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HEMATOSIS

PULMONAR

Christiand

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Hematosis: Intercambio de gasesentre el aire de los alveolos y la

sangre venosa de los capilarespulmonares, que se convierte ensangre arterial por la fijacin deoxgeno y la eliminacin de

dixido de carbono.Diccionario de Medicina OCANO MOSBY, Edicin 2009

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Fsica de la Difusin Gaseosa y

Presiones Parciales de Gases

Base molecular de la difusin gaseosa

Todos los gases importantes enfisiologa respiratoria son molculassimples que se mueven libremente entre

s, que es el proceso que se denominadifusin.

Para que se produzca la difusin debehaber una fuente de energa. sta

procede del movimiento cintico de laspropias partculas.

La materia est en constante movimiento

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Si una cmara de gas o una solucin tiene una concentracin elevada de un gas

particular en un extremo de la cmara y una concentracin baja en el otro extremo,Se producir difusin neta del gas desde la zona de concentracin elevada hacia la

zona de concentracin baja.

Difusin neta

de un gas en una direccin: efecto de

un gradiente de concentracin.

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Presiones gaseosas en una mezcla de gases: presiones

parciales de gases individuales

La presin est producida por mltiplesimpactos de partculas en movimiento

contra una superficie. Por tanto, la presinde un gas que acta sobre las superficies de

las vas respiratorias y de los alvolos esproporcional a la suma de las fuerzas de losimpactos de todas las molculas de ese gas

que chocan contra la superficie en cualquier

momento dado.

la presin es directamente proporcional a la

concentracin de las molculas del gas

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Presiones de gases disueltos en agua y tejidos

cuando el gas disuelto en el

lquido entra en contacto con unasuperficie, como la membrana deuna clula, ejerce su propiapresin parcial de la misma

manera que un gas en la fasegaseosa

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Factores que determinan la presin parcial de un gas

disuelto en un lquido

La presin parcial de un gas en unasolucin est determinada no slo por

su concentracin, sino tambin por elcoeficiente de solubilidad del gas.Algunos tipos de molculas,

especialmente el dixido de carbono,son atradas fsica o qumicamente por

las molculas de agua, mientras queotras son repelidas.

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Factores que determinan la presin parcial de un gas

disuelto en un lquido

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Factores que determinan la presin parcial de un gas

disuelto en un lquido

Oxgeno 0,024

Dixido de carbono 0,57Monxido de carbono 0.018

Nitrgeno 0,012

Helio 0.008

Coeficientes de Solubilidad

A partir de esta tabla se puede ver que el dixido de carbono es ms de 20 vecesms soluble que el oxgeno. Por tanto, la presin parcial del dixido de carbono

(para una concentracin dada) es menor de 1/20 de la que ejerce el oxgeno.

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Difusin de gases entre la fase gaseosa de los alvolos

y la fase disuelta de la sangre pulmonar

La presin parcial decada uno de los gases en

la mezcla de gasrespiratorio alveolar

tiende a hacer que lasmolculas de ese gas se

disuelvan en la sangre delos capilares alveolares

las molculas del

mismo gas que yaestn disueltas enla sangre

estn rebotandode maneraaleatoria en ellquido de lasangre,

y algunas de estasmolculas querebotan escapande nuevo hacia losalvolos

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la difusin neta est determinada por la diferencia

entre las dos presiones parciales. Si la presin

parcial es mayor en la fase gaseosa de los alvolos,como ocurre normalmente en el caso del oxgeno,

entonces ms molculas difundirn hacia la sangreque en la otra direccin. Por otro lado, si la presin

parcial del gas es mayor en el estado disuelto en lasangre, como ocurre normalmente en el caso deldixido de carbono, la difusin neta se dirigir hacia

la fase gaseosa de los alvolos

Factores que determinan la presin parcial de un gas

disuelto en un lquido

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Presin de vapor de agua

La presin parcial que ejercen lasmolculas de agua para escapar a travs de

la superficie se denomina la presin devapor del agua. A la temperatura corporalnormal, 37 C. Esta presin de vapor es de

47 mm Hg

La presin de vapor de agua a 0 C es de5 mm Hg, y a 100 C es de 760 mm Hg.

