DIFUSION DE GASES

Universidad Nacional del Centro del PerFacultad de Medicina HumanaFISIOLOGIA

MEDICINA HUMANA FISIOLOGIA

INTRODUCCION

Ladifusin gaseosaes la dispersin gradual de ungas. De este modo las molculas de una sustancia se esparcen por la regin ocupada por otras molculas, colisionando y movindose aleatoriamente. Este es un proceso muy rpido, y no es necesario un cuerpo por el que difundirse, ya que se difunde tambin por el vaco. Laefusines la fuga de un gas hacia el vaco por medio de un pequeo orificio o de una membrana porosa, debido a que las molculas del gas colisionan con ms frecuencia con el poro donde la presin es ms alta. De este modo, hay ms molculas que pasan de la zona de alta presin a la de baja que al contrario. En1860,Thomas Graham, un qumico escocs demostr que la velocidad de efusin y difusin de los gases es inversamente proporcional a la raz cuadrada de su masa molar de esta ley se deduce que si la velocidad de efusin o difusin es inversamente proporcional al tiempo que tarda en escapar una determinada cantidad de gas, implica necesariamente que el tiempo de efusin necesario para la efusin de un cierto nmero de moles de molculas es directamente proporcional a la raz cuadrada de la masa molar.

DIFUSIN DE GASES1. DIFUSIN DE GASES A TRAVS DE LA MEMBRANA RESPIRATORIA Unidad respiratoriaTambin llamado lobulillo respiratorio, representa la unidad funcional del sistema respiratorio en el que se lleva a cabo el intercambio gaseoso. Tiene los siguientes componentes identificados en el siguiente grfico:

Membrana respiratoriaComunica al alveolo y al capilar que circula por l, a travs de sus diferentes capas se producir la difusin respectiva del oxgeno hacia la sangre y del dixido de carbono hacia el espacio alveolar, el grfico siguiente ilustra las seis capas de la membrana respiratoria o membrana pulmonar:

Adems es importante dar ciertos datos sobre medidas aproximadas de sta: Grosor: 0.6 um rea superficial: 70 m2 Sangre en los capilares: 60 a 140 ml Dimetro capilar: 5 um

Factores que influyen en la velocidad de difusin gaseosaLa membrana respiratoria ser la principal protagonista de los siguientes factores relacionados a sus caractersticas y de los propios gases tambin, aquellos influirn positiva o negativamente en la velocidad de difusin de los gases respiratorios:

2. CAPACIDAD DE DIFUSIN DE LA MENBRANA RESPIRATORIAEs el volumen de un gas difundido a travs de la membrana en cada minuto para una diferencia de presin parcial de 1mmHg.

CAPACIDAD DE DIFUSIN DEL OXIGENOEn promedio es 21ml/min en condiciones de reposo en un varn joven. En trminos fisiolgicos significa que la diferencia media de presin de oxigeno durante una respiracin normal es 11 mmHg multiplicado por la capacidad de difusin (11x21) dando 230 ml O2 siendo igual a la velocidad en la que el cuerpo utiliza O2.

AUMENTO DE LA CAPACIDAD DE DIFUSIN DEL OXIGENO DURANTE EL EJERCICIO

Durante ejercicios muy intensos o situaciones que aumentan el flujo sanguneo pulmonar y la ventilacin alveolar en jvenes promedio aumentara hasta 65ml/min/mmHg producido por los siguientes factores:Apertura de capilares o la dilatacin adicional de capilares que aumentara su rea superficial.El equilibrio entre ventilacin de los alveolos y de la perfusin de los capilares alveolares denominado cociente de VENTILACIN PERFUSIN.Por lo tanto durante el ejercicio la oxigenacin aumenta no solo por la ventilacin sino por una mayor capacidad de difusin de la membrana respiratoria.

