INTERCAMBIO GASEOSO

CATEDRA DE FISIOLOGÍA DEL

EJERCICIO III

POSGRADO DE MEDICINA DEL

DEPORTEDR. MARIO OCHOA

PINTO PABLO

El Proceso Respiratorio.

1. La Ventilación Pulmonar2. La Difusión de los Gases (Intercambio

gaseoso).3. El Transporte de los Gases4. El Intercambio gaseoso celular.5. Regulación del EAB6. La Regulación de la Respiración.

El aparato respiratorio

• Vías respiratorias• Fosas nasales• Faringe• Laringe• Tráquea• Bronquios• Bronquiolos

• Pulmones

Anatomía Funcional del Aparato Respiratorio.

• La Pared torácica.• Los músculos respiratorios.• Las Pleuras• Los Pulmones• Las Vías Aéreas.• La Circulación Pulmonar• La Inervación bronquial.

La Mecánica Respiratoria

♫ Los Músculos Respiratorios.

♫ Los Movimientos de entrada y salida del aire de los pulmones:

Espiración [Deflación]

Inspiración. [Inflación]

[El tejido elástico del Pulmón]

Diafragma contraídoel volumen torácico aumenta

Inspiración: Entra aire

Diafragma relajadoel volumen torácico disminuye

Espiración: Sale aire

La inspiración siempre es un movimiento activo

La espiración en general es un movimiento pasivo

Existen dos movimientos respiratorios: inspiración y espiración

Músculos que causan expansión y contracción

pulmonar

• Respiración tranquila

Movimiento del diafragma

• Contracción del diafragma

• Tira hacia abajo los pulmones

Inspiración• Se relaja• Retroceso elástico

de los pulmones con compresión abdominal

Espiración

• Respiración Forzada

Músculos abdominales

• Empujan el contenido abdominal hacia arriba

• Comprimiendo los pulmones

Caja torácica• Se eleva• > El diametro AP en

un 20%• Desciende

Músculos Inspiratorios y

espiratorios

Ventilación pulmonar

La pleura es una membrana de doble pared que rodea cada pulmón

Pleura visceral

Pleura parietal

Espiración e Inspiración.- Factores (4)

2.- La Presión Pleural (PP)3.- La Presión Alveolar. (PA)4.- La Presión transpulmonar: (Negativa) PA - PP

La Espiración.

Proceso Pasivo Relajación de músculos. Inspiratorios La Fuerza del proceso elástico la Presión Alveolar. Gradiente de presión boca-alvéolos Salida del aire y de substancias

Volátiles.

La Espiración.

Se hace activa Se utilizan los músculos espiratorios en forma consciente o voluntaria y activa.

La Distensibilidad Pulmonar

Cambio en el Volumen Pulmonar por unidad de Presión intrapulmonar

Valor normal: 200 mL/cm H2O.

Significado: Al la presión

intrapulmonar 1 cm H2O, los pulmones incrementan en 200 mL su volumen.

Propiedades elásticas del Pulmón

Un cuerpo elástico.Tendencia a recuperar su volumen de

reposo después de haber sido distendido.

Dos elementos: Los Factores Determinantes El Surfactante.

Los Factores Determinantes

La Elasticidad del tejido pulmonar: ⅓ de la elasticidad total.

Las fuerzas elásticas provocadas por la Tensión Superficial del líquido que rodea los alvéolos: 2/3 del total.

La “Compliance” (C)Distensibilidad

Es la fuerza que debe aplicarse para sacar a un cuerpo elástico del reposo.

Elasticidad es la fuerza que debe hacer para regresar al reposo.

PVCCompliance

)(

Compliance y Elasticidad

La Curva de la Compliance

El SurfactanteAgente Tensioactivo.

Células Epiteliales Alveolares o Neumocitos tipo II.

Son el 10% de la superficie alveolar total.

Compuesto por Fosfolípidos: Dipalmitoil-

fosfatidilcolina + Ca2+ + Apoproteínas

La Resistencia de las Vías Aéreas.-

Ligada al Flujo Aéreo en las vías. El gradiente y el Flujo. Tres tipos de Flujo Aéreo: Flujo Laminar . Flujo en remolino local o transicional o

mixto. Flujo Turbulento.

La Resistencia de las Vías Aéreas.-

Flujo en remolino, transicional o mixto: • El más frecuente. • Bifurcaciones• Tasa más elevada.

• INTERCAMBIO GASEOSO• Intercambio de gases se refiere a la difusión de O2 y CO2 en los pulmones y tejidos

periféricos.

• Tiene lugar por difusión de los gases.

• Se produce por las diferencias de presión parcial entre el alvéolo y la sangre, para cada uno de los gases.

• La presión parcial es proporcional a su concentración en una mezcla de gases.

Intercambio de gases: Aire inspirado y espirado

Intercambio de gases: Presión parcial

Región Aire Alveolo Arteria Intersticio Célula Vena

O2 160 100 95 40 35 40

CO2 0,3 40 40 45 46 45

Presión parcial de gases, a nivel del mar, en distintas regiones o partes del organismo [mm Hg]

LEYES DE LOS GASES

• Los mecanismos del intercambio de gases se basan en las propiedades fundamentales de los gases e incluyen su conducta en solución

• Estas son:• Ley general de los gases• Ley de Boyle• Ley de Dalton • Ley de Henry• Ley de Fick

Intercambio gaseoso

Difusión de los Gases. Transporte de los gases en Sangre.

