Biofisica de la Respiracion


Difusioon y treansporte de gases
4.1.2  Difusión de los gases respiratorios
A una temperatura y presión dada, la cantidad de gas disuelto por unidad de volumen de la disolución, es un valor constante que se conoce con el nombre de coeficiente de solubilidad. Depende de la naturaleza del gas y del líquido. Por ejemplo, en condiciones estándar (0ºC y 760 mm Hg), 100 ml de agua disolverán 49 mlde O2 y 171 ml de CO2, a 40ºC los volúmenes se reducirán a 2,3 ml de O2 y 54 ml de CO2. Los coeficientes de solubilidad del oxígeno y del anhídrido carbónico, a 37ºC, son 0,024 y 0,57, respectivamente. Si se establecen combinaciones químicas, como por ejemplo la del oxígeno con la hemoglobina, éstas no ejercerán presión parcial.
El intercambio gaseoso es un proceso pasivo a través de la barrerahemato-gaseosa mediante difusión simple por gradiente de presión siguiendo la Ley de Fick:

 4.1.2.1  Flujo unitario
Se define como el volumen de gas que difunde entre gas alveolar y sangre en la unidad de tiempo y por unidad de presión. Para el O2 presenta un valor de 20 ml/min/mm Hg. y para el CO2 de 400 ml/min/mm Hg. Estos valores se modifican con la edad (disminuyendo) y el ejercicio(aumentando).
4.1.3  Difusión del O2 y del CO2
En el tiempo que la sangre tiene para recorrer el capilar, aproximadamente 1 segundo, se ha de producir todo el proceso difusivo, en realidad todo el intercambio en condiciones de reposo se realiza durante el primer tercio de trayecto capilar (0,3 seg) considerándose los otros dos tercios restantes como una reserva funcional. Cuando el caudal sanguíneo seincrementa y el tiempo de contacto disminuye normalmente hay reservas suficientes para la difusión.
Los factores que pueden limitar este intercambio, aparte de los gradientes de presión se encontrarían en modificaciones del área y del grosor de la membrana alveolar. El engrosamiento de la pared, por ejemplo en el edema o bien que la pared se haga más impermeable como en la fibrosis; o ladisminución de área como en el enfisema o en el embolismo pulmonar dificultan el intercambio gaseoso.

Composición del Aire Alveolar
El oxígeno continuamente difunde del gas que ocupa los alvéolos (gas alveolar) hacia la sangre, y el co2 continuamente difunde hacia los alvéolos desde la sangre. Para alcanzar el estado de equilibrio, el aire inspirado se mezcla con el gas alveolar reemplazando al o2que ha penetrado a la sangre y diluyendo al co2 que ha entrado en los alvéolos. Parte de esta mezcla es espirada. El contenido en o2 del gas alveolar decrece y el contenido en co2 sube hasta la siguiente inspiración. Puesto que el volumen de gas alveolar es cercano a dos litros al final de la espiración (capacidad funcional residual) cada incremento de 350 ml en el aire inspirado y espirado cambiamuy poco la po2 y la pco2 en efecto, la composición del gas alveolar permanece notablemente constante, no solo en reposo  sino en otras condiciones.
Efecto de las variaciones en la frecuencia y profundidad respiratorias sobre la ventilación alveolar.
 

Muestreo del Aire Alveolar
Teóricamente todo el aire que sale en cada espiración, excepto los primeros 150 ml, es aire alveolar; perosiempre se mezcla algo en la interfase entre el gas del espacio muerto y el aire alveolar. Una última porción del aire espirado es la que se toma para análisis. Usando los aparatos modernos, con una válvula automática adecuada, es posible recoger los últimos 10 mi espirados durante la respiración tranquila.

Capacidad de Difusión
El oxígeno se mueve del alvéolo hacia los capilares a través de lamembrana delgada formada por las células epiteliales, las células endoteliales y sus membranas básales fusionadas. La po2 del aire alveolar es de 100 mm hg., mientras que en la sangre venosa de la arteria pulmonar es de 40 mm hg. No hay prueba de que intervenga otro proceso distinto a la difusión pasiva en el movimiento de O2 hacia la sangre a lo largo de este gradiente de presión. El o2 se...