CIENCIAS CIENCIAS FISIOLOGICASFISIOLOGICAS

RESPIRATORIORESPIRATORIO

LEYES DE LOS GASESLEYES DE LOS GASESCASCADA DE OXIGENOCASCADA DE OXIGENOTRANSPORTE DE GASESTRANSPORTE DE GASES

Física de la difusión y presiones Física de la difusión y presiones gaseosas.gaseosas.

• Difusión requiere fuente de energía dada por el movimiento cinético de las moléculas

• El gas sufre difusión Neta desde áreas de mayor cc a áreas de menor cc (según gradiente)

• Las moléculas gaseosas que chocan contra superficie (pe: vía respi, pared alvéolar) generan PRESIÓN GASEOSA.

• Esa P es directamente proporc a la cc de las moléculas.

FISIOLOGÍA RESPIRATORIA= MEZCLAS DE GASES La velocidad de difusión de cada gas depende de

la presión ejercida aisladamente por c/gas => PRESION PARCIAL

Presión Parcial de gas en mezcla Presión Parcial de gas en mezcla gaseosagaseosa

Ley de Boyle Ley de Dalton

Aire Atmosférico:

O2 : 20.93%

CO2: 0.03% (despreciable)

N2: 78.9%

Gases raros : Xe, Ar.

O2 = 21%

N2 = 79%

ppO2 = F O2 x P atm

ppO2 = 21% x 760 = 160 mmHg

P atm = P B = 760 mmHg

Ley de Dalton

FRACCION INSPIRADA DE OXIGENO

FI O2 = ƒ I O2 = 0.21

Siempre que se respire aire atmosferico !

Humidificación del aire Humidificación del aire inspiradoinspirado

•El aire inspirado se satura de VAPOR DE AGUA al ingresar a las vías aéreas

•El vapor de agua no obedece a leyes gaseosas.

•Depende unicamente de la T· corporal

•Su presion parcial (p H2O) no es afectada por la P total

A 37·C la p H2O = 47 mmHg.

La pO2 del aire inspirado y humidificado se calcula como:

PI O2 = (P atm – P H2O) x ƒ IO2

PI O = ( 760 mmHg – 47 mmHg ) x 0.21 = 150 mmg

•La aparición del vapor de agua diluye los gases en las vías aéreas

Presión Parcial de gases en líquidosPresión Parcial de gases en líquidos

Cuando un gas entra en contacto con un Líq, las moléculas de gas se mueven continuamente entre las 2 fases, hasta alcanzar un equilibrio

Las pp de los diferentes gases en la fase gaseosa es igual a las pp de esos gases en fase líquida.

Las moléculas gaseosas que quedan disueltas en el líquido ( no se combinan quimicamente con componentes del líq) generan presion parcial

Las moleculas de gas que se combinan con otras sust (pe: O2 + Hb) no generan presion parcial.

La cc de un gas disuelto depende de : su pp y su coeficiente de solubilidad (a)

Cc de O2 disuelto en sangre = ppO2 en sangre x a (coef de S)

En fase líquida C gas = P gas x S gas

a CO2 > a O2

Composición del Aire AlveolarComposición del Aire AlveolarSufre modificaciones con respecto al aire atmosférico debido a :

•El agregado de vapor de agua

•La continua difusión del O2 hacia los capilares pulmonares

•El agregado contínuo de CO2 en el alvéolo, proveniente de la sangre capilar

Aire atm

V agua

V aguaN2O2CO2

CO2 O2

Vía aérea

Alvéolo

Capilar pulmonar

Presiones parciales de los gases en el Presiones parciales de los gases en el Sistema Respiratorio (cascada de O2) Sistema Respiratorio (cascada de O2)

pO2 = 160 mmHg

p N2= 600 mmHgAtm

Aire inspirado humidificado

“A” : alveolar

Capilar pulm

“ a” : arterial (vena pulmonar, hemicardio izquierdo)

Shunt fisiológico, cortocircuito fisiológico.

Presión venosa

(hemicardio izq; arteriaPulmonar)

Determinantes de la pA CO2 (presion alveolar de CO2)

•Directamente relacionada a la producción celular de CO2 (metabolismo)

•Inversamente relacionada con la Ventilación Alveolarp A CO2 ~ V CO2 (produccion)

V A

Si la ventilación alveolar es elevada para el grado de metabolismo tisular se produce Hiperventilación : disminuye la pA CO2 , y por ende la pa CO2 ya que son esencialmente iguales

Determinantes de la p A O2 (presión alveolar de O2)

•Relacion directa con la presión de O2 en el aire inspirado

•Inversamente relacionada con la pA CO2 (a su vez relacion inversa con VA)

Renovación del aire alveolar

ECUACION STD DEL AIRE ALVEOLAR

pA O2= PI O2 - pA CO2 x ( ƒ IO2 + 1 – ƒ IO2 )

R

R: coef respiratorio

R = prod de CO2

consumo de O2

R = 0.8

Difusión de gases a través de la membrana Difusión de gases a través de la membrana alveolocapilaralveolocapilar

Factores que influyen:

• espesor de la memb

• superficie de la memb

• coeficiente de difusion de los gases

• gradiente de presiones

TRANSPORTE DE GASES POR LA TRANSPORTE DE GASES POR LA SANGRESANGRE

• REQUIERE:• HEMATOSIS

• CONCENTRACIÓN NORMAL DE HB

• CORRECTO VOLUMEN MINUTO, QUE IMPLICA CORRECTO FLUJO TISULAR.

