6 Transporte de Gases

7/23/2019 6 Transporte de Gases

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TRANSPORTE DE GASES SANGUTRANSPORTE DE GASES SANGUNEOSNEOS


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SistemaSistema

alveoloalveolo--capilarcapilar

Es el sistema donde se produce el intercambiogaseoso, comprende adems todas las membranas de

las porciones terminales del rbol respiratorio.Hay unos 300 millones de alvolos entre los dospulmones, cada alveolo est rodeado de aprox. 1000capilaresLa barrera que separa la sangre del espacio intra-alveolar es muy fina por lo que los gases la atraviesanpor difusin


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Membrana respiratoriaMembrana respiratoria

0.6 m

La superficie total respiratoria se estima en 70 m2

1. Lquido alveolar con surfactante2. Clula epitelial alveolar

3. Lamina basal4. Espacio intersticial entre alveolo y capilar5. Membrana basal capilar6. Clula endotelial


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ElEl OO22 tiene 2 formas de viajar una vez que ingresatiene 2 formas de viajar una vez que ingresaa la sangrea la sangre

1)1)Disuelto en el plasma y citoplasma del GR (2%)Disuelto en el plasma y citoplasma del GR (2%)

2)Unido a hemoglobina (98%)2)Unido a hemoglobina (98%)

La cantidad deLa cantidad de OO22 disuelto en el plasma obedece adisuelto en el plasma obedece a

la ley de Henry:la ley de Henry:OO22 disuelto = [disuelto = [ssO2O2 xx PaOPaO22 ]]

donde:donde:

ssO2O2 :: es la solubilidad deles la solubilidad del OO22 en el aguaen el agua(aproximadamente 0.003(aproximadamente 0.003 mlmlx cadax cada mmHgmmHgdede POPO22))

PaPaOO22 : presi: presin parcial den parcial de OO22 arterialarterial

(aproximadamente 100(aproximadamente 100 mmHgmmHg))

a)a)CuantoCuanto OO22 hay disuelto en 100hay disuelto en 100 ccccde sangre?de sangre?

OO22 disuelto = 0.003disuelto = 0.003 mlmlx 100x 100 mmHgmmHg= 0,3= 0,3 mlmlde Ode O22 por cada 100por cada 100 cccc

b)b) alcanza con el Oalcanza con el O22 disuelto?disuelto?Si en 100Si en 100 cccchay disuelto 0,3hay disuelto 0,3 mlmlde Ode O22En 1 litro de sangre hay disuelto 3En 1 litro de sangre hay disuelto 3 mlmlde Ode O22

En 5 litros de sangre hay disuelto 15En 5 litros de sangre hay disuelto 15 mlmlde Ode O22(gasto cardiaco x minuto = 5 litros)(gasto cardiaco x minuto = 5 litros)

El consumo de OEl consumo de O22en reposoen reposoeses

de 250de 250 mlmlx minuto entonces elx minuto entonces elOO22 disuelto solo cubre el 6% dedisuelto solo cubre el 6% delos requerimientos en reposolos requerimientos en reposo


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Gas exchangeGas exchange -- ContinuedContinued


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Cell RespirationCell Respiration Involves the production of ATPInvolves the production of ATP

using energy released by theusing energy released by the

oxidation of glucose, fat oroxidation of glucose, fat orother substrates.other substrates.

Mammals obtain energy in theMammals obtain energy in the

form of aerobic respirationform of aerobic respiration

Oxygen is the key ingredientOxygen is the key ingredient

for aerobic respirationfor aerobic respiration

Oxygen is obtained from theOxygen is obtained from the

air and is transported in bloodair and is transported in blood

via hemoglobinvia hemoglobin

CO2 is produced as a wasteCO2 is produced as a waste

product of the respirationproduct of the respiration

processprocess

CO2 is breathed back out toCO2 is breathed back out tothe airthe air


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Transporte de OTransporte de O22 unido a Hemoglobina (unido a Hemoglobina (HbAHbA):):

La hemoglobina en el adulto es un tetrLa hemoglobina en el adulto es un tetrmero demero de

6868 KdKdcada uno compuesto por un grupocada uno compuesto por un grupo hemhemyyunauna globinaglobina, cada, cada hemhemestestunido a ununido a un niconicotomo de Fetomo de Fe ++++; la; la globinaglobinaes una cadenaes una cadenapolipeptpolipeptdica compuesta por una cadenadica compuesta por una cadena (114(114aaaa) o una cadena) o una cadena (146(146 aaaa); la); la HbAHbA tienetiene ()2 +()2 y puede unir una moly puede unir una molcula decula de OO22 por cadapor cada

tomo de Fetomo de Fe ++++ (4 O(4 O22 por cada molpor cada molcula decula de HbHb))

ElEl hemhemes un anillo de porfirina que enes un anillo de porfirina que eninteracciinteraccin con Fen con Fe ++++absorbe luz en el rangoabsorbe luz en el rangovisible y la univisible y la unin conn con OO22 hace que el complejohace que el complejo

adquiera un color rojo cuando estadquiera un color rojo cuando esttotalmentetotalmentesaturada consaturada con OO22 (sangre arterial) y un color(sangre arterial) y un colorpprpura cuando estrpura cuando estdeficiente dedeficiente de OO22(sangre(sangrevenosa)venosa)

