¡Descarga resumenes fisiologia y más Apuntes en PDF de Fisiología Humana solo en Docsity!
FISIOLOGIA RESPIRATORIA UNIDAD 1
Concepto de respiración. Composición de la atmósfera. Presión atmosférica. Ley de Boyle y Mariotte. Presión parcial de los gases. Ley de Dalton. Propiedades de los gases en solución. Presión de vapor de agua en función de la temperatura. Elementos biofísicos de estática y dinámica de los fluidos aplicable a la respiración. Presión atmosférica. Relación entre presión atmosférica y altura. Ecuación general del estado gaseoso. Presiones parciales. Propiedades de los gases en solución.
CONCEPTO DE RESPIRACIÓN
En fisiología, respiración tiene 2 significados: 1- Respiración celular : interacción intracelular del oxigeno con moléculas organicas para producir CO2 , agua y energía bajo la forma de ATP. 2- Respiración externa : movimiento de gases entre el ambiente y las células del organismo, implica el intercambio de oxigeno y de dióxido de carbono entre la sangre y el aire en los pulmones.
COMPOSICIÓN DE LA ATMOSFERA La atmosfera terrestre (excluyendo el vapor de agua que corresponde 0.2-0.5% ) es una mezcal gaseosa compuesta por:
- Oxigeno 21%
- Nitrógeno 78%
- Otros gases1% (argón, helio, dióxido de carbono, hidrogeno,etc.).
PRESIÓN ATMOSFÉRICA.
Es la presión a la que está sometida el aire atmosférico. Al estar formada por distintos gases, cada uno de ellos ejerce una presión parcial (Pp) de acuerdo a su composición porcentual. El oxigeno por ejemplo tiene una presión parcial a nivel del mar de aproximadamente 150mmHg. La presión atmosférica o presión barométrica equivale:
- A nivel del mar 760mmHg (1 atmosfera (atm) 0 101,33Kpa (kilopascales).
- En la altura: a medida que nos alejamos del nivel del mar, la columna de aire es menor por lo que la presión barométrica disminuye. El aire atmosférico al estar sometido a menor presión se hace menos denso, por lo que, si bien se mantienen las composiciones porcentuales de los gases, el numero de moléculas contenido en el mismo volumen es menor. Al ser menor la presión barométrica también disminuyen las presiones parciales de los gases que componen el aire atmosférico.
- o Por encima del nivel del mar la PpO2 disminuye en forma proporcional a la altura
GASES LEY DE BOYLE Y MARIOTTE
Establece que: “la presión ejercida por un gas es inversamente proporcional a su volumen”
a T constante
La presión ejercida por un gas o una mezcla de gases en un recipiente cerrado se genera por las colisiones de las moléculas de gas en movimiento contra las pares del recipiente y entre si. Si se reduce el tamaño del recipiente, las colisiones entre las moléculas del gas y las paredes se vuelven mas frecuentes y la presión aumenta. Esta relación puede expresarse por la siguiente ecuación:
Ejemplo: tengo un recipiente de 1 litro (V1) de un gas cuya presión es de 100mmHg (P1). Si la tapa del recipiente desciende disminuyendo el volumen a 0,5 litros ¿Cuál va a ser la presión en este caso?
Esta ecuación nos dice que “ si el volumen se reduce a la mitad, la presión ejercida será del doble”.
Aplicación en el aparato respiratorio de la ley de Boyle Mariotte Los cambios en el volumen de la cavidad torácica durante la ventilación, producen gradientes de presión que generan flujo de aire. Cuando aumenta el volumen del tórax, la presión alveolar car y el aire fluye hacia el interior del aparato respiratorio. Cuando disminuye el volumen del tórax, aumenta la presión alveolar y el aire fluye hacia afuera, hacia la atmosfera.
PRESIÓN PARCIAL DE LOS GASES- LEY DE DALTON- En fisiología respiratoria interesa:
- Presión atmosférica
- Presión individual del oxigeno y del dióxido de carbono.. Presión parcial de un gas: es la presión que ejerce un único gas en una mezcla de gases. LEY DE DALTON: cada gas en una mezcla ejerce una presión de acuerdo a su propia concentración. (Cada componente se comporta como si estuviera solo)
Determinación:
- La PpO2 PO2) en el aire seco a nivel del mar es de 160mmHg.
- Las presiones parciales de los gases varían levemente en función de cuanto vapor de agua exista en el aire. Porque la presión de vapor de agua diluye la contribución de los otros gases a la presión total.
LEY DE CHARLES Establece que el volumen ocupado por un gas esta directamente relacionado con la temperatura absoluta (T)
LEY DE AVOGADRO o LEY DE LOS GASES IDEALES Combina ley de Boyle y de Charles
n: números de moles de gas (cada mol ocupa 22,4l a STP y R es la constante de los gases (8,31 J.K-1.mol-1)
A partir de la Ley de los Gases ideales, la presión y el volumen de una masa de gas se relacionan con la temperatura absoluta de la siguiente manera:
s= coeficiente de solubilidad (en ml.l-1. kPa-1; o en ml. L-1.mmHg-1). V= volumen de gas disuelto en 1litro de fase liquida P= presión parcial del gas. Aplicación fisiológica: Para el O2 a temperatura corporal (37°C) el valor de s es de 0.225 ml.l-1. kPa-1) o 0,03 ml. L-1.mmHg-1. Por lo tanto: la cantidad (volumen) de oxigeno disuelta en 1 litro de plasma cuando la PO2 es de 13,33 kPa (100mmHg) es: V= 0,255 x 13,33= 3ml En el caso del CO2: s= 5,1 en ml.l-1. kPa-1 ; o 0,68ml. L-1.mmHg-1.
