sistema respiratorio 1. ventilación y mecánica respiratoria 2. intercambio y transporte de gases...
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SISTEMA RESPIRATORIO
1. Ventilación y mecánica respiratoria 2. Intercambio y transporte de gases 3. Regulación de la respiración
Etapas de la respiración
Respiración celular(mitocondria)
Intercambio de O2 y CO2 entre la sangre y los tejidos
4
Transporte de O2 y CO2 entre los pulmones y los tejidos
3
Intercambio de O2 y CO2 entre el aire del alveolo y la sangre
2
Etapas de la respiración externaVentilación, o intercambio de gas, entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares
1
Alvéolos pulmonares
Atmósfera
O2 CO2
O2 CO2
Corazón
O2 CO2
O2 CO2
O2 + glucosa CO2 + H2O + ATP
Célula
Circulación
sistémica
Circulación
pulmonar
¿Cuánto oxígeno llega a nuestras células?
O2O2 O2
Cantidad de O2
en el exteriorEj: ALTITUD
Superficie de intercambioEj: EDEMA
Cómo es el transporteEj: ANEMIA
O2
Cantidad de O2
que llega alveoloEj: ESPACIOMUERTO
¿Cuánto oxígeno llega a nuestras células?
¿Cuál es la presión parcial del O2 a nivel del mar?
Patmosférica nivel del mar= 760 mm Hg
% O2 en la atmósfera que respiramos= 21%
PO2 en el aire que respiramos a nivel del mar 760 mm Hg x 21/100= 159 mm Hg
Presión parcial=Patmosférica x (% del gas en la mezcla)
Cálculo de la presión parcial de un gas
Lo que determina la cantidad de O2 es su presión parcial
Aire mezcla de: 21% O2, 78% N2 y trazas de otros gases
Presión parcial del O2 en distintos compartimentos
PO2 aire respirado= 150 mm HgPO2 interior alvelo= 105 mm Hg
PO2 capilares pulmonares= 100 mm Hg
PO2 venas= 40 mm Hg
Intercambio de gases entre alveolos y eritrocitos
CO2
O2
Eritrocito
Inspiración:0.04% CO2
21% O2
Sangre con CO2Sangre con O2
Espiración:4% CO2
15% O2
Transporte de oxígeno
Unido a la hemoglobina (oxihemoglobina) 98,5 % (=20 ml O2/100 ml sangre)
Disuelto en plasma 1,5 % (=0,3 ml O2/100 ml sangre)
Hemoglobina
Formada por 4 cadena proteicas (globinas)
Cada cadena de globina tiene un grupo hemo.
Cada Fe+2 puede unirse a una molécula de O2 (unión débil, reversible, no covalente)
Cada molécula de hemoglobina puede transportar hasta 4 moléculas de O2
100
80
60
40
20
0
Por
cent
aje
de s
atur
ació
n
20 40 60 80 100 120 140
pO2 en solución (mm Hg)
Curva de disociación de la oxihemoglobina
tejidos pulmones20 ml/dl15 ml/dl
O2 cedido a los tejidos en reposo
O2 cedido a los tejidos en ejercicio
100
80
60
40
20
0
Por
cent
aje
de s
atur
ació
n
20 40 60 80 100 120 140
pO2 en solución (mm Hg)
Curva de disociación de la oxihemoglobina
CalorCO2
H+ (acidosis)
Transporte de O2 en la sangre
HemoglobinaCada molécula tiene:- 4 cadenas proteicas (globinas 2 y 2) con 1 grupo hemo cada una
-4 Grupos Hemo (contiene Fe2+)
Transporte de O2:Disuelto en plasma (2%)Unido a Hemoglobina(98%)
Reacciones de carga y descarga
Oxihemoglobina(con O2)
Desoxihemoglobina(sin O2)
Reacción de descargaLos eritrocitos con oxihemoglobina descargan el O2 a los tejidos
Reacción de cargaLos eritrocitos con desoxihemoglobinaa su paso por los pulmones captan el O2
DesoxiHb +O2 OxiHb Pulmones
Tejidos
Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina por el oxígeno
Mioglobina. Sistema de almacenaje de O2
Mioglobina•Aumenta en músculo esquelético durante la aclimatación a la altitud
Transporte de CO2
70 % en forma de bicarbonato (anhidrasa carbónica)
20 % unido a hemoglobina (carbamino-Hb)
10 % disuelto en plasma
Hb-O2
CO2
O2
Anhidrasacarbónica
Tejidos corporalesCapilares sanguíneos
Transporte de CO2 en sangre
HbO2
10% Disuelto en plasma
20% Combinado con la hemoglobina (HbCO2 carbaminohemoglobina)
70% Como bicarbonato HCO-3 disuelto en plasma
Hb
Transporte de CO2 en sangre
O2Hb-O2
CO2
O2
Anhidrasacarbónica
Alveolos pulmonaresCapilares sanguíneos
Alteraciones de la función de la hemoglobina
Carboxihemoglobina (unida a CO)<3% y 10% en fumadores>30% envenenamiento por CO>50% mortal
Metahemoglobina (oxidada) <3% en individuos sanos>70% mortal
1.Alteraciones en las características de la hemoglobina
Anemia
PolicitemiaElevada altitud Dopaje por eritropoyetina/andrógenosEnfermedades cardiorrespiratorias
2. Alteraciones de la cantidad de hemoglobina
A 9000 mtPO2 sangre ~ 19 mm Hg
DEPORTES DE MONTAÑA. El problema de la falta de oxígeno
A 5 mt de profundidadPO2 sangre~200 mm Hg)
A nivel del marPO2 sangre ~ 100 mm Hg
¿Cual es el principal problema fisiológico asociado a la altitud?
pO2
•Nivel del mar………150 mm Hg………………100 mm Hg.
•3000 m…………………110 mm Hg……………70 mm Hg
•8848 m………………….43 mm Hg………………20 mm Hg
PO2 en aire inspirado
Hb saturada
Límite deportes De competición
PO2 en capilares pulmonares
100
80
60
40
20
0
Por
cent
aje
de s
atur
ació
n
20 40 60 80 100 120 140
pO2 en solución (mm Hg)
Curva de disociación de la oxihemoglobina
Buceo: el problema de respirar aire a elevada presión
Por debajo de – 30 metros el aire empieza a ser tóxico por efecto elevada disolución de nitrógeno que es narcótico PROBLEMA DE TIEMPO DE INMERSIÓN.
Por debajo de – 66 metros el aire empieza a ser tóxico por la elevada disolución del oxígeno que empieza a ser tóxicoPROBLEMA DE LA PROFUNDIDAD.
•Presión:•Nivel del mar, P=760 mm Hg = 1 atmósfera= 1 ATA•Bajo el agua, P= 1 ATA + 1ATA por cada 10 metros de profundidad
•Mezcla de gases en la atmósfera (y en la botella de aire comprimido): 78% N2 y 21% O2
Un ascenso rápido sin expulsar el aire puede elevar mucho el volumen de aire en los pulmones
Neumotórax por rotura del tejido pulmonar en el buceo
Profundidad 50mtP=6 atmV pulmón= 3 L
Profundidad 20mtP=3 atmV pulmón= 3x2=6 L
Síndrome de sobreexpansión pulmonar. Los pulmones se rompen por aumento de volumen y dejan entrar aire al espacio pleural, produciéndose neumotórax.