Intercambio de gases en la respiración

Benemérita Universidad Autónoma de PueblaFacultad de Medicina

Departamento de Fisiología

Instructor: Reyes Torres Bruno Eduardo

Recuerdo anatómico

.04 % de CO2, gases invernadero y gases nobles

20.95 % de O2

79.01 % de N

Composición atmosférica

Unidades de presión• 1 Torr = 1 mmHg• 1 mmHg = .133kPa• 1 kPa = 7.5006 mmHg o Torr

Definición de presión

“Fuerza aplicada sobre unidad de área”

P

Leyes y propiedades de los gases

La dinámica del Oxigeno, nitrógeno y anhídrido carbónico se explica tomándolos en cuenta como

gases ideales*.

(P)(V)Ley general de los gases

• Ley de Boyle

• Ley de Charles

• Ley de Gay-Lussac

(P

T = constante

V

P = constante

P= K2T

V = constante

Presión atmosférica = 760 mmHg

Ley Dalton

“En una mezcla de gas cada componente ejerce una presión parcial

en función a su concentración”

Pgas = (Ptot) (Fg)

F. Conti. (2010). Fisiología médica. Mc Graw Hill. Milano Italia.

Pgas = (Ptot) (Fg) = (760 mmHg) (.2095)

= 159.22 mmHg

Pgas = (Ptot) (Fg) = (760 mmHg) (.7901)

= 600.476 mmHg

Pgas = (Ptot) (Fg) = (760 mmHg) (.04)

= 30.4 mmHg

Presión de Oxigeno

Presión de nitrógeno

Presión de gases restantes

Atmosfera en Condición de temperatura,

presión estándar y sequedad(STPD)

El aire ambiental inhalado por las vías aéreas se calienta a 37°C y se humecta

PH2O =47 mmHg

- + Pat = presión de los gases dentro de las vías aéreas

713 mmHg

Pgas = (Ptot) (Fg) = (713 mmHg) (.2095)

= 149.37 mmHg

Pgas = (Ptot) (Fg) = (713 mmHg) (.7901)

=563.98 mmHg

Presión de nitrógeno

Presión de Oxigeno

Condición BTPS

Variación de la presión de agua

según la temperatura

Ley de Henrry

“La cantidad de gas disuelto en un liquido es proporcional a la presión parcial del

gas”

F. Conti. (2010). Fisiología médica. Mc Graw Hill. Milano Italia.

DerivacionesCoeficiente de solubilidad α = cantidad disuelta y

presión parcial

α = 1/T

A 37 °C α = .032 para el dióxido de carbono y .0013 para el oxigeno

El CO2 es casi 24 veces más soluble que el O2

F. Conti. (2010). Fisiología médica. Mc Graw Hill. Milano Italia.

Ley de Graham“El coeficiente de solubilidad es inversamente proporcional a la

raíz cuadrada del peso molecular”

Relación entre la velocidad de difusión del O2 con relación al CO2

𝛼√𝑃𝑒𝑠𝑜𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑒𝑙𝑔𝑎𝑠Velocidad de difusión =

𝛼𝑑𝑒𝑙𝐶𝑂 2√𝑃𝑒𝑠𝑜𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑒𝑙𝐶𝑂 2

𝛼𝑑𝑒𝑙𝑂2√𝑃𝑒𝑠𝑜𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑒𝑙𝑂2 =

.0013√32.032√ 44

=

20.7El dióxido de carbono difunde más

rápido que el oxigeno

F. Conti. (2010). Fisiología médica. Mc Graw Hill. Milano Italia.

Conceptos relevantes

• Los valores normales de PO2 en condiciones de reposo y a nivel del mar, oscilan casi siempre entre

90 y 97 mmHg, entre los 20 y 70 años de edad desciende 6mmHg.

• La PCO2 en la sangre arterial oscila entre los 35 y 40 mmHg, aumenta 4mmHg con el envejecimiento.

F. Conti. (2010). Fisiología médica. Mc Graw Hill. Milano Italia.

Intercambio de gases en la membrana alveolocapilar

Endotelio

Membrana basal

Tejido intersticial

Membrana alveolocapilar

Membrana basal

Grosor: .5 micrómetros

Epitelio alveolar

Ley de FickLa difusión de un gas está condicionada por diferentes

factores:

= D gas

= Volumen de gas que difunde por unidad de tiempoD gas = Coeficiente de difusión del gas = área de superficie de intercambiod = grosor de la membrana = gradiente de presiones en ambos compartimientos

La difusión del CO2 y del O2 en la membrana alveolo capilar está en

función de:

• ΔP de los gases de los alveolos y en sangre capilar.• Grosor de la membrana alveolocapilar.• Área de superficie de intercambio• D gas del CO2 y O2

• Tiempo de contacto de los gases con la superficie de intercambio

Gradiente de PresiónDiferencia de presiones del gas en los alveolos y

en las sangre venosa de los capilaresΔP =

CO2

O2

ΔP = 40 mmHg

= - 6mmHg

ΔP = 100 mmHg

= 60 mmHg

Espesor de la membrana

.5 micrómetrosEdema del espacio intersticial

Fibrosis pulmonar

Superficie de intercambio70 m2 de superficie alveolar

100 m2 de superficie capilar pulmonar

EnfisemaEjercicio físico intenso

Coeficiente de difusión los gases CO2 24:1 O2

Variación de la Pgasen diferentes circunstancias

F. Conti. (2010). Fisiología médica. Mc Graw Hill. Milano Italia.

F. Conti. (2010). Fisiología médica. Mc Graw Hill. Milano Italia.

F. Conti. (2010). Fisiología médica. Mc Graw Hill. Milano Italia.

Conclusión • Ley Henry y Graham muestran la presión de los

gases atmosféricos en relación a temperatura corporal y peso molecular.

• Ley Fick relaciona las variaciones de la difusión de los gases a través de la MAC.

• La efectividad de los procesos respiratorios no sólo está en base a la mecánica ventilatoria.

F. Conti. (2010). Fisiología médica. Mc Graw Hill. Milano Italia.