Intercambio gaseoso en los pulmones y tejidos, transporte de gases en sangre

INTERCAMBIO GASEOSO EN LOS PULMONES Y EN LOS TEJIDOS

Tanto el CO2, como el O2 se transportan o pasan a través de las membranas por difusión simple. Regido por Leyes físicas de gases:

• Los gases difunden de áreas de más presión parcial a las de menos presión.
• LEY DE HENRY: La presión de un gas en líquidos depende no sólo de su concentración sino también de su solubilidad en ese líquido.

El CO2 es 24 veces más soluble en agua que el O2

INTERCAMBIO GASEOSO EN LOS PULMONES Y EN LOS TEJIDOS: Gases

GAS Aire atmosf. Aire alveolar Art. pulmonar N2 2 597 569 159 104 40 CO2 2 0,3 40 46 H2O 2 3,7 47

• Aire atm + alveolar = Volumen muerto.
• El O2 atm -> alveolo -> art. Pulmonar.
• El CO, art. Pulmonar -> alveolo -> atm. .

INTERCAMBIO GASEOSO EN LOS PULMONES Y EN LOS TEJIDOS: Factores

Factores que condicionan la difusión de gases a través de la membrana respiratoria:

1. - Espesor de la membrana respiratoria.
2. - Superficie de la membrana respiratoria (70 m2).
3. - Coeficiente de difusión= Solubilidad / VPM. · PM O2= 32 vs. PM del CO2= 44 Por este factor el O2 difundiría 1,2 más rápido que el CO2. · Pero el CO2 es 24 veces más soluble en agua que el O2. RESULTADO: Difusión 20 veces mayor para CO2 que para el O2.
4. - Gradiente de presión: De alveolos a eritrocitos y viceversa. En este factor el 02 tiene cierto margen salvo casos especiales (altura)

INTERCAMBIO GASEOSO EN LOS PULMONES Y EN LOS TEJIDOS: Diagrama

Aire atmosférico: Po: = 159 mm Hg Pco2 - 0,3 mm Hg CO, espirado O2 inspirado Alvéolos CO2 O2 Aire alveolar: Po. = 105 mm Hg Poo, - 40 mm Hg .... Capilares pulmonares (a) Respiración externa: Intercambio pulmonar de gases A los pulmones A la auricula izquierda Sangre oxigenada: Po = 100 mm Hg Poo = 40 mm Hg . A la aurícula derecha A las células tisulares (b) Respiración interna: intercambio sistémico de gases Capilares sistémicos CO2 O2 Células de los tejidos sistémicos: Po := 40 mm Hg Poo, - 45 mm Hg Primer tercio del tramo: 100% de intercambio Sangre desoxigenada: Po: = 40 mm Hg Poo = 45 mm Hg

TRANSPORTE DE O2 POR LA SANGRE

◼ El 98,5% del O2 es transportado por la hemoglobina y el resto disuelto en la sangre. Hb + O2 Hb-O2 Oxihemoglobina Desoxihemoglobina Oxígeno 1,5% 98,5% 0,3 ml 19,7 ml Como sólo el oxígeno libre puede difundir fuera de los capilares hacia las células, es importante conocer los factores que afectan a la unión y separación del O2 y la Hb. El promedio de unión entre el O2 y la Hb se expresa el % de saturación de la Hb. El factor más importante que afecta a la saturación es la pO2.

TRANSPORTE DE O POR LA SANGRE: Unión y Separación

Desoxihemoglobina Hb + O2 Oxígeno 1,5% Hb-O2 Oxihemoglobina 0,3 ml 98,5% 19,7 ml Como sólo el oxígeno libre puede difundir fuera de los capilares hacia las células, es importante conocer los factores que afectan a la unión y separación del O2 y la Hb. El promedio de unión entre el O2 y la Hb se expresa el % de saturación de la Hb. El factor más importante que afecta a la saturación es la pO2.

TRANSPORTE DE O POR LA SANGRE: Saturación de Hb

Sangre desoxigenada (músculo esquelético en contracción) 1 I ISangre desoxigenada (promedio en reposo) I 100 80 70 PO2 (mm Hg) % saturación de Hb 10 14 20 35 30 57 40 75 40 50 85 60 90 30 70 93 80 95 90 97 100 98 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100105 DO 2 (mm Hg) Porcentaje de saturación de la hemoglobina L Sangre I oxigenada 1 60 50 20

TRANSPORTE DE O POR LA SANGRE: Factores de Seguridad

3 factores de seguridad o ventajas de la curva:

• Reserva en sangre venosa: A pO2 de 40 mm Hg en zona tisular hay todavía un 75 % de saturación de Hb.
• Gran cesión a tejidos en caso de consumo de O2 tisular: Si hay un alto consumo de O2 en los tejidos y la pO2 baja a 20 mm Hg la saturación de Hb bajará rápidamente a 35 %,
• Margen de seguridad en alveolos: Si la PO, alveolar baja (p.e .: a 60 mm Hg) la saturación de la Hb en la zona pulmonar es todavía del 90 %.

