Exposicion gases

Fisiología de los gases

Vianney Viridiana Contreras Sánchez

• Los gases en general se comportan siguiendo algunos

principios físicos constantes traducidos en las Leyes Físicas

de los gases.

• “Todo gas difunde de un área de mayor presión

a un área de menor presión, hasta igualar las presiones".

• LEY DE AVOGADRO: establece la relación entre la cantidad de gas y su volumen cuando se mantienen constantes la temperatura y la presión.

Presión (1 atm.)

Temperatura

• LEY DE BOYLE. “la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante”

P1 V1 = P2 V2

Temperatura

Presión (1 atm.)

Presión (2 atm.)

Temperatura

• LEY DE CHARLES. El volumen es directamente proporcional a la temperatura del gas cuando la presión es constante:

Si la temperatura aumenta, el volumen del gas aumenta

Si la temperatura del gas disminuye, el volumen disminuye

Presión (1 atm.)

Temperatura (300 K)

Presión (1 atm.)

Temperatura (600 K)

• Ley de Gay-Lussac. Relación entre la presión y la temperatura de un gas cuando el volumen es constante.

Si aumentamos la temperatura, aumentará la presión

Si disminuimos la temperatura, disminuirá la presión

Presión (1 atm.)

Temperatura (300 K)

Presión (2 atm.)

Temperatura (600 K)

• LEY DE DALTON. “En una mezcla gaseosa la presión total equivale a la sumatoria de las presiones parciales de cada uno de los gases que

conforman dicha mezcla” .

Pt = pa + pb + pc + ...

• LEY DE HENRY. “El volumen de gas disuelto en un líquido es proporcional a su presión parcial, y a su coeficiente de solubilidad, asumiendo que la

temperatura permanece constante”

Transporte de Oxígeno

• El consumo de oxígeno en reposo de un individuo normal es alrededor de

250 ml/min y en ejercicio intenso puede aumentar más de 10 veces.

• El oxígeno atmosférico es la fuente del oxígeno que se

consume al nivel de las mitocondrias y llega los alvéolos

por efecto de la ventilación.

• De allí difunde a la sangre del capilar

pulmonar y es transportado a las células

por el aparato circulatorio.

• Si bien el oxígeno se disuelve físicamente en el plasma, mas del 98% del gas

es transportado en combinación química por la hemoglobina (Hb) de los

glóbulos rojos.

• Oxígeno disuelto físicamente en el plasma:

El oxígeno disuelto constituye solo una pequeña fracción del contenido total

de oxígeno de la sangre y está en directa relación con la presión parcial de

oxígeno (ley de Henry). El oxígeno disuelto tiene una importancia fisiológica

considerable ya que su presión es la que determina tanto el grado de

saturación de la hemoglobina, como la difusión o movimiento de oxígeno

desde la sangre a los tejidos.

• Oxígeno combinado con la hemoglobina:

La Hb actúa como un vehículo que se carga de oxígeno en los capilares

pulmonares y lo transporta a los tejidos. El O2 se transporta unido al F ++ y

cada molécula de Hb tiene 4 iones Fe ++, cada molécula de Hb transporta 4

moléculas de O2, en forma de un compuesto lábil de oxihemoglobina.

Transporte de Oxígeno

• El CO2 se produce a nivel las mitocondrias, como producto final del

metabolismo celular.

• Mitocondrias citoplasma sangre en capilares tisulares alveolo

• Es transportado en plasma de 3 formas:

1. disuelta físicamente en el plasma

2. Compuestos carbamínicos con las

proteínas plasmáticas

3. Reacciona con el agua para formar

ácido carbónico

• Transporte en GR:

1. Una pequeña fracción permanece disuelta en el líquido dentro del glóbulo

2. Parte del CO2 se combina con los grupos amino de la Hb para formar

compuestos carbamínicos

3. La mayor parte del CO2 que penetra al GR se hidrata como en el plasma,

pero a mayor velocidad, ya que en el eritrocito existe una alta concentración

de la enzima anhidrasa carbónica que cataliza la reacción.

Transporte de CO2

• Capilares: HbO2 O2 + Hb

Hb + CO2 HbCO2

• hacia la izquierda e incrementa,

por lo tanto, la disociación de la HbO2,

contribuyendo así a satisfacer los

requerimientos tisulares de O2.

Equilibrio acido base

• Es el mantenimiento de un nivel normal de la concentración de iones (H+) en

los fluidos del organismo.

• La concentración de iones (H+) de una solución determina su grado de

acidez.

• PaO2: mide la presión parcial de O2 disuelto en 100ml de plasma. Normal 80mmHg -100mmHg

• PCO2: Mide la presión parcial de CO2 en 100ml de plasma. Normal 35 -45 mmHg.

• pH: concentración de iones H+, valora la acidosis/alcalosis. Normal 7.35 -7.45

• HCO3: Mide los iones de bicarbonato libre presentes en la sangre. Representa la porción de regulación renal. (metabólica) Normal 22- 26mEq\L

• SaO2: porcentaje de O2 transportado por la Hb Normal 90 - 98 %

• El CO2 al unirse con el agua forma el ácido carbónico, según la fórmula:

CO2 + H2O = H2CO3, ACIDO CARBONICO.

• Los dos órganos capaces de eliminar ácidos que en exceso son nocivos para

el organismo, son:

1. El pulmón, que elimina ácidos volátiles como el CO2 del ácido carbónico,

2. El riñón que se encarga de eliminar ácidos no volátiles.

HCO3 / CO2 = pH = 7.35-7.45. RIÑON / PULMON = pH = 7.35-7.45.

