Transporte de gases Transporte del Oxígeno Cadena polipeptídica Hierro Grupo Hem 1 g Hb 15 g Hb 20 ml O2 / 100 ml Æ Æ Æ 1.39 ml O2 20.8 ml O2 1.000 ml O2 /5 litros Curva de disociación de la Hemoglobina Consumo basal (en reposo): 25% del O2 circulante Consumo máx: 75% del O2 circulante Curva de disociación de la HB: Saturación de la hemoglobina (%) Efecto de la tº, pH, PCO2, 2-3DPG < PCO2 < tº > pH > PCO2 > tº < pH 2-3 DFG Efecto de Temperatura, CO2 y pH en la curva de disociación de Hemoglobina Curva de disociación de la hemoglobina en los capilares pulmonares y en los capilares tisulares Curva izquierda: capilares pulmonares. Curva derecha: capilares tisulares. PCO2, concentración de H+ y la temperatura son más elevados en los capilares tisulares, lo que hace que disminuya la afinidad de la Hb por el O2, y se cede más O2 a los tejidos. En consecuencia, por cada 100 dL de sangre que perfunden los tejidos, se descargan 6 ml más de O2 de la sangre a los tejidos (V1 y V2) Transporte del CO2 Disuelto Unido a proteinas (carbamino) Protones (Disociación de hemoglobina) Carbamino CO2 CO2 CO2 HCO3Na+ Cl- Carbamino-Hb CO2 AC CO2 + H20 H2CO3 HCO3- + H+ Cl- HbHb-O2 O2 Célula O2 Glóbulo rojo En los tejidos Importancia relativa del mecanismo de transporte de O2 y CO2 En los pulmones Efecto Haldane Relación del transporte de CO2 y saturación de la Hemoglobina: a mayor saturación de la Hb, menor transporte de CO2 Efecto Haldane en el organismo En los capilares tisulares hay baja PO2 (A), aumentando la afinidad de la Hb por CO2. Cuando llega la sangre a los capilares pulmonares (B) la PO2 aumenta, disminuye la afinidad de la Hb por el CO2, y entrega el CO2 (C). Llega la sangre nuevamente a los capilares tisulares (D), donde disminuye la PO2, pasa a (A) y capta CO2 Equilibrio ácido-base ac CO2 + H20 ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3Alcalosis respiratoria: Hiperventilación Acidosis respiratoria: Hipoventilación Alcalosis/Acidosis metabólica Regulación del pH Situación H+ pH > > < < < < > = (<) = (<) < > < = (>) = (>) > < > PCO2 H2CO3 Acidosis Respiratoria > > Alcalosis Respiratoria < Acidosis Metabólica Alcalosis Metabólica HCO3- Frecuencia respiratoria: 15 min Volumen corriente: 500 ml Ventilación pulmonar: 7500 ml/min Espacio muerto: 150 ml Ventilación alveolar: 5000 ml/min VC alveolar: 350 ml Perfusión: 5 l/min Relación V / Q = 1 Relación Ventilación / Perfusión PO2 perfusión es mayor que Ventilación Ventilación es mayor que perfusión PO2 Patrones de flujo en la circulación pulmonar Capilares no serán perfundidos Capilares oscilan entre estados cerrado y abierto Capilares siempre abiertos PO2 > 100 mmHg Buena V Mala Q PCO2 < 40 mmHg PO2 = 100 mmHg PCO2 = 40 mmHg PO2 < 100 mmHg Relación V/Q PCO2 > 40 mmHg Mala V Buena Q PO2 160 mmHg PCO2 <0 mmHg PO2 40 mmHg PCO2 45 mmHg PO2 40 mmHg PCO2 45 mmHg PO2 100 mmHg PCO2 40 mmHg PO2 40 mmHg PCO2 45 mmHg PO2 160 mmHg PCO2 <0 mmHg PO2 160 mmHg PCO2 0 mmHg PO2 y PCO2 en diferentes segmentos Autorregulación El flujo sanguíneo se regula mediante vasoconstricción de los capilares que irrigan alvéolos mal ventilados, disminuyendo su perfusión. CIRCULACIÓN PULMONAR • Circulación pulmonar: relacionada con el sistema de intercambio gaseoso • Circulación bronquial: abastece de sangre arterial al pulmón para las necesidades de sus células • Ambos sistemas producen uniones (anastomosis), lo que hace que la sangre de la vena pulmonar, es decir la que se ha oxigenado, no esté oxigenada al 100%. Control de la ventilación Centro respiratorio Receptores Efectores Centro ventilatorio Centro