Fisiologa Respiratoria IIICtedra de Anatoma y Fisiologa IICarrera de KinesiologaUNAJ

Intercambio gaseoso en el pulmn. Transporte de gases

Circulacin pulmonar: est constituida por la rama vascular del pulmn en donde se produce el intercambio de gases (ventrculo derecho, arteria pulmonar, capilares -intercambio gaseoso- vena pulmonar y aurcula izquierda)

Los alvolos estn rodeados por capilares, formando una red. El punto de contacto es lo que llamamos membrana respiratoria.

Capas de la membrana respiratoria (de interna a externa): Surfactante.Epitelio alveolar.Espacio intersticial.Membrana basal del capilar.Endotelio capilar.

Proceso general de difusin de los gases

Difusin: es un fenmeno fsico, por el que una sustancia disuelta es capaz de atravesar una membrana que separa dos soluciones. La difusin de las molculas disueltas, en este caso el O2 o el CO2, se produce de la solucin que tenga mayor concentracin hacia la de menor y cesa cuando se alcanza el equilibrio.

La presin de gas es una fuerza que impulsa a moverse y salir del que lo rodea, siempre pasan las molculas del lugar donde hay mayor presin a donde hay menor presin. Se conoce como difusin y no gasta energa. El proceso de difusin utiliza la totalidad de la superficie de la membrana respiratoria.

Factores de los que depende la magnitud de la difusin de un gas:

El rea de la membrana respiratoria.El gradiente de presin entre un lado y otro de la membrana respiratoria.El espesor de la membrana respiratoria.La solubilidad del gas en la membrana respiratoria. El CO2 es 20 veces ms soluble que el O2.El peso molecular del gas. Un gas difunde en la membrana respiratoria aproximadamente a la inversa de la raz cuadrada del peso molecular.

Cada eritrocito que llega al alvolo por el capilar pulmonar est en contacto con el mismo por 0,75 seg.; sin embargo para que se produzca el pasaje del O2 del alvolo al capilar slo se necesitan 0,3 seg. (la mitad del tiempo de contacto entre el alvolo y el glbulo rojo). Sin embargo, para que el CO2 difunda del capilar al alvolo con slo 1/10 parte del tiempo de contacto es suficiente. Esto se debe a que el CO2 es 20 veces ms difusible que el O2: su coeficiente de difusin es de 20 en relacin con coeficiente de difusin del O2 que es 1.

Relacin Ventilacin-Perfusin (RVP)Es la relacin existente entre los alvolos ventilados y su perfusin (irrigacin) por parte de los capilares pulmonares.Los alvolos del vrtice pulmonar con relacin a los de la base se encuentran ms ventilados pero menos perfundidos, lo que se relaciona con la presin intrapleural y la presin arterial media pulmonar.

Tal es as que los alvolos del vrtice estn bien ventilados y mal perfundidos, y los de la base, mal ventilados y bien perfundidos.Entonces si tenemos en cuenta que en la parte media del pulmn los alvolos estn igualmente ventilados y perfundidos, la RVP ser de 1, mientras que en el vrtice pulmonar la RVP ser > a 1 (a favor de los alvolos ventilados) y en la base ser < a 1 (a favor de los alvolos perfundidos).

ShuntCuando la sangre NO ha pasado a travs de reas ventiladas de los pulmones y entra en las arterias sistmicas.El Shunt ocurre en pulmones normales.Esta sangre disminuye la PO2 arterial sistmica.Esta disminucin de la PO2 llega slo a 5 mmHg en personas normales

Tipos de shuntsAnatmico: Paso directo de la sangre del corazn derecho al izquierdo o a travs de las venas tebesianas.Alveolar: No ocurre intercambio gaseoso en los alveolos (edema, atelectasias, etc)Verdadero: Anatmico + Alveolar.Fisiolgico: Por alteracin de V/Q.

Flujo PulmonarEs igual al gasto cardaco (5 L/min)Q = DP/RVara por:Los cambios de la presin arterialLa distensibilidad del rbol vascularLos efectos hidrostticos de la gravedad

R = P/QResistencia Pulmonar TotalPresin arterial media = 16 mmHgPresin aurcula izquierda = 2 mmHgPor tanto: P es 14 mmHg

Si el gasto cardaco es normal 100 mL/seg

Rpulmonar = 0,14 PRU (unidades de resistencia perifrica)

