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Capítulo 41 del Guyton: Transporte de oxígeno y dióxido de carbono en la sangre y los líquidos tisulares DATOS GENERALES UTILES Aire inspirado

Aire alveolar

H2O

% del total atmósfera 0. alguito%

VARIA

47 mmHg

CO2

0%

0.003 mmHg

40 mmHg

O2

21%

159 mmHg

104 mmHg

N2

79%

601 mmHg

568 mmHg

760 mmHg

760 mmHg

Presión total = a presión atmosférica

Porque está acondicionado, por lo que esta humedecido. Réstaselo al aire inspirado del O2.

Llegan solo 104 mmHg, porque parte del aire se queda en la porción conductora (espacio muerto anatómico

Importante saber PO2 capilar sistémica PO2 liquido intersticial PCO2 liquido intersticial PO2 INTRACELULAR PCO2 INTRACELULAR --

Presión parcial de O2 en sangre arterial tras mezcla venosa Presión parcial de O2 en liquido intersticial tisular Presión parcial de CO2 en liquido intersticial tisular Presión parcial de O2 intracelular Presión parcial de CO2 intracelular Saturación Hb sangre arterial Saturación Hb sangre venosa Coeficiente de utilización O2 en reposo Coeficiente de utilización O2 en el ejercicio

95 mmHg Sangre capilar sistémica 40 mmHg 45 mmHg 23 mmHg en promedio (5-40 mmHg) 46 mmHg 97% 75% 25% 75-85%

Presión parcial de O2 en sangre arterial Presión parcial de CO2 en sangre arterial

104 mmHg 40 mmHg

Presión parcial de O2 en sangre venosa y de derivación Presión parcial de CO2 en sangre venosa

40mmHg 45 mmHg

Presión parcial de O2 en aire seco inspirado Presión parcial de CO2 en aire seco inspirado

160 mmHg 0 mmHg

Sangre arterial PaO2 PaCO2 Sangre venosa mezclada PvO2 PvCO2 Aire inspirado PIO2 PICO2 Aire alveolar PAO2 PACO2

Presión parcial de O2 en aire ALVEOLAR Presión parcial de CO2 en aire ALVEOLAR

Volúmenes y Capacidades respiratorias Capacidad Pulmonar Total CPT CRF Capacidad Residual Funcional CV Capacidad Vital Vc Volumen Corriente VA Ventilación Alveolar Frecuencia respiratoria VD Espacio muerto fisiológico CVF Capacidad Vital Forzada VEMS1 o FEV1

Volumen Espiratorio Máximo en el 1er

104 mmHg 40 mmHg

6.0 L 2.41 L 4.7 L 0.5 L 15 resp/min 0.15 L 4.7 L --

Constantes

Patm PH2O

Presión atmosférica o barométrica Presión de vapor de agua (H2O) Temperatura estándar y presión en seco Temperatura corporal, presión, saturado Solubilidad del O2 en la sangre Solubilidad del CO2 en la sangre

760 mmHg (NIVEL DEL MAR) 47 mmHg

Concentración de hemoglobina Capacidad de unión de O2 de la hemoglobina Consumo de O2 Producción de CO2 Cociente de intercambio respiratorio (producción de CO2 / Consumo de O2)

15 g / 100 ml sangre 1.34 ml O2 / g hemoglobina 250 ml/min 200 ml/min 0.8

Difusión del O2 del alveolo al capilar pulmonar

Recuerda que la presión va desde un sitio con MAS PRESIÓN a uno con MENOS PRESIÓN. Ese es el fundamento de la difusión, pues en el alveolo la presión de O2 es mayor (104 mmHg) que en el capilar pulmonar con sangre venosa (40 mmHg), permitiéndose la difusión. Haciendo una diferencia inicial de presión de 64 mmHg (104 mmHg – 40 mmHg) En reposo, la sangre esta en los capilares 3 veces mas tiempo de lo necesario, porque ya para el 1er tercio del capilar ya la sangre está saturada al 97%. 

Por eso, en el ejercicio, aunque la sangre dure 3 veces menos tiempo en el capilar, no pasa nada y como quiera la sangre saldrá 97% saturada.

