PRINCIPIOS FÍSICOS DEL INTERCAMBIO GASEOSO; DIFUSION DE O2 Y CO2 A TRAVES DE LA MEMBRANA RESPIRATORIA

•La difusión es en respuesta a un gradiente de concentración.

•Los gases son moléculas que se mueven libremente entre si, para que se produzca la difusión debe existir una fuente de energía.

•El gas contribuye a la presión total en una forma directamente proporcional a la concentración.

•La difusión depende de la presión parcial del gas

•El aire es humidificado a nivel de las vías aéreas determinando una presión de vapor de agua de 47mm Hg

Difusión Neta de un Gas 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 ladifusión neta

Presiones Gaseosas en una Mezcla de Gases.•La presión es directamente proporcional a

la concentración de las moléculas del gas

•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

Factores que determinan la presión parcial de un Gas disuelto en un líquido•Concentración

•Coeficiente de Solubilidad del Gas (Moléculas de Gas atraídas física o químicamente por el agua y otras que son repelidas)

Ley de Henry:

•Cuando la Presión parcial es expresada en atmósferas (la presión de 1 atmosfera es igual a 760 mm Hg) y la concentración es expresada en volumen de gas disuelto en cada volumen de agua, los coeficientes de solubilidad para los mas importantes gases respiratorios a la temperatura corporal son los siguientes:

Gas Coeficiente de Solubilidad

Oxígeno 0,024

Dióxido de Carbono 0,57

Monóxido de Carbono 0,018

Nitrógeno 0,012

Helio 0,008

•De esta tabla, se puede ver que el dióxido de carbono es mas de 20 veces mas soluble que el oxígeno.

•Por lo tanto, la presión parcial del dióxido de carbono (para una concentración dada) es menos de 1/20 que la ejercida por el oxigeno.

Difusión de Gases entre la fase gaseosa de los alvéolos y la fase disuelta de la sangre pulmonar

•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.

Presión de Vapor de Agua

•Presión parcial que ejercen las moléculas de agua para escapar a través de la superficie

•A la temperatura corporal normal de 370C, la presión de vapor es de 47mmHg.

•La presión de vapor de agua depende totalmente de la temperatura

Cuantificación de la Velocidad neta de difusión en líquidos•Factores que afectan la velocidad de

difusión de un gas en un líquido

▫Solubilidad de un Gas en el líquido▫Área transversal del líquido ▫Distancia a través de la cual debe difundir

el gas▫Peso molecular del gas▫Temperatura

Cuantificando la Tasa Neta de Difusión en los Líquidos

•D=velocidad de difusión •∆P=diferencia de presión parcial entre los

dos extremos •A= área transversal del trayecto •S=solubilidad del Gas•d= distancia de difusión•PM=peso molécular

Cuantificando la Tasa Neta de Difusión en los Líquidos

Gas Tasa Neta de Difusión

Oxígeno 1,0

Dióxido de Carbono 20,3

Monóxido de Carbono 0,81

Nitrógeno 0,53

Helio 0,95

Difusión de Gases a través de tejidos

•Gases soluble en lípidos y por lo tanto son muy solubles en las membranas celulares

•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

Composición del aire alveolar y su relación con el aire atmosférico

•Aire alveolar no tiene en modo alguno las mismas concentraciones de gases que el aire atmosférico.

Humidificación del aire en las vías respiratorias

•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.

Humidificación del aire en las vías respiratorias

Velocidad con que se renueva el aire alveolar por el aire atmosférico•Capacidad residual funcional de los

pulmones 2.300 ml •350 ml •Volumen de aire alveolar 1/7

Tasa a la cual el Aire Alveolar es Renovado por el Aire Atmosférico

Expiración de un gas a partir de los alveolos con respiraciones sucesivas

Tasa a la cual el Aire Alveolar es Renovado por el Aire Atmosférico

Tasa de remoción de un exceso de gas a partir de los alvéolos.

Importancia de sustitución lenta del aire alveolar

•Prevenir aumentos y disminuciones excesivos de oxigenación tisular, de la concentración tisular de CO2 y del pH tisular cuando se produce una interrupción temporal de la respiración

Concentración y presión parcial de O2 en los alvéolos•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

•Concentración O2 en los alvéolos y también su presión parcial están controladas por:

▫Velocidad de Absorción de oxígeno hacia la sangre

▫La velocidad de entrada de oxígeno nuevo a los pulmones por el proceso de ventilación.

