SISTEMA RESPIRATORIO

1. Ventilación y mecánica respiratoria 2. Intercambio y transporte de gases 3. Regulación de la respiración

Etapas de la respiración

Respiración celular(mitocondria)

Intercambio de O2 y CO2 entre la sangre y los tejidos

4

Transporte de O2 y CO2 entre los pulmones y los tejidos

3

Intercambio de O2 y CO2 entre el aire del alveolo y la sangre

2

Etapas de la respiración externaVentilación, o intercambio de gas, entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares

1

Alvéolos pulmonares

Atmósfera

O2 CO2

O2 CO2

Corazón

O2 CO2

O2 CO2

O2 + glucosa CO2 + H2O + ATP

Célula

Circulación

sistémica

Circulación

pulmonar

¿Cuánto oxígeno llega a nuestras células?

O2O2 O2

Cantidad de O2

en el exteriorEj: ALTITUD

Superficie de intercambioEj: EDEMA

Cómo es el transporteEj: ANEMIA

O2

Cantidad de O2

que llega alveoloEj: ESPACIOMUERTO

¿Cuánto oxígeno llega a nuestras células?

¿Cuál es la presión parcial del O2 a nivel del mar?

Patmosférica nivel del mar= 760 mm Hg

% O2 en la atmósfera que respiramos= 21%

PO2 en el aire que respiramos a nivel del mar 760 mm Hg x 21/100= 159 mm Hg

Presión parcial=Patmosférica x (% del gas en la mezcla)

Cálculo de la presión parcial de un gas

Lo que determina la cantidad de O2 es su presión parcial

Aire mezcla de: 21% O2, 78% N2 y trazas de otros gases

Presión parcial del O2 en distintos compartimentos

PO2 aire respirado= 150 mm HgPO2 interior alvelo= 105 mm Hg

PO2 capilares pulmonares= 100 mm Hg

PO2 venas= 40 mm Hg

Intercambio de gases entre alveolos y eritrocitos

CO2

O2

Eritrocito

Inspiración:0.04% CO2

21% O2

Sangre con CO2Sangre con O2

Espiración:4% CO2

15% O2

Transporte de oxígeno

Unido a la hemoglobina (oxihemoglobina) 98,5 % (=20 ml O2/100 ml sangre)

Disuelto en plasma 1,5 % (=0,3 ml O2/100 ml sangre)

Hemoglobina

Formada por 4 cadena proteicas (globinas)

Cada cadena de globina tiene un grupo hemo.

Cada Fe+2 puede unirse a una molécula de O2 (unión débil, reversible, no covalente)

Cada molécula de hemoglobina puede transportar hasta 4 moléculas de O2

100

80

60

40

20

0

Por

cent

aje

de s

atur

ació

n

20 40 60 80 100 120 140

pO2 en solución (mm Hg)

Curva de disociación de la oxihemoglobina

tejidos pulmones20 ml/dl15 ml/dl

O2 cedido a los tejidos en reposo

O2 cedido a los tejidos en ejercicio

100

80

60

40

20

0

Por

cent

aje

de s

atur

ació

n

20 40 60 80 100 120 140

pO2 en solución (mm Hg)

Curva de disociación de la oxihemoglobina

CalorCO2

H+ (acidosis)

Transporte de O2 en la sangre

HemoglobinaCada molécula tiene:- 4 cadenas proteicas (globinas 2 y 2) con 1 grupo hemo cada una

-4 Grupos Hemo (contiene Fe2+)

Transporte de O2:Disuelto en plasma (2%)Unido a Hemoglobina(98%)

Reacciones de carga y descarga

Oxihemoglobina(con O2)

Desoxihemoglobina(sin O2)

Reacción de descargaLos eritrocitos con oxihemoglobina descargan el O2 a los tejidos

Reacción de cargaLos eritrocitos con desoxihemoglobinaa su paso por los pulmones captan el O2

DesoxiHb +O2 OxiHb Pulmones

Tejidos

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina por el oxígeno

Mioglobina. Sistema de almacenaje de O2

Mioglobina•Aumenta en músculo esquelético durante la aclimatación a la altitud

Transporte de CO2

70 % en forma de bicarbonato (anhidrasa carbónica)

20 % unido a hemoglobina (carbamino-Hb)

10 % disuelto en plasma

Hb-O2

CO2

O2

Anhidrasacarbónica

Tejidos corporalesCapilares sanguíneos

Transporte de CO2 en sangre

HbO2

10% Disuelto en plasma

20% Combinado con la hemoglobina (HbCO2 carbaminohemoglobina)

70% Como bicarbonato HCO-3 disuelto en plasma

Hb

Transporte de CO2 en sangre

O2Hb-O2

CO2

O2

Anhidrasacarbónica

Alveolos pulmonaresCapilares sanguíneos

Alteraciones de la función de la hemoglobina

Carboxihemoglobina (unida a CO)<3% y 10% en fumadores>30% envenenamiento por CO>50% mortal

Metahemoglobina (oxidada) <3% en individuos sanos>70% mortal

1.Alteraciones en las características de la hemoglobina

Anemia

PolicitemiaElevada altitud Dopaje por eritropoyetina/andrógenosEnfermedades cardiorrespiratorias

2. Alteraciones de la cantidad de hemoglobina

A 9000 mtPO2 sangre ~ 19 mm Hg

DEPORTES DE MONTAÑA. El problema de la falta de oxígeno

A 5 mt de profundidadPO2 sangre~200 mm Hg)

A nivel del marPO2 sangre ~ 100 mm Hg

¿Cual es el principal problema fisiológico asociado a la altitud?

pO2

•Nivel del mar………150 mm Hg………………100 mm Hg.

•3000 m…………………110 mm Hg……………70 mm Hg

•8848 m………………….43 mm Hg………………20 mm Hg

PO2 en aire inspirado

Hb saturada

Límite deportes De competición

PO2 en capilares pulmonares

100

80

60

40

20

0

Por

cent

aje

de s

atur

ació

n

20 40 60 80 100 120 140

pO2 en solución (mm Hg)

Curva de disociación de la oxihemoglobina

Buceo: el problema de respirar aire a elevada presión

Por debajo de – 30 metros el aire empieza a ser tóxico por efecto elevada disolución de nitrógeno que es narcótico PROBLEMA DE TIEMPO DE INMERSIÓN.

Por debajo de – 66 metros el aire empieza a ser tóxico por la elevada disolución del oxígeno que empieza a ser tóxicoPROBLEMA DE LA PROFUNDIDAD.

•Presión:•Nivel del mar, P=760 mm Hg = 1 atmósfera= 1 ATA•Bajo el agua, P= 1 ATA + 1ATA por cada 10 metros de profundidad

•Mezcla de gases en la atmósfera (y en la botella de aire comprimido): 78% N2 y 21% O2

Un ascenso rápido sin expulsar el aire puede elevar mucho el volumen de aire en los pulmones

Neumotórax por rotura del tejido pulmonar en el buceo

Profundidad 50mtP=6 atmV pulmón= 3 L

Profundidad 20mtP=3 atmV pulmón= 3x2=6 L

Síndrome de sobreexpansión pulmonar. Los pulmones se rompen por aumento de volumen y dejan entrar aire al espacio pleural, produciéndose neumotórax.