guyton & hall fisio : capitulo 39 principios del intercambio gaseoso

U N I T VII

Textbook of Medical Physiology, 11th Edition

GUYTON & HALL

Copyright © 2006 by Elsevier, Inc.

Capitulo 39:Principios del Intercambio Gaseoso

Diapositivas por Robert L. Hester, Ph.D.Traduccion por Rene R. Garcia-Szabo, M.D., Ph.D.


Principios Físicos del Intercambio Gaseoso

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

• La presión es proporcional a la concentración.

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


Principios Físicos del Intercambio Gaseoso

• El CO2 es 20 veces tan soluble como lo es el O2.

• 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 47 mm Hg.


Ley de Henry:


Difusión Neta de un Gas en una DirecciónEfecto 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 la difusion neta.


P

Cuando la Presión parcial es expresada en atmósferas (la presion de 1 atomosfera es igual a 760 mm Hg) y la concentracion es expresada envolumen de gas disuelto en cada volumen de agua, los coeficientes de solubilidad para los mas importantes gases respiratorios a la temperaturacorporal son los siguientes:

Gas Coeficiente de solubilidad

Oxigeno 0.024

Dióxido de carbono 0.57

Monóxido de carbono 0.018

Nitrógeno 0.012

Helio 0.008


P

De esta tabla, se puede ver que el dióxido de carbono es mas de 20 veces tan soluble como el oxigeno.

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


Cuantificando la Tasa Neta de Difusión en los Líquidos


Determinantes de la Difusion

Ley de Ficks Difusión = (P1-P2 ) * Área * Solubilidad

Distancia * Peso Molecular

• Gradiente de Presión.• Área.• Distancia.• la Solubilidad y el Peso Molecular estan fijos.


Cuantificando la Tasa Neta de Difusión en los Líquidos

Gas Tasa neta de difusión

Oxigeno 1.0

Dióxido de carbono 20.3

Monóxido de carbono 0.81

Nitrógeno 0.53

Helio 0.95


Composición del Aire Alveolar y su Relación con el Aire Atmosférico


Composición del Aire Alveolar

0

0 .5

1

1 .5

2

2 .5

3

3 .5

4

6 5 .5 5 4 .5 4 3 .5 3 2 .5 2 1 .5

PN2 = (760 - 47) * 0.79 = 713 * 0.79 = 563

Preguntas: • Cual es el efecto de la humidificación en las presiones parciales?• Explica las presiones parciales del aire espirado?• Calcula la Po2 en el alveolo.

VA

VTVD

El aire espirado tiene aire alveolar y aire del espacio muerto.

Explicación del Aire Espirado



Po2 en el Alveolo

PAlvO2 = PIO

2 - (PCO

2/R)

PO2 = 149 - (40/0.8) = 99

R es el indice de intercambio respiratorio ~ 0.8.

Recuerda que en una persona normal la PO2 alveolar = PO2 arterial, y que la PCO2 alveolar = PCO2 arterial.


PCO2 = producción de CO2 * K Ventilación Alveolar

K es constante.

SI la ventilación es duplicada, luego la Pco2 es la ½

SI la ventilación es la ½, luego la Pco2 es duplicada.

Pco2 en el Alveolo


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

Expiracion de un gas a partir de los alveolos con respiracionessucesivas.


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.


Cambios en la Composición de los Gases Alveolares

Figure 39-3; Guyton & Hall


Gases Alveolares y Gases de la Sangre

PO2 = 100

PCO2 = 40

PCO2 = 40PCO2 = 45

PO2 = 40 PO2 = 100

PO2 = 159

PCO2 = 0PO2 = 149

PCO2 = 0


Concentración de Oxigeno y su Presión Parcial en el Alveolo

Efecto de la ventilacion alveolar sobre la PO2 en dos tasas de absorcion de oxigeno desde los alveolos -250 ml/min y 1000 ml/min. El punto A es el punto de operacion normal.


Presión Parcial de Oxigeno en el Alveolo

Figure 39-4: Guyton & Hall


Concentración del Dióxido de Carbono y su Presión Parcial en el Alveolo

Efecto de la ventilacion sobre la PCO2 a dos tasas de excresion del dioxido de carbono a paritr de la sangre -800 ml/min y200 ml/min. Elpunto A es es punto de operacion normal.


Presión Parcial del CO2 en el Alvéolo



P


Capacidad de Difusión de la Membrana Respiratoria


Capacidad de Difusión

• Se define como la cantidad de mililitros de un gas que difunden en cada minuto para una diferencia de presión de 1 mm Hg.

• Puede cambiar como sucede durante el ejercicio.• La capacidad de difusión es una medida de la

membrana alveolo – capilar y del gas.

• DL= Área * Coeficiente de difusión / espesor.

• Difusión = DL * Gradiente de presión.


Capacidad de Difusión

• Oxigeno• Capacidad de difusión es de

21 ml / min / mm Hg * gradiente de 11 mm Hg.

• La difusion de oxigeno es de 230 ml / min.

0

20

40

60

80

100

120

0 0.25 0.5 0.75

% Longitud de los Capilares Pulmonares

Po 2

in b

lood


Capacidad de Difusion

• Dioxido de Carbono– La capacidad de difusion es

de 400 ml/min/mm Hg * gradiente < 1 mmHg

– Una difusion de 200 ml/min de dioxido de carbono.

40

41

42

43

44

45

46

0 0.2 0.4 0.6 0.8

% Longitud de los Capilares Pulmonares

blo

od P

co2


Ventilación/Perfusión

• Es la relación entre un adecuado flujo sanguíneo y una adecuada

ventilación pulmonares.

• Se define como V/Q.

• V/Q = (4 l / min) / (5 l / min) = 0.8

• Va / Q = 8.63 * R * (CAO2 - CVO2

) / PACO2

• SI no hay impedimento a la difusion, luego las Po2 y Pco2 entre el alveolo

y la sangre de los capilares pulmonares es usualmente la misma.



pO2=?

pCO2=?

pO2=?

pCO2=?

pO2=?

pCO2=?

Corto-circuito Normal

Espacio Muerto

V/Q = 0

V/Q =



Intercambio Gaseoso Regional

Va/Q

Base del pulmón Punta del pulmón

Flujo sanguíneo

Ventilación

El flujo sanguíneo y la ventilación pulmonares NO estan regularmente pareados.



• Corto-circuito fisiológico– Va/Q < normal.

– Baja ventilación.

• Espacio muerto fisiológico– Va/Q > normal.

– Ventilación desperdiciada.

• Anormalidades– En las porciones superiores de los pulmones Va/Q 3 veces lo normal.

– En las porciones inferiores de los pulmones Va/Q .5 de lo normal.

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