Fisiologia Respiratoria

PowerPoint PresentationTrujillo – Perú
Transporte de gases
en la sangre
Circulación
sistémica
O2
CO2
Nutrientes
ATP
Respiración
célular
Corazón
La respiración consiste en el intercambio de gases (O2, CO2) entre las células y la atmósfera.
Puede dividirse en:
Interna: Respiración celular
Dr. Edgar Yan Quiroz
Difusión de los gases
Todos los gases que intervienen en la fisiología respiratoria son moléculas simples que se mueven libremente unas entre otras
Para que se produzca dicha difusión debe haber una
Fuente de energía = MOVIMIENTO CINÉTICO DE LAS MOLÉCULAS
Es decir con excepción de la temperatura (que genera energía)
Todas las moléculas de la materia ESTÁN EN CONTINUO MOVIMIENTO
La difusión siempre procede de una región de mayor concentración a otra menos concentrada
EFECTO DE UN GRADIENTE DE CONCENTRACIÓN
DIFUSIÓN
*
originando
PRESIÓN
Por lo tanto
La Presión de un gas que actúa sobre la superficie de las vías respiratorias es
Por lo tanto
LA PRESIÓN ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LA CONCENTRACIÓN DE MOLÉCULAS DEL GAS
Estos gases contienen moléculas
*
Composición del aire seco:
…..
Presión parcial del gas (Producto de la presión total x fracción del gas):
Nitrógeno (0.79 x 760mmHg = 600mmHg)
Oxígeno (0.21 x 760mmHg = 160mmHg)
*
Presiones de gases en una mezcla gaseosa (o en solución)
La presión de un gas en solución
Sino también por su COEFICIENTE DE SOLUBILIDAD
Es decir algunas moléculas experimentan ATRACCIÓN FÍSICA O QUÍMICA por el AGUA (H2O)
Cuando esto ocurre
Una mayor ATRACCIÓN = La PRESIÓN DEL GAS DISMINUYE, porque se liga y pierde fuerza para ejercer presión
Una menor ATRACCIÓN = La PRESIÓN DEL GAS AUMENTA, porque NO se liga
Finalmente observamos que existen dos factores que inciden sobre la PRESIÓN de los gases
No sólo esta determinado por su concentración
PRESIÓN DEL GAS
Presiones de gases en una mezcla gaseosa (o en solución)
PRESIÓN DEL GAS
(> Afinidad por el H2O)
Puede observarse que el CO2 es 20 veces más soluble que el oxígeno
Gases
*
Composición del aire alveolar: Su relación con el aire atmosférico
El aire alveolar no tiene las mismas concentraciones de gases que el aire atmosférico
Gases
Total
En cada ventilación el aire alveolar es SUSTITUIDO SOLO PARCIALMENTE por el AIRE ATMOSFÉRICO
O2
O2
CO2
CO2
1.a respiración
2.a respiración
3.a respiración
8.a respiración
12.a respiración
16.a respiración
4.a respiración
Espiración de un gas en los alveólos en las sucesivas respiraciones
En cada ventilación el aire alveolar es SUSTITUIDO SOLO PARCIALMENTE por el AIRE ATMOSFÉRICO
O2
O2
En segundo lugar se esta absorbiendo CONTINUAMENTE OXÍGENO DEL AIRE ALVEOLAR
CO2
En tercer lugar el CO2 se esta DIFUNDIENDO CONSTANTEMENTE de la sangre pulmonar hacia los alveólos
CO2
Tasa de Eliminación de un exceso de gas de los alvéolos
Tiempo (segundos)
Ventilación
alveolar
normal
Ventilación
alveolar
normal
1/2
Ventilación
alveolar
normal
CONCENTRACIÓN DE OXIGENO Y PRESIÓN PARCIAL EN LOS ALVÉOLOS
Presión O2 normal alveolar
4.2
ALVEÓLO
O2
O2
La tasa de ventilación alveolar aumenta hasta 4 veces y la tasa de absorción de O2 hacia la sangre se incrementa para mantener la Presión alveolar normal (104 mmHg)
En el ejercicio físico la ventilación alveolar y la absorción de oxigeno se incrementa
Ventilación alveolar (L / minuto)
Curvas de Tasa de excreción de CO2 de la sangre
4.2
ALVEÓLO
CO2
CO2
ATMÓSFERA
CO2
Aire del espacio muerto
(humidif.)
Presiones parciales de oxígeno y dióxido de carbono en las diversas porciones del aire espirado normal
AIRE ESPIRADO
Alveólo
Red capilar sobre la
*
*
Difusión de los gases a través de la membrana respiratoria: Unidad respiratoria
Bronquiolo terminal
Bronquiolo respiratorio
Conducto alveolar
*
Difusión de los gases a través de la membrana respiratoria: Membrana respiratoria
Epitelio alveolar
Espacio intersticial
Endotelio capilar
La ventilación pulmonar (V) y la cantidad de sangre que recibe el pulmón (perfusión, Q) guardan una correlación, que se rompe en un punto: UMBRAL VENTILATORIO
Reposo:
Cuando el agua forma una superficie con el aire, las moléculas de la superficie del agua tienen una atracción suplementaria entre sí La superficie del agua siempre trata de contraerse (ejemplo: gotas de lluvia)
Tensión Superficial
Tiende a reducir la tensión superficial, se forma en las células epiteliales tipo II y uno de sus componentes importantes es la dipalmitoil fosfatidilcolina (DPPC).
