Principios del Intercambio Gaseoso

U N I T VII
Textbook of Medical Physiology, 11th Edition
GUYTON & HALL
Copyright © 2006 by Elsevier, Inc.
Capitulo 39:
Principios del Intercambio Gaseoso
Diapositivas por Robert L. Hester, Ph.D.
Traduccion por Rene R. Garcia-Szabo, M.D., Ph.D.

Principios Físicos del Intercambio Gaseoso
• La difusión es en respuesta a un gradiente de
concentración.
• La presión es proporcional a la concentración.
• El gas contribuye a la presión total en una
forma directamente proporcional a la
concentración.

Principios Físicos del Intercambio Gaseoso
• El CO2 es 20 veces tan soluble como lo es el
O2.
• La difusión depende de la presión parcial del
gas.
• El aire es humidificado a nivel de las vías
aéreas determinando una presión de vapor de
agua de 47 mm Hg.

Ley de Henry:

Difusión Neta de un Gas en una Dirección
Efecto del Gradiente de Concentración
Difusión del oxigeno de un cabo de una cámara (A) al otro (B).
La diferencia entre las longitudes de las flechas representa la
difusion neta.

P
Cuando la Presión parcial es expresada en atmósferas (la presion de
1 atomosfera es igual a 760 mm Hg) y la concentracion es expresada en
volumen de gas disuelto en cada volumen de agua, los coeficientes de
solubilidad para los mas importantes gases respiratorios a la temperatura
corporal son los siguientes:
Gas Coeficiente de solubilidad
Oxigeno 0.024
Dióxido de carbono 0.57
Monóxido de carbono 0.018
Nitrógeno 0.012
Helio 0.008

P
De esta tabla, se puede ver que el dióxido de
carbono es mas de 20 veces tan soluble como el
oxigeno.
Por lo tanto, la presión parcial del dióxido
de carbono (para una concentración dada) es
menos de 1/20 que la ejercida por el oxigeno.

Cuantificando la Tasa Neta
de Difusión en los Líquidos

Determinantes de la Difusion
Ley de Ficks Difusión = (P1-P2 ) * Área * Solubilidad
Distancia * Peso Molecular
• Gradiente de Presión.
• Área.
• Distancia.
• la Solubilidad y el Peso Molecular estan fijos.

Cuantificando la Tasa Neta
de Difusión en los Líquidos
Gas Tasa neta de difusión
Oxigeno 1.0
Dióxido de carbono 20.3
Monóxido de carbono 0.81
Nitrógeno 0.53
Helio 0.95

Composición del Aire Alveolar y su Relación
con el Aire Atmosférico

Composición del Aire Alveolar
0
0 .5
1
1 .5
2
2 .5
3
3 .5
4
6 5 .5 5 4 .5 4 3 .5 3 2 .5 2 1 .5
PN2 = (760 - 47) * 0.79 = 713 * 0.79 = 563
Preguntas:
• Cual es el efecto de la humidificación en las presiones
parciales?
• Explica las presiones parciales del aire espirado?
• Calcula la Po2 en el alveolo.

VA
VT
VD
El aire espirado tiene aire alveolar
y aire del espacio muerto.
Explicación del Aire Espirado

Po2 en el Alveolo
PAlvO2
= PIO2
- (PCO2
/R)
PO2 = 149 - (40/0.8) = 99
R es el indice de intercambio respiratorio ~ 0.8.
Recuerda que en una persona normal la PO2 alveolar = PO2 arterial,
y que la PCO2 alveolar = PCO2 arterial.

PCO2 = producción de CO2 * K
Ventilación Alveolar
K es constante.
SI la ventilación es duplicada, luego la Pco2 es
la ½
SI la ventilación es la ½, luego la Pco2 es
duplicada.
Pco2 en el Alveolo

Tasa a la cual el Aire Alveolar es Renovado
por el Aire Atmosférico
Expiracion de un gas a partir de los alveolos con respiraciones
sucesivas.

Tasa a la cual el Aire Alveolar es Renovado
por el Aire Atmosférico
Tasa de remoción de un exceso de gas a partir de los alvéolos.

Cambios en la Composición de los Gases
Alveolares
Figure 39-3; Guyton & Hall

Gases Alveolares y Gases de la
Sangre
PO2 = 100
PCO2 = 40
PCO2 = 40
PCO2 = 45
PO2 = 40 PO2 = 100
PO2 = 159
PCO2 = 0
PO2 = 149
PCO2 = 0

Concentración de Oxigeno y su
Presión Parcial en el Alveolo
Efecto de la ventilacion alveolar sobre la PO2 en dos tasas de absorcion
de oxigeno desde los alveolos -250 ml/min y 1000 ml/min. El punto A
es el punto de operacion normal.

Presión Parcial de Oxigeno en el Alveolo
Figure 39-4: Guyton & Hall

Concentración del Dióxido de Carbono y su
Presión Parcial en el Alveolo
Efecto de la ventilacion sobre la PCO2 a dos tasas de excresion del
dioxido de carbono a paritr de la sangre -800 ml/min y200 ml/min. El
punto A es es punto de operacion normal.

Presión Parcial del CO2 en el Alvéolo

P

Capacidad de Difusión
de la
Membrana Respiratoria

• Se define como la cantidad de mililitros de un gas que
difunden en cada minuto para una diferencia de presión
de 1 mm Hg.
• Puede cambiar como sucede durante el ejercicio.
• La capacidad de difusión es una medida de la
membrana alveolo – capilar y del gas.
• DL= Área * Coeficiente de difusión / espesor.
• Difusión = DL * Gradiente de presión.

• Oxigeno
• Capacidad de difusión es de
21 ml / min / mm Hg * gradiente de 11 mm Hg.
• La difusion de oxigeno es de 230 ml / min.
0
20
40
60
80
100
120
0 0.25 0.5 0.75
% Longitud de los Capilares Pulmonares
Po
2
in
blood

Capacidad de Difusion
• Dioxido de Carbono
– La capacidad de difusion es
de 400 ml/min/mm Hg *
gradiente < 1 mmHg
– Una difusion de 200 ml/min
de dioxido de carbono.
40
41
42
43
44
45
46
% Longitud de los Capilares Pulmonares
blood
Pco
2

Ventilación/Perfusión
• Es la relación entre un adecuado flujo sanguíneo y una adecuada
ventilación pulmonares.
• Se define como V/Q.
• V/Q = (4 l / min) / (5 l / min) = 0.8
• Va / Q = 8.63 * R * (CAO2
- CVO2
) / PACO2
• SI no hay impedimento a la difusion, luego las Po2 y Pco2 entre el alveolo
y la sangre de los capilares pulmonares es usualmente la misma.

pO2=?
pCO2=?
pO2=?
pCO2=?
pO2=?
pCO2=?
Corto-circuito Normal
Espacio Muerto
V/Q = 0
V/Q = 

Intercambio Gaseoso Regional
Va/Q
Base del pulmón Punta del pulmón
Flujo sanguíneo
Ventilación
El flujo sanguíneo y la ventilación pulmonares NO estan regularmente pareados.

• Corto-circuito fisiológico
– Va/Q < normal.
– Baja ventilación.
• Espacio muerto fisiológico
– Va/Q > normal.
– Ventilación desperdiciada.
• Anormalidades
– En las porciones superiores de los pulmones Va/Q 3 veces lo normal.
– En las porciones inferiores de los pulmones Va/Q .5 de lo normal.

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