Este documento describe varios conceptos clave relacionados con la biofísica de la respiración. Explica las leyes que rigen los gases y su comportamiento, los mecanismos fisiológicos de la respiración como la difusión de gases y la mecánica respiratoria, y los efectos de varios factores ambientales como la altitud y la presión sobre el proceso respiratorio.

1. BIOFISICA DE LA
RESPIRACIÓN.

2. FÍSICA DE LOS GASES.
• La materia en estado gaseoso no tiene forma ni volumen, además la atracción
molecular es menor que entre solidos y líquidos.
• En los gases se cumple el principio de Bernoulli igual que en los líquidos, establece
que a mayor velocidad de un fluido, la presión disminuye.

3. LEYES QUE RIGEN LOS GASES
• LEY DE LUSSAC : A presión constante el volumen que ocupa un gas es
directamente proporcional a la temperatura que soporta.
• LEY DE CHARLES: A volumen constante la presión y la temperatura de una masa
de gas, están en relación directa.
• LEY DE BOYLE: A temperatura constante, el volumen que ocupa un gas s
inversamente proporcional a la presión.
• LEY DE AVOGADRO: Volúmenes iguales de diferentes gases, a la misma presión ,
contienen el mismo numero de moléculas.

4. BASES FISICAS DE LA RESPIRACIÓN
• La respiración es el proceso biológico por el cual se utiliza el oxigeno del aire y se
elimina al exterior el dióxido de carbono producido por la combustión en las células.
En otras palabras es el intercambio de gases con el medio incluyendo su utilización.
• El intercambio de gases con el exterior, hasta las células (el oxígeno) y desde las
células (el dióxido de carbono) es un proceso de difusión. La difusión se rige por la
primera ley de Fick, la cual podemos adaptar para el intercambio gaseoso.

5. MECANICA RESPIRATORIA
• El aire ingresa a los pulmones gracias al gradiente de presión debido a los
movimientos de la caja torácica.
• Al expandirse la caja torácica también se expanden los pulmones.
• La espiración es un proceso pasivo debido a la elasticidad pulmonar.
• PRESION ALVEOLAR: INSPIRACIÓN: -1mmHg ESPIRACIÓN: +1mmHg
EL AUMENTO DE
LA CAJA TORÁCICA
SE DEBE AL
TRABAJO DE
MÚSCULOS
INSPIRATORIOS
RESPIRACIÓN
TRANQUILA
Diafragm
a
RESPIRACIÓN
FORZADA
INTERCOSTALES EXTERNOS,
ECM, ESCALENOS
PRESIÓN EN LA
CAVIDAD PLEURAL
INSPIRACIÓN: -8 mmHg ESPIRACIÓN: -5 mmHg
LA ESPIRACION TAMBIEN ES
FORZADA POR MUSCULOS
R.A.del abdomen e intercostales internos.

6. ATMÓSFERA TERRESTRE Y PRESIÓN
ATMÓSFERICA.
• La atmósfera es la capa de gases que rodea la tierra, no tiene limite definido,
simplemente se vuelve menos densa a medida que aumenta la distancia de la
superficie terrestre.
• Por medio de un barómetro se sabe que su presión es de 760 mmHg.
CAPAS DE LA ATMOSFERA:
Desde la superficie terrestre para arriba son troposfera, estratosfera, mesosfera y
exosfera.

7. COMPOSICIÓN DEL AIRE ALVEOLAR Y
ATMOSFÉRICO
• La composición del aire atmosférico: Varía con la temperatura debido a la diferente proporción de vapor
de agua que puede encontrarse; a 0° la presión parcial de vapor de agua es 3,7mmHg.
• La composición del aire alveolar: Se modifica, en comparación con el aire atmosférico, por dos motivos
principales: la humidificación del aire al pasar por las vías respiratorias aumenta la presión parcial de vapor
de agua y la eliminación de dióxido de carbono al alveolo aumenta la presión parcial de este gas.
GAS PRESION ATM (mmHg) Presión en
Alveolos
Nitrógeno 597 569
Oxigeno 159 104
Vapor de agua 3,7 47
Dióxido de carbono 0,3 40