Transporte de O2 en la sangreUna vez producida la hematosis el O2 comienza su recorrido por todo el rbol circulatorio hacia los tejidos, donde va a ser utilizado.El flujo del O2 y del CO2 por va sangunea se lleva a cabo de dos maneras: en forma disuelta, que se representa como presin parcial del gas, y por otro lado, unido a la Hemoglobina (Hb), siendo esta ltima la que determina el transporte de la mayor cantidad de cada uno de los gases, y por ende la ms importante a tener en cuenta. En condiciones normales la Hb puede transportar 1,34 ml de O2 por gramo, lo que sera la capacidad mxima de transporte de la Hb. La sangre adulta posee generalmente 15 gr% de Hb (15gr de Hb cada 100ml de sangre) y si cada gr transporta 1,34 ml de O2, los 15 gr. transportarn, por ende, 20,1 ml de O2 cada 100 ml de sangre.

A la cantidad de O2 que transporta la Hb se la conoce como saturacin de O2 de la Hb, que habamos dicho era de 1,34 ml como capacidad mxima, lo cual correspondera a una saturacin del 100% de la Hb.

Pero en la prctica el transporte es de una menor cantidad, lo que se conoce como contenido de O2 de la Hb (cantidad real que transporta la Hb) y si lo relacionamos porcentualmente con la capacidad mxima de transporte de la Hb obtendremos la verdadera saturacin de O2 de la Hb, que ser menor al 100%. Es decir que toda vez que se hable de saturacin de O2 de la Hb se estar hablando de la relacin porcentual entre la cantidad de O2 que transporta la Hb y la cantidad mxima terica de O2 que puede transportar.

Es necesario tener en cuenta que una mnima parte del O2 se transporta disuelto en la sangre: la Presin Parcial del O2 (pO2) representa esa cantidad, que corresponde a 0,3ml de O2 por cada 100ml de sangre arterial y a 0,12 ml de O2 por cada 100ml de sangre venosa. Estas cantidades slo corresponden al 2% del total de O2 transportado en sangre. El 98% restante lo hace unido a la Hb.

Si sumamos el O2 disuelto en 100ml de sangre arterial ms el contenido de O2 unido a la Hb en igual cantidad de sangre se obtiene el contenido arterial de O2, que es de aproximadamente 20ml/%.

Ahora bien, si multiplicamos la cantidad de O2 unida a la Hb cada 100ml de sangre por los 5000ml de sangre que llegan a las clulas por minuto obtendremos la cantidad de O2 que se entrega a los tejidos por minuto (por este mtodo de transporte); lo que se conoce como Disponibilidad de O2 (DO2), cuyo valor normal es de 1000ml/min.

Para conocer el contenido venoso de O2 hacemos lo mismo que para el contenido arterial, slo que esta vez se tiene en cuenta la sangre venosa, es decir la que abandona los tejidos. De esta manera resulta que el contenido venoso de O2 es de aproximadamente 15ml/%. Si hallamos la diferencia entre el contenido arterial y el contenido venoso de O2 se obtiene la Diferencia Arterio-Venosa de O2 (DAVO2), que corresponde a 5ml/%. Si multiplicamos la DAVO2 por el VMC (5000ml) obtendremos el Consumo de O2 en ml/min, que se representa como VO2 y que corresponde a 250ml/min. de O2.

Factores que modifican la curva de disociacin de la oxihemoglobina.Concentracin de protones (H+), es decir pHConcentracin de CO2Concentracin de 2,3 DPG (2,3difosfo glicerato)Temperatura

Curva de disociacin de la oxihemoglobina

El efecto Bohr

Transporte de CO2

70 % en forma de bicarbonato (anhidrasa carbnica)

25 % unido a hemoglobina (carbamino-Hb)

5 % disuelto en plasma

Regulacin de la respiracinCentro respiratorio. Ritmo bsico de la respiracin

El sistema respiratorio ajusta el ritmo de la ventilacin alveolar a las necesidades que tiene el organismo en cada momento, con ello se mantienen las presiones adecuadas de O2 y de CO2 en sangre.

reas respiratorias

rea inspiratoria (en el bulbo raqudeo): es la que mantiene el ritmo bsico de la respiracin. Enva seales hacia los msculos inspiratorios, el msculo ms importante es el diafragma, cuando ste se contrae, aumenta la jaula torcica y se produce la inspiracin, la cual dura unos dos segundos, a continuacin los msculos vuelven a su sitio y por causa del rebote elstico, el aire es expulsado al exterior. rea espiratoria (bulbo raqudeo): La espiracin dura aproximadamente unos 3 segundos. Al cabo de un minuto esto deber suceder de 12-14 veces.

rea neumotxica: si esta zona es estimulada, se producir una respiracin rpida y superficial, aumentar la frecuencia respiratoria y disminuir la profundidad de la respiracin, se producir un grado similar, pero no se producir una modificacin del volumen respiratorio por minuto. Tiene funcin termorreguladora, eliminado calor a travs del rea respiratoria. Tambin se produce esta respiracin ante el miedo y la ansiedad.

