Difusion de gases

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Alejandro Granada

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  • Entropía desorden molecular
  • . La energía cinética de las moléculas de un gas es directamente proporcional a la temperatura, provocando el aumento de la misma incremento de la energía cinética del gas con aumento en la velocidad de las moléculas del gas y en la frecuencia de las colisiones


    La presión de un gas es directamente proporcional a su concentración y a la energía cinética promedio de sus moléculas y a su vez es directamente proporcional a la temperatura
  • La presion de un gas aumenta si se calienta, aumenta si se comprime y disminuye si se humedece
  • Una muestra de aire solo contiene nitrógeno y oxígeno gaseoso, cuyas presiones parciales son 0,80 atmósfera y 0,20 atmósfera, respectivamente. Calcula la presión total del aire.
  • Ks: que depende de la naturaleza del gas, la temperatura y el líquido
  • Superficie alveolar
    Celular epiteliales escamosa tipo 1
    Cubicas tipo 2 capa lipidica
    Macrofago

    Endotelio capilar
    Capa unica de celular epiteliales escamosas
  • Captacion de co dividida por la PCO alveolar
  • Difusion de gases

    1. 1. Javier Alejandro Granada Valderrama Residente medicina crítica y cuidados intensivos 2014
    2. 2. CONTENIDO 1. Definición de Difusión 3. Principios físicos de los gases 4. Las leyes de los gases 5. Difusión del oxígeno 6. Difusión del dióxido de carbono 7. Difusión del monóxido de carbono
    3. 3. 1. Sustitucional 2. Intersticial 3. Neta DIFUSION Proceso por el cual un gas o sustancia en disolución se dispersa por el movimiento aleatorio continuo de sus partículas para llenar el volumen disponible desde áreas de alta hacia las de baja concentración.
    4. 4. PRINCIPIOS FÍSICOS DE LOS GASES • El gas ocupa un VOLUMEN ( g/cm2 o libra/ pulgada2 ) • El gas ejerce una PRESIÓN dentro de un volumen. • La frecuencia de la colisión de las moléculas contra las paredes del recipiente determina la presión • La presion de un gas es proporcional a su concentración y la TEMPERATURA. • La temperatura determina la velocidad del movimiento y la colisión de las moléculas del gas. Levitzky Michael.“Funcióny estructura del sistemarespiratorio”Fisiología Pulmonar Serie Lange 7ªEdición. Mc Graw Hill. 2007:1-10
    5. 5. Ley de Boyle-Mariotte La presión es inversamente proporcional al volumen de una masa gaseosa a temperatura constante. 1.627 – 1.691 T = P x V Levitzky Michael.“Funcióny estructura del sistemarespiratorio”Fisiología Pulmonar Serie Lange 7ªEdición. Mc Graw Hill. 2007:1-10
    6. 6. LEY DE DALTON La presión total de un gas es igual a la suma de las presiones parciales que ejercen los gases de forma independiente Pt= P(N) + P(O) Pt= 0,80 atm + 0,20 atm Pt= 1 atm Levitzky Michael.“Funcióny estructura del sistemarespiratorio”Fisiología Pulmonar Serie Lange 7ªEdición. Mc Graw Hill. 2007:1-10
    7. 7. PRESIÓN ATMOSFÉRICA Fuerza que ejerce el aire atmosférico sobre la superficie terrestre.