• Si el pH aumenta por encima de 7.45 se dice que es un pH alcalino y el

enfermo presenta una alcalosis. Si por el contrario disminuye por debajo de

7.35 se dice que es un pH ácido y el paciente presenta una acidosis.

• Si la alteración es debida al numerador se la denomina acidosis o

alcalosis metabólica, cuando estos cambios sean causa del denominador la

llamaremos respiratoria.

• Compensación: ocurre cuando el sistema no primariamente afectado es responsable de regresar el pH a lo normal.

Respiratoria Metabólica

Acidosis Alcalosis Acidosis Alcalosis

N C N C N C N C

pH - - - -

relación HCO3-/CO2 - - - -

[HCO3-] - -

pCO2 - -

CO2 total - -

N=no compensado = indican los mecanismos de compensación.

C=compensado - = sin cambios destacados

=indican el defecto primario. = aumento/disminución

Defensas frente a los cambios de

concentración de H+

1. Sistemas amortiguadores

2. Aparato respiratorio

3. Riñones

amortiguadores

• Es cualquier sustancia capaz de unirse de manera reversible a los H+

• El objeto de su empleo, es precisamente impedir o amortiguar las variaciones

de pH y, por eso, suele decirse que sirven para mantener constante el pH.

• Los líquidos del cuerpo contienen gran variedad de amortiguadores que

representan una primera defensa importante contra los cambios de pH.

• Ecuación de Henderson-Hasselbalch: Se emplea para calcular el pH de una solución amortiguada. pH = pK + log [A-] / [HA]

• El ácido carbónico/bicarbonato: el sistema más importante implicado en la homeostasis del pH es el amortiguador.

• La hemoglobina: juega un papel importante como amortiguador sanguíneo. Se presenta como una mezcla de formas oxigenadas (HbO2) y

desoxigenadas (Hb). La proporción de cada una depende de la

concentración o presión parcial de oxígeno

• Las propiedades amortiguadoras de la hemoglobina desempeñan un papel

fundamental en el transporte sanguíneo del CO2 tisular hasta su eliminación

pulmonar.

• En el interior del hematíe, por acción de la A.C., el CO2 se va a convertir en

ácido carbónico que se disocia dando un H+ que rápidamente será

tamponado por la hemoglobina, y bicarbonato que saldrá fuera del hematíe

en intercambio con iones cloro.

Amortiguadores fisiológicos

Amortiguador LEC Amortiguador LIC

• HCO3/CO2

Se utiliza como la primera línea de defensacuando el cuerpo pierde o gana H+

la concentración de la forma HCO3 en LECes alta (24 mEq/L)

el CO2 es volátil y se puede espirar por lospulmones.

Los fosfatos orgánicos del LIC incluyen ATP,ADP, AMP, glucosa-1-fosfato y 2,3-difosfoglicerato

Las proteínas intracelulares sirven comoamortiguadores por su abundante contenidode grupos –COOH/COO- o –NH3/NH2

El amortiguador intracelular más significativoes la hemoglobina

Mecanismos de compensación

• Compensación Pulmonar

• El de la concentración de H estimula los

centros nerviosos respiratorios: la ventilación

alveolar (frecuencia y volumen)

• El CO2 se elimina y se reduce a limites

predecibles eliminando acido carbónico

contribuyendo a compensar la acidosis. El CO2

se elimina como H2CO3 que se descompone en

CO2 y vapor de agua.

• Si el pH se reduce a menos de 7.10 la respuesta

ventilatoria se reduce generando hipoventilación

y mayor deterioro acido básico.

Compensación Renal

• La respuesta no es inmediata se da de 3 a 5 días,

pero es la mas segura ya que elimina la carga acida

o alcalina en exceso.

• En condiciones normales el riñón elimina de 50 a 80

mEq de H+ por día provenientes del metabolismo

endógeno.

• En el caso de una acidosis este valor puede llegar a

500 mEq por día, de estos 100 es acido titulable y

400 como amonio.

• Todo esto en condiciones de un riñón que funciona

correctamente.

• El riñón es el principal órgano implicado en la regulación del equilibrio ácido-

base por dos motivos fundamentales:

1. Es la principal vía de eliminación de la carga ácida metabólica normal y de

los metabolitos ácidos patológicos.

2. Es el órgano responsable de mantener la concentración plasmática de

bicarbonato en un valor constante, gracias a su capacidad para

reabsorber y generar bicarbonato de modo variable en función del pH de

las células tubulares renales.

• Acidosis: se producirá un aumento en la excreción de ácidos y se reabsorberá más bicarbonato,

• Alcalosis: se retendrá más ácido y se eliminará más bicarbonato.

• Por este motivo, el pH urinario va a experimentar cambios, pudiendo oscilar

entre 4.5 y 8.2.

Bibliografía

• Tratado de fisiología médica. Guyton & Hall. 11 Ed. Págs.. 383- 390

• http://www.reeme.arizona.edu/materials/Acido%20Base%20Equilibrio.pdf

• http://personal.telefonica.terra.es/web/respiradores/gases.htm

• http://escuela.med.puc.cl/publ/AparatoRespiratorio/05TransportesGases.html

• http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/lb/ciencias_quimicas_y_farmaceuticas

/steinera/parte03/07.html