Tema 15. Intercanvi pulmonar de gasos (2015)

Apunte Español
Universidad Universidad Pompeu Fabra (UPF)
Grado Medicina - 2º curso
Asignatura Fisiologia Humana
Año del apunte 2015
Páginas 5
Fecha de subida 23/02/2015
Descargas 20
Subido por

Vista previa del texto

Tema 15. Intercanvi pulmonar de gasos L’intercanvi pulmonar de gasos relaciona els processos de ventilació i perfusió, doncs es produeix entre els alvèols pulmonars i els capil·lars sanguinis.
La sang venosa mixta arriba per l’artèria pulmonar al capil·lar amb una pressió parcial d’oxigen baixa (40 mm Hg) i una pressió parcial de carboni lleugerament elevada (46 mm Hg).
Per un procés de difusió permès pel gradient de pressió es produeix l’intercanvi gasós entre el capil·lar i l’alvèol. En aquest procés el carboni és altament difusible, no obstant l’oxigen no ho és tant i la seva difusió estarà influïda per la quantitat d’eritròcits. Un cop oxigenada la sang retorna al cor a través de la vena pulmonar.
1. D IFUSIÓ Les molècules d’oxigen captades pels pulmons passen dels alvèols als capil·lars alhora que les molècules de diòxid de carboni produïdes pel cos fan el circuit invers. Tots dos gasos són essencials per la respiració, però el tema es centrarà en la difusió de l’oxigen ja que és més dificultosa. La imatge següent mostra els estructures que han de travessar les molècules en el procés de difusió.
L’estat metabòlic d’un individu sa afecta a la capacitat de difusió dels diferents gasos com es mostra a la imatge següent. S’observa que la capacitat de difusió del diòxid de carboni, com ja s’ha dit, és superior a la difusió dels altres gasos. Quan es realitza exercici aquesta capacitat de difusió es veu fortament augmentada per l’obertura de capil·lars de zones del pulmó que normalment estan tancades, permetent així una difusió més ràpida del fas.
La difusió de l’oxigen és difícilment mesurable però es pot visualitzar el canvi de repòs a exercici gràcies al monòxid de carboni, un gas molt tòxic però que té un coeficient de difusió similar. El mecanisme utilitzat consisteix en la inhalació d’una petita quantitat de CO i la mesura de la seva pressió parcial als alvèols. És important tenir en compte que el monòxid de carboni té una afinitat per l’hemoglobina molt elevada, superior a la de l’oxigen, de manera que cal anar en compte amb la dosi administrada.
Difusió d’oxigen La difusió de les molècules d’oxigen és afavorida pel gradient de pressions i el temps de trànsit mentre que és dificultada per diferents resistències.
   Gradient de pressió El gas difon d’una zona de concentració alta a una on és menor.
Temps de trànsit Fa referència al temps que requereix l’eritròcit per deixar el CO2 i captar l’O2. Per garantir un correcte intercanvi els eritròcits passen a una velocitat tres vegades inferior a la necessària.
Resistència Està determinada pel component membrana, que fa referència al gruix de la barrera, i el component intravascular, que fa referència a l’hematòcrit (Hto – percentatge d’eritròcits en el volum de sang) i a l’hemoglobina.
Difusió de monòxid de carboni El monòxid de carboni té una capacitat de difusió similar a la de l’oxigen i s’utilitza per mesurar la difusió d’aquest. La pressió parcial de CO als capil·lars és 0 donat que s’uneix fortament a l’hemoglobina abans de poder realitzar cap pressió.
2. EQUACIÓ SIMPLIFICADA DEL GAS ALVEOLAR La pressió alveolar d’oxigen es calcula a partir de la pressió baromètrica total menys la pressió del vapor d’aigua multiplicat per la fracció inspiratòria d’oxigen. A aquest valor se li resta la pressió parcial de carboni i el quocient Rq.
Fracció inspiratòria Pressió baromètrica (depèn de l’alçada) Pressió del vapor d’aigua Quocient Rq La diferència de pressió parcial entre l’alvèol i la sang arterial (AaPO2) sol ser d’uns 3-4 mm Hg, tot i que es considera normal fins una diferència de 20 mmHg. A partir d’aquest valor es diu que el pulmó està malalt. La pressió normal d’oxigen és d’entre 80 i 100 mm Hg.