    8. 8. COMPOSICION DEL AIRE ATMOSFERICO Nunn's Applied Respiratory Physiology, 6ta edition 2005 cap 6
    9. 9. PRESIONES NORMALES DE OXIGENO EN EL AIRE ATMOSFÉRICO PB = PO2 + PN2 + P otros gases La Fracción de O2 (FO2) = 21% = 21/100 = 0,21 (por cada unidad de aire, 0,21 parte corresponde al O2) PO2 = PB . FO2 PO2 = 560 mm Hg . 0,21 = 117,6 mm Hg Nitrógeno (N2), la fracción es del 79%. PN2 = PB . FN2 PN2 = 560 mm Hg . 0,79 = 442,4 mm Hg Nunn's Applied Respiratory Physiology, 6ta edition 2005 cap 6
    10. 10. Cuanto vale la presión parcial del O2 atmosférico seco? O2 = 20.95% pO2 = 0.2095 x 760 mmHg = 159.22 mm Hg Aire atmosférico siempre tiene humedad y se satura de vapor de agua al ingresar a las vías respiratorias durante la inspiración Las partículas de agua disueltas ejercen una presión llamada Tensión de Vapor de Agua (TH2O). Levitzky Michael.“Funcióny estructura del sistemarespiratorio”Fisiología Pulmonar Serie Lange 7ªEdición. Mc Graw Hill. 2007:1-10
    11. 11. La tensión máxima de vapor de agua sólo depende de la temperatura y para 37ºC es 47 mm Hg. Para calcular la presión de un gas en aire húmedo, debemos descontar la TH2O a la presión total Pa = (PT - TH2O) . Fa EJERCICIO: ¿Cuanto vale la pO2? pO2 = (560 - 47) x 0.145 = 74,385 mmHb En el aire alveolar, el O2 representa el 14.5%. Levitzky Michael.“Funcióny estructura del sistemarespiratorio”Fisiología Pulmonar Serie Lange 7ªEdición. Mc Graw Hill. 2007:1-10
    12. 12. El aire alveolar no tiene la misma composición que el aire atmosférico a) En cada respiración solo se sustituye una parte del aire alveolar. b) Constantemente se absorbe oxigeno del aire alveolar. c) Se difunde constantemente CO2 desde los capilares pulmonares hacia los alveolos. Aire se desplaza desde la tráquea al alveolo la PO2 desciende 1.2 mm Hg por cada 1 mm Hg de incremento en la PCO2. Si la PO2 en la traquea es de 150 mm Hg y la PCO2 alveolar es de 40 mm Hg, la presion alveolar de oxÌgeno es de 102 mm Hg
    13. 13. Ley de Henry A temperatura constante, la cantidad de gas disuelta en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial que ejerce ese gas sobre el líquido Solubilidad la cantidad del soluto: GAS Solvente: Sangre- tejidos S: Ks x P P: es la presión parcial del gas. S: es la concentración del gas (solubilidad). Ks: es la constante de Henry, Levitzky Michael.“Funcióny estructura del sistemarespiratorio”Fisiología Pulmonar Serie Lange 7ªEdición. Mc Graw Hill. 2007:1-10 1 8 0 3
    14. 14. En el plasma sanguíneo a 37ºC y 760 mm Hg KO2 = 0.023 cm3 de O2 / cm3 de plasma KCO2 = 0.546 cm3 de CO2 / cm3 de plasma KN2 = 0.013 cm3 de N2 / cm3 de plasma OXÍGENO COMBINADO CON LA HB Levitzky Michael.“Funcióny estructura del sistemarespiratorio”Fisiología Pulmonar Serie Lange 7ªEdición. Mc Graw Hill. 2007:1-10
    15. 15. ¿Como es la relación de solubilidades entre el CO2 y el O2? Solubilidad de oxígeno: 0.0013 mM/mmHg a 37°C (0.003 mL O 2 /dL sangre/mmHg). La solubilidad del CO 2 es : 0.0299 mM/mmHg a 37°C (0.07 mL/dL sangre/ mmHg) KCO2 0.542 -------- = -------- = 23.6 KO2 0.023 El CO2 es 23.6 veces mas soluble en la sangre que el O2 1 mmHg = 1.359547238 cmH2O 1 cmH2O = 0.735538988 mmHg Levitzky Michael.“Funcióny estructura del sistemarespiratorio”Fisiología Pulmonar Serie Lange 7ªEdición. Mc Graw Hill. 2007:1-10
    16. 16. LEY DE GRAHAM Para un determinado gradiente, la velocidad de difusión de cada gas varía en forma / a la raíz cuadrada del peso Molecular Levitzky Michael.“Funcióny estructura del sistemarespiratorio”Fisiología Pulmonar Serie Lange 7ªEdición. Mc Graw Hill. 2007:1-10