La presin de vapor de agua depende

totalmente de la temperatura del agua.

Cuando se inhala aire no humidificado hacia las vasrespiratorias, el agua se evapora inmediatamente desde

las superficies de estas vas areas y humidifica el aire.Esto se debe que las molculas de los diferentes gases

disueltos, estn escapando continuamente de lasuperficie del agua hacia la fase gaseosa..

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Difusin Neta

La difusin neta del gas desde la zona de presin elevadahacia la zona de presin baja es igual al nmero de

molculas que rebotan en esta direccin antergrada menosel nmero que rebota en la direccin contraria

Diferencia de presin para producir la difusin

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Adems de la diferencia de presin, hay diversos factores queafectan a la velocidad de difusin del gas en un lquido. Estosfactores son:

La solubilidad del gas en el lquido.

El rea transversal del lquido.La distancia a travs de la cual debe difundir el gas.El peso molecular del gas.La temperatura del lquido.

Cuantificacin de la velocidad neta de difusin en

lquidos.

D: Velocidad de difusin. AP: Diferencia depresin parcial entre los dos extremos deltrayecto de la difusin. A: rea transversaldel trayecto. S: Solubilidad del gas. d:Distancia de difusin y PM: Peso moleculardel gas

La solubilidad y el peso molecular. En

conjunto estos dos factores determinan el

coeficiente de difusin del gas

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Asumiendo que el coeficiente de difusin del oxgeno es 1, loscoeficientes de difusin relativos de diferentes gases deimportancia respiratoria en los lquidos corporales son los

siguientes:

Cuantificacin de la velocidad neta de difusin en

lquidos.

Oxgeno 1

Dixido de carbono 20,3

Monxido de carbono 0,81

Nitrgeno 0,53

Helio 0,95

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Velocidad con que se renueva el aire alveolar por el

aire atmosfrico

El volumen de aire alveolar que essustituido por aire atmosfrico nuevo encada respiracin es de slo 1/7 del total

En el primer alvolo de la figura hayuna cantidad excesiva de un gas enlos alvolos, pero obsrvese queincluso al final de 16 respiraciones

todava no se ha eliminadocompletamente el exceso de gas delos alvolos.

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La figura 39-3muestra grficamentela velocidad a la que

se eliminanormalmente el

exceso de gas de losalvolos, y muestra

que con unaventilacin alveolarnormal se elimina

aproximadamente lamitad del gas en 17

segundos

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Concentracin y presin parcial de oxgeno en los

alvolos

un aumento extremo dela ventilacin alveolarnunca puede elevar laPo2 por encima de 149

mm Hg siempre que lapersona estrespirando aireatmosfrico normal a lapresin del nivel del

mar, porque sta es laPo2 mxima del airehumidificado a estapresin

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PC02 alveolar aumenta enproporcin directa a la

velocidad de excrecin dedixido de carbono.

La PC02 alveolar disminuyeen proporcin inversa a la

ventilacin alveolar.

Concentracin y presin parcial de C02 en los alvolos

40 mm Hg.

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Difusin de gases a travs de la membrana

respiratoria

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Difusin de gases a travs de la membrana

respiratoria

Se pueden observar las siguientescapas de la membrana respiratoria:

1.Una capa de lquido que tapiza el alvolo yque contiene surfactante. lo que reduce latensin superficial del lquido alveolar.2.El epitelio alveolar, que est formado porclulas epiteliales delgadas.3.Una membrana basal epitelial.4.Un espacio intersticial delgado entre elepitelio alveolar y la membrana capilar.5.Una membrana basal capilar que enmuchos casos se fusiona con la membranabasal del epitelio alveolar.6.La membrana del endotelio capilar.

