Fisiología del intercambio gaseoso en el aparato respiratorio

1. Intercambio de gases
en la respiración
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Facultad de Medicina
Departamento de Fisiología
Instructor: Reyes Torres Bruno Eduardo

2. Recuerdo anatómico

3. .04 % de CO2, gases invernadero y
gases nobles
20.95 % de O2
79.01 % de N
Composición atmosférica

4. Unidades de presión
• 1 Torr = 1 mmHg
• 1 mmHg = .133kPa
• 1 kPa = 7.5006 mmHg o Torr
Definición de presión
“Fuerza aplicada sobre unidad de área”
P = 𝐹/𝐴

5. Leyes y propiedades de los gases
La dinámica del Oxigeno, nitrógeno y anhídrido
carbónico se explica tomándolos en cuenta como
gases ideales*.
(P)(V)= 𝑛𝑅𝑇Ley general de los gases

6. • Ley de Boyle
• Ley de Charles
• Ley de Gay-Lussac
(P)(𝑉) = 𝐾
T = constante
V= 𝐾1 𝑇
P = constante
P= K2T
V = constante

7. Presión atmosférica = 760 mmHg
Ley Dalton
“En una mezcla de gas cada
componente ejerce una presión parcial
en función a su concentración”
Pgas = (Ptot) (Fg)
F. Conti. (2010). Fisiología médica. Mc Graw Hill. Milano Italia.

8. Pgas = (Ptot) (Fg)
= (760 mmHg) (.2095)
= 159.22 mmHg
Pgas = (Ptot) (Fg)
= (760 mmHg) (.7901)
= 600.476 mmHg
Pgas = (Ptot) (Fg)
= (760 mmHg) (.04)
= 30.4 mmHg
Presión de
Oxigeno
Presión de
nitrógeno
Presión de gases
restantes
Atmosfera en
Condición de
temperatura,
presión
estándar y
sequedad
(STPD)

9. El aire ambiental inhalado por las vías aéreas se
calienta a 37°C y se humecta
PH2O =47 mmHg
- PH2O + Pat = presión de los gases dentro de las vías aéreas
713 mmHg
Pgas = (Ptot) (Fg)
= (713 mmHg) (.2095)
= 149.37 mmHg
Pgas = (Ptot) (Fg)
= (713 mmHg) (.7901)
=563.98 mmHg
Presión de
nitrógeno
Presión de
Oxigeno
Condición BTPS

10. Variación de la
presión de agua
según la temperatura

11. Ley de Henrry
“La cantidad de gas disuelto en un liquido
es proporcional a la presión parcial del
gas”
F. Conti. (2010). Fisiología médica. Mc Graw Hill. Milano Italia.

12. Derivaciones
Coeficiente de solubilidad α = cantidad disuelta y
presión parcial
α = 1/T
A 37 °C α = .032 para el dióxido de carbono y .0013 para el oxigeno
El CO2 es casi 24 veces más soluble que el O2
F. Conti. (2010). Fisiología médica. Mc Graw Hill. Milano Italia.

13. Ley de Graham
“El coeficiente de solubilidad es inversamente proporcional a la
raíz cuadrada del peso molecular”

14. Relación entre la velocidad de difusión del O2 con
relación al CO2
𝛼
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝑔𝑎𝑠
Velocidad de difusión =
𝛼 𝑑𝑒𝑙 𝐶𝑂2
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝐶𝑂2
𝛼 𝑑𝑒𝑙 𝑂2
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝑂2
=
.0013
32
.032
44
=
20.7
El dióxido de carbono difunde más
rápido que el oxigeno
F. Conti. (2010). Fisiología médica. Mc Graw Hill. Milano Italia.

15. Conceptos relevantes
• Los valores normales de PO2 en condiciones de
reposo y a nivel del mar, oscilan casi siempre entre
90 y 97 mmHg, entre los 20 y 70 años de edad
desciende 6mmHg.
• La PCO2 en la sangre arterial oscila entre los 35 y
40 mmHg, aumenta 4mmHg con el envejecimiento.
F. Conti. (2010). Fisiología médica. Mc Graw Hill. Milano Italia.

16. Intercambio de gases en la membrana
alveolocapilar

17. Endotelio
Membrana basal
Tejido intersticial
Membrana alveolocapilar
Membrana basal
Grosor: .5
micrómetros
Epitelio alveolar

18. Ley de Fick
La difusión de un gas está condicionada por diferentes
factores:
𝑽 gas = D gas
𝑺𝑨
𝒅
𝑷 𝟏 −
𝑷 𝟐
𝑽 gas = Volumen de gas que difunde por unidad de tiempo
D gas = Coeficiente de difusión del gas
𝑺𝑨 = área de superficie de intercambio
d = grosor de la membrana
𝑷 𝟏 −
𝑷 𝟐 = gradiente de presiones en ambos compartimientos

19. La difusión del CO2 y del O2 en la
membrana alveolo capilar está en
función de:
• ΔP de los gases de los alveolos y en sangre capilar.
• Grosor de la membrana alveolocapilar.
• Área de superficie de intercambio
• D gas del CO2 y O2
• Tiempo de contacto de los gases con la superficie
de intercambio

20. Gradiente de Presión
Diferencia de presiones del gas en los alveolos y
en las sangre venosa de los capilares
ΔP = 𝑃 𝑎𝑙𝑣𝑒𝑜𝑙𝑎𝑟 − 𝑃𝑐𝑎𝑝𝑖𝑙𝑎𝑟
CO2
O2
ΔP = 40 mmHg −46 𝑚𝑚𝐻𝑔
= - 6mmHg
ΔP = 100 mmHg −40 𝑚𝑚𝐻𝑔
= 60 mmHg

21. Espesor de la membrana
.5 micrómetros
Edema del espacio intersticial
Fibrosis pulmonar
Superficie de intercambio
70 m2 de superficie alveolar
100 m2 de superficie capilar pulmonar
Enfisema
Ejercicio físico intenso
Coeficiente de difusión los gases
CO2 24:1 O2

23. Variación de la Pgas
en diferentes circunstancias

24. F. Conti. (2010). Fisiología médica. Mc Graw Hill. Milano Italia.

25. F. Conti. (2010). Fisiología médica. Mc Graw Hill. Milano Italia.

26. F. Conti. (2010). Fisiología médica. Mc Graw Hill. Milano Italia.

27. Conclusión
• Ley Henry y Graham muestran la presión de los
gases atmosféricos en relación a temperatura
corporal y peso molecular.
• Ley Fick relaciona las variaciones de la difusión
de los gases a través de la MAC.
• La efectividad de los procesos respiratorios no
sólo está en base a la mecánica ventilatoria.
F. Conti. (2010). Fisiología médica. Mc Graw Hill. Milano Italia.