Observaciones:
- Esta relacion es aplicable solo al gas disuelto. Cuando el gas se combina quimicamente, la cantidad total en la fase liquida es lasuma de la cantidad unida quimicamente mas la que se halla en la solucion fisica.
- En fisiologia respiratoria las concentraciones de los gases disueltos se expresan, habitualmente, como sus presiones parciales, incluso cuando dichos gases se hallan en una solucion sin fase gaseosa (ej. Sangre arterial). La presión de un gas puede convertirse facilmente en su concentracion molar equivalente utilizando la ley de Avogadro. Por ejemplo para el dioxido de carbono: s=5,1 y PCO2= 5,33kPa 5,33 x 5,1 = 27,2ml
Sabiendo que a STP 1 mol de CO2 ocupa 22,4 l esto corresponde a: 27,2 x10^3 = 1,2 x 10-3.mol.L- 22,
DIFUSION DE LOS GASES DISUELTOS- LEY DE DIFUSION DE FICK- Una vez que el oxigeno es captado por la sangre, debe disolverse en primer lugar en la fase acuosa que reviste a los pulmones y luego difundir hacia la sangre a través de la membrana alveolar.
DIFUSION : proceso mediante el cual un gas se mueve desde una region de alta presión a otra de menor presión. Se da tanto en fase gaseosa como en liquidas.
La LEY DE DIFUSION DE FICK: es la que rige las velocidades de difusion del O2 y del CO2 desde el revestimiento acuoso de los alveolos hacia la sangre.
Dice que la velocidad de difusión de un gas por una membrana es:
- directamente proporcional a la superficie de la membrana y a la diferencia de presiones entre ambos lados de la membrana.
- E inversamente proporcional al espesor de la membrana
- Toma en cuenta la solubilidad del gas y el peso molecular del gas.
COEFICIENTE DE SOLUBILIDAD EN PLASMA
- O2 0,
- CO2 0,
Aplicación fisiologica: Las membranas alveolares son extremadamente delgadas y tienen un gran área, este hecho es importante para la optima difusion de los gases respiratorios. Si las membranas alveolars se vuelven mas gruesas, la difusion de los gases respiratorios se altera negativamente.
La importancia de la solubilidad del gas para determinar la velocidad de difusion es evidente en el caso del dioxido de carbono. El CO2 en las membranas alveolares es aproximadamente 20 veces mas soluble que el oxigeno y, aunque el gradiente de concentracion es solo de 1/10 de O2, difunde mas rapido hacia la sangre (desde los alveolos) que el oxigeno. La capacidad de un gas para difundir desde el aire alveolar hacia la sangre esta dada por su capacidad de difusion o factor de transferencia.
COMPOSICION DEL AIRE ESPIRADO El aire espirado contiene menos oxigeno y mas dioxido de carbono que el aire inspirado. A pesar de no haber intercambio gaseoso de N2 con la sangre, la PN2 varia, ya que queda diluido por el vapor de agua y el CO2 proveniente de los pulmones.
COCIENTE DE INTERCAMBIO RESPIRATORIO (CR o R): es la relacion entre el volumen de CO producido con el Volumen de O2 captado.
En reposo el R varia según el tipo de alimento que se metaboliza para producir ATP. Valores normales= 0, (si los lipidos son los principales metabolitos) a 1 (si son los HdeC). Dieta mixta R= 0,75- 0,8. Ayuno proteínas R= 0,8.
VALORES ESTANDAR PARA LOS GASES RESPIRATORIOS
N2 O2 CO2 H2O
Aire inspirado
kPa 79,6 21,2 0,04 0, mmHg 597 159 0,3 3, % total 78,5 20,9 0,04 0, Aire espirado
kPa 75,5 16 3,6 6, mmHg 566 120 27 47 % total 74,5 15,8 3,5 6, Aire alveolar
kPa 75,9 13,9 5,3 6, mmHg 569 104 40 47 % total 74,9 13,7 5,2 6,
.. Funciones no respiratorias del pulmón. Relación entre estructura y función del aparato respiratorio. Espacio muerto: total o fisiológico, anatómico y alveolar. Unidad funcional o acino pulmonar. Epitelio bronquial. Aparato mucociliar: Características generales. El oxígeno y su papel en el metabolismo celular. Usos terapéuticos del oxígeno. Toxicidad del oxígeno. Bronquios de conducción donde la pared carece de cartílago.
AIRE ALVEOLAR. Es el aire contenido en los alveolos.
SU VARIACION Y CAUSA DE LA MISMA RESPECTO DEL AIRE ATMOSFERICO
El aire atmosférico que llega a los pulmones durante la inspiración sufrió modificaciones al pasar por la vía aérea de conducción:
- el vapor de agua en la vía aera se comporta como un gas, pasando a formar parte de la mezcla gaseosa.
- Al llegar a los alveolos donde se realiza la hematosis, se agrega el dióxido de carbono que difunde desde la sangre hacia los alveolos.
- Por lo anterior: la PO2 desciende hasta 100mmHg.
Aire atmosférico Aire alveolar Oxigeno Nitrógeno
Oxigeno Nitrógeno Dióxido de carbono Vapor de agua