La capacidad de difusión del O2 ↑ casi 3 veces durante el ejercicio.   

Debido al ↑ del área superficial de los capilares pulmonares. Debido a que el cociente ventilación-perfusión o de intercambio respiratorio es más cercano al ideal. Debido a la ↓ presión O2 de los tejidos, lo que hace que la hemoglobina suelte 3 veces mas O2 de lo normal en estos tejidos. o Si se multiplica por un ↑ de 7 veces el gasto cardiaco, el transporte de O2 ↑ 20 veces mas durante el ejercicio.

Transporte de O2 en la sangre arterial En condiciones normales, se transportan 5ml O2 desde los pulmones hasta los tejidos por cada 100 ml de flujo sanguíneo. La sangre que entra a la aurícula izquierda se divide en 2: 

2%  Flujo de derivación  40 mmHg o NO hizo intercambio gaseoso en el alveolo. o Pasó desde la Aorta a través de la circulación bronquial y participa en la irrigación de los tejidos profundos pulmonares. o Se MEZCLA con la sangre oxigenada por los alveolos en las venas pulmonares y hace que la presión del O2 ↓ a 95 mmHg



98%  Sangre oxigenada por los alveolos  104 mmHg o Atravesó los capilares alveolares y realizo el intercambio gaseoso, oxigenándose.

La mezcla del flujo de derivación con la sangre oxigenada se llama mezcla venosa de sangre. Esta mezcla venosa de sangre es la que se bombea a todo el cuerpo

El O2 es transportado en la sangre de dos formas: 

Disuelto en el agua de la sangre (3% del total de O2) o Es la única forma de O2 que da lugar a una presión parcial, lo que impulsa la difusión. Presión parcial O2 = Solubilidad O2 en sangre Solubilidad O2 en sangre =

0.003 ml O 2 100 ml de sangre /mmHg

o Transporta 0.17 ml O2/ 100 ml flujo sanguíneo a los tejidos.



Unido a hemoglobina dentro de los eritrocitos (97% del total de O2) 

La hemoglobina le permite a la sangre transportar de 30 a 100 veces más O2 de lo que transporta disuelto en el agua de la sangre (O2 disuelto).



NO CONTRIBUYE a la presión parcial del O2 en la sangre.



Unión reversible al grupo hemo de una de las 4 cadenas de la hemoglobina. i. Grupo hemo = porfirina + hierro ii. Para que el O2 se una a la hemoglobina , el hierro debe estar en estado ferroso Fe2+.

 La hemoglobina suelta el O2 en sitios con presión parcial de O2 + BAJA que la del capilar y lo recoge en sitios con presión parcial de O2 + ALTA que la del capilar i. Hace lo mismo con el CO2 ii. Esto hace que actúe como amortiguador de la PO2 tisular, haciendo que no aumente ni disminuya mucho más de 15 - 40 mmHg. 

Transporta casi 5 ml O2/ 100 ml flujo sanguíneo a los tejidos



15 g de hemoglobina / 100 ml sangre pueden unirse máximo con 20 ml de O2 cuando está saturada al 100% i. Si está saturada al 97%, esta unida a 19.4 ml O2 / 100 ml de sangre.

Difusión de Oxigeno de los capilares periféricos al liquido intersticial Como la presión del O2 en los capilares periféricos es MAYOR (95 mmHg) que la presión del O2 en el liquido intersticial (40 mmHg), se produce una difusión rápida. Haciendo una diferencia inicial de presión de 55 mmHg (95 mmHg – 40 mmHg) Esto provoca que la difusión sea tan rápida que el capilar se quede sin O2 y ↓ su presión parcial O2 a 40 mmHg y sea un capilar venoso. YOU SHOULD KNOW THAT... La presión O2 tisular está determinada por un equilibrio entre: 1. La velocidad de transporte del O2 en la sangre (flujo sanguíneo) Cuando el flujo sanguíneo ↑, presión parcial O2 liquido intersticial ↑ (hasta un 400%), porque eso conlleva un mayor flujo de O2. Si el flujo disminuye, la presión O2 de los tejidos también disminuye. 