Reflejo Hering-Breuer

Tiene una misin en cuanto a la regulacin de la respiracin, tambin previene posibles lesiones pulmonares debidas a un incremento excesivo en la insuflacin pulmonar.A nivel de los bronquios existen unos receptores de estiramiento, cuando existe una inspiracin muy grande se produce una insuflacin pulmonar, este estiramiento produce una inhibicin del centro inspiratorio y un predominio del centro espiratorio. Cuando espiramos mucho, se produce un colapso pulmonar, es este caso se inhibir el centro espiratorio y el que predominar ser en centro inspiratorio.

Regulacin de la ventilacin alveolar

Factores que regulan a los centros respiratorios:

Presin de CO2pHPresin de O2

En una persona en situacin basal, los estmulos ms poderosos, son la presin de CO2 y la concentracin de iones hidrgeno en los lquidos corporales.

Cuando aumenta la concentracin de CO2 en sangre o cuando aumenta la concentracin de iones hidrgeno en sangre, entonces se produce un estmulo del rea quimiosensitiva respiratoria, localizada en los centros inspiratorios y espiratorios. Pero lo que sucede es que el estmulo primario de estas reas, son iones hidrgenos, pero estas no atraviesan muy bien las membranas celulares.

El CO2 tiene una gran solubilidad de membrana, circulando atraviesan las membranas y van a finalizar en las reas quimiosensitivas. Los iones de hidrgeno tienen un efecto la mitad de poderoso que el CO2.

Al aumentar el CO2, tambin aumenta la concentracin de cido carbnico y de los hidrogeniones .

Seales nerviosas procedentes de reas cerebrales de regulacin muscular

Al mismo tiempo que la corteza cerebral motora trasmite seales hacia los msculos para el ejercicio, tambin emite seales paralelas a los centros respiratorios. Tambin los movimientos de las extremidades envan seales sensitivas que suben por le mdula espinal y excitan al centro respiratorio.

Hipoxia

La Hipoxia es un estado de deficiencia de oxgeno en la sangre, clulas y tejidos del organismo, con compromiso de la funcin de stos. Esta deficiencia de oxgeno puede ser debida a muchas causas:

Hipoxia Hipxica

Hipoxia Hipmica

Hipoxia por Estancamiento Hipoxia Histotxica

Hipoxia Hipxica : Se debe a una alteracin de la fases de ventilacin alveolar y/o difusin alvolo-capilar de la respiracin, que produce una deficiente entrega de oxgeno atmosfrico a la sangre de los capilares pulmonares.

Las causas de hipoxia hipxica son: Exposicin a altitud. Afecciones del pulmn (neumona, enfisema, etc.).

Hipoxia Hipmica: La hipoxia hipmica se debe a una alteracin de la fase de transporte de la respiracin. Consiste fundamentalmente en una reduccin de la capacidad de transporte de oxgeno de la sangre. Ciertas drogas o productos qumicos, tales como nitritos y monxido de carbono, pueden alterar las caractersticas de la hemoglobina contenida en los glbulos rojos o bien, combinarse directamente con ella, reduciendo su capacidad de transporte de oxgeno. La hemoglobina posee una afinidad por el monxido de carbono 250 veces mayor que por el oxgeno, por lo que no es fcil eliminar este elemento de la circulacin sangunea.

Las causas ms frecuentes de hipoxia hipmica son: Intoxicacin por Monxido de Carbono. AnemiaTabaquismo

Hipoxia por Estancamiento: Consiste en la reduccin del flujo de sangre a travs de un sector del organismo o en su totalidad. Esta condicin puede deberse a una falla de la capacidad de la bomba cardaca o a condiciones de flujo local.

Las causas ms frecuentes de hipoxia por estancamiento son: Insuficiencia cardaca. Shock. Fro extremo

Hipoxia Histotxica: Este tipo de hipoxia se debe a una alteracin de la fase de utilizacin de la respiracin y consiste en la incapacidad de las clulas para utilizar el oxgeno en forma adecuada. Se produce por la accin de ciertas sustancias sobre el metabolismo celular.

Las causas ms frecuentes de hipoxia histotxica son: Intoxicacin por cianatos (combustin de ciertos plsticos). Intoxicacin por alcohol.

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