Concentración y presión parcial de CO2 en los alvéolos

•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•La composición global del aire espirado

esta determinado por▫Cantidad de aire espirado (aire del espacio

muerto)▫La cantidad que es aire alveolar

Difusión de gasea a través de la membrana respiratoria•Unidad Respiratoria-Lobulillo

Respiratorio•300 millones de alveolos en los pulmones •0.2mm

Membrana respiratoria

•70m2•60-140 ml •0.2μm•0.6μm•Capilares pulmonares 5μm

Factores que influyen en la velocidad de difusión gaseosa a través de la membrana respiratoria •Grosor de la membrana•Área superficial de la membrana•Coeficiente de difusión •Diferencia de Presión

Capacidad de difusión de la membrana respiratoria

•Volumen de un gas que difunde a través de la membrana en cada minuto para una diferencia de presión parcial de 1mmHg

Capacidad de difusión del O2

•Capacidad de difusión del oxígeno 21ml/min/mmHg

•230 ml

Aumento de la capacidad de difusión del oxígeno durante el ejercicio •65 ml/min/mmHg

▫Apertura de Capilares pulmonares▫Mejor equilibrio entre la ventilación de los

alveolos y la perfusión de capilares alveolares con sangre

Capacidad de Difusión del CO2

•CO2 difunde a través de la membrana respiratoria con tanta rapidez que la Pco2 media de la sangre pulmonar no es muy diferente a la Pco2 de los alveolos (1mmHg)

•400-450 ml/min/mmHg•1.200-1.300 ml/min/mmHg.

Efecto del coeficiente de Ventilación-perfusión sobre la concentración de gas alveolar

•VA/Q•VA=ventilación alveolar•Q= flujo sanguíneo Cuando el cociente es cero o infinito no hay

intercambio de gases a través de la membrana

Diagrama Po2-Pco2, VA/Q

•Cortocircuito fisiológico▫Cuanto mayor sea el cortocircuito

fisiológico , mayor es la cantidad de sangre que no se oxigena cuando pasa por los pulmones

•Espacio muerto fisiológico•Anomalías del cociente de ventilación-

perfusión•VA/Q anormal en la enfermedad pulmonar

obstructiva crónica.

•"Imposible" es sólo una palabra que usan los hombres débiles para vivir fácilmente en el mundo que se les dio, sin atreverse a explorar el poder que tienen para cambiarlo. "Imposible" no es un hecho, es una opinión. "Imposible" no es una declaración, es un reto. "Imposible" es potencial. "Imposible" es Temporal, "Imposible" no es nada…..

Dr. Benjamín Carson Benjamin Solomon Carson nació el 18 de septiembre de 1951 en Detroit (Michigan), el hijo menor de Robert y Sonya CarsonSu madre, Sonya había abandonado la escuela en tercer grado, y se casó cuando ella tenía sólo 13 años. Cuando Benjamin Carson tenía sólo ocho años, sus padres se divorciaron, y la señora Carson asumió la responsabilidad de sostener a Benjamin y su hermano mayor Curtis por su cuenta. Ella trabajó en dos, a veces tres, puestos de trabajo a la vez para mantener a sus hijos.

• Carson manifestó tempranamente dificultades en su educación primaria, llegando a ser el peor alumno de su clase, convirtiéndose en sujeto de insultos por parte de sus compañeros

• Decidida a cambiar la vida de sus hijos, la Sra. Carson limitó el tiempo que Ben y Curthis pasaban frente a la televisión y se negó a dejarlos salir a jugar hasta que hubiesen terminado su tarea cada día. Les exigió leer dos libros cada semana y darle informes escritos sobre ellos, a pesar de que, debido a su propia falta de educación, apenas podía leer los informes que Ben y su hermano escribían.

 "Fue en ese momento que me di cuenta que no era estúpido"• Se graduó con honores de la escuela

secundaria y asistió a la Universidad de Yale, donde obtuvo una licenciatura en Psicología.

•Luego  estudió en la Facultad de Medicina de la Universidad de Michigan, donde su interés se desplazó hacia la neurocirugía

•A la edad de 32 años, se convirtió en jefe de residentes de neurocirugía del Hospital Johns Hopkins

• A los treinta y tres años fue nombrado Director del Departamento de Neurocirugía Pediátrica.

• llegó a ser conocido por acceder a tratar casos desesperados o de alto riesgo y por combinar sus propias habilidades quirúrgicas y el conocimiento del funcionamiento del cerebro, con innovadoras tecnologías. Entre ellas se cuentan el primer procedimiento intra-uterino para aliviar la presión sobre el cerebro en una hidrocefalia fetal convirtiéndose en el primer médico en operar a un feto dentro del útero. Además, Carson realizó en 1985 un peligroso procedimiento quirúrgico, la hemisferectomía, que consiste en extraer la mitad del cerebro. Desde entonces, la operación ha ayudado a muchos pacientes llevar una vida sana y normal. A finales de los años 1980, Carson se hizo conocido como un experto en uno de los tipos de cirugía más difíciles: la separación de gemelos siameses.

• En septiembre de 1987, Carson hizo historia siendo el cirujano principal del equipo de setenta personas que realizó exitosamente, tras 22 horas, el complejo procedimiento de separar a los gemelos siameses alemanesPatrick y Benjamin Binder, de siete meses de edad, que estaban unidos por la parte posterior de la cabeza. Las operaciones de este tipo siempre habían fracasado, resultando en la muerte de uno o ambos bebés. Sin embargo, los hermanos Binder sobrevivieron y ahora tienen vidas completamente indepediente

•Lo que ahoga a alguien no es caerse al río, sino mantenerse sumergido en él………..Paulo Coelho

Muchas Gracias!!!