El estado reducido (FeEl estado reducido (Fe ++++)es el que une)es el que une OO22; el estado; el estadooxidado (Feoxidado (Fe ++++++) no une) no une OO22 y estey este ltimo estado puedeltimo estado puedeser producido en forma espontser producido en forma espontnea o por accinea o por accin den dealgunos compuestos (nitritos, sulfonamidas, etc.)algunos compuestos (nitritos, sulfonamidas, etc.)dando origen adando origen a metahemoglobinametahemoglobina

El GR tiene una enzima,El GR tiene una enzima, metahemoglobinametahemoglobina--reductasareductasapara reducir lapara reducir la metahemoglobinametahemoglobinaaa HbHb(agrega un e(agrega un e--))


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Curva de disociaciCurva de disociacin den de HbHb--OO22La curva de disociaciLa curva de disociacinn HbHb--OO22 representa la fraccirepresenta la fraccinnde Hemoglobina que se encuentra unida a Ode Hemoglobina que se encuentra unida a O22 a unaa una

determinada presideterminada presin arterial de On arterial de O22 ((PaOPaO22).).

Tiene una forma sigmoidea debido a la uniTiene una forma sigmoidea debido a la unin cooperativan cooperativa

deldel OO22 a las 4a las 4 subunidadessubunidadesde lade la HbHb; con una alta afinidad; con una alta afinidad

en la zona horizontal y una baja afinidad en la zona deen la zona horizontal y una baja afinidad en la zona de

mayor pendiente.mayor pendiente.

1)1) CuCuntonto OO22 transporta la hemoglobina?transporta la hemoglobina?

a)a)Capacidad de transportarCapacidad de transportar OO22 x 1x 1 grgrdede HbHb==

1.351.35 mlmlde Ode O22 x cada gramo dex cada gramo de HbHb

En promedio hay 15En promedio hay 15 grgrHbHbpor cada 100por cada 100 cccc

Entonces:Entonces:

Capacidad de transporte deCapacidad de transporte de OO22 x 15x 15 grsgrsdede HbHb = 1.35= 1.35 mlml//grgrHbHbx 15x 15 grgrHbHb/100/100 cccc

== 20.320.3mlmlde Ode O22/100/100 ccccde sangrede sangre

b) % saturacib) % saturacinn HbHb= [= [OO22 realmente unido arealmente unido a HbHb/Capacidad de transporte de/Capacidad de transporte de OO22] x 100] x 100(habitualmente a nivel del mar el % saturaci(habitualmente a nivel del mar el % saturacin den de HbHbes alrededor de 97 a 98%)es alrededor de 97 a 98%)

2) Cual es el contenido arterial de2) Cual es el contenido arterial de OO22((CaCaOO22))

CaCaOO22

== (1,35(1,35 mlmlxx grgrHbHbxx %Sat%Sat) + 0,003 x PO) + 0,003 x PO22


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Contenido arterial deContenido arterial de OO22 a nivel del mara nivel del mar

Paciente con anemiaPaciente con anemia :: Hemoglobina: 8 gr. %Hemoglobina: 8 gr. %POPO22= 100= 100 mmHgmmHg%% SatSat== 98% (nivel del mar)98% (nivel del mar)

Contenido arterial de OContenido arterial de O22:: (1,35(1,35 mlmlx 8x 8 grgrx 0,98) + (0,003 x 100)x 0,98) + (0,003 x 100)

= 10,88= 10,88 mlmlde Ode O22/ 100ml de sangre/ 100ml de sangre

Un individuo con bajo contenido arterial de oxUn individuo con bajo contenido arterial de oxgenogeno

disminuye su capacidad de trabajo fdisminuye su capacidad de trabajo fsico y mental ;sico y mental ;

asociado a taquicardia por aumento del GCasociado a taquicardia por aumento del GC

Paciente conPaciente con policitemiapolicitemia:: Hemoglobina: 20 gr. %Hemoglobina: 20 gr. %

POPO22= 100= 100 mmHgmmHg%% SatSat== 98% (nivel del mar)98% (nivel del mar)

Contenido arterial de OContenido arterial de O22:: (1,35(1,35 mlmlx 20x 20 grgrx 0,98) + (0,003 x 100)x 0,98) + (0,003 x 100)

= 26,76= 26,76 mlmlde Ode O22/ 100ml de sangre/ 100ml de sangre

Un individuo conUn individuo con policitemiapolicitemia(aumento del n(aumento del nde GR) cursade GR) cursacon alto contenido arterial de oxcon alto contenido arterial de oxgeno, pero debido algeno, pero debido al

aumento de la viscosidad de la sangre por los GRaumento de la viscosidad de la sangre por los GR

aumenta la resistencia al flujo sanguaumenta la resistencia al flujo sanguneo y cursaneo y cursa

con hipoxia tisular y disminuir su capacidad de trabajocon hipoxia tisular y disminuir su capacidad de trabajo

ffsico y mental (se cree que un hematocrito mayor a 48%sico y mental (se cree que un hematocrito mayor a 48%

