Principios fsicos del intercambio gaseoso

Principios fsicos del intercambio gaseoso Dra. Thania Espinal 18 Noviembre 2014 Despus que los alveolos se hayan ventilado con aire limpio, la siguiente fase del proceso respiratorio es la difusin del oxigeno desde los alveolos hacia la sangre pulmonar.

Base molecular de la difusin gaseosa Todos los gases importantes en fisiologa respiratoria son molculas simples que se mueven libremente entre si, que es el proceso que se denomina difusin Para que se produzca la difusin debe de haber una fuente de energa, esta procede del movimiento cintico de las propias partculas

Presiones parciales de gases individualesLa presin esta producida por mltiples impactos de partculas en movimiento contra una superficie.

La presin es directamente proporcional a la concentracin de las molculas de gas.

Presiones Parciales En fisiologa respiratoria se maneja muestras de gases-mezclas de gases, principalmente de oxigeno, nitrgeno y dixido de carbono.

Presiones Parciales La velocidad de difusin de cada uno de estos gases es directamente proporcional a la presin que genera ese gas.

Y se denomina presin parcial del gas. Presiones Parciales Ejemplo:Aire 79% de nitrgeno y 21% de oxigeno.

La presin total de este gas es 760mmHg

El 79% esta producido por el nitrgeno (600 mmHg) y oxigeno es de (160mmHg)Factores que determinan la presin parcial de un gas disuelto en un liquido1. Concentracin2. Coeficiente de solubilidad

Ley de Henry:

Presin parcial= Concentracin de gas disuelto Coeficiente de solubilidad Factores que determinan la presin parcial de un gas disuelto en un liquido1 atmosfera = 760 mmHg Coeficientes de gases respiratorios importantes a temperatura corporal

Oxigeno0,024Dioxido de carbono0,57Monoxido de carbono0,018NitrogenoHelio 0,0120,008Difusin de gases entre la fase gaseosa de los alveolos y la fase disuelta de la sangre pulmonar. La presin parcial de cada uno de los gases en la mezcla de gas respiratorio alveolar tiende a hacer que las molculas de ese gas se disuelvan en la sangre de los capilares alveolares.

Las molculas del mismo gas que ya estn disueltas en la sangre estn rebotando de manera aleatoria en el liquido de la sangre y algunas de estas molculas que rebotan escapan al alveolo.

Difusin de gases a travs de lquidos Diferencia de presin para producir la difusin

Factores que afectan la velocidad de difusin del gas en un liquido. La solubilidad del gas en el liquidoEl rea transversal del liquidoLa distancia a travs de la cual debe difundir el gasEl peso molecular del gasLa temperatura del liquido.Aire atmosfrico - Aire alveolar Aire atmosfricoAire HumidificadoAire Alveolar Aire espirado N2597 563,4569566O2159149,3104120CO 20,30,34027H2O3,7474747Total 760760760760Velocidad con que se renueva aire alveolar La capacidad residual funcional de los pulmones es de aproximadamente 2300ml

Sin embargo solo 350 ml de aire nuevo entran en los alveolos en cada inspiracin normal y se espira esta misma cantidad de aire alveolar.

Importancia de la sustitucin lenta del aire alveolar Prevencin de cambios sbitos de las concentraciones de gases en sangre Ayuda aumentos o disminuciones excesivas de: Oxigenacin tisular Concentracin tisular de Co2PH tisular Difusin de gases a travs de la membrana respiratoria. La unidad respiratoria de llama Lobulillo respiratorioEsta formada por:Bronquiolo respiratorioConductos alveolares Atrios y alveolos

Factores que influyen a la velocidad de difusin a travs de la membrana. Grosor de la membrana rea superficial de la membranaCoeficiente de difusin Diferencia de presin parcial Una vez que el oxigeno se ha difundido desde los alveolos hacia la sangre pulmonar, es transportado hacia los capilares de los tejidos perifricos combinado casi totalmente con la hemoglobina.

Regulacin de la respiracin Centro respiratorio:Esta formado por varios grupos de neuronas localizadas bilateralmente en el bulbo raqudeo y la protuberancia del tronco enceflico.Centro respiratorioGrupo respiratorio dorsal: localizado en la porcin ventral del bulbo, produce la inspiracin

Centro respiratorio2. Grupo respiratorio ventral: localizado en la parte ventrolateral del bulbo, produce la espiracin.

Centro respiratorio3. Centro neumotaxico: esta localizado dorsalmente en la porcin superior de la protuberancia, Controla la frecuencia y profundidad de la respiracin.

Grupo respiratorio dorsalTiene la funcin mas importante en el control de la respiracin.

Sus neuronas estn localizadas en el interior del ncleo del tracto solitario.

Grupo respiratorio dorsalLos nervios vago y glosofarngeo transmiten seales sensitivas hacia el centro respiratorio desde: Quimiorreceptores perifricosBarorreceptoresDiversos tipos de receptores de los pulmones Grupo respiratorio dorsalEl ritmo bsico de la respiracin se genera principalmente en el grupo respiratorio dorsal de neuronas.

La seal respiratoria es una seal en rampa, se genera un aumento progresivo del volumen de los pulmones, durante la inspiracin en lugar de jadeos. Grupo respiratorio dorsalEl ritmo bsico de la respiracin se genera principalmente en el grupo respiratorio dorsal de neuronas.

La seal respiratoria es una seal en rampa, se genera un aumento progresivo del volumen de los pulmones, durante la inspiracin en lugar de jadeos. Centro neumotaxico Localizado dorsalmente en el ncleo parabraquial, de la parte superior de la protuberancia.

Centro neumotaxico Transmite seales hacia la zona inspiratoria, el efecto principal es controlar el punto de desconexin. Controlando as la duracin de la fase del llenado del ciclo pulmonar.Cuando la seal neumotaxica es intensa la inspiracin podra durar tan solo 0.5 s. Centro respiratorio ventral. Localizado a ambos lados del bulbo raqudeo, se encuentra en el ncleo ambiguo rostralmente, y en el ncleo retroambiguo caudalmente. Centro respiratorio ventral. Permanecen casi totalmente inactivas.No parecen participar en la oscilacin rtmica bsica que controla la respiracin.La zona respiratoria ventral contribuye tambin al impulso respiratorio adicional. Contribuyen tanto en la espiracin como en la inspiracion. . Control qumico de la respiracin El ultimo objetivo de la respiracin es mantener concentraciones adecuadas de oxigeno, dixido de carbono e iones hidrogeno en los tejidos. Control qumico de la respiracin El exceso de dixido de carbono o de iones hidrogeno acta de manera directa sobre el centro respiratorio, haciendo que se produzca un aumento de la intensidad de seales motoras.

Control qumico de la respiracin El oxigeno, no tiene un efecto directo significativo sobre el centro respiratorio.

Acta casi totalmente sobre quimiorreceptores perifricos que estn situados en los cuerpos carotideos y articos. Control qumico de la respiracin