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Factores que influyen en la velocidad de difusin

gaseosa a travs de la membrana respiratoria

1) El grosor de la membrana. (Fibrosis Pulmonar)2) El rea superficial de la membrana. (reseccin de todo un

pulmn,enfisema

3) El coeficiente de difusin del gas en la sustancia de lomembrana.

4) La diferencia de presin parcial del gas entre los dos ladosde la membrana.

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Capacidad de difusin de la membrana respiratoria

Capacidad de la membrana respiratoriade intercambiar un gas entre losalvolos y la sangre pulmonar

El volumen de un gas que difunde atravs de la membrana en cada minutopara una diferencia de presin parcialde 1 mm Hg

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Capacidad de difusin de la membrana respiratoria

Capacidad de difusin del oxgeno

En el varn joven medio. la capacidad de difusin del oxgeno en condicionesde reposo es en promedio de 21 ml/min/mm Hg

En trminos funcionales, qu significa: un total de aproximadamente 230ml de oxgeno que difunden a travs de la membrana respiratoria cadaminuto; esto es igual a la velocidad a la que el cuerpo en reposo utiliza eloxgeno.

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Modificacin de la capacidad de difusin del oxgeno durante el ejercicio.

Capacidad de difusin de la membrana respiratoria

Durante el ejercicio muy intenso u otras

situaciones que aumentan mucho el flujo

sanguneo pulmonar y la ventilacin alveolar,

la capacidad de difusin del oxgeno aumentaen los varones jvenes hacia un mximo de

aproximadamente 65 ml/min mm Hg, que es el

triple de la capacidad de difusin en situacin

de reposo.

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Capacidad de difusin del dixido de carbono

Capacidad de difusin de la membrana respiratoria

Nunca se ha medido la capacidad de difusin deldixido de carbono debido a la siguiente dificultad

tcnica: el dixido de carbono difunde a travs de la

membrana respiratoria con tanta rapidez que laPco2 media de la sangre pulmonar no es muydiferente de la PCO2 de los alvolos (la diferenciamedia es menor de 1 mm Hg) y con las tcnicas

disponibles esta diferencia es demasiado pequeacomo para poderla medir.

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Sin embargo, las mediciones de la difusin de otrosgases han mostrado que la capacidad de difusin

vara directamente con el coeficiente de difusin del

gas particular. Como el coeficiente de difusin deldixido de carbono es algo mayor de 20 veces el deloxgeno, cabe esperar que la capacidad de difusin

del dixido de carbono en reposo sea deaproximadamente 400 a 450 ml/min/mm Hg y

durante el esfuerzo de aproximadamente 1200 a1300ml/min/mm Hg.

Capacidad de difusin del dixido de carbono

Capacidad de difusin de la membrana respiratoria

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Capacidad de difusin de la membrana respiratoria

compara las capacidades dedifusin medidas o calculadas delmonxido de carbono, del oxgenoy del dixido de carbono en reposoy durante el ejercicio, y muestra la

extrema capacidad de difusin deldixido de carbono y el efecto delejercicio sobre la capacidad dedifusin de cada uno de estos

gases.

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La Po2

del oxgeno gaseoso delalvolo es en promedio de 104mm Hg. mientras que la Po2 dela sangre venosa que entra en elcapilar pulmonar en su extremoarterial es en promedio de slo

40 mm Hg porque se extrajouna gran cantidad de oxgenodesde esta sangre cuando paspor los tejidos perifricos. Portanto, la diferencia inicial de

presin que hace que el oxgenodifunda hacia el capilarpulmonar es de 104 - 40, 64mm Hg.

Difusin de oxgeno desde los alvolos a la sangre

capilar pulmonar

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Difusin de dixido de carbono desde los capilares

pulmonares a los alvolos