INTERCAMBIO GASEOSO

INTERCAMBIO GASEOSO/HEMATOSIS

Dr. Arístides de Jesús Luna González

objetivos

• Que los alumnos conozcan la física de la difusión gaseosa y presiones parciales de gases.
• Que los alumnos comprendan la difusión de gases a través de la membrana respiratoria.

• Que los alumnos correlacionen la fisología y fisiopatología del sistema respiratorio.

introducción

Normalmente con el término respiración se define el intercambio de gases entre el medio ambiente externo y el medio interno. Sin embargo, bajo esta definición tan simple se incluye:

• El movimiento del aire entre el interior y exterior de los pulmones
• El paso de los mismos del interior pulmonar a la sangre
• El transporte mediante la vía sanguínea hasta las células
• Su posterior difusión a través de las membranas celulares

difusión gaseosa y presiones parciales de gases.

01

D. carbono

Oxigeno

Después

La siguiente fase es la difusión del O2. De los alveólos a la sangre Pulmonar

La siguiente fase es la difusión del CO2. De la sangre a los alveólos.

Que los alveólos se hayan ventilado con aire limpio.

transporte pasivo

El transporte pasivo lleva sustancias de una zona de mayor concentración a una de menor concentración, a lo cual se le denomina: a favor de la gradiente de concentración; se trata de un proceso en el que no hay gasto de energía. Entre las moléculas que pueden ser transportadas por este tipo de mecanismo se encuentran el agua, el oxígeno y el dióxido de carbono; se puede llevar a cabo mediante dos rutas, la difusión simple y la difusión facilitada.

SOLUBILIDAD ------------------ DENSIDAD

DIFUSIÓN =

• La densidad del O2 menor que C02 : Difunde 1.17 veces más
• La solubilidad del CO2 mayor que O2: Difunde 24 veces más

La difusión del CO2 es 20 veces más rápida

Difusión simple

En la difusión simple las moléculas atraviesan la membrana dirigiéndose al sitio donde existe menor concentración esto es: gracias a que son de tamaño pequeño y además tienen la misma propiedad de la membrana, es decir, son apolares, no les gusta el agua. El oxígeno tiene un paso constante a través de la membrana.

Difusión facilitada

En la difusión facilitada intervienen proteínas que se encuentran en la superficie de la membrana, que al hacer contacto con las moléculas se les unen y permiten su entrada. Esta ruta la utilizan moléculas que son de mayor tamaño, con propiedad diferente a la membrana (polares), o tienen carga y no atraviesan la membrana libremente. Por ejemplo la glucosa, principal fuente de energía de nuestras células.

PRESIÓN PARCIAL

• La presión parcial de un gas en una solución está determinada no solo por su concentración, sino también por el coeficiente de solubilidad del gas.

• Es decir, algunos tipos de moléculas, especialmente el CO2 son atraídas física o químicamente por las moléculas de agua, mientras que otros tipos de moléculas son repelidas.

PRESIÓN PARCIAL

• Cuando las moléculas son atraídas se pueden disolver muchas más sin generar un exceso de presión parcial en el interior de la solución.

• Por el contrario, en el caso de moléculas que son repelidas se generará una presión parcial elevada con menos moléculas disueltas.
• Estas relaciones se expresan mediante una fórmula, que es la ley de Henry.

ley de henry

La ley de Henry se refiere al efecto de la presión de un gas en su grado de solubilidad en un líquido.

Cuando la presión parcial se expresa en atmósferas (una presión de 1 atmósfera es equivalente a 760 mmHg) y la concentración se expresa en volumen de gas disuelto en cada volumen de agua.

Coeficientes de solubilidad de gases respiratorios importantes a temperatura corporal.

diferentes PRESIONES PARCIALES (GASES)

Cuando salen de os pulmones

Cuando entran a los pulmones

difusión de gases a través de la membrana respiratoria.

