UNIVERSIDAD DE SAN MARTIN DE PORRESUNIVERSIDAD DE SAN MARTIN DE PORRES

FACULTAD DE MEDICINA HUMANAFACULTAD DE MEDICINA HUMANA

FISICA BIOLOGICAFISICA BIOLOGICA

LEYES DE LOS GASES I ILEYES DE LOS GASES I I

Dr MAURO RIVERA RAMIREZ Dr MAURO RIVERA RAMIREZ

PROFESOR ASOCIADOPROFESOR ASOCIADO

DEPARTAMENTO ACADEMICO DEDEPARTAMENTO ACADEMICO DE

CIENCIAS BASICASCIENCIAS BASICAS

PROCESO DE DIFUSION GASEOSAPROCESO DE DIFUSION GASEOSA

I) GENERALIDADES:I) GENERALIDADES: -Se realiza a nivel de la relacion Alveolo-capilar a la que se-Se realiza a nivel de la relacion Alveolo-capilar a la que se llama “ Barrera Hematogaseosa o alveolo-capilar”.llama “ Barrera Hematogaseosa o alveolo-capilar”. -Barrera hematogaseosa: 0,3mm de espesor formada por-Barrera hematogaseosa: 0,3mm de espesor formada por los sgtes componentes:los sgtes componentes:

a) Surfactante pulmonar.a) Surfactante pulmonar.b) Epitelio alveolar.b) Epitelio alveolar.c) Membrana basal alveolar.c) Membrana basal alveolar.d) Intersticio.d) Intersticio.e) Membrana basal capilar.e) Membrana basal capilar. f) Epitelio capilar (endotelio).f) Epitelio capilar (endotelio).g) Plasma.g) Plasma.

II. CARACTERISTICAS:II. CARACTERISTICAS:

- Es evento de tipo físico relacionado con el movimiento - Es evento de tipo físico relacionado con el movimiento azaroso de moléculas a los lados de las azaroso de moléculas a los lados de las membranas.membranas.

- Debe considerarse el peculiar hecho del paso de un gas - Debe considerarse el peculiar hecho del paso de un gas de “fase gaseosa” (aire At.) a “fase líquida” de “fase gaseosa” (aire At.) a “fase líquida” (sangre):oxigeno.(sangre):oxigeno.

- Obedece a una gradiente de mayor volumen y presión a - Obedece a una gradiente de mayor volumen y presión a otro menor: Diferencia de Pp de gases.otro menor: Diferencia de Pp de gases.

- Diferencia de N° de moléculas desplazadas en sentido - Diferencia de N° de moléculas desplazadas en sentido contrario: “Difusión Neta” contrario: “Difusión Neta”

III. MODIFICACIONES:III. MODIFICACIONES:

- Se pueden producir debido a:- Se pueden producir debido a:

a) Diferente solubilidad del gas en líquido.a) Diferente solubilidad del gas en líquido.

b) Dimensiones del área de contacto para difusión.b) Dimensiones del área de contacto para difusión.

c) Distancia que debe recorrer el gas.c) Distancia que debe recorrer el gas.

d) La temperatura.d) La temperatura.

e) Peso molecular del gas: “ La velocidad de difusión es e) Peso molecular del gas: “ La velocidad de difusión es

inversamente proporcional a la raíz cuadrada del pesoinversamente proporcional a la raíz cuadrada del peso

molecular del gas”..................LEY DE GRAHAM.molecular del gas”..................LEY DE GRAHAM.

IV. COEFICIENTE DE SOLUBILIDAD EN EL AGUA DE IV. COEFICIENTE DE SOLUBILIDAD EN EL AGUA DE GASES RESPIRATORIOS GASES RESPIRATORIOS

TemperaturaTemperatura OxigenoOxigeno NitrógenoNitrógeno A. CarbónicoA. Carbónico

00 0,0490,049 0,0240,024 1,7131,713

2020 0,0310,031 0,0150,015 0,8780,878

3737 0,0240,024 0,0120,012 0,5700,570

4040 0,0230,023 0,0120,012 0,5300,530

V. CUANTIFICACION DE LA DIFUSION (LEY DE FICK)V. CUANTIFICACION DE LA DIFUSION (LEY DE FICK)

A: FORMULA:A: FORMULA:

D =D =

A x S x T x (P1 – P2)

G x VPM

D = Velocidad de difusión (ml/min) A = Area de difusión. S = Coeficiente de solubilidad del gas. T = Temperatura absoluta. G = Grosor de la membrana (distancia de difusión) PM = Peso molecular del gas.