Intercambio de gases entre la Sangre (GR) y las células.

Difusión de los Gases.

Características de los gases.Composición de los Gases.Estructura de la Membrana Alvéolo-Capilar.

A través de la Membrana Alvéolo-Capilar.Conocer las Leyes de los Gases.Parámetros físicos que involucran: Presión () Temperatura Volumen Humedad (Vapor de Agua) Permeabilidad de la membrana

LEY GENERAL DE LOS GASES

• Establece que el producto de la presión multiplicado por el volumen de un gas es igual al número de moles del gas multiplicado por la constante de los gases multiplicada por la temperatura.

• P = Presión (mmHg)• V = Volumen (L)• N = Moles (mol)• R = Constante de los gases• T = Temperatura (K)

LEY GENERAL DE LOS GASES

• Aplicación

• Fase gaseosa = TCPS (T° corporal 37°C, presión ambiente y gas saturado con vapor de agua)

• Gases disueltos en gases = TEPS (T° estándar 0°C, presión estándar 760 mmHg, y gas seco.

LEY DE BOYLE

• La presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante.

• El volumen es inversamente proporcional a la presión:•Si la presión aumenta, el volumen disminuye.•Si la presión disminuye, el volumen aumenta.

LEY DE BOYLE

• Otra manera de expresar la ley de Boyle

• Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1 que se encuentra a una presión P1 al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta un nuevo valor V2, entonces la presión cambiará a P2, y se cumplirá

Ley de Boyle-Mariotte.

A Temperatura constante:

P1V1 = P2V2

P es inversamente proporcional a V. En inspiración el Alvéolo Vol., y suspresiones , lo cual crea grandiente para que entre el flujo de aire desde la atmósfera.

Ley de Charles

A Presión constante:

El volumen es proporcional a la TemperaturaA volumen constante, P es proporcional a T.

2

1

2

1

TT

VV

Ley de Avogadro

El N° de moléculas es igual cuando V

es constante y T y P son iguales.

La Ley de Henry

“El volumen de un gas disuelto en líquidos es proporcional a su presión parcial”.

La Ley de Dalton

☻Cada gas desarrolla una presión propia (Presión Parcial), como si estuviese solo.

☻La Presión Total es Σ de todas. ☻Los gases tienden a ocupar todo el

espacio.

LEY DE LAS PRESIONES PARCIALES DE DALTON

• La presión parcial de un gas en una mezcla de gases es la presión que el gas ejercería si ocupara el volumen total de la mezcla. Por consiguiente, la presión parcial es la presión total multiplicada por la concentración fraccional del gas seco

La Presión Parcial de un gas.

PP = % x Presión Atmosférica Total.

Ejemplo del O2:

20.84 % x 760 mm Hg = 160 mm Hg

Difusión de los Gases a través de la membrana A-C

El gas se expande para ocupar el espacio alveolar.

Movimiento de partículas da la Energía. 4 Factores de la Membrana A-C.

La Membrana A-CFactores

1.Espesor de la Membrana

2.Coeficiente de Difusión de los gases.

3.Superficie de la Membrana

4.Gradiente de Presión

LEY DE FICK

• La transferencia de los gases a través de las membranas celulares o de las paredes capilares tiene lugar por difusión simple.

• Vx = DAΔP• Δx Vx = Volumen del gas transferido por unidad

de tiempo

D = Coeficiente de difusión del gas

A = Área de superficie

ΔP = Diferencia de presión parcial del gas

Δx = Espesor de la membranas

El Coeficiente de Difusión de los Gases

Ley de Difusión de Fick: La velocidad de difusión de un gas através de una membrana es proporcionala:1. Superficie de la membrana2. P3. Espesor (Inversamente)

La Ley de Laplace-Young

La burbuja de jabón.El O2 debe pasar por una interfase H2O-

Gas.Esa interfase es uno de los

determinantes de la Tensión Superficial.Las moléculas de H2O están unidas y

tienen carga eléctrica.

La Superficie de la Membrana.

1. Las infecciones pulmonares.2. El Enfisema.3. La Fibrosis4. Extirpación de lóbulo.

El Gradiente de Presión

P entre entre los Alvéolos y la Sangre.

Difusión de gases bidireccional.

INTERCAMBIO DE GASES

• Aire seco inspirado: PO2 es de 160 mmHg, PCO2 es 0

• Aire traqueal humedo: A 37°C, PH2O es 47 mmHg, PO2 es 150 mmHg

• Aire alveolar: PO2 es de 100 mmHg, PCO2 es 40 mmHg

INTERCAMBIO DE GASES

• Sangre venosa mezclada: Refleja la activadad metabólica de los tejidos. PO2 es de 40 mmHg, PCO2 es 46 mmHg

• Sangre arterial sistémica: PaO2 es de 100 mmHg, PaCO2 es 40 mmHg

INTERCAMBIO DE GASES

• Intercambio de gas limitado por difusión• Significa que la cantidad de gas transportada a través de la

barrera alveolocapilar es limitada por el proceso de difusión.

• Mientras se mantenga el gradiente de presión parcial para el gas, la difusión continua a lo largo del trayecto de los capilares

INTERCAMBIO DE GASES

• Intercambio de gas limitado por perfusión• El intercambio es limitado por el flujo de sangre a través de

los capilares pulmonares

• El gradiente de presión parcial no se mantiene, y en tal caso, la única manera de incrementar la magnitud del intercambio de gas es aumentado el flujo de sangre