Baja la tensión superficial en los alvéolos, haciendo que el pulmón sea más distensible. Favorece la estabilidad de los alvéolos. Contribuye a mantener secos los alvéolos.
La pérdida de surfactante ocasionaría pulmones rígidos, áreas de atelectasia y alvéolos ocupados con trasúdado.
Tensión Superficial: Surfactante pulmonar
Ley de Fick (Difusión Transmembrana):
“La celeridad del traslado de un gas a través de una membrana de tejido es directamente proporcional a la superficie del tejido y a la diferencia de presión parcial del gas entre los dos lados, e inversamente proporcional al espesor de la membrana”.
Fig. Difusión a través de una lámina de tejido.
A: área superficial,
Tejidos
104 mmHg
95 mmHg
Aire espirado
Aire espirado
*
*
RELACIÓN VENTILACIÓN ALVEOLAR / PERFUSIÓN SOBRE LA CONCENTRACIÓN DE GAS ALVEOLAR
CO2
Sangre arterial
Sangre venosa
EFECTO DE LA TEMPERATURA
*
Usemos la curva para seguir la ruta del O2 desde los pulmones a los tejidos…
La curva expresa la relación que existe entre la PO2 (eje horizontal) y el % de saturación de la Hb (eje vertical).
Cuando la PO2 aumenta por encima de 100 mmHg, la Hb no puede combinarse con mayor cantidad de O2. Esto ocurriría cuando la PO2 alveolar asciende sobre su nivel normal de 104 mmHg, como ocurre al estar en zonas de aire comprimido, por ejemplo en la profundidad del mar o cámaras presurizadas.
% Saturación O2 ligado a la Hb
*
La curva presenta una forma sigmoidea (en forma de S), aún cuando los dos ejes (% de sat. Y PO2) sean escalas uniformes (gráfico cartesiano).
Curva de disociación de la Hemoglobina
¿Por qué sucede ésto?
Esto se debe a que la afinidad de la Hb por el O2 no es la misma en todo el rango de PO2.
Se puede ver que para PO2 bajas, la afinidad es baja, y cuando la PO2 se eleva, la afinidad es mayor.
*
La parte superior de la curva, casi plana, ayuda a la difusión del O2 a través de la barrera hemato-alveolar en los pulmones y de esta manera, aumenta la carga de O2 por la sangre.
La parte inferior más empinada, significa que los tejidos periféricos pueden extraer gran cantidad de O2 con sólo una pequeña disminución de la PO2 tisular.
Curva de disociación de la Hemoglobina
*
Podemos hablar de:
Desplazamiento de la curva a la derecha.
Desplazamiento de la curva a la izquierda.
*
El aumento de la temperatura DEBILITA la unión del O2 con la hemoglobina
Factores que modifican el transporte de O2 por la Hb
43oC
20oC
EFECTO DE LA TEMPERATURA
La afinidad disminuye, y la curva se desplaza a la derecha
Se favorece la liberación de O2 en los tejidos.
*
PCO2 = 40 mmHg
Al aumentar la concentración de CO2, el oxigeno se disocia de la hemoglobina y se junta más con el CO2
EFECTO DEL pCO2
PCO2 = 80 mmHg
PCO2 = 20 mmHg
*
El CO2 que se produce en los tejidos pasa al agua intersticial y al agua plasmática.
Allí se hidrata dando ácido carbónico, de acuerdo a la reacción:
7.2
7.2
7.6
Si el pH DISMINUYE hay mayor número de H+ que se unen a la Hemoglobina
7.6
EFECTO DEL 2 – 3 Difosfoglicerato
Es un anión que se encuentra en alta concentración en los eritrocitos. Altera la afinidad de la Hb por el O2 disminuyendo el ph intracelular ya que presenta 5 grupos ácidos.
Un aumento en la concentración de 2,3 DPG desplaza la curva a la derecha, haciendo que se libere más O2.
*
Pulmón normal
PO2 normal
PO2 normal
Bronquiolos constreñidos
Enfisema: Destrucción de alvéolos disminuye el área para el intercambio
gaseoso
Edema pulmonar: Fluído en el espacio intersticial incrementa la distancia de
Difusión. PCO2 arterial podría ser normal debido a la alta solubilidad del CO2
Asma: Incremento de la resistencia de la vía aérea por lo que decrece
la ventilación de la vía aérea
Enfermedad pulmonar fibrótica: Membrana alveolar gruesa retarda el
Intercambio gaseoso. La pérdida de compliance pulmonar podría disminuir
la ventilación alveolar

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