8.- INTERCAMBIO DE GASES RESPIRATORIOS

Se llenan de aire los pulmones, el oxígeno difunde de los alvéolos a la sangre, de ésta al líquido intersticial y finalmente a las células. El CO2 lo hace en dirección opuesta.

8.1 Ley de Dalton

Cada gas de una mezcla ejerce su propia presión (p). La presión total se calcula con la suma de las presiones. El aire atmosférico es una mezcla de varios gases (el oxígeno, CO2, nitrógeno, vapor de agua y otros en cantidades mínimas).Presión atmosférica= pO2+ pCO2+ pN2+ pH2O= 760 mmHgLa presión parcial que ejerce cada uno se determina multiplicando la presión por el porcentaje correspondiente a cada gas.

8.2 Ley de Henry

– El volumen de un gas en un líquido está en proporción directa a la presión parcial y el coeficiente de disolubilidad en condiciones de temperatura constante.- Cambios en la solubilidad del nitrógeno (aire que respiramos -> un 79% de nitrógeno) no tiene ningún efecto en las funciones corporales, a causa de su coeficiente de solubilidad bajo.- La presión parcial del nitrógeno en aire comprimido es más alta (mareo y otros síntomas). Esto recibe el nombre de narcosis por nitrógeno.- Una aplicación clínica es la oxigenación hiperbárica (se emplea presión para hacer que se disuelva más oxígeno en la sangre).

8.3 Respiración externa

La respiración externa es el intercambio de oxígeno y CO2 entre los alvéolos y los capilaressanguíneos de lospulmones



Da por resultado la conversión de sangre desoxigenada(que contiene más CO2 que O2) proveniente del corazón en sangre oxigenada que regresa al corazón. Durante la inspiración, el aire atmosférico que contiene oxígeno entra en los alvéolos. La sangre desoxigenada es bombeada por el ventrículo derecho al tronco pulmonar, arterias pulmonares y capilares pulmonares que rodean a los alvéolos. La presión parcial de oxígeno del aire alveolar es de 105 mmHg, y la de la sangre desoxigenada que llega a los capilares pulmonares, de apenas 40 mmHg. Como resultado de tal diferencia, el oxígeno difunde de los alvéolos a la sangre desoxigenada hasta que se alcance el equilibrio, es decir, la presión parcial de oxígeno de la sangre oxigenada es de 105 mmHg. Al tiempo que el oxígeno difunde de los alvéolos a la sangre, el CO2 lo hace en dirección opuesta.. Al circular la sangre desoxigenada a los pulmones, la presión presión parcial de CO2 es de 45 mmHg, y la de los alvéolos de 40mmHg. A causa de tal diferencia, el gas difunde de la sangre desoxigenada a los alvéolos hasta que se igualan sus presiones en ambas partes. De esta forma, las presiones parciales de O2 y CO2 de la sangre oxigenada que sale de los pulmones son las mismas que las del aire alveolar. El CO2 que difunde hacia los alvéolos se elimina durante la espiración..La eficacia de la respiración externa depende de diversos factores. Uno de los más importantes es la altitud. Siempre y cuando la presión parcial de oxígeno alveolar sea mayor que la de los capilares, el oxígeno difunde de los alvéolos hacia la sangre. Conforme aumenta la altitud sobre el nivel del mar, disminuye la presión parcial de oxígeno atmosférico y, con ella, la alveolar, de modo que es menor la cantidad de oxígeno que difunde hacia la sangre. Los síntomas comunes del mal de montaña (disnea, náuseas, y mareo) son atribuibles a las bajas concentraciones de oxígeno en la sangre..Otro fact0r que afecta a la respiración externa es el área de superficie total disponible para el intercambio de oxígeno y CO2. Cualquier enfermedad pulmonar que disminuya el área de superficie funcional que forma la membrana alveolocapilar, reduce la eficacia de la respiración externa..Un tercer factor que influye en la respiración externa es el volumen de respiración minuto. Ciertos fármacos como la morfina, reducen la frecuencia respiratoria y, con ésta, el volumen de oxígeno y CO2 que se intercambia entre los alvéolos y la sangre.

8.4 Respiración interna

– Tras la respiración externa, la sangre oxigenada sale de los pulmones por las venas pulmonares y regresa al corazón, en éste, es bombeada por el ventrículo izquierdo a la aorta y, por las arterias de a circulación general llega a los capilares sanguíneos y las células.- Resultado la conversión de la sangre oxigenada en desoxigenada. Al tiempo que el oxígeno difunde de los capilares sanguíneos hacia las células de los tejidos, el CO2 lo hace en dirección opuesta, difunde de las células de los tejidos a la sangre oxigenada, por medio del líquido intersticial,es la presente en la sangre desoxigenada de los capilares. La sangre desoxigenada inicia su retorno al corazón, para iniciar otro ciclo de la respiración externa.

9.- TRANSPORTE DE LOS GASES RESPIRATORIOS

Es una función de la sangre. Cuando el oxígeno y CO entran en ésta, ocurren ciertos cambios químicos y físicos que facilitan su transporte e intercambio.

