHg
2. capacidad de difusión del O2
  1. En condiciones de reposo es en promedio de 21 ml/min/mmHg
3. aumento de la capacidad de difusión del O2 durante el ejercicio
  1. hasta un max de aprox 65ml/min/mmHg
Método del monóxido de carbono
1. La capacidad de difusión del O2 se puede calcular a partir de las mediciones de
  1. la PO2 alveolar
  2. la PO2 de la sangre capilar pulmones
  3. la velocidad de captación de O2 por la sangre

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