El documento describe el intercambio de gases en los pulmones. El oxígeno se transfiere de los alvéolos a la sangre capilar pulmonar y se libera en los tejidos, mientras que el dióxido de carbono se libera de los tejidos a la sangre y se transfiere a los alvéolos para ser exhalado. El documento también explica cómo el oxígeno y el dióxido de carbono se transportan en la sangre entre los pulmones y los tejidos a través de la difusión y el flujo sanguí

1. INTERCAMBIO
DE GASES
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SINALOA
FACULTAD DE MEDICINA
FISIOLOGÍA MÉDICA
E Q U I P O : A L E X A N D E R F L E M I N G
G R U P O I V - 1
F I S I O L O G Í A M É D I C A
D R . J O S É G U A D A L U P E D A U T L E Y V A

2. INTERCAMBIO DE GASES
• El intercambio de gases en el sistema respiratorio se refiere a la difusión de O2 y de
CO2 en los pulmones y en los tejidos periféricos.
• El O2 se transfiere desde el gas alveolar al interior de la sangre capilar pulmonar y
finalmente se libera en los tejidos, donde se difunde a partir de la sangre capilar
sistémica hasta el interior de las células.
• El CO2 se libera desde los tejidos a la sangre venosa, a la sangre capilar pulmonar y
se transfiere al gas alveolar para ser espirado.

3. LEYES DE LOS GASES
-Ley general de los gases
Esta ley afirma que el
producto de la presión por el
volumen de un gas es igual
al numero de moles del gas
multiplicados por la
constante del gas
multiplicada por la
temperatura.
PV = nRT
P= Presión (mmHg)
V= Volumen (l)
N= Moles(mol)
R= Constante de gas
T=Temperatura (K)
-Ley de Boyle
La ley de boyle es un caso
especial dentro de la ley
general de los gases. Afirma
que, a una temperatura
determinada, el producto de
la presión por el volumen de
un gas es constante.
P1 V 1= P 2 V 2
-Ley de Dalton de las
presiones parciales
La presión parcial es la
presión total multiplicada por
la fracción de concentración
del gas seco o
Px= PB x F
La relación para el gas
humidificado esta
determinada por la
corrección de la presión
barométrica según la presión
del vapor de agua.
Px = (PB-PH20) x F
Px= Presión parcial del gas
PB= Presión barométrica
PH2O= Presión del vapor de
agua 37° C
F= Fracción de
concentración del gas (no
unidades)
-Ley de Henry de las
concentraciones de los
gases
La de ley de Henry se utiliza
para convertir la presión
parcial del gas en la fase
liquida .
La concentración de un gas
en solución se expresa como
porcentaje de volumen (%) o
volumen de gas por 100 ml
de sangre ( ml gas/100 ml
sangre).
Cx= Px x Solubilidad
Cx= Concentración de gas
disuelto
Px= Presión parcial del gas
Solubilidad= Solubilidad del
gas en sangre

4. FORMAS DE LOS GASES EN
SOLUCIÓN
-En el aire alveolar existe una forma
de gas que se expresa como una
presión parcial.
-En las soluciones como sangre, los
gases se transportan de otras formas.
-En solución, el gas puede estar
disuelto, unido a las proteínas o
químicamente modificado.
Gas disuelto
-En la solución, solo las moléculas del gas
disuelto contribuye a la presión parcial. En
otro palabras, el gas unido y el gas
químicamente modificado no contribuyen a
la presión parcial.
-Entre los gases que se encuentran en el
aire inspirado, el nitrógeno (N2) es el único
que se transporta solo en forma disuelta y
que nunca esta unido o químicamente
modificado.
Gas unido
-El O2, el CO2 y el monóxido de carbono
(CO) están unidos a las proteínas en la
sangre. El O2 y el CO se unen ala
hemoglobina en el interior de los hematíes y
así se transportan.
-El CO2 se une a la hemoglobina en los
hematíes y a las proteínas plasmáticas.
Gas químicamente modificado
El mejor ejemplo mas importante de un gas
químicamente modificado es la conversión
de CO2 en bicarbonato (HCO3) en los
hematíes por la acción de la anhidrasa
carbónica.
Es importante comprender que
la concentración de gas total
en solución es la suma del gas
disuelto mas el gas unido mas
el gas químicamente
modificado

