Intercambio gaseoso

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 INTERCAMBIO GASEOSO 

1. DIFUSION DE GASES A TRAVES DE LA MEMBRANA RESPIRATORIA 


También conocida como hematosis, es el intercambio de gases entre el aire alveolar (rico en oxígeno) y la sangre (rica en dióxido de carbono). 

Debido a lo extenso del plexo capilar, se ha descrito que el flujo de sangre en la pared alveolar es una lámina de sangre que fluye. Así es evidente que los gases alveolares están muy próximos a la sangre de los capilares pulmonares.


Además, el intercambio gaseoso entre el aire alveolar y la sangre pulmonar se produce a través de las membranas de todas las porciones terminales de los pulmones, no solo en alveolos.  


Todas estas membranas se conocen de manera colectiva como la membrana respiratoria o también llamada membrana pulmonar.

Estos gases difunden debido a una diferencia de concentración.

El oxígeno pasa a la sangre y se combina con la hemoglobina de los glóbulos rojos, los que lo llevarán a todas las células del cuerpo. 

Mientras que el dióxido de carbono recorre el camino inverso, pasando al alvéolo para ser eliminado. 


 

UNIDAD RESPIRATORIA 

  • Bronquiolos respiratorios 
  • Conductos alveolares 
  • Atrios 
  • Alveolos 
  • 300 millones en ambos pulmones. 
  • Mide de diámetro aprox. 0,2 mm. 
  • Tiene paredes delgadas. 
  • Red sólida de capilares interconectados 
  • MEMBRANA RESPIRATORIA 

 

CAPACIDAD PULMONAR 

Se refieren a los distintos volúmenes de aire característicos en la respiración humana. 

Un pulmón humano puede almacenar alrededor de 5 litros de aire en su interior, pero una cantidad significativamente menor es la que se inhala y exhala durante la respiración. 

  

  • Volumen corriente (VC): volumen de aire inspirado o espirado en cada respiración normal. Es de unos 600 ml aproximadamente 
  • Volumen de reserva inspiratorio (VRI): volumen adicional máximo de aire que se puede inspirar por encima del volumen corriente normal mediante inspiración forzada; es igual a unos 3.000 ml. 
  • Volumen de reserva espiratorio (VRE): cantidad adicional máxima de aire que se puede espirar mediante espiración forzada, después de una espiración corriente normal, es de unos 1.100 ml. 
  • Volumen residual (VR): volumen de aire que queda en los pulmones y las vías respiratorias tras la espiración forzada, supone en promedio unos 1.200 ml aproximadamente. Este volumen no puede ser exhalado. 
  • Capacidad inspiratoria (CI): Es la cantidad de aire que una persona puede respirar comenzando en el nivel de una espiración normal y distendiendo al máximo sus pulmones (3.500 ml aprox) 

CI = VC + VRI 

  • Capacidad residual funcional (CRF): Es la cantidad de aire que queda en los pulmones tras una espiración normal (2.300 ml aproximadamente). 

CRF = VRE + VR 

  • Capacidad vital (CV): Es la cantidad de aire que es posible expulsar de los pulmones después de haber inspirado completamente. Son alrededor de 4,6 litros 

CV = VRI + VC + VRE 

  • Capacidad pulmonar total (CPT): Es el volumen de aire que hay en el aparato respiratorio, después de una inhalación máxima voluntaria. Corresponde a aproximadamente a 6 litros de aire. Es el máximo volumen al que pueden expandirse los pulmones con el máximo esfuerzo posible (aproximadamente 5.800 ml). 

CPT = VC + VRI + VRE + VR 



 

INTERCAMBIO DE GASES EN LOS ALVEOLOS 

  • Existe un gradiente de presión a través de la membrana respiratoria; esta forma la base del intercambio de gases en la difusión pulmonar 



 

INTERCAMBIO DE GASES 

Cuando la sangre llega a los pulmones tiene un alto contenido en CO2 y muy escaso en O2.


El O2 pasa por difusión a través de las paredes alveolares y capilares a la sangre.


