Este documento resume las características físicas generales de los gases y su importancia biomédica. Explica qué son los gases, las leyes que los rigen, la composición de la atmósfera y cómo afecta la presión atmosférica y la altitud. También describe la ventilación alveolar, la hematosis y la fisiología aplicada a la respiración, incluida la cascada del oxígeno y los efectos de la edad en la PaO2. En general, proporciona una visión de alto nivel de la física

1. Aspectos físicos generales de los
gases.
Roque García MD.
UCI adultos HULA.
1

2. Contenido
1. Donde estamos.
2. Que es un gas, características, leyes que los rigen,
importancia biomédica.
3. Hematosis.
4. Que es la atmosfera, su composición, atmosfera y presión,
atmosfera y altitud, importancia biomédica.
5. Fisiología aplicada: presiones y leyes físicas del aparato
respiratorio.
6. Resumen.
2

3. Donde estamos ?
3
Ventilación alveolar
Hematosis
DO2 y VO2
Control del sistema

4. Que es un gas ?
4

5. Jan Baptist Van Helmont
1648 (Brúcelas), acuño el término griego kaos (desorden) para
definir las características del anhídrido carbónico (GAS).
5
Biografía JBVH.

6. Definición
6
Física de los gases. Ed. Mac Graw Hill 2011

7. Tipos de gases
Ideal
Real
Noble
7
Física de los gases. Ed. Mac Graw Hill 2011

8. Características de los gases
8
Física de los gases. Ed. Mac Graw Hill 2011

9. Propiedades físicas de los gases
GAS
Presión
Vol.
Masa
Temp.
9

10. Leyes que cumplen los gases
Ley de Boyle-Mariotte. T=V.P
Ley de Charles: P=V/T
Ley de Gay-Lussac: V=P/T
Ley de Dalton: Presión parcial del gas.
Ley de Henrry: presión parcial de un gas en
fluido: concentración/ coeficiente de
solubilidad.
Ley de Graham: difusión es inv. √PM
Ley de los gases ideales: P.V=KMT
10
Física de los gases. Ed. Mac Graw Hill 2011,
Gases sanguíneos J.F Patiño. / Ed. 7. 2005

11. Ley general de los gases
11
V.
K= P
T
Física de los gases. Ed. Mac Graw Hill 2011

12. Gases en condiciones biológicas
CONDICIONES ESTÁNDARES PARA CORRECIÓN DE VOLUMENES DE GASES
STPD 0 °C, 760 mmHg, en seco (temperatura y presiones estándares en seco)
BTPS Temperatura y presión corporales saturadas con vapor de agua
ATPD Temperatura y presión ambientales en seco
ATPS Temperatura y presión ambientales saturadas con vapor de agua
Fisiología de Ganong Ed. 18 12

13. Velocidad de difusión del gas en una
solución
ΔPxAxS
dx√PM
Guyton y Hall, fisiología Ed. 12 13
D=

14. 14
Coeficiente de solubilidad y difusión
Guyton y Hall, fisiología Ed. 12

15. Coeficiente de solubilidad y difusión
GAS SOLUBILIDAD
O2 0.024
CO2 0.57
CO 0.018
N2 0.012
He 0.008
15
GAS DIFUSIÓN
O2 1
CO2 20.3
CO 0.81
N2 0.53
He 0.95
Guyton y Hall, fisiología Ed. 12
S
√PM

16. Atmosfera Terrestre
16

17. Composición de la atmosfera terrestre.
GAS % DE VOLUMEN AIRE SECO.
Nitrógeno, N2 78,08
Oxigeno, O2 20,95
Vapor de agua 1
GAS PPM.
Argón, Ar. 9340
Dióxido de carbono, CO2 400 o 0,04 %
Neón, Ne. 18,18
Helio, H. 5,24
Metano, CH4 1,7
Criptón, Kr. 1,14
Hidrogeno, H 0,55
17
NASA 2013

18. 18
Presión atmosférica
760
mmHg
Dinámica
Física de los gases. Ed. Mac Graw Hill 2011

