PRINCIPIOS DE INTERCAMBIO GASEOSO, TRANSPORTE DE OXÌGENO Y DIOXIDO DE CARBONO EN LA SANGRE Y LIQUIDOS TISULARES.

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1 PRINCIPIOS DE INTERCAMBIO GASEOSO, TRANSPORTE DE OXÌGENO Y DIOXIDO DE CARBONO EN LA SANGRE Y LIQUIDOS TISULARES

2 Desembocaduras de los conductos alveolares v énulas arteriolas capilares Poros de Kohn

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4 Difusión Presión

5 Las composiciones del aire alveolar y el aire atmosférico DIFERENCIAS 1.- El aire alveolar es sustituido solo de manera parcial por el aire atmosférico en cada respiración. 2.- El oxigeno se absorbe constantemente hacia la sangre pulmonar desde el aire pulmonar. 3.- El dióxido de carbono está difundiendo constantemente desde la sangre pulmonar hacia los alveolos. 4.- El aire atmosférico seco que entra en las vías respiratorias es humidificado antes de que llegue a los alveolos.

6 PRESIONES PARCIALES DE LOS GASES RESPIRATORIOS

7 Espiración de un gas desde un alvéolo con respiraciones sucesivas

8 Velocidad de eliminación del exceso de gas desde los alveolos

9 Importancia de la sustitución lenta del aire alveolar

10 Concentración y presión parcial de CO2 en los alvéolos

11 El aire espirado es una combinación de aire del espacio muerto y aire alveolar

12 Difusión de gases a través de la membrana respiratoria

13 Membrana respiratoria

14 Aumento de la capacidad de difusión del oxígeno durante el Capacidades de difusión del monóxido de carbono, del oxígeno y del dióxido de carbono en los pulmones normales en condiciones de reposo y durante el ejercicio.

15 DIFUSIÓN DE LOS GASES A TRAVÉS DE LA MEMBRANA RESPIRATORIA Una unidad respiratoria está compuesta por: un bronquíolo respiratorio, los conductos alveolares, los atrios y los alvéolos. Hay unos 300 millones de unidades respiratorias en los dos pulmones. Las paredes alveolares son extremadamente delgadas y en su interior existe una red casi sólida de capilares interconectados. El flujo de sangre en las paredes alveolares se ha descrito como una lámina de sangre que fluye.

16 El intercambio gaseoso se produce a través de las membranas de “todas las porciones terminales de los pulmones”, no solo en los propios alvéolos. Estas membranas, se llaman MEMBRANA RESPIRATORIA o MEMBRANA PULMONAR.

17 1.Una capa de líquido que reviste el alvéolo y que contiene agente tensoactivo (surfactante) 2.El epitelio alveolar, formado por células epiteliales delgadas 3.Una membrana basal epitelial 4.Un espacio intersticial fino entre el epitelio alveolar y la membrana capilar 5.Una membrana basal capilar 6.La membrana endotelial capilar El intercambio de oxígeno y dióxido de carbono entre la sangre y el aire alveolar, precisa de la difusión a través de las siguientes capas de la membrana respiratoria: La membrana respiratoria tiene características óptimas para el intercambio gaseoso: Espesor de la membrana. 0.6 um Área superficial de la membrana. Unos 70 mts cuadrados en adulto normal Volumen de sangre capilar. de 60-140mL Diámetro de los capilares. Es de unos 5 um.

18 Factores que afectan a la tasa de difusión de los gases Hay múltiples factores que determinan la rapidez con la que un gas atraviesa la membrana respiratoria : Espesor de la membrana respiratoria. La tasa de difusión a través de la membrana respiratoria es inversamente proporcional al grosor de la membrana.La tasa de difusión a través de la membrana respiratoria es inversamente proporcional al grosor de la membrana. Ejemplos que reducen la difusión: La presencia de líquido de edema en el espacio intersticial y en los alvéolos y la fibrosis pulmonar.