9.1 Oxígeno

En condiciones normales de reposo, cada 100ml de sangre oxigenada contiene 20 ml de oxígeno. Éste no se disuelve con facilidad en el agua y es poco el que se transporta en disolución en el agua del plasma sanguíneo.
Sangre oxigenada contienen apenas un 3% de oxígeno disuelto. El 97% restante se transporta en combinación química con la hemoglobina de los eritrocitos..La hemoglobina es reversible, da origen a la oxihemoglobina.
.Cuando la hemoglobina se convierte en oxihemoglobina, se dice que está totalmente saturada, y cuando es una mezcla de hemoglobina desoxigenada y oxihemoglobina, se dice que está parcialmente saturada..La presión parcial de oxígeno alta hace que la hemoglobina fije grandes volúMenes de oxígeno y quede saturada casi por completo. Cuando la presión parcial es baja, la hemogobina se satura en forma parcial y libera oxígeno. La cantidad de oxígeno que se combina con la hemoglobina aumenta conforme lo hace la presión parcial de oxígeno, hasta que se saturan las moléculas de hemoglobina disponibles. En los capilares pulmonares, una elevada proporción de oxigeno se une con le hemoglobina, mientras que en los capilares tisulares, donde la presión es baja, la hemoglobina no fija tanto oxígeno, y éste se libera para su difusión hacia las células de los tejidos..La cantidad de oxígeno liberado por la hemoglobina depende de su presión parcial. El oxígeno se separa más fácilmente de la hemoglobina en un medio ácido, recibe el nombre de efecto de Bohr y se basa en que los hidrogeniones modifican la estructura de la hemoglobina cuando se unen a ella y reducen su capacidad de transporte de oxígeno..El pH sanguíneo bajo (ácido) es por la presencia de ácido láctico. CO2 pasa a la sangre, se convierte transitoriamente a ácido carbónico, catalizada por la anhidrasa carbónica (enzima de los eritrocito)..El ácido carbónico se disocia en hidrogeniones e iones bicarbonato. Al aumentar la concentración de los primeros se reduce el pH, de tal forma que el aumento de la presión parcial de CO2 origina un medio más ácido, que facilita la separación del oxígeno y la hemoglobina..Al aumentar la temperatura, las células activas requieren más oxígeno y liberan más ácido y calor, a su vez estimulan la liberación de oxígeno por parte de la oxihemoglobina..Factor que facilita la liberación de oxígeno de la oxihemoglobina, el 2,3-difosfoglicerato. Compuesto intermedio que se forma en los eritrocitos durante la glucólisis y tiene la capacidad de combinarse con la hemoglobina y, así, modificar su estructura para que libere oxígeno. La cantidad de oxígeno liberado aumenta conforme aumenta la concentración de difosfoglicerato. La producción de éste es mayor cuando disminuye el aporte de oxígeno a los tejidos. El difosfoglicerato aumenta dicho aporte y ayuda a mantener la liberación de oxígeno por parte de la hemoglobina..Las células con gran actividad metabólica tienen concentraciones altas de CO2, aumento de temperatura y concentraciones altas de difosfoglicerato, reciben el oxígeno con mayor rapidez.

9.2 Dióxido de carbono**

En condiciones normales de reposo, cada 100 ml de sangre desoxigenada contienen 4 ml de CO2.Éste se transporta en la sangre en diversas formas; una parte mínima, aprox. El 7%, está disuelta en el plasma y difunde hacia los alvéolos al llegar a los pulmones; otro 23% se combina con la porción globina de la hemoglobina y forma la carbaminohemoglobina. La formación de carbaminohemoglobina está influida por la presión parcial de CO2.El 70% restante del CO2 se transporta en el plasma como iones bicarbonato. Al difundir el CO2 en los capilares y entrar en los eritrocitos, reacciona con el agua en presencia de anhidrasa carbónica y se forma ácido carbónico. Éste se disocia en hidrogeniones e iones bicarbonato. Los hidrogeniones se combinan principalmente con la hemoglobina, mientras que los iones bicarbonato salen de los eritrocitos y pasan al plasma. A cambio de ello, los iones cloro difunden del plasma a los eritrocitos. Este intercambio de iones negativos mantiene el equilibrio entre el plasma y los eritrocitos, y se conoce con el nombre de desviación de cloruros. Los iones cloro que entran los eritrocitos se combinan con iones potasio, con lo que se forma la sal de cloruro potásico. Los iones bicarbonato que pasan al plasma desde los eritrocitos se combinan con el sodio, que es el principal ión positivo o catión del medio extracelular, y se forma bicarbonato sódico. El resultado de estas reacciones es que el CO2 se transporta desde las células de los tejidos a los alvéolos en forma de iones bicarbonato, en el plasma..En los capilares pulmonares se invierten los fenómenos antes descritos. El CO disuelto en el plasma difunde hacia los alvéolos; el combinado con la hemoglobina se separa de ésta y también difunde en la misma dirección, y el que se transporta en la forma de iones bicarbonato se libera de la siguiente forma. La hemoglobina de la sangre pulmonar capta oxígeno y libera hidrogeniones; al mismo tiempo, los iones cloro se separan de los iones potasio, y los iones bicarbonato entran de nuevo en los eritrocitos tras su separación de los iones sodio. Acto seguido, los hidrogeniones e iones bicarbonato se recombinan con la formación de ácido carbónico, que se separa en CO y agua. El primero de estos sale de los eritrocitos y difunde hacia los alvéolos. La dirección de la reacción del ácido carbónico depende principalmente de la presión parcial de CO. En los capilares de los tejidos, en que dicha presión es alta, se forma bicarbonato, mientras que en los capilares pulmonares, en que dicha presión es baja, se forman CO y agua.

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