B: ENUNCIADO:B: ENUNCIADO:

“ “ El paso de un gas a traves de una membrana de tejido es El paso de un gas a traves de una membrana de tejido es directamente proporcional a la superficie del tejido y a la directamente proporcional a la superficie del tejido y a la diferencia de presión parcial del gas entre los dos lados e diferencia de presión parcial del gas entre los dos lados e inversamente proporcional al espesor de la membrana; inversamente proporcional al espesor de la membrana; además, la velocidad del traslado del gas es proporcional además, la velocidad del traslado del gas es proporcional a una constante de difusión que depende de las a una constante de difusión que depende de las propiedades de la membrana y de cada gas en particular”. propiedades de la membrana y de cada gas en particular”.

CONSTANTE DE

DIFUSION =

Solubilidad

V PM

VI. LEY DE LAS PRESIONES PARCIALES (Pp) Y VI. LEY DE LAS PRESIONES PARCIALES (Pp) Y SOLUBILIDAD DE LOS GASES EN LOS LÍQUIDOSSOLUBILIDAD DE LOS GASES EN LOS LÍQUIDOS ((LEY DE HENRYLEY DE HENRY))

A: ENUNCIADO:A: ENUNCIADO:

“ “ La cantidad de gas disuelto en un líquido a temperatura La cantidad de gas disuelto en un líquido a temperatura constante, es directamente proporcional a la presión que constante, es directamente proporcional a la presión que el gas ejerce sobre el líquido y a su coeficiente de el gas ejerce sobre el líquido y a su coeficiente de solubilidad”.solubilidad”.

B. CARACTERISTICAS:B. CARACTERISTICAS:

1) La cantidad de gas que pasa al líquido en contacto1) La cantidad de gas que pasa al líquido en contacto dependerá de la Pp del gas a cada lado de la membrana.dependerá de la Pp del gas a cada lado de la membrana.2) Moléculas de gas atraviesan superficie de intercambio: de2) Moléculas de gas atraviesan superficie de intercambio: de la zona de mayor concentración a la de menor hasta quela zona de mayor concentración a la de menor hasta que se iguala a los lados. ................luego flujo bidireccionalse iguala a los lados. ................luego flujo bidireccional mínimo.mínimo. 3) Gases en líquido se transportan disueltos y combinados3) Gases en líquido se transportan disueltos y combinados con Hb.con Hb. 4) 100 ml de sangre a Pp equivalente al de los alveolos4) 100 ml de sangre a Pp equivalente al de los alveolos contiene: contiene: - 0,30 ml de 0- 0,30 ml de 022.. - 2,69 ml de CO- 2,69 ml de CO22

- 1,14 ml de N- 1,14 ml de N22

5) 5) IMPORTANTE: IMPORTANTE: Gases combinados Gases combinados quimicamente no contribuyen a la Pp de los quimicamente no contribuyen a la Pp de los gases.gases.

6) 6) LEY DE HENRY: LEY DE HENRY: Se refiere a los “estados Se refiere a los “estados de equilibrio” mientras no se altere la de equilibrio” mientras no se altere la temperatura o la Pp del gas en contacto temperatura o la Pp del gas en contacto con el líquido, la cantidad disuelta no con el líquido, la cantidad disuelta no cambia.cambia.

APLICACIONES MEDICAS DE LAS LEYES DE LOS APLICACIONES MEDICAS DE LAS LEYES DE LOS GASESGASES

I. HIPERBARISMO:I. HIPERBARISMO: (presión aumentada) (presión aumentada)

A) CONCEPTO:A) CONCEPTO:

Desde el punto de vista Fisico-químico y fisiológico Desde el punto de vista Fisico-químico y fisiológico evalúa las modificaciones morfofuncionales agudos y evalúa las modificaciones morfofuncionales agudos y cronicos que se producen cuando el órgano es cronicos que se producen cuando el órgano es sometido a presiones altas (ejm: en el buceo).sometido a presiones altas (ejm: en el buceo).