19  Área superficial de la membrana respiratoria. En el Enfisema, muchos de los alvéolos se fusionan, con disolución de las paredes alveolares; esto hace que el área superf. disminuya  Coeficiente de difusión. Éste, depende de su solubilidad en la membrana e inversamente de la raíz cuadrada de su peso molecular.  Diferencia de presión en ambos lados de la membrana respiratoria. La diferencia entre la presión parcial de un gas en los alvéolos y en la sangre es directamente proporcional a la tasa de transferencia del gas a través de la membrana. 19

20 Capacidad de difusión de la membrana respiratoria. La capacidad de difusión de los pulmones para el dióxido de carbono es 20 veces mayor que para el oxígeno.  La capacidad de la membrana respiratoria para intercambiar un gas entre los alvéolos y la sangre pulmonar puede expresarse en términos cuantitativos mediante su capacidad de difusión.  la cual se define como “el volumen de un gas que difunde a través de la membrana por minuto con una diferencia de presión de 1mmHg.”  Ejs. La capacidad de difusión de los pulmones para el oxígeno en una persona en reposo es de 21mL/mmHg/min.  *FiO 2 ( F racción I nspirada de o xígeno) es de: 0.21 = 21%.  Para el dióxido de carbono es unas 20 veces mayor; 440mL/mmHg/min. 20

21 La capacidad de difusión para el oxígeno aumenta con el ejercicio. Puede aumentar hasta los 65mL/mmHg/min. Este aumento está producido por:  Aumento del área superficial. Apertura de capilares previamente inactivos.  Mejor relación ventilación-perfusión (V A /Q) El ejercicio mejora el ajuste entre la ventilación de los alvéolos y la perfusión sanguínea de los capilares alveolares. EFECTO DE “LA RELACIÓN VENTILACIÓN-PERFUSION” SOBRE LA CONCENTRACIÓN DE GAS ALVEOLAR.  En ocasiones, algunas áreas de los pulmones están bien ventiladas pero casi no reciben aporte sanguíneo y viceversa.  En cualquiera de los 2 situaciones, el intercambio gaseoso a través de la membrana respiratoria está alterado, y para ayudar a comprender este desequilibrio existe la relación ventilación-perfusión (V A /Q).

22  Cuando V A (ventilación alveolar) es normal y Q (flujo sanguíneo) es también normal para el mismo alvéolo, se dice que el cociente V A /Q es también normal.  Cuando V A /Q es igual cero, no hay ventilación alveolar, de forma que el aire en el alvéolo se equilibra con el oxígeno y el dióxido de carbono de la sangre.  Cuando V A /Q es igual a infinito, no existe flujo sanguíneo capilar para llevarse el oxígeno o aportar dióxido de carbono a los alvéolos. **Cuando V A /Q es normal, la PO 2 alveolar se sitúa a un nivel de 104mmHg, y la PCO 2 alveolar es normalmente de 40mmHg. 22

23 Concepto de “cortocircuito fisiológico” ( cuando V A / Q es inferior a lo normal )  0 2  sangre.  Una fracción de sangre venosa está sin ser oxigenada: “sangre de cortocircuito”. **Cuanto  es el cortocircuito fisiológico,  es la cantidad de sangre que NO se oxigena a su paso por los pulmones**  Esta sangre fluye a través de los vasos bronquiales en vez de los capilares alveolares.  La cantidad total de sangre de cortocircuito por minuto, se denomina: cortocircuito fisiológico. Concepto de “espacio muerto fisiológico” ( Cuando V A /Q es mayor de lo normal ).  0 2  sangre.  Cuando el espacio muerto fisiológico es grande, una porción considerable del trabajo de ventilación se desperdicia debido a que una parte importante del aire ventilado jamás llega a la sangre. 23

24 Anomalías de la relación VENTILACIÓN-PERFUSIÓN 24

25 * V A /Q es alta en la parte superior del pulmón y baja en la inferior.  Tanto el flujo sanguíneo como la ventilación aumentan desde la parte superior a la inferior del pulmón, pero el flujo sanguíneo se incrementa más progresivamente.  En ambos extremos, las desigualdades en la ventilación y en la perfusión, disminuyen la eficacia del pulmón para el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono. *La V A /Q puede aumentar o disminuir en la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC).  Fumador  obstrucción bronquial  aire alveolar: enfisema. 25