Allí es transportada por la hemoglobina, localizada en los glóbulos rojos, que la llevará hasta las células del cuerpo donde por el mismo proceso de difusión pasará al interior para su posterior uso. 


El mecanismo de intercambio de CO2 es semejante, pero en sentido contrario, pasando el CO2 a los alvéolos.


El CO2, se transporta disuelto en el plasma sanguíneo y también en parte lo transportan los glóbulos rojos. 


Los gases difunden de los alveolos a la sangre a través de los capilares pulmonares o viceversa, a través de la delgada membrana alveolo capilar, alcanzan un equilibrio a los 0.75seg que tarda la sangre en travesar los capilares pulmonares en reposo 

 

2. MEMBRANA RESPIRATORIA 

O membrana alveolo- capilar: 

  • El espesor varía de 0.2 a 0.6 micras 
  • El diámetro medio de los capilares pulmonares es de unas 8 micras 
  • Aquí se lleva a cabo la difusión de oxígeno desde el alveolo hacia el eritrocito y la difusión de dióxido de carbono en la dirección opuesta. 
  • La cantidad total de sangre en los capilares de los pulmones en cualquier instante dado es de 60 a 140 ml 


Capas de la membrana respiratoria 

  • Capa de líquido que reviste el alveolo y surfactante (Dipalmitoillecitina) 
  • Epitelio alveolar compuesto de células epiteliales finas (Neumocitos tipo 1 y 2 – Surf.) 
  • Membrana basal epitelial 
  • Espacio intersticial fino entre el epitelio alveolar y la membrana capilar 
  • Membrana basal capilar que se fusiona con la membrana basal epitelial. 
  • Membrana endotelial capilar. 




FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELICDAD DE DIFUSION GASEOSA A TRAVES DE LA MEMBRANA RESPIRATORIA

1. grosor de la membrana

  • edema en el espacio intersticial de la membrana y los alveolos

  • enfermedades que producen fibrosis de los pulmones
                                                                                                                 la velocidad de difusión a través de la membrana es inversamente proporcional al grosor de la membrana. cualquier factor que aumenta el grosor a más de 2 a 3 veces el valor normal puede inferir de manera significativa en el intercambio respiratorio normal de gases.

2. area superficial de la membrana 
  • resección de un pulmón
  • enfisema: desaparecen paredes alveolares

3. coeficiente de difusión del gas en la sustancia de la membrana 

  • El coeficiente  de difusión para la transferencia de cada uno de los gases a través de la membrana depende de la solubilidad del gas en la membrana
  • El oxígeno difunde aproximadamente dos veces más rápido que el nitrógeno 

4.La diferencia de presión parcial del gas entre los 2 lados de la membrana

  • Diferencia de presión a través de la membrana respiratoria: es la diferencia entre la presión parcial del gas en los alveolos y la presión parcial del gas en la sangre capilar
  • Difusión neta: presión parcial de un gas en el ALVEOLO es MAYOR que la presión de un gas en la SANGRE y viceversa 

CAPACIDAD DE DIFUSION DE LA MEMBRANA RESPIRATORIA

La capacidad de la membrana respiratoria de intercambiar un gas entre los alvéolos y la sangre pulmonar se expresa en términos cuantitativos por la capacidad de difusión de la membrana respiratoria, que se define como el volumen de un gas que difunde a través de la membrana en cada minuto para una diferencia de presión parcial de 1 mmHg.

  • Capacidad de difusión del oxigeno: 21 ml/min por mmHg
  • Capacidad de difusión del dióxido de carbono: 400-450 ml/min por mmHg

DURANTE EL EJERCICIO EL FLUJO DE SANGRE PULMONAR AUMENTA Y VENTILACION PULMONAR TAMBIEN. ESTE AUMENTO ES PRODUCIDO POR:

1. apertura de muchos capilares pulmonares previamente cerrados o la dilatación adicional de capilares ya abiertos

2. un mejor equilibrio entre la ventilación de los alveolos y la perfusión de los capilares alveolares con sangre 


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