Apa fisiología implicaciones del intercambio gaseoso, Monografías, Ensayos de Fisiología

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Implicaciones físicas del flujo de oxígeno

y dióxido de carbono a través

de la barrera alveolocapilar

Introduccion

El sistema respiratorio humano está compuesto por las vías aéreas (fosas nasales, faringe, laringe, tráquea, bronquios) y los pulmones. Un componente fundamental en la ventilación pulmonar es el diafragma, el cual mediante su contracción amplía la cavidad torácica generando una diferencia de presiones que permite la entrada de aire hacia los pulmones durante la inspiración. En la exhalación, el relajamiento del diafragma disminuye el volumen de la cavidad torácica, permitiendo la salida del aire cargado de CO2. El intercambio gaseoso constituye la función primordial del pulmón, garantizando el aporte de oxígeno (O2) necesario para satisfacer las demandas metabólicas de los tejidos, así como la eliminación de dióxido de carbono (CO2) resultante. Este proceso de intercambio ocurre en los alvéolos pulmonares y los capilares adyacentes que conforman la membrana alvéolo-capilar. P ara que dicho intercambio gaseoso sea efectivo, se requiere una precisa coordinación entre la ventilación alveolar, la perfusión pulmonar y la difusión a través de la membrana. Alteraciones en cualquiera de estos mecanismos repercutirá negativamente provocando disminución de la oxigenación o incremento de CO2 en la sangre arterial.

Justificacion

Planteamien to de hipótesis El aprendizaje de la anatomía y fisiología respiratoria, es un evento de gran importancia para el área médica por la misma función vital que cumple en el ser vivo. La función primordial del pulmón ¿Consiste en garantizar un intercambio de gases adecuado para las necesidades del organismo? ¿El aporte de oxígeno (O2) necesario para las demandas metabólicas de los tejidos y la eliminación de dióxido de carbono (CO2) llevan a cabo este hecho?

Marco teorico

Física de la difusión gaseosa y presiones parciales de gases

La difusión es el movimiento libre de moléculas simples siguen un movimiento al azar de moléculas que entrelazan sus caminos en ambas direcciones a través de la membrana respiratoria La presión se origina por el impacto constante de moléculas en movimiento contra una superficie como lo es la superficie de las vías respiratorias y de los alvéolos. La tasa de difusión de cada gas es proporcional a la presión dada por ese gas La suma de las presiones parciales de los gases será la presión total de la mezcla de gases recordar que la presión total es directamente proporcional a la concentración de moléculas. Nos vamos a concentrar en la mezcla de nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono, si sumamos las presiones parciales de los gases será la presión total de la mezcla de gases.

La diferencia de presión provoca difusión neta de gases a traves de líquidos

Cuando la presión parcial de un gas es mayor en una zona que en otra zona, habrá una difusión neta desde la zona de presión elevada hacia la zona de presión baja. la difusión neta del gas desde la zona de presión elevada hacia la zona de presión baja es igual al número de moléculas que rebotan en esta dirección anterógrada menos el número que rebota en la dirección contraria; este valor es proporcional a la diferencia de presiones parciales de gas entre las dos zonas, denominada simplemente diferencia de presión para producir la difusión.

Intercambio de gases en el pulmón

La ventilación descrita previamente constituye el sistema mediante el cual se produce la renovación de gases en el alvéolo, lo que permitirá el intercambio gaseoso a través de la barrera hemato-gaseosa o membrana alvéolo-capilar, con los gases de la sangre capilar. El proceso de transferencia se realiza de forma totalmente pasiva mediante el mecanismo de la difusión

El aire alveolar se renueva lentamente por el aire atmosférico Se señaló que en promedio la capacidad residual funcional de los pulmones (el volumen de aire que queda en los pulmones al final de una espiración normal) en un hombre mide aproximadamente 2. ml. Sin embargo, solo 350 ml de aire nuevo entran en los alvéolos en cada inspiración normal y se espira esta misma cantidad de aire alveolar. Por tanto, el volumen de aire alveolar que es sustituido por aire atmosférico nuevo en cada respiración es de solo 1/7 del total, de modo que son necesarias múltiples inspiraciones para intercambiar la mayor parte del aire alveolar. Importancia de la sustitución lenta del aire alveolar La sustitución lenta del aire alveolar tiene una importancia particular en la prevención de cambios súbitos de las concentraciones de gases en la sangre. Esto hace que el mecanismo de control respiratorio sea mucho más estable de lo que sería de otro modo, y ayuda a prevenir los aumentos y disminuciones excesivos de la oxigenación tisular, de la concentración tisular de CO2 y del pH tisular cuando se produce una interrupción temporal de la respiración.