26 TRANSPORTE DE OXÍGENO EN LA SANGRE ARTERIAL

27 DIFUSIÓN DE OXÍGENO DE LOS CAPILARES PERIFÉRICOS AL LIQUIDO TISULAR

28 DIFUSIÓN DE DIÓXIDO DE CARBONO DE LAS CÉLULAS DE LOS TEJIDOS PERIFÉRICOS A LOS CAPILARES DE LOS CAPILARES PULMONARES A LOS ALVEOLOS

29 COMBINACIÓN REVERSIBLE DE O2 CON LA HEMOGLOBINA

30 TRANSPORTE DEL DIOXIDO DE CARBONO EN LA SANGRE  El oxigeno se transporta combinado con la hemoglobina a los capilares de los tejidos, donde se libera para que sea utilizado por las células.  oxigeno  carbono en estas, el oxigeno reacciona con diversos nutrientes y de este modo se generan grandes cantidades de dióxido de carbono, que a su vez penetra en los capilares para ser transportado a los pulmones. 97% con hemoglobina 3% disuelto Disuelto En combinación con proteína

31 EL DIÓXIDO DE CARBONO ES TRANSPORTADO POR LA SANGRE EN TRES FORMAS COMO CO2 DISUELTO EN PLASMA.-  COMO CO2 DISUELTO EN PLASMA.- El dióxido de carbono es 2 veces mas soluble que el oxigeno en agua y aprox 1/10 parte esta disuelto en el plasma.  COMO CARBOMINOHEMOGLOBINA.- Alrededor de una quinta parte del sanguíneo total transporta fijo a un aminoácido en la hemoglobina. Alrededor de una quinta parte del CO 2 sanguíneo total transporta fijo a un aminoácido en la hemoglobina.  COMO ION DE BICARBONATO.- Que explica la mayor parte del transportado por la sangre Que explica la mayor parte del CO 2 transportado por la sangre

32 DISOCIACIÓN DEL ACIDO CARBONICO EN IONES BICARBONATO E HIDROGENO  La mayor parte de los H se combinan con la hemoglobina, (potente amortiguador)  Muchos de los HCO 3, se difunden de los eritrocitos hacia el plasma, los iones cloruro se difunden hacia los eritrocitos, (proteína transportadora de bicarbonato cloruro).  Medio de transporte de mas importante CO 2 (70%) TRANSPORTA DEL DIÓXIDO DE CARBONO EN COMBINACIÓN CON LA HEMOGLOBINA Y CON LAS PROTEÍNAS: CARBAMINOHEMOGLOBINA. Reacción del CO 2 con los radicales amino de la molécula de hemoglobina para formar (Hbco2). La cantidad de CO 2 que se puede transportar, desde tejidos periféricos hasta los pulmones es de aproximadamente 30% de la cantidad total que se transporta. (1.5ml de CO 2 por cada 100ml de sangre)

33 EFECTO HALDANE – Unión de CO2 a une a HB.  cuando el co 2 se une a la hemoglobina en los pulmones, hace que la hemoglobina se convierta en un acido mas fuerte, así desplaza el co 2 desde la sangre alveolos. aumenta aprox al doble la cantidad de co 2 que se libera desde la sangre en los pulmones y aumenta aprox al doble la captación de co 2 en los tejidos.  La mayor acidez, hace que la hemoglobina libere en exceso iones H, los cuales se unen a los iones bicarbonato para formar acido carbónico, que después se disocia en H 2 o y co 2.