TRANSPORTE DE O2 POR LA SANGRE: Desplazamiento de la Curva

Factores que desplazan la curva de saturación de la Hb: Desplazan la curva hacia la derecha: Į ph, pCO2, î Tª corporal y 1 2,3-bifosfoglicerato (BPG). 1 Si la curva se desplaza a la derecha, para una pO2 dada la saturación baja La Hb "suelta" más fácilmente el O2 a los tejidos Hay una mayor cesión de O2 a los tejidos Hemoglobin saturation (%) 90 80 70 1. A 60 PH< 7.4 2 50 Shift to right: 40 (1) Increased hydrogen ions 30 (2) Increased CO2 20 (3) Increased temperature 10 0 (4) Increased BPG 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 Pressure of oxygen in blood (PO.) (mm Ha) 100 -

TRANSPORTE DE O2 POR LA SANGRE: Coexistencia de Factores

¿Cuándo coexisten los 4 factores que desplazan la curva de saturación a la derecha? Cuando un tejido aumenta su metabolismo: 1. Se producen más ácidos, CO2 y BPG por la glucolisis. 2. Se eleva la temperatura local por el mayor consumo de energía y flujo sanguíneo. Si la curva se desplaza a la derecha, para una pO2 dada la saturación baja La Hb "suelta" más fácilmente el O2 a los tejidos Hay una mayor cesión de O2 a los tejidos

TRANSPORTE DE O2 POR LA SANGRE: Desplazamiento a la Izquierda

Factores que desplazan la curva de saturación de la Hb: · Desplazan la curva hacia la izquierda: î ph, Į pCO2, ¿ Tª corporal y | 2,3-bifosfoglicerato (BPG). Proceso justo al revés que el desplazamiento a la derecha (Afinidad por el O2 de la Mb muscular > Hb sang) (Hb fetal > afinidad por el 02 que la Hb materna)

TRANSPORTE DE CO2 POR LA SANGRE

El CO2 no necesita tanto a la Hb para su transporte. CO. transportado como: 1. CO2 = 7% 2. Hgb . CO2 = 23% 3. HCO, = 70% EN ZONA TISULAR: Desviación de cloruro Cr CO + Hb Hb-CO Anhidrasa carbónica co .······ > CO .. CO CO, + H.O +H,CO,- HCO, H HCO. O2 4 .... O2 + Hb-H+ Hb-O.+ Líquido intersticial Plasma Célula de un tejido Eritrocito Pared de un capilar sistémico - -

TRANSPORTE DE CO2 POR LA SANGRE: Efecto Haldane

EN ZONA PULMONAR Ocurre el EFECTO HALDANE: La unión del oxígeno a la hemoblobina tiende a desplazar el dióxido de carbono de la sangre al interior de los alveolos. Desviación de cloruro inversa Espirado CO,+ Hb 4-Hb-CO, CI+ Anhidrasa carbónica co2 + ····· CO2 ·CO, H,CO,+-HCO, + H* A HCO, C 0, ....... >> O2 + Hb-H -Hb-O,+ H* Líquido intersticial Plasma Inspirado Eritrocito Alvéolo Pared de un capilar pulmonar

RESUMEN: Transporte de CO2 y O2

Transporte de CO2 7% disuelto en el plasma 23% como Hb-Coz 70% como HCO3- Transporte de O2 1,5% disuelto en el plasma 98,5% como Hb-O2 Alvéolos CO2 02 23% 1,5% 98.5% 70% >HCO," CO2 (disuelto) Hb + 0. Hb Eritrocito Hb-O2 Plasma CO2 (disuelto) Hacia los pulmones A la auricula izquierda A la aurícula derecha A las células de los tejidos Ho-CO, Hb Hb-O (b) Respiración interna: intercambio sistémico de gases Capilares sistémicos HCO, 7% (disuelto) Hb 23% 70% 1.5% Líquido intersticial Células de los tejidos sistémicos CO2 O2 7% Capilares pulmonares CO +Hb Hb-CO. (a) Respiración externa: intercambio pulmonar de gases

CONTROL DE LA VENTILACIÓN

CONTROL NERVIOSO: CENTRO RESPIRATORIO

A) Área rítmica bulbar: 2 áreas espiratoria). respiración. Controla el ritmo (inspiratoria y básico de la B) Area neumotáxica. î frecuencia respiratoria. C) Area apnéusica. î profundidad respiratoria. A) En bulbo raquídeo. B) B) y C) en Puente. Plano sagital CENTRO RESPIRATORIO: Mesencéfalo Área neumotáxica Área apnéustica Protuberancia Area del ritmo bulbar: Área inspiratoria Bulbo raquídeo Área espiratoria Médula espinal