5. TRANSPORTE DE GASES EN LOS PULMONES
En el aire seco
inspirado, la PO2 es
de aproximadamente
160 mmHg, que se
calcula multiplicando la
presión barométrica por
la fracción de
concentración de O2,
21 % (760 mmHg x 0,21
= 160 mmHg)
- Con una finalidad
practica, no existe CO2,
en el aire seco
inspirado y la PCO2 es
0.
En el aire traqueal
humidificado, se
considera que el aire
esta completamente
saturado con vapor de
agua. A 37°C, la PH2O
es de 47 mmHg.
- Por tanto, la PCO2 del
aire traqueal
humidificado también es
0.
- El aire humidificado
entra a los alveolos,
donde tiene lugar al
intercambio gaseoso.
En el aire alveolar, los
valores de la PO2 y de
la PCO2 cambian de
forma sustancial
cuando se comparan
con el aire inspirado.
- La PAO2 es de 100
mmHg, que es mayor
que el aire inspirado.
Estos cambios ocurren
porque el O2 abandona
el aire alveolar y se
añade a la sangre
capilar pulmonar y entra
en el aire alveolar.
La sangre que entra en
los capilares
pulmonares es sangre
venosa mezclada.
- Esta sangre regresa
desde los tejidos a
través de la venas,
hacia el corazón
derecho.
-Después es bombeada
desde el ventrículo
derecho al interior de la
arteria pulmonar, que la
libera a los capilares
pulmonares.
-La composición de
esta sangre venosa
mezclada refleja la
actividad metabólica de
los tejidos: la PO2 es
relativamente baja ( 40
mmHg) porque los
tejidos han captado y
consumido el O2; la
PCO2 es relativamente
elevada (46 mmHg)
porque los tejidos han
producido CO2 y lo han
vertido a la sangre
venosa.
La sangre que
abandona los capilares
pulmonares ha sido
arterializada
(oxigenada) y se
convertirá en sangre
arterial sistémica.
- La arterialización se
realiza mediante el
intercambio de O2 y
CO2 entre el aire
alveolar y la sangre
capilar pulmonar.
-La difusión de los
gases a través de la
barrera alveolar/capilar
es rápida, por lo que la
sangre que abandona
los capilares
pulmonares
normalmente tiene igual
PO2 y PCO2 que el aire
alveolar.
-Esta sangre
arterializada regresara
al corazón izquierdo,
será bombeada al
exterior del ventrículo
izquierdo hacia la aorta
y empezara de nuevo el
ciclo

6. • INTERCAMBIO DE GASES LIMITADO POR LA DIFUSIÓN Y POR LA
PERFUSIÓN.
El intercambio de gases limitado por la
difusión significa que la cantidad total de gas
transportado a través de la barrera alveolar-
capilar esta limitada por el proceso de
difusión.
El intercambio de gases limitado por la perfusión significa
que la cantidad total de gas transportado a través de la
barrera alveolar/capilar esta limitada por el flujo sanguíneo a
través de los capilares pulmonares.
En el intercambio limitado por la perfusión, el gradiente de
presión parcial no se mantiene, y en este caso, la única forma
de aumentar la cantidad de gas transportado es mediante el
incremento del flujo sanguíneo.

7. TRASPORTE DE OXIGENO EN LA
SANGRE
Formas de O2 en la sangre
El O2 es transportado en dos formas en la sangre: disuelto
y unido a la hem oglobina. El O2 disuelto por sí solo es
inadecuado para satisfacer las demandas metabólicas de
los tejidos; por tanto, se necesita una segunda forma de O2
combinado con la hemoglobina.
O2 disuelto
El O2 disuelto está libre en solución y corresponde
aproximadamente al 2 % del contenido total de O2 de la
sangre. Hay que recordar que el O2 disuelto es la única
forma de
O2 que da lugar a una presión parcial, lo cual, a su vez,
impulsa la difusión del O2. (Por el contrario, el O2 unido
a la hem oglobina no contribuye a su presión parcial en
la sangre.)
O2 unido a lá hemoglobina
El restante 98% del contenido total de O2 de la
sangre está unido de forma reversible a la hemoglobina
en el interior de los hematíes. La hemoglobina es una
proteína globular que consta de cuatro subunidades
que contienen una mitad hemo (que es una porfirina
unida al hierro) y una cadena polipeptídica designada a
o p.