Pneumotáxico Centro Apneusico + - N. Inspiratorias N. Espiratorias Centro Apnéusico: estimula neuronas del Grupo Respiratorio Dorsal (GRD: centro inspiratorio), el que, mediante depolarizaciones alternadas, envía impulsos a músculos inspiratorios. La espiración es pasiva en la respiración reposada, encontrándose las neuronas del Grupo Respiratorio Ventral (GRV: centro espiratorio) inactivas. Respiración forzada: activación de neuronas del GRV, que envían impulsos activando músculos de la espiración. Los centros respiratorios del bulbo interactúan con los centros medulares, otorgando un patrón de respiración regular. Centro Neumotáxico: limita inspiración, inhibiendo al centro apneusico. Influencias sobre los centros respiratorios medulares (+) Influencias exitatorias: aumentan frecuencia de los impulsos a los músculos de la respiración, produciendo respiraciones más rápidas y profundas. (-) inhibición: efecto inverso. (±) impulsos excitatorios o inhibitorios, dependiendo de los receptores o regiones del cerebro que activan. Efecto más importante Principal estimulador de la ventilación Aumento del CO2 Quimioreceptores centrales Quimioreceptores centrales Quimioreceptores Periféricos: Efecto de la PCO2 y el pH Quimioreceptores Periféricos: Efecto del pH (acido láctico) Quimioreceptores Periféricos: Efecto de la PO2 Otros Reflejos ¾Hering–Breuer: recept. estiram. en pulmón ¾Recept. piel: (+) frío, dolor, fricción ¾Recept. vías aéreas: (-) tragar, sumergirse (+) tos, estornudos ¾Barorreceptores: (-) retorno venoso ¾Recept. estiram. msc. y artic: (+) ejercicio Bronquios y Bronquiolos : Musculatura lisa. Parasimpático: broncoconstricción Simpático: modula broncoconstricción. Catecolaminas circ.: broncodilatación (β2) Sustancias irritantes: broncoconstricción Histaminas: broncoconstricción Otros factores que afectan la ventilación Dolor, emociones Voluntario irritantes Hiperinsuflación Factores que reducen el calibre e incrementan la resistancia de las vías aéreas a. contracción del músculo liso bronquial b. secreción bronquial: acumulación c. SNA: Efecto sobre secreción y contracción del msc liso. parasimpático parasimpático (muscarinic) (muscarinic) broncoconstricción broncoconstricción aumenta secreción aumenta secreción Raw ⇑ ⇑ Raw simpático simpático (β2) (β2) broncodilatación broncodilatación disminuye secreción (?) disminuye secreción (?) Raw ⇓ Raw ⇓ d. irritantes: estimulan secreción; pueden causar broncoconstricción e. inflamación: estimula secreción, pueden causar edema e inflamación (broquiolitis) f. reflejos: traqueal y bronquial g. temperatura: inspiración de aire frío puede causar contracción msc liso h. agentes que actúan directamente sobre la msc lisa bronquial 1) constrictores: histamina, acetilcolina 2) dilatadores: epinefrina, atropina, CO2 Tos: Inspiración profunda, cierre de la glotis espiración forzada desde los pulmones. Apertura violenta de la glotis. Expulsión de partículas y mucus desde el tracto respiratorio inferior. Estornudo: Similar a la tos, pero con la úvula que cierra el paso hacia la cavidad oral. Aire sale por la nariz y la boca. Despeja vías aéreas superiores. Llanto y Risa: Respuestas emocionales. Inspiración, seguida de liberación del aire en una serie de espiraciones cortas. Hipo: Inspiraciones sorpresivas producto de espasmos del diafragma. Se presume que se debe a irritación del diafragma o nervio frénico. Suspiro: Inspiración muy profunda. Ventilación de todos los alvéolos, lo que no ocurre durante la respiración en reposo. Ayuda a la prensa abdominal: Inspiración profunda y retención del aire.