Exemple 1. PaO2 = 88 mm Hg; PaCO2 = 49 mm Hg  NORMOXÈMIA EN PULMÓ SA Exemple 2. PaO2 = 59 mm Hg; PaCO2 = 65 mm Hg  HIPOXÈMIA EN PULMÓ SA Exemple 3. PaO2 = 59 mm Hg; PaCO2 = 47 mm Hg  HIPOXÈMIA EN PULMÓ MALALT Exemple 4. PaO2 = 59 mm Hg; PaCO2 = 47 mm Hg, Pb = 647 mm Hg (muntanya o avió)  HIPOXÈMIA EN PULMÓ SA 3. GASOMETRIA ARTERIAL La medició de la pressió parcial d’oxigen i diòxid de carboni requereix punxar una artèria. En lloc d’això, s’utilitza la gasometria arterial, un mètode menys invasiu que permet obtenir una aproximació del percentatge d’hemoglobina que transporta oxigen.
Els resultats d’una gasometria arterial s’estudien en relació als gasos sanguinis i a l’equilibri àcid – base.
Nivells d’oxigen     Normoxèmia PaO2 entre 80 i 100 mm Hg Hipoxèmia PaO2 baixa en sang PaO2 < 80 mm Hg o Insuficiència respiratòria Hipoxèmia molt greu PaO2 < 60 mm Hg Hipòxia O2 insuficient en un teixit Hiperòxia O2 ‘excessiu al teixit. Es considera a partir del 21% d’O2, que és el percentatge de l’atmòsfera.
IMPORTANT No confondre hipoxèmia amb hipòxia.
Nivells de diòxid de carboni    Normocàpnia PaCO2 entre 35 i 45 mm Hg Hipocàpnia PaCO2 < 35, provoca pH alcalí Hipercàpnia PaCO2 > 45, provoca pH acidòtic 4. CAUSES D’HIPOXÈMIA  Hipoventilació alveolar AaPO2 normal, el pulmó està sa.
Una ventilació pulmonar insuficient implica l’entrada de poc aire als alvèols i que, encara que el gradient de pressions sigui normal, no arribi prou aire a la sang. Hi ha per tant una disminució de les concentracions alveolars i arterials d’oxigen alhora que augmenta la PCO2, que està directament relacionada amb la ventilació. És la única situació d’hipoxèmia en què el gradient de pressions és normal (AaPO2) i el pulmó per tant està sa.
 Desequilibris en les relacions de ventilació / perfusió És la causa més comú d’hipoxèmia i es produeix per una alteració del quocient entre ventilació alveolar i perfusió, que deixa de ser 1. Això pot produir-se per problemes en la ventilació per una arribada insuficient d’aire o problemes en la perfusió si l’alteració es produeix a nivell arterial.
Els problemes en la ventilació poden donar-se per l’obstrucció parcial del bronqui o de l’alvèol per acumulació de d’aigua, sang o pus.
Els problemes en la perfusió es produeixen per un l’obstrucció total o parcial d’una artèria. En cas d’obstrucció total es crearia un espai mort alveolar.
 Curtcircuit intrapulmonar - shunt En cas d’obstrucció total parlaríem de shunt i el quocient seria igual a 0. Tot i ser un cas de desequilibri se sol considerar per separat i provoca que la sang que passa pels capil·lars propers a aquests alvèols vagin a la circulació sistèmica sense oxigenar.
 Problemes en la difusió Són causes poc freqüents que es donen quan es practica exercici a grans alçades o per un engruiximent de la barrera aire-sang.
Les situacions de desequilibri, excepte el shunt, poden superar-se subministrant oxigen al 100%.
5. CAUSES D’HIPERCÀPNIA Les principals causes d’hipercàpnia són la hipoventilació alveolar i els desequilibris en les relacions de ventilació i perfusió.
De manera gràfica podem considerar la perfusió pulmonar i la concentració de diòxid de carboni com si fossin una balança, de manera que si augmenta un disminueix l’altre. Així doncs, una hipoventilació pulmonar donarà lloc a una situació d’hipercàpnia i acidosi. Això succeeix perquè, tot i que l’intercanvi és correcte, l’arribada de poc aire impedeix el correcte intercanvi d’oxigen i diòxid de carboni a les molècules d’hemoglobina i l’eliminació del gas.
Pel que refereix als desequilibris en les relacions de ventilació i perfusió s’observen els mateixos problemes que en la hipoxèmia, hi ha problemes en la ventilació per obstrucció del bronqui o els alvèols i problemes en la perfusió per l’obstrucció parcial o total dels vasos.
...