El límite máximo en que la presión parcial O2 liquido intersticial puede aumentar es de 95 mmHg, que es la misma presión de O2 del capilar.

2. La velocidad a la que los tejidos utilizan el O2 (metabolismo)

Cuando el metabolismo tisular ↑, presión parcial O2 liquido intersticial ↓, pero la presión parcial CO2 liquido intersticial ↑ 

Esto se debe a que, al hacer el metabolismo, el O2 se consume para producir energía y CO2

Difusión de Oxigeno de los capilares periféricos a las células de los tejidos Como las células siempre están metabolizando el O2, la Presión del O2 intracelular (23 mmHg) es MENOR que la de los capilares periféricos (95 mmHg), por lo que el O2 difunde a las células. Haciendo una diferencia inicial de presión de 72 mmHg (95 mmHg – 23 mmHg)

Transporte de CO2 en la sangre venosa





La sangre venosa que retorna a los pulmones esta 75% saturada, = 14.4 ml O2/100 ml sangre En reposo, se transportan 4 ml de CO2 / 100 ml sangre de los tejidos a los pulmones.

El CO2 se puede difundir aproximadamente 20 veces más rápido que el O2, porque es mas soluble y tiene mayor afinidad con la hemoglobina. 

Esto hace que las diferencias de presión necesarias para producir la difusión entre una estructura y otra sean MUCHO MENORES. EL CO2 puede transportarse de 3 formas químicas:

1- Disuelto en la sangre  7% del total de CO2 que se transporta normalmente.  Esto equivale a 0.3 ml CO2/ 100 ml FLUJO sanguineo

2-

Unido a la hemoglobina en forma de carbaminohemoglobina  20-23% del CO2 total

3- En forma de Bicarbonato (HCO3-)  70% del CO2 total  Es la MAS IMPORTANTE

Ruta del transporte de CO2 en forma de Bicarbonato HCO3 acido carbónico H2CO3 1- CO2 + H2O del eritrocito  La enzima anhidrasa carbónica hace que esta reacción ocurra 5000 veces más rápido, po lo que ocurre inmediatamente el CO2 entra al eritrocito.  Ocurre en los eritrocitos. 2- Acido carbónico se disocia rápidamente en Ion hidrogeno (H+) y bicarbonato (HCO3-) H2CO3  H+ + HCO3 Iones hidrogeno H+ se combinan con la hemoglobina 3- Bicarbonato HCO3- sale al plasma e Iones Cl- entran al eritrocito para equilibrar las cargas.  Gracias a la proteína transportadora de bicarbonato-cloruro  La sangre venosa tiene más concentración de Cl- que la sangre arterial por eso.

Ruta del transporte de CO2 en forma de Carbaminohemoglobina (HbCO2)   

Reacción reversible y más lenta que la ruta del Bicarbonato. El CO2 reacciona directamente con los radicales amino de la hemoglobina. Algunas moléculas de CO2 reaccionan con otras proteínas plasmáticas menos importantes,

Difusión de CO2 desde las células de tejidos periféricos al liquido intersticial Las células están contantemente produciendo CO2, ya que se la pasan metabolizando el O2. Es por esto que la presión de CO2 intracelular (46 mmHg) sea MAYOR que la del líquido intersticial (45 mmHg), por lo que el CO2 difunde al liquido intersticial. Haciendo una diferencia inicial de presión de 1 mmHg (46 mmHg – 45 mmHg)  Se difunde en forma de CO2 molecular disuelto.

Difusión de CO2 desde el liquido intersticial a los capilares periféricos

Como la presión del CO2 en el líquido intersticial es MAYOR (45 mmHg) que la presión del CO2 en los capilares periféricos (40 mmHg), se produce la difusión del CO2 a los capilares periféricos. Haciendo una diferencia inicial de presión de 5 mmHg (45 mmHg – 40 mmHg)

Difusión de CO2 desde los capilares a los alveolos Como la presión del CO2 en el capilar pulmonar es MAYOR (45 mmHg) que la presión del CO2 en los alveolos (40 mmHg), se produce la difusión del CO2 a los alveolos. Haciendo una diferencia inicial de presión de 5 mmHg (45 mmHg – 40 mmHg) Al igual que con el O2, porque ya para el 1er tercio del capilar pulmonar la sangre esta saturada al 97%, por lo que la presión del CO2 del capilar ↓ hasta ser igual que la presión CO2 del aire alveolar en este primer tercio.