CAPACIDAD DE DIFUSIN DEL DIOXIDO DE CARBONO

Nunca se ha medido debido a que el CO2 se difunde con tanta rapidez que la PCO2 media de la sangre pulmonar no es muy diferente de la PCO2 de los alveolos .Siendo esta diferencia media menor a 1mmHg y demasiado pequea para medirla.Pero con la medicin de otros gases se ha mostrado que la capacidad de difusin es directamente proporcional con el coeficiente de difusin del gas particular.Por lo tanto como el coeficiente de difusin del CO2 es 20 veces la del O2 entonces aproximadamente en reposo ser de 400 450 ml/min/mmHg y durante el esfuerzo 1200-1300 ml/min/mmHg.

La figura muestra la extrema capacidad de difusin del CO2 y el efecto del ejercicio sobre la capacidad de difusin de cada uno de ellos.

MEDICIN DE LA CAPACIDAD DE DIFUSIN

EL METODO DEL COSe puede calcular a partir de las mediciones de: PO2 alveolar PO2 de la sangre capilar pulmonar La velocidad de captacin de oxigeno por la sangre.Pero en la medicin de la PO2 en la sangre capilar pulmonar es difcil y imprecisa que no es practico por ninguno de estos procedimientos directos, por ello habitualmente se mide la capacidad de difusin del CO y a partir de esta se calcula la capacidad de difusin del O2.El principio es inhalar una pequea cantidad de CO hacia los alveolos y se mide la presin parcial del CO en los alveolos a partir de muestras de aire alveolar. La presin de CO en la sangre es cero porque la Hemoglobina se combina rpidamente que no le da tiempo a este generar presin, por ello la diferencia de presin de CO es igual a su presin parcial en la muestra de aire alveolar.Luego mediante la medicin de volumen de CO absorbido y dividindolo por la presin parcial alveolar de CO se determina la capacidad de difusin de CO;A esta capacidad de difusin de CO se multiplicara por un factor de 1,23 (porque el coeficiente de difusin del O2 es 1,23 veces la del CO).As la capacidad de difusin de CO en varones en reposo es 17ml/min/mmHg la del O2 ser 21 ml/min/mmHg.EFECTO DEL COCIENTE DE VENTILACIN PERFUSIN SOBRE LA CONCENTRACIN DE GAS ALVEOLAREl cociente de ventilacin perfusin es un concepto que nos ayuda a entender cuando hay un desequilibrio entre la ventilacin alveolar y el flujo sanguneo alveolar.En trminos cuantitativos se expresa como VA/Q y ser normal cuando:VA: ventilacin alveolar es normal para un alveolo dadoQ: flujo sanguneo para el mismo alveolo Ahora cuando VA es cero habiendo perfusin (Q) del alveolo el cociente es CERO. Por otro lado cuando hay una VA adecuada pero una perfusin (Q) de cero el cociente es infinito.Cuando el cociente es cero o infinito no hay intercambio de gases a travs de la membrana respiratoria de los alveolos afectados.

VA/Q es igual a cero es decir no hay ventilacin por lo tanto el aire del alveolo llega al equilibrio con el O2 y el CO2.

VA/Q es igual al infinito no hay flujo sanguneo que transporte el oxgeno desde los alveolos ni que lleve CO2 hacia los alveolos .Por ello el aire inspirado no pierde oxigeno hacia la sangre y no gana CO2 desde la sangre.

VA/Q es normal el intercambio de O2 y CO2 es casi optimo y la PO2 alveolar esta normalmente en un nivel de 104 mmHg entre el aire inspirado (149 mmHg) y de la sangre venosa (40 mmHg) y la PCO2 es normalmente 40 mmHg entre los 45 mmHg de la sangre venosa y 0 mmHg del aire inspirado.

La figura muestra todas las posibles combinaciones de PO2 y PCO2 entre los limites VA/Q igual a cero y VA/Q igual a infinito. El punto v es la representacin del PO2 y la PCO2 cuando VA/Q es igual a cero en donde la PO2 es de 40 mmHg y la PCO2 de 45 mmHg que son valores de la sangre venosa normal. En el punto I representa el aire inspirado y muestra que la PO2 es 149 mmHg y la PCO2 es cero, El punto medio que es el de aire alveolar normal.

