SISTEMA RESPIRATORIO 1. Ventilación y mecánica respiratoria 2. Intercambio y transporte de gases 3. Regulación de la respiración

Etapas de la respiración externa Ventilación, o intercambio de gas, entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares 1 Alvéolos pulmonares Atmósfera O2 CO2 Corazón O2 + glucosa CO2 + H2O + ATP Célula Circulación sistémica Circulación pulmonar Intercambio de O2 y CO2 entre el aire del alveolo y la sangre 2 Transporte de O2 y CO2 entre los pulmones y los tejidos 3 Intercambio de O2 y CO2 entre la sangre y los tejidos 4 Respiración celular (mitocondria)

¿Cuánto oxígeno llega a nuestras células? Cantidad de O2 en el exterior Ej: ALTITUD Cantidad de O2 que llega alveolo Ej: ESPACIO MUERTO Superficie de intercambio Ej: EDEMA Cómo es el transporte Ej: ANEMIA O2 O2 O2 O2

¿Cuánto oxígeno llega a nuestras células? Lo que determina la cantidad de O2 es su presión parcial Presión parcial=Patmosférica x (% del gas en la mezcla) Cálculo de la presión parcial de un gas Aire mezcla de: 21% O2, 78% N2 y trazas de otros gases ¿Cuál es la presión parcial del O2 a nivel del mar? Patmosférica nivel del mar= 760 mm Hg % O2 en la atmósfera que respiramos= 21% PO2 en el aire que respiramos a nivel del mar 760 mm Hg x 21/100= 159 mm Hg

Presión parcial del O2 en distintos compartimentos PO2 interior alvelo= 105 mm Hg PO2 aire respirado= 150 mm Hg PO2 capilares pulmonares= 100 mm Hg PO2 venas= 40 mm Hg

Intercambio de gases entre alveolos y eritrocitos Sangre con CO2 Sangre con O2 CO2 O2 Eritrocito Inspiración: 0.04% CO2 21% O2 Espiración: 4% CO2 15% O2

Transporte de oxígeno Unido a la hemoglobina (oxihemoglobina) 98,5 % (=20 ml O2/100 ml sangre) Disuelto en plasma 1,5 % (=0,3 ml O2/100 ml sangre)

Hemoglobina Formada por 4 cadena proteicas (globinas) Cada cadena de globina tiene un grupo hemo. Cada Fe+2 puede unirse a una molécula de O2 (unión débil, reversible, no covalente) Cada molécula de hemoglobina puede transportar hasta 4 moléculas de O2

Curva de disociación de la oxihemoglobina 100 O2 cedido a los tejidos en reposo 80 O2 cedido a los tejidos en ejercicio 60 Porcentaje de saturación 40 tejidos pulmones 15 ml/dl 20 ml/dl 20 20 40 60 80 100 120 140 pO2 en solución (mm Hg)

Curva de disociación de la oxihemoglobina 100 80 Calor CO2 H+ (acidosis) 60 Porcentaje de saturación 40 20 20 40 60 80 100 120 140 pO2 en solución (mm Hg)

Transporte de O2 en la sangre Disuelto en plasma (2%) Unido a Hemoglobina(98%) Hemoglobina Cada molécula tiene: - 4 cadenas proteicas (globinas 2a y 2b) con 1 grupo hemo cada una -4 Grupos Hemo (contiene Fe2+)

Reacciones de carga y descarga Reacción de carga Los eritrocitos con desoxihemoglobina a su paso por los pulmones captan el O2 Desoxihemoglobina (sin O2) Oxihemoglobina (con O2) Reacción de descarga Los eritrocitos con oxihemoglobina descargan el O2 a los tejidos DesoxiHb +O2 OxiHb Pulmones Tejidos

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina por el oxígeno Mioglobina. Sistema de almacenaje de O2 Mioglobina Aumenta en músculo esquelético durante la aclimatación a la altitud

Transporte de CO2 70 % en forma de bicarbonato (anhidrasa carbónica) 20 % unido a hemoglobina (carbamino-Hb) 10 % disuelto en plasma

Transporte de CO2 en sangre 10% Disuelto en plasma 20% Combinado con la hemoglobina (HbCO2 carbaminohemoglobina) 70% Como bicarbonato HCO-3 disuelto en plasma Hb- O2 CO2 Anhidrasa carbónica Tejidos corporales Capilares sanguíneos Hb O2

Transporte de CO2 en sangre Hb Capilares sanguíneos Alveolos pulmonares CO2 O2 O2 Hb- Anhidrasa carbónica

Alteraciones de la función de la hemoglobina Carboxihemoglobina (unida a CO) <3% y 10% en fumadores >30% envenenamiento por CO >50% mortal Metahemoglobina (oxidada) <3% en individuos sanos >70% mortal 1.Alteraciones en las características de la hemoglobina Anemia Policitemia Elevada altitud Dopaje por eritropoyetina/andrógenos Enfermedades cardiorrespiratorias 2. Alteraciones de la cantidad de hemoglobina

El problema de la falta de oxígeno DEPORTES DE MONTAÑA. El problema de la falta de oxígeno A 9000 mt PO2 sangre ~ 19 mm Hg A nivel del mar PO2 sangre ~ 100 mm Hg A 5 mt de profundidad PO2 sangre~200 mm Hg)

¿Cual es el principal problema fisiológico asociado a la altitud? pO2 PO2 en aire inspirado PO2 en capilares pulmonares Nivel del mar………150 mm Hg………………100 mm Hg. 3000 m…………………110 mm Hg……………70 mm Hg 8848 m………………….43 mm Hg………………20 mm Hg Hb saturada Límite deportes De competición

Curva de disociación de la oxihemoglobina 100 80 60 Porcentaje de saturación 40 20 20 40 60 80 100 120 140 pO2 en solución (mm Hg)

Buceo: el problema de respirar aire a elevada presión Nivel del mar, P=760 mm Hg = 1 atmósfera= 1 ATA Bajo el agua, P= 1 ATA + 1ATA por cada 10 metros de profundidad Mezcla de gases en la atmósfera (y en la botella de aire comprimido): 78% N2 y 21% O2 Por debajo de – 30 metros el aire empieza a ser tóxico por efecto elevada disolución de nitrógeno que es narcótico PROBLEMA DE TIEMPO DE INMERSIÓN. Por debajo de – 66 metros el aire empieza a ser tóxico por la elevada disolución del oxígeno que empieza a ser tóxico PROBLEMA DE LA PROFUNDIDAD.

Neumotórax por rotura del tejido pulmonar en el buceo Profundidad 20mt P=3 atm V pulmón= 3x2=6 L Profundidad 50mt P=6 atm V pulmón= 3 L Un ascenso rápido sin expulsar el aire puede elevar mucho el volumen de aire en los pulmones Síndrome de sobreexpansión pulmonar. Los pulmones se rompen por aumento de volumen y dejan entrar aire al espacio pleural, produciéndose neumotórax.