02

unidad respiratoria

La unidad respiratoria (también denominada «lobulillo respiratorio») está formada por:

• 1 Bronquíolo respiratorio
• Conductos alveolares
• Los atrios
• Los alvéolos

• Hay aproximadamente 300 millones de alvéolos en los dos pulmones, y cada alvéolo tiene un diámetro medio de aproximadamente 0,2 mm.
• Las paredes alveolares son muy delgadas y entre los alvéolos hay una red casi sólida de capilares interconectados

Así, es evidente que los gases alveolares están muy próximos a la sangre de los capilares pulmonares.

membrana respiratoria

COMPUESTA POR: 1. Una capa de líquido que contiene surfactante y que tapiza el alvéolo, lo que reduce la tensión superficial del líquido alveolar. 2. El epitelio alveolar, que está formado por células epiteliales delgadas. 3. Una membrana basal epitelial. 4. Un espacio intersticial delgado entre el epitelio alveolar y la membrana capilar. 5. Una membrana basal capilar que en muchos casos se fusiona con la membrana basal del epitelio alveolar. 6. La membrana del endotelio capila

La difusión de oxígeno desde el alvéolo hacia el eritrocito y la difusión de CO2 en la dirección opuesta.

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

Los factores que determinan la rapidez con la que un gas atraviesa la membrana son:

1. El grosor de la membrana
2. El área superficial de la membrana
3. El coeficiente de difusión del gas en la sustancia de la membrana
4. La diferencia de presión parcial del gas entre los dos lados de la membrana

1. GROSOR DE LA MEMBRANA

Dado que la velocidad de difusión a través de la membrana es inversamente proporcional al grosor de la membrana, cualquier factor que aumente el grosor a más de dos a tres veces el valor normal puede interferir de manera significativa con el intercambio respiratorio normal de gases.

COrrelación clínica

EDEMA PULMONAR Cuando hay presencia de líquido en el espacio intersticial de la membrana y en los alvéolos (lo que aumenta el grosor), los gases respiratorios no solo deben difundir a través de la membrana, sino también a través de este líquido. POR LO QUE DIFICULTA LA DIFUSIÓN----- HIPOXIA

2. El área superficial de la membrana

Cuando el área superficial total disminuye, se produce un deterioro sustancial del intercambio de gases a través de la membrana, incluso en situación de reposo, y durante los deportes de competición puede producir un deterioro grave del intercambio respiratorio de gases.

COrrelación clínica

RESECCIÓN PULMONAR Reduce el área superficial total a la mitad de lo normal. ENFISEMA PULMONAR En el enfisema confluyen muchos de los alvéolos, con desaparición de muchas paredes alveolares, por lo que reduce el área superfical. RESULTADO: HIPOXEMIA-HIPERCAPNIA

3. El coeficiente de difusión del gas

El coeficiente de difusión para la transferencia de cada uno de los gases a través de la membrana respiratoria depende de la solubilidad del gas en la membrana e inversamente de la raíz cuadrada del peso molecular del gas. El CO2 difunde aproximadamente 20 veces más rápidamente que el O2.

4. La diferencia de presión parcial del gas entre los dos lados de la membrana

La diferencia entre estas dos presiones es una medida de la tendencia neta a que las moléculas del gas se muevan a través de la membrana.

• Cuando la presión parcial de un gas en los alvéolos es mayor que la presión del gas en la sangre, como ocurre en el caso del O2 , se produce difusión neta desde los alvéolos hacia la sangre.
• Cuando la presión del gas en la sangre es mayor que la presión parcial en los alvéolos, como ocurre en el caso del CO2, se produce difusión neta desde la sangre hacia los alvéolos

¿DUDAS?

BIBLIOGRAFÍA

Hall, J. , & Guyton, A. C. (2016). Guyton y Hall : Tratado de Fisiología Médica (13a ed.). Barcelona, España: Elsevier.

¡GRACIAS!