B) CARACTERISTICAS: B) CARACTERISTICAS:

- Por cada 10 – 13,6 mts por debajo del nivel del - Por cada 10 – 13,6 mts por debajo del nivel del mar la presión aumenta en 1 atm. (hombre rana).mar la presión aumenta en 1 atm. (hombre rana).

- En- En descenso descenso: los gases contenidos en nuestras : los gases contenidos en nuestras cavidades se comprimen (volumen se reduce : cavidades se comprimen (volumen se reduce : aumenta la presión ) ....aumenta la presión ) ....

........ Relación inversa entre volumen y presión ........ Relación inversa entre volumen y presión (ley de BOYLE Y MARIOTTE).(ley de BOYLE Y MARIOTTE).

- En - En ascensoascenso: si el buceador no libera aire de : si el buceador no libera aire de pulmones ...........sobre-expansión pulmones ...........sobre-expansión pulmonar..............neumotorax..........pulmonar..............neumotorax..........

.........burbujas en torrente sanguíneo (EMBOLIA .........burbujas en torrente sanguíneo (EMBOLIA GASEOSA)GASEOSA)

C) TRANSTORNOS ESPECIFICOS:C) TRANSTORNOS ESPECIFICOS:

1. NARCOSIS RESPIRATORIA –ENFERMEDAD DE LAS1. NARCOSIS RESPIRATORIA –ENFERMEDAD DE LAS

PROFUNDIDADES:PROFUNDIDADES:

- En condiciones hiperbáricas: trastornos en gases - En condiciones hiperbáricas: trastornos en gases disueltos en cuerpo : oxigeno, anhidrido carbonico, disueltos en cuerpo : oxigeno, anhidrido carbonico, nitrógeno.nitrógeno.

- Aumento de Pp del nitrógeno: narcosis por nitrógeno - Aumento de Pp del nitrógeno: narcosis por nitrógeno (aproximación a 30 mts de profundidad)..........nitrógeno (aproximación a 30 mts de profundidad)..........nitrógeno se disuelve en tejidos sobre todo en grasa (alta se disuelve en tejidos sobre todo en grasa (alta solubilidad para el nitrógeno).solubilidad para el nitrógeno).

- Nitrógeno disuelto lentamente : equilibrio del nitrógeno - Nitrógeno disuelto lentamente : equilibrio del nitrógeno entre tejido y medio ambiente demora horas.entre tejido y medio ambiente demora horas.

- En ascenso rápido (descompresión brusca): - En ascenso rápido (descompresión brusca): gases disueltos se expanden y forman burbujas gases disueltos se expanden y forman burbujas dejando su estado de solución.dejando su estado de solución.

- A mayor cantidad de “burbujas”: - A mayor cantidad de “burbujas”: Dolor articulacionesDolor articulaciones Ahogos Ahogos TosTos SorderaSordera Alteración visual Alteración visual Trastornos vestibularesTrastornos vestibulares ParálisisParálisis ColapsoColapso MUERTE.MUERTE.

- Para evitar “trastornos por - Para evitar “trastornos por descompresión” : descompresión” : tablas de ascenso tablas de ascenso gradualgradual: maniobras para igualar P. : maniobras para igualar P. Interna con la externa.Interna con la externa.

2. TRANSTORNOS CARDIO-VASCULARES:2. TRANSTORNOS CARDIO-VASCULARES:

- - Hiperbarismo: efecto “relajante” .............Bradicardia...............Hiperbarismo: efecto “relajante” .............Bradicardia....................... Vasoconstricción periferica......... Vasoconstricción periferica.

3. TRANSTORNOS NEUMOLOGICOS:3. TRANSTORNOS NEUMOLOGICOS:

-- Hiperbarismo: a 10mts de profundidad : volumen pulmonar Hiperbarismo: a 10mts de profundidad : volumen pulmonar se comprime al 50% ...........aire denso............turbulencia en se comprime al 50% ...........aire denso............turbulencia en traquea y bronquios ...........DISNEA............mayor esfuerzo traquea y bronquios ...........DISNEA............mayor esfuerzo en músculos respiratorios. ...............Mayor Pp de todos los en músculos respiratorios. ...............Mayor Pp de todos los gases.gases.