    17. 17. ¿ Como será la relación de velocidades de difusión entre el CO2 y el O2? V CO2 32 5.657 --------- = ------ = -------- = 0.85 V O2 44 6.633 O2, en virtud de su menor tamaño molecular, difunde 1/0.85 = 1.17 veces más rápido que el CO2 PERO según la Ley de Henry, el CO2 es 23.6 veces más soluble en sangre que el O2 Levitzky Michael.“Funcióny estructura del sistemarespiratorio”Fisiología Pulmonar Serie Lange 7ªEdición. Mc Graw Hill. 2007:1-10
    18. 18. La Difusibilidad de un gas es - proporcional a su solubilidad e / a la raíz cuadrada de su peso molecular HENRY-GRAHAM Levitzky Michael.“Funcióny estructura del sistemarespiratorio”Fisiología Pulmonar Serie Lange 7ªEdición. Mc Graw Hill. 2007:1-10
    19. 19. PREGUNTA
    20. 20. LEY DE FICK Adolf Fick (1829-1901) La difusión de un gas que atraviesa una superficie es directamente proporcional al gradiente de concentración. V gas : A D (P 1 -P 2 ) /T V gas : volumen de gas que difunde por unidad tiempo A: área de la membrana (70m 2 ) T: grosor de la membrana (0.15-0.3um) P 1 -P 2 : gradiente de presión D: solubilidad PM Levitzky Michael.“Funcióny estructura del sistemarespiratorio”Fisiología Pulmonar Serie Lange 7ªEdición. Mc Graw Hill. 2007:1-10
    21. 21. La velocidad de circulación del gas  GP: gradiente de presión del gas > AST: área de sección transversal del vaso donde se halla circulando el gas  S: Solubilidad del gas  L: longitud del vaso sanguíneo; > RPM: raíz cuadrada del peso molecular del gas Difusión = GP x Ast x S L x R2PM Movimiento de moléculas de un gas de una alta concentración a una baja concentración de acuerdo a sus presiones parciales individuales Levitzky Michael.“Funcióny estructura del sistemarespiratorio”Fisiología Pulmonar Serie Lange 7ªEdición. Mc Graw Hill. 2007:1-10
    22. 22. MEMBRANA ALVEOLO CAPILAR Lugar de intercambio gaseoso 480 millones de alveolos 280 mil millones de capilares 500-1000 x alveolos Superficie de 50-100m2 Tabique alveolar Fibras de tejido elástico y conectivo Levitzky Michael.“Funcióny estructura del sistemarespiratorio”Fisiología Pulmonar Serie Lange 7ªEdición. Mc Graw Hill. 2007:1-10
    23. 23. Barrera compuesta por 1. Epitelio alveolar 2. Endotelio capilar 3. Espacio intersticial La hematosis, se realiza gradientes de presiones, del O2 y el CO2, que existe entre el alvéolo y el capilar pulmonar Levitzky Michael.“Funcióny estructura del sistemarespiratorio”Fisiología Pulmonar Serie Lange 7ªEdición. Mc Graw Hill. 2007:1-10
    24. 24. La difusión de los gases se realiza de forma pasiva Cada gas tiene su presión parcial >O2 en alveolos que en los capilares pulmonares El O2 pasa al interior de los capilares hasta que la presión parcial de O2 se iguala a ambos lados de la membrana alveolocapilar Levitzky Michael.“Funcióny estructura del sistemarespiratorio”Fisiología Pulmonar Serie Lange 7ªEdición. Mc Graw Hill. 2007:1-10
    25. 25. El O2 que difunde hacia los vasos capilares depende 1. El gradiente de presión del O2 entre el espacio alveolar y el interior de los capilares. 1. La superficie funcional de la membrana alveolocapilar. 2. El volumen respiratorio por minuto. 3. La ventilación alveolar
    26. 26. Oxigeno disuelto en el plasma Aproximadamente el 97 % del O2 se transporta unido a la hemoglobina (Hb) del eritrocito. Constituyendo la oxihemoglobina Distribuye a través de la circulación sanguínea a todas las células del organismo El 3 % del oxígeno restante se transporta disuelto en el plasma Nunn's Applied Respiratory Physiology, 6ta edition 2005 cap 6