CORTO CIRCUITO FISIOLOGICO Es cuando l VA/Q es menor de lo normal en al cual va a haber una ventilacin inadecuada por ello cierta fraccin de sangre venosa que atraviesa los capilares pulmonares no se oxigena denominndose SANGRE DERIVADA.Adems una cantidad adicional de sangre fluye a travs de los vasos bronquiales en lugar de los capilares alveolares siendo aproximadamente el 2% del gasto cardiaco esta tambin es sangre no oxigenada y derivada.La cantidad total de sangre derivada por minuto se denomina CORTOCIRCUITO FISIOLOGICO esto se mide analizando la concentracin de O2 en la sangre venosa en en la sangre arterial junto a la junto a la medicin simultanea del gasto cardiaco y se calculara usando la siguiente ecuacin:

Qps: Flujo de sangre del cortocircuito fisiolgico por minuto.QT: Gasto cardiaco por minuto.CiO2: Concentracin de oxgeno en la sangre arterial si hubiera un cociente ideal.CaO2: Concentracin medida de oxgeno en la sangre arterial.CvO2: Concentracin medida de oxgeno en la sangre venosa mixta.

ESPACIO MUERTO FISIOLOGICO (cuando VA/Q es mayor de lo normal)

Se denomina a la suma de los tipos de ventilacin desperdiciada: Se da cuando la ventilacin de algunos alveolos es grande pero el flujo sanguneo es bajo se dispondr de mas O2 en los alveolos de lo que se puede extraer as se dice que esta ventilacin esta desperdiciada. Es la ventilacin de zonas de espacio muerto en las vas respiratorias tambin se desperdicia.Se puede calcular usando la ecuacin de Bohr:

VMfis: Espacio muerto fisiolgicoVC: Volumen corrientePaCO2: Presin parcial de CO2 en la sangre arterial.PeCO2: Presin parcial media de CO2 en todo el aire espirado.ANOMALIAS DEL COCIENTE VA/QEn una persona normal el flujo sanguneo como la ventilacin son menores en la parte superior del pulmn que en la parte inferior, pero hay disminucin del flujo sanguneo que de la ventilacin. Por ello en la parte superior el cociente es 2,5 veces mayor de lo ideal dando lugar a un grado moderado de espacio muerto fisiolgico en la zona del pulmn.En el otro extremo en la parte inferior tambin hay una ligera disminucin de la ventilacin de modo que el cociente VA/Q es tan bajo como 0.6 veces el valor ideal en esta zona una fraccin de sangre no se oxigena representando un corto circuito fisiolgico.Estos dos extremos reducen la eficacia del pulmn pero durante el ejercicio se da un aumento del flujo sanguneo hacia la parte superior del pulmn de modo que se produce menos espacio muerto acercando la eficacia a un valor ptimo.

VA/Q ANORMAL EN LA ENFERMEDAD ANORMAL OBSTRUCTIVA CRNICA

En esta enfermedad se muestra algunas zonas de cortocircuito fisiolgico y otras zonas de espacio muerto fisiolgico reduciendo la eficacia pulmonar siendo la causa ms frecuente de incapacidad pulmonar.

CONCLUSION

El intercambio de oxgeno y de dixido de carbono que se realiza entre el aire que llega a los alveolos y la sangre que circula por los capilares alveolares se produce a travs una estructura muy importante, la membrana respiratoria, formada por las delgadas paredes de los alveolos. Esta difusin de gases depende bsicamente de sus presiones parciales.Tambin existen algunos factores que influyen en su velocidad de difusin como: El grosor de la membrana, el rea superficial de la membrana el coeficiente de difusin del gas.

BIBLIOGRAFIA

Guyton y Hall Tratado de fisiologa medica. Decimosegunda edicion. Ganong Fisiologia Medica.ed(23) http://es.wikipedia.org/wiki/Fisiolog%C3%ADa_respiratoria http://www.deciencias.net/simulaciones/quimica/materia/difusion.htm