Difusión de gases a través de la membrana Respiratoria Unidad respiratoria (lobulillo respiratorio) Las paredes alveolares son muy delgadas y entre ellas hay una red casi sólida de capilares interconectados. Debido a lo extenso del plexo capilar el flujo de sangre en la pared alveolar es una lámina de sangre que fluye. Los gases alveolares están cercanos a la sangre de los capilares pulmonares. Todas se conocen como: membrana respiratoria (membrana pulmonar). Membrana respiratoria Capas de la membrana respiratoria: -Una capa de líquido que contiene surfactante y que tapiza el alvéolo, lo que reduce la tensión superficial del líquido alveolar. -El epitelio alveolar, que está formado por células epiteliales delgadas. o Una membrana basal epitelial. -Un espacio intersticial delgado entre el epitelio alveolar y la membrana capilar. o Una membrana basal capilar que en muchos casos se fusiona con la membrana basal del epitelio alveolar. -La membrana del endotelio capilar

Capacidad de difusión del oxigeno Capacidad de difusión de O2 en un joven promedio es de 21 ML/min/mmHg Diferencia media de presión O2 respiración normal aproximadamente de 11 mm hg Multiplicando presión x capacidad de difusión (11 x 21) = 230 ml O2 qué difunden a través de la membrana respiratoria cada minuto qué es igual a la velocidad a la que el cuerpo en reposo utiliza el O Aumento de la capacidad de difusión del oxígeno durante el ejercicio

La capacidad de difusión de oxígeno en jóvenes aumenta máximo de 65

ml/min/ mmhg qué es el triple de la capacidad de difusión en situación de

reposo

La metodología empleada en este trabajo de investigación de tipo descriptivo, de corte transversal con enfoque analítico y revisión bibliografica del libro de fisiología (Guyton edición 13) y documentos de Internet actualizados en cuanto la temática del trabajo: Principios físicos del intercambio gaseoso; difusión de oxígeno y dióxido de carbono a través de la membrana respiratoria.

Se determinó que la difusión efectiva de gases a nivel alvéolo-capilar depende de gradientes de

presión parcial generados por la ventilación y la perfusión pulmonar. Los principales mecanismos

físicos que gobiernan este intercambio son las leyes de difusión de Dalton y Henry, actuando sobre

las presiones parciales de O2 y CO2 a ambos lados de la membrana respiratoria. Se identificaron

anomalías ventilatorias (obstrucción de la vía aérea) y circulatorias (destrucción de paredes

alveolares) que alteran la relación ventilación/perfusión (V/Q), impactando negativamente el

intercambio gaseoso.

RESULTADOS

1.-El intercambio gaseoso pulmonar depende de la efectiva difusión de oxígeno y dióxido de carbono a nivel de la barrera alvéolo-capilar, regulada por los principios físicos de las leyes de Dalton y Henry. 2.-La ventilación alveolar, la perfusión capilar pulmonar y una membrana respiratoria íntegra son imprescindibles para generar los gradientes de presión parcial que impulsan la difusión de gases. 3.-Alteraciones extrínsecas (obstrucción de vía aérea) o intrínsecas (destrucción alveolar) del parénquima pulmonar llevan a anomalías de la relación ventilación/perfusión impactando el intercambio gaseoso. 4.-Estas anomalías ocasiona hipoxemia, hipercapnia y/o alteraciones ácido básicas cuya gravedad depende de la extensión del desequilibrio ventilatorio y circulatorio. 5.-El sólido entendimiento de los principios fisicoquímicos y fisiológicos del intercambio gaseoso, así como sus posibles alteraciones, permite optimizar el diagnóstico etiológico y tratamiento ante trastornos. En conclusión, este trabajo aporta una comprensión integral de los distintos aspectos involucrados en el complejo, pero vital proceso del intercambio gaseoso pulmonar y sus implicancias clínicas