34 COCIENTE DE INTERCAMBIO RESPIRATORIO VOLUMEN DE DIOXIDO DE CARBONO VOLUMEN DE OXIGENO R=  Transporte co 2, Pulmones: 4ml Solo se elimina a través de los pulmones una cantidad de co 2, aprox. El 82% de la cantidad de co 2 Nos permite conocer las característica del esfuerzo que se hace a nivel metabólico. Ejm los ejercicios. El Cociente de Intercambio Respiratorio es igual a la relación del volumen de CO2 sobre el volumen de O2.

35 BRONQUIOS

36 ANATOMIA DE LOS BRONQUIOS LOS BRONQUIOS SON DOS CONDUCTOS TUBULARES FIBROCARTILAGINOSOS EN QUE SE BIFURCA LA TRÁQUEA A LA ALTURA DE LA IV VERTEBRA TORAXICA, SU PARED ESTA FORMADA POR CARTÍLAGOS Y CAPAS MUSCULARES ELÁSTICAS Y DE MUCOSA. BRONQUIOS PRINCIPALES. BRONQUIO PRINCIPAL IZQUIERDOBRONQUIO PRINCIPAL DERECHO Es mas ancho, mas corto (2-3cm) y de característica vertical. Su numero de cartílagos es de 6-8. se divide en tres ramas. Es mas largo (4-5 cm) de característica horizontal. El numero de cartílagos es de 9-12. Se divide en dos ramas

37 BRONQUIOS SECUNDARIOS O LOBARES. SON LAS RAMIFICACIONES DE LOS BRONQUIOS PRIMARIOS, DOS BRONQUIOS LOBARES EN EL DERECHO Y TRES BRONQUIOS LOBARES EN EL IZQUIERDO CADA BRONQUIO LOBAR DA ORIGEN A LOS BRONQUIOS TERCIARIOS O SEGMENTARIOS. BRONQUIO LOBAR IZQUIERDO Superior Inferior BRONQUIO LOBAR DERECHO Superior Medio Inferior

38 BRONQUIOS TERCIARIOS O SEGMENTARIOS. SON RAMIFICACIONES DE LOS BRONQUIOS LOBULARES. EL HOMBRE CUENTA CON 18 BRONQUIOS SEGMENTARIOS QUE ESTOS DESPUÉS SE RAMIFICAN EN BRONQUIOLOS. SI LOS BRONQUIOS SEGMENTARIOS YA NO SE PUEDE SUBDIVIDIR SE LE LLAMA BRONQUIOLO TERMINAL.

39 FISIOLOGÍA DE LOS BRONQUIOS LOS BRONQUIOS CONDUCEN AIRE HACIA LOS BRONQUIOLOS. CUMPLEN UNA FUNCIÓN MOTORA, ES DECIR CUANDO SE PRODUCE LA INSPIRACIÓN, LOS BRONQUIOS SE ENSANCHAN Y ALARGAN, LO QUE FACILITA LA CIRCULACIÓN DEL AIRE HACIA LOS ALVEOLOS. COLABORAN CON LA ACCIÓN DE LOS CILIOS QUE SE ENCUENTRAN EN LA MUCOSA PARA EVITAR QUE ENTREN PARTÍCULAS EXTRAÑAS A LOS PULMONES, TODO ESTO MEDIANTE UN MOVIMIENTO DE LAS PAREDES BRONQUIALES.

40 BRONQUIOLOS

41 LOS BRONQUIOLOS Pequeñas ramas de los bronquios, conductoras del aparato respiratorio, que garantizan que el aire alcance todas las partes de los pulmones. Aproximadamente 1 mm o menos de diámetro y sus paredes consisten en epitelio cúbico ciliado, con un revestimiento interno delgado, rodeado por una capa de músculo liso. BRONQUIOS TERMINALESBRONQUIOS RESPIRATORIOS Se encargan de conducir el aire hasta los alvéolos. Además, participan en el metabolismo de las hormonas y en la desintoxicación de sustancias tóxicas (xenobióticos). Aseguran que el aire entrante se suministre a cada alvéolo, Dirigen y preparan el aire antes de que llegue a los alvéolos. Para ello, calientan el aire inspirado, lo humedecen y saturan de vapor, posteriormente lo filtran de partículas extrañas. El segmento más distal, marcando el final de la división conductora. En bronquiolos respiratorios, aún más pequeños, con un diámetro de 0,5 mm o menos, que a su vez contienen un numero de alveolos. el comienzo de la división respiratoria donde tiene lugar el intercambio de gas. los más estrechos de las vías respiratorias y se dividen a su vez en conductos alveolares. son miden funciones Se dividen en: constituyen se dividen constituyen son

