Difusion de Gases PDF 2014

DIFUSIÓN DE GASES MVZ Jesús Ángel Aguirre Pineda 2014 COMPOSICIÓN DEL AIRE  Puede expresarse como porcentaje: nitrógeno 78%, oxígeno 21%, otros gases 1%.  Esta composición no varía significativamente con la altit...

DIFUSIÓN DE GASES MVZ Jesús Ángel Aguirre Pineda 2014 COMPOSICIÓN DEL AIRE  Puede expresarse como porcentaje: nitrógeno 78%, oxígeno 21%, otros gases 1%.  Esta composición no varía significativamente con la altitud. Presión de gases  Ley de Dalton → la presión (P) de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de todos sus componentes.  La presión (o presión parcial) de un gas en el aire está determinada por la presión barométrica (PB) y la fracción que le corresponde al gas dentro de la mezcla gaseosa. Por ejemplo: La PO2 (presión de oxígeno) en aire seco al nivel del mar (donde PB = 760 mmHg) se calcula:  Conforma aumenta la altitud la presión barométrica disminuye y, por ende, la presión parcial de cada gas en el aire también disminuye.  Al incorporar nuevos gases a la mezcla se reduce la fracción (y por tanto la presión parcial) de los gases originales. Por ejemplo: la PH2O en aire saturado de humedad a la T corporal (38.2º C) es 50 mmHg. Bajo estas condiciones la PO2 sería: COMPOSICIÓN DEL GAS ALVEOLAR  Determinada principalmente por la ventilación alveolar (VA) y el intercambio de O2 y CO2.  PACO2 (Presión alveolar de CO2):  Prácticamente no depende del CO2 en el aire inspirado, por ser éste insignificante.  Depende fundamentalmente de dos factores: la producción de CO2 (VCO2) y la ventilación alveolar (VA):  Si ↑ VCO2 ↑ PACO2  Si ↑ VA ↓ PACO2  PAO2 (Presión alveolar de oxígeno):  Varía en torno a un valor promedio: aumenta en la inspiración y disminuye en la espiración.  Entre otras cosas, depende de la presión de oxígeno en el aire inspirado (PIO2) y la PACO2:  Si ↑ PIO2 → ↑ PAO2  Si ↑ PACO2 ↓ PAO2 Hipoventilación alveolar  Consiste en una disminución de la VA en relación con la VCO2. Por tanto, provoca ↑ PACO2 y ↓ PAO2  Puede ser provocada por alteraciones en diferentes niveles:  SNC deprimido (fármacos, lesiones, etc…)  Daño de nervios periféricos  Lesión torácica o de músculos respiratorios  Obstrucción de vías respiratorias (por ejemplo: hemiplejia laríngea)  Reducción de la distensibilidad pulmonar (por ejemplo: fibrosis) Hiperventilación alveolar  Consiste en un aumento de la VA en relación con la VCO2. Por tanto, provoca ↓ PACO2 y ↑ PAO2  Se presenta como respuesta compensatoria ante la hipoxia, la acidosis y el aumento de la temperatura. DIFUSIÓN DE GASES A NIVEL ALVEOLAR  También llamada “respiración externa”.  La pared de cada alveolo está recubierta por una red de capilares pulmonares.  Cada gas difunde en favor de su gradiente de presión (diferencia de presión entre el alvéolo y la sangre de los capilares alveolares):  Difusión de O2  La PO2 (presión de oxígeno) en la sangre que llega a los capilares alveolares (“sangre venosa”) es menor que la PO2 en los alvéolos. Por tanto, se presenta difusión neta de O2 de los alvéolos a la sangre.  Difusión de CO2  La PCO2 (presión de CO2) en la sangre que llega a los capilares alveolares es mayor que la PCO2 en los alvéolos. Por tanto, se presenta difusión neta de CO2 de la sangre a los alvéolos.  Cada gas difunde en favor de su propio gradiente, independientemente de la difusión del otro. Por tanto, NO es propiamente un intercambio.  Durante la difusión, la presión de gases en la sangre se equilibra con la presión de gases en los alvéolos. Por lo tanto, la presión de los gases en la sangre arterial (PaO2 y PaCO2) es similar a la presión de los gases en los alvéolos (PAO2 y PACO2).  En un perro grande y en reposo, aproximadamente 125 mL de O2 son transportados por minuto al torrente sanguíneo pulmonar. FACTORES DETERMINANTES DE LA DIFUSIÓN  La velocidad de difusión de los gases depende de varios factores:  Diferencia de presión del gas entre los alveolos y los capilares (gradiente de presión)  Es la fuerza impulsora de la difusión. Sin un gradiente, no habría difusión neta.  A mayor gradiente mejor difusión.  El gradiente de presión de O2 es aproximadamente 60 mmHg (100 mmHg en los alveolos – 40 mmHg en la sangre venosa). La hemoglobina de los glóbulos rojos capta el oxígeno del plasma, ayudando a mantener el gradiente para la difusión de oxígeno.  