Difusioìn Alveolo-capilar

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Difusión alvéolo-capilar

Rodrigo Cañas Jamett, MSc

Facultad de Ciencias BiológicasDepartamento de Ciencias Biológicas

Curso BIO 372

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Una vez que el aire alcanza losalvéolos, el intercambio gaseoso serealiza por difusión simple

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CONTENIDOS

1. Leyes de la difusión

2. Difusión alvéolo-capilar de oxígeno y dióxido de carbono

3. Destino del oxígeno

4. Consumo de oxígeno

5. Zona de preguntas

Aprendizaje esperado:

Conocer y comprender los mecanismos a

través de los que se produce el intercambio

gaseso alvéolo-capilar

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La ley de Henry establece que la [O2] disuelto enagua es proporcional a la PO2 en el aire... 

[O2]DISUELTO = Solubilidad PO2 

[O2]DISUELTO = 0,0013 (mM/mmHg) 100 mmHg

[O2]DISUELTO = 0,13 mM

[O2]DISUELTO = Solubilidad PO2 

[O2]DISUELTO = 0,0013 (mM/mmHg) 40 mmHg

[O2]DISUELTO

 = 0,05 mM

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...entonces, la presión de oxígeno (PO2) se utiliza como unindicador de concentración de oxígeno ([O2])

100 mmHg 40 mmHg

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La difusión está determinada por la ley de Fick

VGAS = A× D× (P1  – P2)

a

VGAS = A s ΔP 

a √PM 

s = solubilidad

PM = peso molecular

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El sistema respiratorio está estructuralmente preparadopara facilitar la difusión alvéolo-capilar

VGAS = A  s ΔP 

a  √PM 

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CONTENIDOS

1. Leyes de la difusión

2. Difusión alvéolo-capilar de oxígeno y dióxido de carbono

3. Destino del oxígeno

4. Consumo de oxígeno

5. Zona de preguntas

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El O2 y el CO2 difunden desde la zona demayor a menor presión en los pulmones y tejidos

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Transporte de oxígeno

Capacidad de difusión normal (la

sangre se equilibra con el aire trastras avanzar sólo 1/3 del capilar)

Capacidad de difusión aumentaal doble

Capacidad de difusión disminuye ala mitad

La capacidad de difusión es tan alta que si llegara sangre más rápido,

más sangre podría oxigenarse

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Durante el ejercicio la sangre pasa más rápido a través de loscapilares, pero aún se alcanzan a equilibrar las presiones

Difusión normal y gasto cardíaco de reposo

Difusión normal, pero el gastocardíaco se triplica por el ejercicio

Enfermedad pulmonar quedisminuye la capacidad dedifusión

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En la altura la ΔP disminuye, limitando la capacidadpara el transporte de oxígeno durante el ejercicio

Difusión normal y gasto cardíaco de reposo

La difusión está disminuida por la menor ΔP,  y alaumentar el gasto cardíaco la sangre para muy rápido

como para alcanzar el equilibrio

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El O2 y el CO2 difunden desde la zona demayor a menor presión en los pulmones y tejidos

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Transporte de dióxido de carbono

Capacidad de difusión normal (la sangre se equilibracon el aire tras menos del 50% del capilar)

Capacidad de difusióndisminuye a la mitad y el gastocardíaco aumenta al doble

Capacidad de difusión disminuye a la mitad o elgasto cardíaco aumenta al doble

La capacidad de difusión es tan alta que si llegara sangre más rápido,

más dióxido de carbono podría eliminarse

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CONTENIDOS

1. Leyes de la difusión

2. Difusión alvéolo-capilar de oxígeno y dióxido de carbono

3. Destino del oxígeno

4. Consumo de oxígeno

5. Zona de preguntas

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El oxígeno que difunde pasa rápidamente hacia losglóbulos rojos, su principal vía de transporte

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Cuando la presión sanguínea de O2 es de 100 mmHgla hemoglobina está casi totalmente saturada

LEY DE HENRY

[O2]DISUELTO = 0,003 (mL/dL mmHg) 100 (mmHg)

[O2]DISUELTO = 0,3 (mL/dL)

Unido a hemoglobina = 19,7 mL/dL

TOTAL = 20 mL/dL

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CONTENIDOS

1. Leyes de la difusión

2. Difusión alvéolo-capilar de oxígeno y dióxido de carbono

3. Destino del oxígeno

4. Consumo de oxígeno

5. Zona de preguntas

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¿Cuánto oxígeno está siendo consumido en cada momento?

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Principio de Fick

Flujo× [círculos] A Flujo× [círculos]B

ZONA A ZONA B

ZONA DE DIFUSIÓN

Flujo = 100 mL/min[círculos]A = 4 círculos/100 mL[círculos]B = 10 círculos/100 mL

Considerando los datos ¿cuántos círculos son extraídosdesde la zona de difusión?

Extracción = Flujo× [círculos]B  – Flujo× [círculos] A

Extracción = Flujo× ([círculos]B  – [círculos] A)

Extracción = 100 mL/min× (10 c/100 mL  – 4 c 100/mL)

Extracción = 6 círculos/min

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Principio de Fick

Q× [O2]v Q× [O2]a

SANGRE VENOSA SANGRE ARTERIAL

ALVÉOLOS PULMONARES

Extracción = Flujo× ([círculos]B  – [círculos] A)

VO2 = Gasto cardíaco ([O2]arterial – [O2]venas)

VO2 = 5000 mL/min× (20 mL/100 mL  – 15 mL/100 mL)

VO2 = 250 mL/min¿Qué pasa durante el ejercicio?

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En ejercicio la capacidad de difusión es suficiente paraoxigenar la sangre, a pesar de que ésta pase más rápido

Ejercicio que triplica el gasto cardíaco

VO2 = Gasto cardíaco ([O2]arterial – [O2]venas)

VO2 = 15000 mL/min× (20 mL/100 mL  – 15 mL/100 mL)

VO2 = 750 mL/min

De hecho, en ejercicio la concentraciónvenosa de oxígeno es menor, de modoque más se incrementa en VO2

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CONTENIDOS

1. Leyes de la difusión

2. Difusión alvéolo-capilar de oxígeno y dióxido de carbono

3. Destino del oxígeno

4. Consumo de oxígeno

5. Zona de preguntas

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¿Qué efectos tendrán sobre las presiones de oxígeno alveolar yarterial la siguientes alteraciones del sistema respiratorio?

NORMAL

ENFISEMA: daño de algunos alvéolosEDEMA PULMONAR: acumulación de líquidoen el intersticio

FIBROSIS PULMONAR: pulmónmenos distensible y mayor grosor de lapared alveolar

ASMA: mayor resistencia al paso del aire enlas vías aéreas

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Aprendizaje esperado:

Conocer y comprender los mecanismos a

través de los que se produce el

intercambio gaseso alvéolo-capilar

VGAS = A s ΔP 

a √PM 

Limitados por difusión

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Bibliografía

• Boron WF, Boulpaep EL. Medical Physiology. Philadelphia:Elsevier; 2009.

• Silverthorn DU. Human Physiology. An integrated approach. 4th

ed. Texas: Pearson Education; 2007.

• West JB. Fisiología Respiratoria. 7ma Edición. Buenos Aires:

Panamericana; 2005.