8. CAPACIDAD DE UNIÓN DEL O2 Y
CONTENIDO DE O2
La mayor parte del oxígeno transportado en la sangre está unido de forma reversible con la
hemoglobina, por lo que el contenido de O2 en la sangre está determinado principalmente por la
concentración de hemoglobina y por la capacidad de unión con el O2 de esta hemoglobina.
La capacidad de unión con el O2 es la cantidad
máxima de O2 que se puede unir a la hemoglobina por
volumen de sangre, suponiendo que la hemoglobina esté
saturada al 100 % (es decir, los cuatro grupos hemo de
cada molécula de hemoglobina están unidos a O2).
El contenido de O2 es la cantidad real de O2 por
volumen de sangre. El contenido de O2 se puede
calcular a partir de la capacidad de unión con el O2 de la
hemoglobina y por el porcentaje de saturación de la
misma, además del O2 disuelto.
Contenido de O2 = (Capacidad de unión de O2 x ‘
saturación)+ O2 disuelto
donde
Contenido de O2 = O2 disuelto Cantidad de O2
en sangre (m i O2/IOO mi de sangre)
Capacidad de unión de O2 = Cantidad máxima de
O2 unido a la hemoglobina
(m i O2/IOO mi de sangre)
determinado a una
saturación del 100%
Porcentaje de saturación = % de grupos hemo unidos a
O2
O2 Disuelto = no unido en sangre (mi O2/IOO mi de
sangre)

9. CURVA DE DISOCIACIÓN DE O2-
HEMOGLOBINA
El porcentaje de saturación de la hemoglobina es una función de la P02 en sangre, como se
describe con la curva de disociación de O2-hemoglobina.
Forma sigmoidea
La forma de la porción con mayor pendiente de la curva resulta
de un cambio de aflnidad de los grupos hemo por el O2, de
forma que se unen a cada molécula sucesiva de O2.
P50
Un punto importante en la curva de asociación de 02-
hemoglobina es la P50. Por definición, la P50 es la P02 a la cual
la hemoglobina está saturada al 50% (es decir, cuando dos de
los cuatro grupos hemo están unidos a O2).
Carga y descarga d e O2
La forma sigmoidal de la curva de disociación de 02-hemoglobina
ayuda a exphcar por qué el O2 se libera dentro de la sangre
capilar-pulmonar a partir del gas alveolar y se descarga a partir de
los capilares pulmonares al interior de los tejidos.

10. CAMBIOS EN LA CURVA DE
DISOCIACIÓN DE O2-HEMOGLOBINA
La curva de asociación de O2-hemoglobina puede desplazarse a la derecha o a la izquierda.
Estos desplazamientos reflejan cambios en la afinidad de la hemoglobina por el O2 y originan
cambios en la P50.
Desplazamientos a la derecha
Los desplazamientos de la curva de
asociación O2-hemoglobina hacia la
derecha ocurren cuando existe una
disminución de la afinidad de la
hemoglobina por el O2. Una disminución
de la afinidad se refleja en un aumento
de la P50, lo que significa que se
consigue una saturación del 50 % a un
valor de P02 mayor de lo normal.
Desplazamientos a la izquierda
Los desplazamientos de la curva de disociación 02
hemoglobina a la izquierda ocurren cuando existe
un aumento de la afinidad de la hemoglobina por
el O2. El incremento de la afinidad se refleja en la
disminución de la P50, que significa que se
producen al 50% de saturación a un valor de P02
inferior a lo normal.

11. ERITROPOYETINA
La eritropoyetina (EPO) es un factor de crecimiento glucoproteico que se sintetiza en los riñones (y
en menor medida en el hígado) y funciona como el mayor estimulante de la eritropoyesis al
promover la diferenciación de los proeritroblastos en eritrocitos.
La síntesis de la EPO es inducida en el riñón como respuesta
a la hipoxia en las siguientes etapas:
1. Cuando la entrega de O2 a los riñones disminuye (hipoxia) , ya sea
debido a una menor concentración de hemoglobina o a una caída de la
Pao2, se produce un aumento de la producción de la subunidad alfa del
factor 1 inductor de la hipoxia (factor l a inductor de la hipoxia).
2 . El factor l a inductor de la hipoxia actúa sobre los fibroblastos de la
corteza y la médula renales para sintetizar el ARNm para la EPO.
3. El AR Nm provoca mayor síntesis de la EPO.
4 . A continuación, la EPO actúa causando la diferenciación
de los proeritroblastos.
5. Los proeritroblastos se someten a pasos adicionales de
desarrollo para formar eritrocitos maduros. Estos pasos
adicionales de maduración no necesitan EPO.

12. TRASPORTE DE DIÓXIDO DE CARBONO
EN LA SANGRE
El CO2 se transporta en sangre de tres formas:
 CO2 disuelto,
 Carbaminohemoglobina (CO2 unido a hemoglobina)
 Bicarbonato (HCO3, que es una forma químicamente
modificada de CO2.
CO2 disuelto
La concentración de CO2 en solución está determinada por la ley de Henry, según la cual la
concentración de CO2 en la sangre es la presión parcial multiplicada por la solubilidad del CO2.
Carbaminohemoglobina
El CO2 se une a los grupos amino terminales en las proteínas
(p. ej., hemoglobina y proteínas plasmáticas como la
albúmina). Cuando el CO2 está unido a la hemoglobina, se
denomina carbaminohemoglobina, que supone
aproximadamente el 3% del CO2 total.
HCO3
Casi todo el CO2 transportado en sangre es una forma
químicamente modificada (HCO,^) que supone más del 90% del
CO2 total. Las reacciones que producen HCOj^ a partir de CO2
suponen la combinación de CO2 y H2O para formar el ácido débil
H2CO3.