- Pp de oxigeno mayor a 0,6 Atm: trauma pulmonar.- Pp de oxigeno mayor a 0,6 Atm: trauma pulmonar.- Pp de oxigeno mayor a 2 Atm: intoxicación y- Pp de oxigeno mayor a 2 Atm: intoxicación y

convulsiones convulsiones

II. HIPOBARISMO: II. HIPOBARISMO: (Presión disminuida)(Presión disminuida)

A) CONCEPTO:A) CONCEPTO:

Condición fisiopatológica en donde se estudia Condición fisiopatológica en donde se estudia

determinas alteraciones provocadas en eldeterminas alteraciones provocadas en el

funcionamiento corporal al estar sometidos a presionesfuncionamiento corporal al estar sometidos a presiones

por debajo de 1 atmósfera.por debajo de 1 atmósfera.

B) CARACTERISTICAS:B) CARACTERISTICAS:

- A nivel del mar = 760mm Hg (1 atm).- A nivel del mar = 760mm Hg (1 atm).

- En altura (Huancayo : 3200 mts. Snm) = 523 mmHg.- En altura (Huancayo : 3200 mts. Snm) = 523 mmHg.

- Hipobarismo : condiciona HIPOXIA ambiental............... - Hipobarismo : condiciona HIPOXIA ambiental...............

- HIPOXIA ambiental : condiciona HIPOXIA FISIOLOGICA....- HIPOXIA ambiental : condiciona HIPOXIA FISIOLOGICA....

.........Pp de oxígeno disminuye proporcionalmente .........Pp de oxígeno disminuye proporcionalmente (lijeramente por debajo de 21% de Pb total): Pp de oxígeno (lijeramente por debajo de 21% de Pb total): Pp de oxígeno es de 159 mmHg a nivel del mar y a 15 000 mts. s.n.m es 18 es de 159 mmHg a nivel del mar y a 15 000 mts. s.n.m es 18 mmHg.mmHg.

- HIPOXIA FISIOLOGICA : cambios fisiológicos : Pulso, - HIPOXIA FISIOLOGICA : cambios fisiológicos : Pulso, presión y gasto cardiaco menores ..............poliglobulia.......presión y gasto cardiaco menores ..............poliglobulia.......

..........Polipnea............Neovascularización............Aumento ..........Polipnea............Neovascularización............Aumento de Hb. de Hb.

HIPOXIA

CÉLULA RECEPTORA RENAL

Ácido Araquidónico

PROSTAGLANDINA

AMP – cíclico

sintetasa

AMP - cíclico

ERITROPOYETINAMÉDULA ÓSEA

ERITROPOYESIS

- Transtornos HIPOXICOS severos:- Transtornos HIPOXICOS severos:a) Mal de la montaña agudo.a) Mal de la montaña agudo.b) Mal de la montaña cronico (Enfermedad de Monge)b) Mal de la montaña cronico (Enfermedad de Monge)

- En Hipobarismo : los gases ocupan mayor volumen - En Hipobarismo : los gases ocupan mayor volumen provocando transtornos funcionales:provocando transtornos funcionales:

a) Digestion lenta (gases producidos en digestion equi-a) Digestion lenta (gases producidos en digestion equi- valentes a 6 L aprox. Adoptan mayores volumenes valentes a 6 L aprox. Adoptan mayores volumenes

a presiones menores: ley de BOYLE-MARIOTTE.... a presiones menores: ley de BOYLE-MARIOTTE.... .......Al tomar bebidas calientes se pueden eliminar.......Al tomar bebidas calientes se pueden eliminar

con facilidad : LEY GENERAL DE LOS GASES.con facilidad : LEY GENERAL DE LOS GASES.b) Tapado de oidos (aero-otitis): ley de GAY-LUSSAC.b) Tapado de oidos (aero-otitis): ley de GAY-LUSSAC.c) Aire a presión en senos paranasales (aero- sinucitis) c) Aire a presión en senos paranasales (aero- sinucitis)