42 ALVÉOLOS

43 LOS ALVEOLOS ES UNA EVAGINACIÓN CON FORMA DE DIVERTÍCULO QUE ESTA REVESTIDA POR EPITELIO PLANO SIMPLE Y SOSTENIDA POR UNA MEMBRANA BASAL ELÁSTICA. ES LA UNIDAD CONTRÁCTIL Y FUNCIONAL DEL PULMÓN, CONSTITUYE LAS ULTIMAS PARTES DEL ÁRBOL BRONQUIAL.

44 CARACTERÍSTICAS: - CADA PULMÓN ADULTO SUMA UNOS 150 MILLONES DE ALVÉOLOS, LO QUE HACE UN TOTAL DE 300 MILLONES DE ALVÉOLOS ENTRE LOS DOS PULMONES. - SON CAVIDADES DE FORMA MÁS O MENOS POLIÉDRICA DE 0,3 MM DE DIÁMETRO CADA UNA E ÍNTIMAMENTE ADOSADOS UNOS A OTROS. - LAS PAREDES DE LOS ALVEOLOS TIENEN DOS TIPOS DE CÉLULAS QUE SON:NEUMOCITO TIPO I Y NEUMOCITO TIPO II. - SU FUNCIÓN PRINCIPAL ES EL INTERCAMBIO GASEOSO DEL O2 Y CO2.

45 NEUMOCITO TIPO INEUMOCITO TIPO II  Son células pavimentosas simples o también llamadas planas.  Es el principal célula.  Forman un revestimiento en la pared alveolar.  Constituye el sitio principal del intercambio gaseoso.  Son muy numerosas.  Son células redondeadas y grandes.  Hace la producción del surfactante.  contiene las microvellosidades  Secretan liquido alveolar.  Son muy escasas.

46 EL LIQUIDO ALVEOLAR: CONTIENE SURFACTANTE QUE ES UNA MEZCLA DE FOSFOLÍPIDOS Y LIPOPROTEÍNAS ESTO DISMINUYE LA TENSIÓN SUPERFICIAL DEL LIQUIDO ALVEOLAR Y A SU VEZ PREVIENE EL COLAPSO DE LOS ALVEOLOS Y MANTIENE SU PERMEABILIDAD. LOS MACRÓFAGOS ALVEOLARES: SON FAGOCITOS QUE ELIMINAN LAS FINAS PARTÍCULAS Y OTROS DETRITOS DE LOS ESPACIOS ALVEOLARES.

47 PULMONES

48 Pulmones Presenta Vértice, parte superior redondeada Base, se apoya en la superficie del diafragma Cara costal y medial Hilio, zona por donde pasan las estructuras de los pulmones Situados Cavidad torácica Desde el diafragma hasta un sitio antes de las clavículas Protegidos Pleuras Cavidad torácica Función Intervenir en el intercambio gaseoso Oxigenar la sangre Órganos pares de forma cónica Esponjosos, blandos, elásticos y ligeros son

49 Pulmones P. Derecho Fisura oblicua y horizontal Lóbulo superior, medio e inferior P. Izquierdo Fisura oblicua Lóbulo superior e inferior Pesan aproximadamente 25 gr El pulmón derecho es mayor y mas pesado tiene se divide

50 Pleuras P. VisceralCapa profunda reviste a los pulmones Cavidad pleural Espacio éntrelas pleuras Liquido pleural (10-15ml) P. ParietalCapa superficial Tapiza la pared de la cavidad torácica Encierra y protege a cada pulmón son