13. REGULACION DEL FLUJO SANGUINEO
PULMONAR
Vasoconstricción hipóxica.
Con diferencia, el principal factor que regula el flujo sanguíneo pulmonar es la presión parcial de O2 en el gas alveolar. La
disminución de la Pao2 produce vasoconstricción pulmonar, es decir, vasoconstricción hipóxica.
El mecanismo de la vasoconstricción hipóxica
supone una acción directa de la P0 2 alveolar sobre el músculo liso vascular de las arteriolas pulmonares. Esta acción se
puede entender si se recuerda la proximidad de los alvéolos a la microcirculación pulmonar. Las arteriolas y sus lechos
capilares son densos alrededor de los alvéolos
La circulación fetal es un ejemplo de vasoconstricción hipóxica global. El feto no respira, por lo que su Pao^ es mucho
más baja que la de la madre, causando vasoconstricción en los pulmones fetales.
Otras sustancias vasoactivas. Además del O2, hay diversas
sustancias que alteran la resistencia vascular pulmonar.
• El tromboxano A2 es un vasoconstrictor local poderoso tanto
de arteriolas como de venas.
• La prostaciclina (prostaglandina I2) también es un producto
del metaboUsmo del ácido araquidónico a través de la vía de la
ciclooxigenasa y un potente vasodilatador local.
• Los leucotrienos son otro producto del metabolismo del ácido
araquidónico (a través de la vía de la lipooxigenasa) y causan
constricción de la vía aérea.

14. DISTRIBUCION DEL FLUJO
SANGUINEO PULMONAR
La distribución del flujo sanguíneo pulmonar en el interior del pulmón es irregular y puede explicarse por los
efectos de la gravedad. En posición de decúbito supino, el flujo sanguíneo es prácticamente uniforme, ya que
todo el pulmón está al mismo nivel gravitacional. Sin embargo, en bipedes- tación, los efectos gravitacionales
no son uniformes y el flujo sanguíneo es menor en el vértice del pulmón (zona 1) y es máximo en la base del
pulmón (zona 3).
Zona 1. Como resultado del efecto gravitacional, la
presión arterial (Pa) en el vértice del pulmón puede ser
más baja que la presión alveolar (Pa), que es
aproximadamente igual a la presión atmosférica.
Zona 2. Debido al efecto gravitacional sobre la presión
hidrostática, la Pa es mayor en la zona 2 que en la zona
1 y es mayor que la Pa.
Zona 3. En la zona 3, el patrón es más familiar. El efecto
gravitacional ha aumentado las presiones arterial y
venosa y ambas son ahora superiores a la presión
alveolar.

15. CORTOCIRCUITOS
Un cortocircuito consiste en una parte del gasto cardíaco o del flujo sanguíneo que se desvía o se
reconduce. Por ejemplo, normalmente, una pequeña fracción del flujo sanguíneo principal no pasa por los
alvéolos (p. ej., flujo sanguíneo bronquial), lo que se denomina cortocircuito fisiológico.
Cortocircuito flsiológico. Aproximadamente el 2 % del
gasto cardíaco normalmente no pasa por los alvéolos
(hay un cortocircuito derecha-izquierda fisiológico).
Parte del cortocircuito fisiológico es el flujo sanguíneo
bronquial, que se utiliza para las funciones metabólicas
de los bronquios.
Cortocircuitos derecha-izquierda. Un cortocircuito de sangre desde el
corazón derecho hasta el corazón izquierdo puede tener lugar cuando
la pared que separa los ventrículos derecho e izquierdo tiene un
defecto. Hasta el 50% del gasto cardíaco puede pasar desde el
ventrículo derecho directamente hasta el ventrículo izquierdo y nunca
es bombeado a los pulmones para su arteriah- zación.
Cortocircuitos izquierda-derecha. Los cortocircuitos izquierda-
derecha son más frecuentes y no causan hipoxe- mia. Entre las
causas de cortocircuitos izquierda-derecha se encuentran la
persistencia de conducto arterioso y las lesiones traumáticas.

16. DISTRIBUCION DE LA RELACION V/Q
EN EL PULMON
VALOR NORMAL DE V/Q: 0,8.
Este valor significa que la ventilación alveolar (1/min) es el 80% del
valor del flujo sanguíneo pulmonar (1/min).