8. GRADIENTES DE DIFUSIÓN DEL OXIGENO Y
EL CO2
Presión
alveolar o2 104
mmHg
Oxigeno
difunde al
capilar
pulmonar
donde PO2 es
40mmHg
Resultado, sangre
oxigenada de PO2
104 mmHg, (se
equilibra con
presión de O2
alveolar.
Al mezclarse
con la sangre
desoxigenada
de venas
bronquiales
En los capilares el
oxigeno difunde hasta
equilibrarse con la
PO2 intersticial que es
40mmHg, por eso la
sangre venosa que
llega a los pulmones
tiene una PO2 e
40mmHg, el PO2
celular es de 23
mmHG
El dióxido de carbono pasa de las células, donde la PCO2 es de 46mmHg, al intersticio, donde la PCO2 es de
45mmHg. La sangre venosa que sale de los tejidos se ha equilibrado con el intersticio y por ello llega al capilar
pulmonar con una presión parcial de 45mmHg, de allí el CO2 difunde a los alveolos donde la PCO2 es de
40mmHg.

9. VOLUMENES Y CAPACIDADES PULMONARES
• El espirómetro es un aparato con el cual se miden los volúmenes pulmonares. Solamente puede medirse los volúmenes que
pueden espirarse, de ahí su nombre.
• Volumen corriente: es el volumen de aire que entra y sale de los pulmones en un solo ciclo respiratorio. Su valor normal en
el individuo común es de 500ml.
• Volumen de reserva inspiratoria: Es el máximo volumen de aire que se introduce en los pulmones en una inspiración
forzada. Su valor normal es de 3000 ml.
• Volumen de reserva espiratoria: Volumen de aire que se puede extraer de los pulmones después de una espiración normal.
Su valor es de 1200 ml.
• Volumen residual: volumen de aire que permanece en los pulmones después de una espiración. Su valor es de 1200 ml.

10. EFECTO FISIOLOGICO DEL BUCEO
Cuando los seres
humanos descienden
al mar, la presión que
los rodea aumenta
mucho
Para impedir que se
colapsen los pulmones
se debe aportar aire a
una presión muy
elevada para
mantenerlos
insuflados.
Esto expone la sangre
de los pulmones a una
presión de gas
alveolar
extremadamente
elevada
NARCOSIS POR NITROGENO:
A presión del nivel del mar el nitrógeno no tiene ningún efecto significativo
sobre la función del cuerpo, pero a presiones elevadas bajo el nivel del mar
puede producir grados variables de NARCOSIS.
NARCOSIS POR
NITROGENO
El nitrógeno aumenta
tanto que afecta las
membranas celulares
disminuyendo la
excitabilidad neuronal
Primero se produce
efecto similar al del
alcohol y después
cuando más avanza
efecto de anestesia
general.

11. DESCOMPRESIÓN
• El nitrógeno es cinco veces más soluble en las grasas que el agua.
• Se sabe que el 75% del nitrógeno disuelto difunde bastante rápidamente en los tejidos de la sangre y de
allí a los pulmones. El 25% restante disuelto en el tejido graso requiere varias horas de tiempo
dependiendo de la solución que haya alcanzado el nitrógeno en el tejido graso lo cual a su vez depende del
tiempo de exposición y la profundidad. A una profundidad de 30 m después de respirar aire comprimido
durante 100 minutos se requiere una hora y 40 minutos para la descompresión.

12. RESPIRACIÓN EN LA ALTURA
• Con la altura disminuye la presión atmosférica, lo que disminuye peligrosamente
la presión parcial de oxigeno.
• Síntomas de la enfermedad de las montañas aguda:
• Disnea, taquicardia, malestar, náuseas y vómitos. Estos efectos comienzan a
sentirse desde los 3000 metros, a los 4000 metros suele presentarse
embotamiento mental. debilidad muscular. La exposición rápida alturas
mayores, con una variación grande de altura en pocas horas puede producir
edema cerebral y edema pulmonar a los 6000 m puede presentarse
convulsiones, se considera que la persona no aclimatada pierde la conciencia a
los 7500 m.

13. •
GRACIAS
POR SU
ATENCIÓN