Función pulmonar y equilibrio ácido – base

E
xisten diferentes alternativas para movilizar el CO2 desde sus sitios de producción (tejidos), hasta su lugar de eliminación (pulmones). Si este compuesto se transportase en su totalidad como CO2 disuelto (CO2 d), la presión resultante, luego de agregar a la sangre de 200 a 250 ml de CO2 por minuto, excedería en forma extrema a los 46 mm Hg de presión que normalmente se registran en sangrevenosa durante el reposo y se podría ocasionar un incremento dramático en la concentración de ácido carbónico, lo que conllevaría a un aumento tal en la concentración de hidrogeniones, que alteraría profundamente el metabolismo normal del organismo y la hemodinámica sistémica.

El organismo vivo cuenta con varios mecanismos que aseguran el transporte y la posterior eliminación de cada uno de los15.000 milimoles de CO2 producidos diariamente en los seres humanos, de manera que, en condiciones de reposo, la diferencia arteriovenosa de presión de dicho gas, no exceda los 6 mm Hg y así la disminución en el pH que acompaña este evento, sea perfectamente tolerable.

El CO2 es uno de los principales productos finales del metabolismo aeróbico y su producción se aumenta en relación directa conla oxidación aeróbica de nutrientes. A mayor producción de CO2, mayor presión intracelular del gas y mayor gradiente entre las células y la sangre, lo que provoca un aumento en la velocidad de difusión, desde el interior de las células hacia el LEC.

El proceso de difusión de un gas, es un mecanismo pasivo. La velocidad de difusión de un gas en un líquido, se establece por la Ley de Graham,que afirma que la velocidad es directamente proporcional al coeficiente de solubilidad del gas e inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su peso molecular. Cuando se analiza la velocidad de difusión de un gas (como el CO2 y el O2) entre dos compartimientos separados por una membrana, puede predecirse con la Ley de Fick que establece que la difusión de un gas a través de una membrana estádirectamente relacionada con la superficie de la membrana, con la constante de difusión del gas específico y con el gradiente de presión parcial (P = P1 –P2) del gas a lado y lado de la membrana, e inversamente con el grosor de la membrana. El CO2 difunde a una velocidad 20 veces mayor que la del O2.



Una vez el dióxido de carbono ingresa al capilar tisular, inicia el recorrido con lasangre, hasta alcanzar los capilares pulmonares donde se eliminará de acuerdo con el ritmo ventilatorio de los pulmones.

¿Cómo se conduce el CO2 desde los capilares tisulares hasta los capilares pulmonares para ser eliminado por la respiración?

Si se transportara como gas disuelto en el plasma y en el eritrocito, la cantidad que se podría transportar sería muy poca. Aunque la solubilidad delCO2 en el plasma es mayor que la del O2, el CO2 debe transformarse para que la cantidad producida en los tejidos pueda ser conducida hasta los pulmones de manera óptima de acuerdo con la producción del gas y evitar su acumulación.

El CO2 difunde muy rápidamente a través de las membranas y tiende a igualar su concentración entre los compartimientos. Desde las células difunde al plasma y luegoa los eritrocitos que tienen la propiedad de hidratar el CO2 por medio de una enzima la anhidrasa carbónica, convirtiéndolo casi inmediatamente y de manera reversible, a H2CO3 facilitando así su transporte. El H2CO3 (ácido carbónico) es un ácido débil que se ioniza en H+ y HCO3 –

En los capilares pulmonares el proceso se invierte y a partir del hidrogenión y el ión bicarbonato se formanuevamente el ácido carbónico que en presencia de la anhidrasa carbónica, revierte hasta CO2 y H2O. La reacción de hidratación del CO2, que obedece a la ley de acción de masas es como se muestra a continuación ( Fig No.1):

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Fig No 1: El CO2 se hidrata con el agua para formar H2CO3 a un ritmo muy lento si no hay anhidrasa carbónica (AC), como ocurre en el plasma. En presencia de AC, como...