El gradiente de presión de CO2 es tan sólo de 6 mmHg (46 mmHg en la sangre venosa – 40 mmHg en los alveolos)  Propiedades físicas del gas  Peso molecular: si el gas tiene menor peso molecular mejor difusión.  Solubilidad del gas: si el gas tiene mayor solubilidad mejor difusión.  El CO2 es aproximadamente 20 veces más soluble que el O2, por lo que…  Se compensa el menor gradiente de presión en el caso del CO2.  La difusión de CO2 casi no se ve afectada en enfermedades, pero la de O2 sí.  Superficie o área disponible para la difusión  Corresponde a los alvéolos irrigados.  Si aumenta la superficie disponible mejor difusión.  Aumenta en el ejercicio (reclutamiento capilar). Disminuye con algunas enfermedades (edema, exudado) 2  Un perro grande tiene unos 300 millones de alveolos, con una superficie total de 130 m (la mitad de un campo de tenis) rodeada de capilares pulmonares.  Grosor de la barrera alveolo-capilar  Es la barrera que tienen que atravesar los gases durante la difusión; mide  1 m.  Comprende: epitelio alveolar, intersticio, endotelio capilar, plasma  A menor grosor de la barrera alvéolo-capilar mejor difusión.  Aumenta con algunas enfermedades (inflamación, edema). Imagen barrera alveolo-capilar  En enfermedades en las que aumenta el grosor de la barrera o disminuye la superficie disponible para la difusión, el tratamiento consiste en administrar O2 para aumentar la PAO2 y así incrementar el gradiente de presión que favorezca la difusión de O2.  En reposo:  El equilibrio entre la PaO2 y la PAO2 se logra en 0.25 s (1/3 del tiempo de permanencia de la sangre en el capilar). DIFUSIÓN DE GASES A NIVEL TISULAR  También llamada “respiración interna”. Presión de los gases en los tejidos  La PO2 tisular (≈ 40 mmHg) depende de índice de liberación de oxígeno (flujo sanguíneo) en relación con el consumo de O2 (índice metabólico).  La PCO2 tisular (≈ 46 mmHg) depende de índice de producción de CO2 en relación con el índice de extracción por la sangre. Difusión de gases a nivel tisular  Debido a su gradiente de presión, el O2 difunde a los tejidos y el CO2 difunde a la sangre, hasta que las presiones se igualan.  Los tejidos con una alta demanda de O2 presentan mayor densidad de capilares.  Ejercicio:  Aumenta el flujo sanguíneo a los músculos (por apertura de capilares), con lo cual:  Se incrementa la llegada de sangre al tejido  Disminuye la velocidad del flujo, lo que aumenta el tiempo disponible para equilibrar las presiones.  Aumenta el gradiente de presión de ambos gases, ya que en los tejidos la PO2 disminuye y la PCO2 aumenta. COMPARACIÓN SANGRE ARTERIAL – SANGRE VENOSA  La difusión de gases da lugar a la existencia de diferencias importantes entre la sangre arterial y la venosa: SANGRE ARTERIAL SANGRE VENOSA Presión de O2 100 mmHg 40 mmHg % Saturación de la 97.5 75 hemoglobina Contenido de O2 20 mL / 100 mL sangre 15 mL / 100 mL sangre Presión de CO2 40 mmHg 46 mmHg pH 7.4 – 7.45 7.35 – 7.4  La medición de la PaO2 y la PaCO2 permite evaluar la difusión de gases pulmonar.  Presión arterial de oxígeno (PaO2):  Depende de la PAO2, que a su vez está en función de la PIO2 y de la PACO2.  Normalmente existe una pequeña diferencia (5-10 mmHg) de PO2 alveolar-arterial. Esto se debe a que:  Incluso en pulmones sanos hay cierto desequilibrio V/Q, debido a que la sangre venosa procedente de la circulación bronquial y coronaria se mezcla con la sangre oxigenada.  Las anomalías de la difusión y los desequilibrios V/Q empeoran la transferencia de O2 del alveolo a la sangre, aumentando la diferencia de PO2 alveolar-arterial y disminuyendo la PaO2 (hipoxemia).  Si aumenta la PIO2 también aumenta la PaO2, pero de manera menos eficiente en animales con desequilibrio V/Q. La respuesta de la PaO2 al oxígeno permite valorar la afectación pulmonar.  Presión arterial de CO2 (PaCO2):  Depende de PACO2, que a su vez está en función de la VA y la VCO2.  Las anomalías de difusión y los desequilibrios V/Q rara vez alteran la PaCO2.  La medición de la PaCO2 permite valorar la adecuación de la ventilación alveolar (hipo/hiperventilación)  pH arterial:  Depende de PaCO2.