TRANSPORTE DE OXIGENOTRANSPORTE DE OXIGENO

• DISUELTO• HEMOGLOBINA

TRANSPORTE DE O2TRANSPORTE DE O2

A) Disuelto en plasma: Del total del O2 transportado solo 1.5%- 3

% de este. La presión parcial de O2 está dada por esta fracción ,ya que el O2 combinado con la HB no genera presión parcial.

La presión arterial de O2 dependerá de la presión alveolar y de un adecuado intercambio gaseoso independiente de la cantidad de HB.

OXIGENO DISUELTOOXIGENO DISUELTO

• DISUELTOLEY DE HENRRY

Cc gas disuelto = pp gas x coef solubilidad

CO2 disuelto en sangre = pO2 x a

a = 0.00301 ml O2 / 100 ml sgre. Mm Hg

CO2 disuelto = 0.3 ml O2/ 100 ml sgre = 0.3 vol%

~ 3 %

Combinado con la HbCombinado con la Hb• La forma de desoxi tiene poca afinidad por el O2

siendo más afín a otras moléculas como ( H+, CO2 ,2-3DPG llamadas moléculas ligandos

• La forma Oxi tiene mayor afinidad por el O2.• 1gr de Hb--------1.39 ml de O2• La capacidad de la sangre para el transporte de

O2 se define como la cantidad máxima de O2 que podría transportar la Hb contenida en 100 ml de sangre.

• El contenido total habla del disuelto y del combinado a la HB.

• SO2%= Contenido de O2(Hb oxigenada )x100 Capacidad de O2

TRANSPORTE DE OXIGENO POR TRANSPORTE DE OXIGENO POR LA HEMOBLOBINALA HEMOBLOBINA

• CAPACIDAD DE OXIGENO

15 gr % Hb • 1.34 mlO2= 20.1 mlO2/ 100 ml = 20.1 vol %

1 molec de Hb puede transportar 4 molec de O2

1 gr Hb puede transportar 1.39 ml O2

Correccion por MetaHb

1 gr de Hb puede transportar 1.34 ml O2

~ 97 %

Contenido de O2Contenido de O2• Contenido es la cantidad real que se transporta (

no es la máxima capacidad de la Hb) , considerando la Saturación

CaO2 = (Hb x 1.34 x SO2 %) + paO2 x a

Para SO2 0 98% y paO2 = 95 %

CaO2 = 15 x 1.34 x 0.98 ) + 95 x 0.00301

CaO2 = 20 vol %

CvO2 : misma formula pero valores de SO2 y pO2 venosos (75% y 40 mmHG)

Cv2 = 15 vol %

Diferencia arteriovenosa de O2 a-v O2 = 5 vol % , depende de extraccion tisular de Ox

TRANSPORTE DE OXIGENO POR TRANSPORTE DE OXIGENO POR LA HEMOGLOBINALA HEMOGLOBINA

• SATURACION DE OXIGENO

SaO2 97% SvO275%

SO2 =

SO2 = (contenido / capacidad) x 100

CURVA DE DISOCIACÓN DEL CURVA DE DISOCIACÓN DEL O2O2

Curva de disociación de la Oxi-Hb

CURVA DE DISOCIACION DE O2CURVA DE DISOCIACION DE O2

FACTORES QUE VARIAN LA AFINIDAD FACTORES QUE VARIAN LA AFINIDAD DEL O2DEL O2

• El CO2 y (H+) Efecto BOHR• 2-3DPG• Toda vez que aumente la PCO2 Y la

concentración de h+ la HB es menos afín. Este efecto importa para garantizar una correcta descarga de o2 en los tejidos metabólicamente activos:

• como consecuencia de esta actividad metabólica habrá una mayor producción de Co2 y un menor Ph local, con lo cual la curva de disociación se desplaza a la derecha liberando una mayor cantidad de 02

FACTORES QUE VARIAN LA FACTORES QUE VARIAN LA AFINIDAD DEL O2AFINIDAD DEL O2

• El efecto Bohr está dado por el aumento de la concentración de hidrogeniones.

• El 2-3 DPG es capaz de unirse a las cadenas de HB y provocan un cambio conformacional ,originando una disminución de la afinidad por el o2.

• La producción del 2-3 DPG es autolimitada.

LA ANEMIALA ANEMIA• Determina un aumento del 2-3DPG

con el aumento de la P50.

• Facilita la descarga de O2 tisular que tiende a compensar el número de transportadores disminuidos.

TRANSPORTE DE CO2TRANSPORTE DE CO2

CO2

7% 70 % 23%

TRANSPORTE DE CO2TRANSPORTE DE CO2

INTERRELACIÖN CO2 Y O2INTERRELACIÖN CO2 Y O2

• La acumulación de los H+ determina la caída del PH y dificulta el transporte del CO2.

• La mayoría de los H+ son amortiguados por la HB• La formación de compuestos carbamínicos es

muy dependiente del PH.• La desoxi HB es más apta para captar H+

facilitando el transporte de Co2• Al llegar el GR a los tejidos y ceder el O2 , la HB

se hace más apta para el transporte de CO2• El aumento de la aptitud de la HB para

transportar el CO2 al desoxigenarse se conoce como efecto HALDANE