YOU SHOULD KNOW THAT... La presión CO2 tisular está determinada por un equilibrio entre: 1. La velocidad de transporte del O2 en la sangre (flujo sanguíneo) Cuando el flujo sanguíneo ↑, presión parcial CO2 liquido intersticial ↓ hasta 41 mmHg máximo, porque eso conlleva un mayor flujo de O2. Si el flujo ↓, la presión CO2 de los tejidos ↑ 2. La velocidad a la que los tejidos utilizan el O2 (metabolismo) Cuando el metabolismo tisular ↑, la presión parcial CO2 liquido intersticial ↑ y viceversa. 

Esto se debe a que, al hacer el metabolismo, el O2 se consume para producir energía y CO2

Factores que desplazan la curva de disociación oxigeno-hemoglobina hacia la derecha  ↓ afinidad Hb para el O2  Hb SUELTA O2 MAS FACILMENTE 1- Acidosis metabólica = ↓pH  por ↑ actividad metabólica, se ↑ producción de CO2, lo que hace que la hemoglobina necesite soltar O2 para llevarse el CO2 más rápido para compensar. 2- ↑ del CO2  same 3- ↑ de la temperatura Al ↑ la temperatura, ↑ actividad metabólica, se ↑ producción de CO2 y ↓ presión del O2 lo que hace que la hemoglobina necesite soltar O2 a los tejidos para llevarse el CO2 más rápido para compensar. 4- ↑ del 2-3 difosfoglicerato El BPG se produce en condiciones de metabolismo anaeróbico por HIPOXIA (↓ O2). Este se une a la Hemoglobina, y desplaza el O2, haciendo que el O2 se suelte de la hemoglobina y difunda a los tejidos. 5- El ejercicio Como se ↑ temperatura, ↑ metabolismo muscular, se requiere mas O2 y se produce más CO2, por lo que la afinidad disminuye para que la hemoglobina suelte el O2 en los tejidos.

El estado de desplazar la gráfica a la derecha se le llama Efecto Bohr y se explica así: “Cuando la sangre atraviesa los tejidos, el CO2 difunde desde las células tisulares hacia la sangre. Esta difusión ↑ la PCO2 sanguínea , lo que a su vez ↑ la concentración sanguínea del H2CO3 (ácido carbónico) y de los iones hidrógeno. Estos efectos desplazan la curva de disociación O2-hemoglobina hacia la derecha y hacia abajo, haciendo que el O2 se disocie de la hemoglobina y se difunda de esta manera mayores cantidades de O2 a los tejidos. Ocurre exactamente lo contrario en los pulmones , en los que el CO2 difunde desde la sangre hacia los alvéolos. Esta difusión ↓ la PCO2 sanguínea y ↓ concentración de iones hidrógeno, desplazando la curva de disociación O 2-hemoglobina hacia la izquierda y hacia arriba. Por

tanto, la cantidad de O2 que se une a la hemoglobina a cualquier PO2 alveolar dada ↑ considerablemente, permitiendo de esta manera un mayor transporte de O2 hacia los tejidos. Básicamente EFECTO BOHR = CO2 desplaza el O2 al unirse a la hemoglobina y esto hace que el O2 se suelte y se difunda a los tejidos y el CO2 difunde hacia la sangre. EFECTO HALDANE = O2 desplaza el CO2 al unirse a la hemoglobina. 

Cuando el O2 se une a la hemoglobina, hace que esta sea un ácido más fuerte que el CO2 y por eso ↓ su afinidad por el CO2 

Además, esta hemoglobina ácida libera iones H+, que contribuye a la formación de ácido carbónico al unirse con los iones bicarbonato que están en el eritrocito....