19. Atmosfera y altitud
10mt↑=↓1mmHg
19
Lecciones de Física, Ortega, Manuel R.
Monytex

20. CONCENTRACIÓN DEL O2 DEL AIRE 20.95%
Altitud (m) PB (mmHg) PO2 aire ambiente
(mmHg)
PaO2
(mmHg)
PaC02
(mmHg)
La Oroya (Perú) 3730 483 101 55 33
La Paz 3000 522 109 57 34
Bogotá 2600 560 117 62 35
México 2200 585 122 66 37
Caracas 1000 674 141 89 38
Mar 0 760 159 95 40
20
Atmosfera y altitud
Gases sanguíneos J.F Patiño. / Ed. 7. 2005

21. 21
Atmosfera y altitud
Gases sanguíneos J.F Patiño. / Ed. 7. 2005

22. GAS ATMOSFERICO HUMEDIFICADO ALVEOLAR ESPIRADO
mmHg % mmHg % mmHg % mmHg %
N2 597 78.92 563.4 70.09 569 74.9 566 74.5
O2 159 20.84 149.3 16.67 104 13.6 120 15.7
CO2 0.3 0.04 0.3 0.04 40 5.3 27 3.6
H20 3.7 0.5 47 6.2 47 6.2 47 6.2
Total 760 100 760 100 760 100 760 100
Guyton Hall. 2012 22
Composición de la atmosfera

23. Hipoxemia e hipoxia
CAUSA DE HIPOXEMIA MECANISMO
Disminución de la PB Aumento de altitud.
Hipo ventilación alveolar Aumento de la PACO2.
Trastorno de la difusión Disminución de la superficie o aumento del espesor de la
membrana Aa.
Trastorno relación V/Q Aumento espacio muerto, hipotensión arterial.
Incremento del shunt Sangre capilar alveolar no oxigenada.
23
CAUSA DE HIPOXIA MECANISMO
Hipoxemica Disminución de la PaO2.
Anémica Disminución de los niveles de Hb.
Histotoxica Incapacidad celular de usar O2 (cianuro).
Cardiovascular Disminución del Q.
Trastornos de la afinidad de la Hb Hemoglobinopatías.
Disperfusión tisular Shunteo.
Disoxia Lesión mitocondrial irreversible.
Fundamentos de fisioterapia respiratoria y
ventilación mecánica Manual Moderno,
2008

24. Oxigeno suplementario
24
CANULA O CATETER NASAL
O2 EN LITROS FIO2 EN %.
1 24
2 28
3 32
4 36
5 40
MASCARA SIMPLE
O2 EN LITROS FIO2 EN %.
5-6 40
6-7 40
7-8 60
MASCARA CON RESERVORIO
O2 EN LITROS FIO2 EN %.
6 60
7 70
8 80
9 90
10 99+
Gases sanguíneos J.F Patiño. / Ed. 7. 2005

25. ÍNDICES DE OXIGENACIÓN ÍNDICES DE VENTILACIÓN
Gradiente alveolo capilar de O2. Espacio muerto.
Cociente PaO2/FiO2.
Fracción de derivación (Shunt).
Manual de medicina intensiva
Massachusetts general hospital 2010
25
Función pulmonar

26. GAS ATMOSFERICO HUMEDIFICADO ALVEOLAR
mmHg % mmHg % mmHg %
N2
597 78.92 563.4 70.09 569 74.9
O2
159 20.84 149.3 16.67 104 13.6
CO2
0.3 0.04 0.3 0.04 40 5.3
H20 3.7 0.5 47 6.2 47 6.2
Total 760 100 760 100 760 100
Gradiente alveolo capilar de O2
Cascada del oxigeno
26
Manejo clínico de los gases sanguíneos
Shapiro 1996.
PIO2
PAO2
DAaO2

27. 27
Ejercicios

28. 1. Calcular la presión parcial del O2 en Mérida (1500 m
sobre el nivel del mar).
2. Calcular la PIO2 de un sujeto a quien se le está
administrando O2 suplementario por cánula nasal a 6
litros min y se encuentra en México DF.
3. Calcular la PIO2, PAO2 de un sujeto con FiO2 de
0.50%, PaCO2 de 30 mmHg, a una altura de 2600 m
sobre el nivel del mar.
4. Sujeto transportado en aeroambulancia no
presurizada a 10.000 m sobre el nivel del mar, calcule
su PIO2, necesita O2 suplementario, porque ?.
28

29. Segunda parte
29

30. Física general de la respiración
30

31. Como se hace ?
31

32. Ventilación alveolar
32
Gases sanguíneos J.F Patiño. / Ed. 7. 2005

33. 33
Ventilación alveolar
Respiratory system and artificial ventilation,
Ed. Springer 2008
=
π.∆P.r4
8ɳL
Q
P =
2T (s.w)
r
Tipos de
flujo
aéreo