    27. 27. La presión parcial de O2 es mayor en las células sanguíneas que en las tisulares, lo que facilita su difusión. La capacidad de la Hb (afinidad) para unirse con el oxígeno aumenta cuando hay un incremento de la presión parcial del O2 y una disminución de la presión parcial del CO2 Nunn's Applied Respiratory Physiology, 6ta edition 2005 cap 6
    28. 28. DIFUSION Tiempo en el que el hematíe se desplaza atraves del capilar es de 0,75 sg La cantidad de CO que ingresa a la sangre esta limitada por las propiedades de difusion de la membrana y no por la cantidad de sangre disponible 210 veces mas afín a la Hb que el oxigeno NO LIMITADO POR DIFUSION Fisiología respiratoria de wets , 9 edición 2012 capitulo 3 difusión de los gases respiratorios
    29. 29. LIMITACION POR PERFUSION La cantidad de oxido nitroso captada por la sangre depende de la cantidad de flujo sanguíneo disponible y no por la difusion Presión parcial • No se combina con la Hb • Equilibrio rápido para presiones parciales Tiempo Fisiología respiratoria de wets , 9 edición 2012 capitulo 3 difusión de los gases respiratorios
    30. 30. CAPTACION DE OXIGENO A LO LARGO DEL CAPILAR PULMONAR • PO2 al ingreso por el hematíe es de 40 mmHg • PA02 Y Pa02 al final del capilar es de 1 mmHg Fisiología respiratoria de wets , 9 edición 2012 capitulo 3 difusión de los gases respiratorios
    31. 31. DIFUSION DEL OXIGENO 1. En reposo la Pao2 de la sangre igula a PA02 en un tercio del tiempo 2. La sangre circula solo alrededor de 0,75sen el capilar en reposo 3. Con el esfuerzo disminuye a 1/3 El proceso de difusion se altera 1. Esfuerzo 2. Hipoxia alveolar 3. Engrosamiento de la membrana AC
    32. 32. Afinidad de la Hemoglobina por el Oxígeno Fisiología respiratoria de wets , 9 edición 2012 capitulo 3 difusión de los gases respiratorios
    33. 33. CAPACIDAD DE DIFUSION 1. Se utiliza monóxido de carbono por que la captación es limitada por la difusión 2. Capacidad de difusión normal es de 25ml/min/mmHg 3. La capacidad de difusión aumenta con el esfuerzo Dl= VC0/PACO Dl: capacidad de difusion del pulmon VCO: cantidad de gas PACO:presion alveolar de monoxido de carbono Fisiología respiratoria de wets , 9 edición 2012 capitulo 3 difusión de los gases respiratorios
    34. 34. Una persona que realiza esfuerzo respira una baja concentración de CO en situación de equilibrio, Si la PC0 alveolar es de 0,5 mmHg y la captacion de CO es de 30 ml/minuto Cual es la capacidad de difusion del pulmon para CO en ml/min/mmHg? 20-30-40-50-60
    35. 35. Dióxido de carbono La mayor parte del CO2 se transporta unido a la Hb Forma la carboxihemoglobina Una pequeña parte lo hace disuelto en el plasma como soluto o en forma de iones La presión parcial de CO2 en los tejidos es mayor que en las células sanguíneas Facilita la difusión hacia la circulacion hasta llegar a los capilares pulmonares Levitzky Michael.“Funcióny estructura del sistemarespiratorio”Fisiología Pulmonar Serie Lange 7ªEdición. Mc Graw Hill. 2007:1-10
    36. 36. La difusión de CO2 la presión parcial del CO2 > en los capilares que en los alveolos Difusión a los alveolos hasta que las presiones se igualan a ambos lados de la membrana alveolocapilar 70 % - Como Bicarbonato (HCO3) 23 % - Unido a la Hb (compuestos carbámicos) 7 % - Como gas libre disuelto COMO VIAJA EN SANGRE EL CO2 Levitzky Michael.“Funcióny estructura del sistemarespiratorio”Fisiología Pulmonar Serie Lange 7ªEdición. Mc Graw Hill. 2007:1-10
    37. 37. Capnografía, la evolución en la monitorización del paciente crítico Luis Barrado Muñoz, 2014
    38. 38. COMPLEMENTOS

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