Fisica de la difusión gaseosa y presiones parciales de gases

Difusion:

Proceso por el que los gases de la fisiología respiratoria se mueven libremente entre si.

Difusión neta de una gas en una dirección: efecto de un gradiente de concentración

GANONG W. F. Fisiologia medicaGUYTON A., HALL J., Fisiología Médica,

Presiones gaseosas en una mezcla de gases: presiones parciales de gases individuales

La presión es directamente proporcional a la concentración de las moléculas del gas.

Mezclas de gases:Oxigeno, nitrógeno y dióxido de carbono. Presión parcial: velocidad de difusión de c/u de estos gases es directamente propocional a la presión que genera ese gas solo.

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Presiones de gases disueltos en agua y tejidos

Presiónes parciales en edo. Gaseoso: PO2, PCO2, etc. Factores que determinan la presión parcial de una gas disuelto en liquidoCoeficiente de solubilidad del gas 

Ley de HenryPresion parcial = concentración de gas disuelto / coeficiente de solubilidadGANONG W. F. Fisiologia medica

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Difusión de gases entre la fase gaseosa de los alveolos y la fase disuelta de la sangre pulmonar

Difusión neta esta determinada por la diferencia entre las 2 presiones parciales.

Si es > en la fase gaseosa de los alveolos (oxigeno) las moléculas difundirán hacia la sangre.

Si es > en el edo. Disuelto en la sangre (CO2) la difusión neta será hacia la fase gaseosa de los alveolos.

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Presión de vapor de agua PH2O:

Presión parcial que ejercen las moléculas de agua para escapar a través de la superficie.

Depende de la temperatura del agua

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Difusion de gases a través de liquidos: la diferencia de presión provoca difusión neta

La difusión neta del gas desde la zona de presión elevada hacia la zona de presión baja es igual al numero de moléculas que rebotan en esta dirección anterograda menos el # que rebota en dirección contraria.

Este valor es proporcional a la diferencia de presión para producir la difusión.

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Cuantificación de la velocidad neta de difusión en liquidos

Factores que afectan la velocidad de difusión del gas en liquido:

•Solubilidad del gas en liquido.•Area transversal del liquido.•Distancia a través de la que tiene que difundir el gas.•-cuanto mayor sea la distancia que deben atravesar las moléculas, mas tardaran en difundir toda la distancia.•Peso molecular del gas.•Temperatura del liquido.

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Difusion de gases a traves de tejidos 

Son muy solubles en lípidos- membranas- la limitación es la velocidad a la que los gases pueden difundir a través del agua tisular, la difusión de gases a través de los tejidos y membrana respiratoria es casi igual a la difusión de gases en el agua.

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Composición del aire alveolar: relación con el aire atmosférico

Aire alveolar

Sustituido parcialmente por atmosférico en cada respiración.Oxigeno se absorbe constantemente hacia la sangre pulmonar desde al aire pulmonar.CO2 esta difundiendo cte desde la sangre pulmonar a los alveolos.El aire atmosférico seco que entra en vías respiratorias es humidificado antes de llegar a alveolos.

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Humidificación del aire en vías respiratorias

Aire atmosférico compuesto casi totalmente por N y O, tan pronto como entra en vías respiratorias expuesto a los liquidos que las recubren. Presión parcial del vapor de agua del aire alveolar 47 mmHg, presión total en alveolos no puede ser mayor a la atmosférica este vapor de agua diluye los demás gases en el aire inspirado.

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Concentración y presión parcial de oxigeno en los alveolos

El oxigeno se absorbe continuamente desde los alveolos hacia la sangre de los pulmones y continuamente se respira nuevo hacia los alveolos desde la atmosfera. Cuanto mas rápido se absorba el oxigeno, menor será su concentración en alveolos y su presión parcial estará controlada por:

Velocidad de absorción de oxigeno hacia la sangre.Velocidad de entrada de oxigeno nuevo a pulmones por el proceso ventilatorio.

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Concentración y presión parcial de CO en alveolos

El CO se forma continuamente en el cuerpo y después se transporta por la sangre hacia los alveolos; se elimina continuamente de estos por la ventilación. La PCO2 alveolar aumenta en proporción directa a la velocidad de excreción de CO2, como representa la elevación de 4 veces de la curva.La PCO2 alveolar disminuye en proporción inversa a la ventilación alveolar. GANONG W. F. Fisiologia medica

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Difusión de gases a través de la membrana respiratoria

Membrana respiratoria o pulmonar: membranas de las porciones terminales de los pulmones y alveolos.

Capas:

1. Liquido que tapiza el alveolo y contiene surfactante, reduce la tensión superficial del liquido alveolar.

2. Epitelio alveolar.3. Membrana basal epitelial4. Espacio intersticial entre el

epitelio alveolar y la membrana capilar.

5. Membrana basal capilar se fusiona con la membrana basal del epitelio alveolar.

6. Membrana del endotelio capilar.GANONG W. F. Fisiologia medica

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Factores que influyen en la velocidad de difusión gaseosa a través de la membrana respiratoria

1. Grosor de la membrana2. Area superficial de la

membrana3. Coeficiente de difusión

del gas en la sustancia de la membrana.

4. Diferencia de presión parcial del gas entre los 2 lados de la membrana.

La Diferencia de presión a través de la membrana respiratoria es la diferencia entre la presión parcial del gas en los alveolos y la presión parcial del gas en la sangre capilar pulmonar.

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Capacidad de difusión de la membrana respiratoria

Es el volumen de un gas que difunde a través de la membrana en c/min para una diferencia de presión parcial de 1 mmHg.

 Capacidad de difusión del oxigeno

En reposo es en promedio de 21 ml/min/mmHg Modificación durante el ejercicio Aumenta hasta un máximo de 65 ml/min/mmHg. Este aumento producido por varios factores:Apertura de muchos capilares pulmonares o dilatación adicional de los ya abiertos.Cociente ventilación-perfusion ; mejor equilibrio entre la ventilación de los alveolos y perfusión de capilares alveolares con sangre.

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Hematosis

Proceso mediante el cual se produce el intercambio gaseoso entre el alveolo pulmonar y el capilar sanguineo.

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El proceso de hematosis se realiza por difusión y se debe a las diferencias de

presión que existen entre los capilares y los alvéolos

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La presión del oxígeno gaseoso en el alvéolo es de 104 mmhg, en tanto, que la sangre venosa que entra al capilar es de 40mmhg. porque ha perdido gran cantidad de oxígeno en el trayecto por los tejidos.

Por lo tanto la diferencia de presión (64mmhg) hace que el oxígeno difunda hacia los capilares pulmonares.

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La presión parcial del dióxido de carbono es de 40 mmHg, levemente inferior a la que viene de la sangre arteria que entra a los capilares pulmonares que es de 45 mmHg.

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Esta diferencia de presión de 5mmhg hace que difunda todo el co2 desde los capilares hacia los alvéolos provocando una disminución de la pCO2 hasta igualar con la de los alvéolos.

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Difusion del dioxido de carbono desde la sangre pulmonar hacia el alveolo.