34. 34
Ventilación alveolar
Respiratory system and artificial ventilation,
Ed. Springer 2008
Factores que
mantienen abiertos
los alveolos
1. pA N2
2. Surfactante
3. Poros de kohn
4. P. pleural

35. 35
Regiones pulmonares de West
V/Q=1
Respiratory system and artificial ventilation,
Ed. Springer 2008
Mayor área
de
superficie
Arravelocidad,
distensibilidad

36. 36
Presiones en el sistema
Respiratory system and artificial ventilation,
Ed. Springer 2008

37. 37
Presión transpulmonar
Guyton y Hall, fisiología Ed. 12
TRABAJO
INSPIRATORIO %
Trabajo no
elástico
Resistencia
viscosa
7
Resistencia de
las vías aéreas
28
Trabajo elástico 65
F = -K.r
Elasticidad y
distensibilidad

38. 38
Consecuencias de la presión transpulmonar
Respiratory system and artificial ventilation,
Ed. Springer 2008

39. Manejo clínico de los gases sanguíneos
Shapiro 1996.
39
Interrelación cardiopulmonar

40. ho 40
alveolo
capilar
Gases sanguíneos J.F Patiño. / Ed. 7. 2005

41. Distribución de los gases
CONTENIDO DE GASES EN SANGRE
ml de gas, en 100 ml de sangre con Hb 15 g%
Gas Sangre arterial (PO2:
95mmHg,PCO2: 40 mmHg,
saturación Hb: 97% )
Sangre venosa (PO2:
40mmHg,PCO2: 46mmHg,
saturación Hb: 75% )
Disuelto Combinado Disuelto Combinado
O2 0.29 19.5 0.12 15.1
CO2 2.62 46.4 2.98 49.7
N2 0.98 0 0.98 0
41
Fisiología de Ganong Ed. 18

42. Hemoglobina
Semergen: 2001; 27: 523-525. 42

43. TIPO DE MEDICIÓN PARÁMETROS VALOR NORMAL
Obtenida PaO2 Mínimo 62mmHg, depende de la FiO2
SaO2 Mayor de 90%
Calculada CaO2 16-19 Vol%
CcO2 18-20 Vol%
PAO2 Depende de la FiO2, la PACO2 y de la P.
atmosférica.
DAaO2 Depende de la FiO2.
FiO2 : 0.21= 10 mmHg.
FiO2 : 1= menos de 300 mmHg.
PaO2/FiO2 Mayor de 300
DAaO2/PaO2 Menor de 1.5
PaO2/PAO2 Mayor de 0.7
Fundamentos de fisioterapia respiratoria y
ventilación mecánica Manual Moderno,
2008
43
Función pulmonar

44. ÍNDICES DE OXIGENACIÓN ÍNDICES DE VENTILACIÓN
Gradiente alveolo capilar de O2. Espacio muerto.
Cociente PaO2/FiO2.
Fracción de derivación (Shunt).
Manual de medicina intensiva
Massachusetts general hospital 2010
44
Función pulmonar

45. Fisiología aplicada
45

46. Cascada del oxigeno
Fisiología de Best &Taylor Ed. 13 46
Aire
alveolo
Capilar pulmonar
Capilar sistémico
tejido
Célula
Ventilación
Hematosis
Transporte
Respiración

47. ho 47
Gases sanguíneos J.F Patiño. / Ed. 7. 2005

48. 48
Perfusión tisular global
Respiratory system and artificial ventilation,
Ed. Springer 2008

49. PaO2 y edad
49
Gases sanguíneos J.F Patiño. / Ed. 7. 2005

50. • Los gases atmosféricos de mas importancia
biomédica son el O2 y el CO2.
• Las diferentes leyes y características de los gases
nos explican la hematosis.
• Modulando la presión parcial del O2 cambiamos
la FiO2 del paciente.
• Los cambios de altitud, temperatura y humedad,
inciden sobre las proporciones de los gases y la
presión barométrica, promoviendo cambios en
las presiones parciales de los gases.
• La respiración es un proceso físico, cuyo
entendimiento es esencial para el intensivista.
50

51. Aunque seamos testigos de tanto sufrimiento, La perfección de
los fenómenos de vida nos señala que existe alguien supremo.
Dios.
51