((HbHb= 16= 16 grgr//dldl) no aporta mayor beneficio al rendimiento) no aporta mayor beneficio al rendimiento

humanohumano


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LaLa palidezpalidezdede mucosasmucosasen la anemiaen la anemia eses

debidodebidoaa quequela personala persona tienetienemenosmenosGR,GR,

menosmenosHbHb,, peropero saturadasaturadacon Ocon O22,, porporloloquequenono apareceaparececianosiscianosisdede pielpieloo mucosasmucosas,,

(La(La cianosiscianosisesesunaunacondicicondicinnquequerevelarevelalala

presenciapresenciadede hemoglobinahemoglobinanono saturadasaturadacon Ocon O22

yy quequedadaa laa la sangresangreun colorun color pprpurarpura))

LaLa curvacurvade lade la hemoglobinahemoglobinatienetieneunaunazonazona

dede mesetamesetadondedondesese cargacargacon Ocon O22 (a(a nivelniveldeldel

pulmpulmnn) y) y unaunazonazonadede descargadescargadede mmximaxima

pendientependientedondedondeentregaentregael Oel O22 (en(en loslostejidostejidos))

La PLa P5050 eseslala presipresinnparcialparcialde a lade a la cualcuallala

hemoglobinahemoglobinaestestsaturadasaturadaen un 50% conen un 50% con

OO22;; esesalrededoralrededorde 26 mmHg yde 26 mmHg y puedepuedeserser

modificadamodificadaporporvariosvariosfactoresfactores((alturaaltura, T, T))

UnUn aumentoaumentode la Pde la P5050significasignificaquequelala HbHb

haha libaradolibaradoOO22 yy unaunadisminucidisminucinnde la Pde la P5050quequelala HbHbestestreteniendoreteniendoOO22


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Cambios en laCambios en la TTy su efecto en la afinidady su efecto en la afinidad

de la hemoglobina por el Ode la hemoglobina por el O22

Un aumento de laUn aumento de la TT lleva a un desplazamientolleva a un desplazamiento

hacia la derecha de la curvahacia la derecha de la curva HbHb--OO22 hacia un estadohacia un estado

de baja afinidad por Ode baja afinidad por O22 (conformaci(conformacin T) lo quen T) lo que

favorece la entrega de Ofavorece la entrega de O22 a los tejidos; unaa los tejidos; una

disminucidisminucin de lan de la TTtiene el efecto opuesto contiene el efecto opuesto con

una mayor afinidad por Ouna mayor afinidad por O22 (conformaci(conformacin R)n R)

El mecanismo parece ser pequeEl mecanismo parece ser pequeos cambiosos cambios

provocados en elprovocados en el pKpKde aminode aminocidos que cambiancidos que cambianla carga de la hemoglobina y desencadenan losla carga de la hemoglobina y desencadenan los

cambioscambios conformacionalesconformacionalesy de la afinidad por Oy de la afinidad por O22

La mayorLa mayor TTa nivel muscular se alcanza durantea nivel muscular se alcanza durante

ejercicio intenso (alrededor de 40ejercicio intenso (alrededor de 40 CC), que provoca), que provoca

una fuerte liberaciuna fuerte liberacin de On de O22 desde ladesde la HbHb

TemperaturaTemperatura


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EfectoEfecto BohrBohr: cambio del: cambio del pHpHy el COy el CO22 yySus efectos en la afinidad de laSus efectos en la afinidad de la HbHbporpor

OO22

ChristianChristianBohrBohr(1904) observ(1904) observque la acidosisque la acidosis

respiratoria (aumento de la PCOrespiratoria (aumento de la PCO22)) desplaza|ladesplaza|la

curvacurva HbHb--OO22 hacia la derecha disminuyendohacia la derecha disminuyendo

su afinidad por Osu afinidad por O

22..

Habitualmente una ligera acidosis ocurre en el GRHabitualmente una ligera acidosis ocurre en el GR

a medida que ingresa al capilar arterial debido ala medida que ingresa al capilar arterial debido al

entorno tisular por el aumento en la PCOentorno tisular por el aumento en la PCO22, que a, que a

su vez hace caer elsu vez hace caer el pHpHintracelular.intracelular.

COCO22 + H+ H22OO HH22COCO33 HH++ + HCO+ HCO33

--

Ambos mecanismos, el aumento de la PCOAmbos mecanismos, el aumento de la PCO22 y de losy de los HH++

llevan la curvallevan la curva HbHb--OO22 a la derecha (curva azul)a la derecha (curva azul)

Mientras una caMientras una cada en la PCOda en la PCO22 o un aumento delo un aumento del pHpH

giran la curva hacia la izquierda y aumenta la afinidadgiran la curva hacia la izquierda y aumenta la afinidad

por el Opor el O22 (curva verde)(curva verde)

Durante el ejercicio aumenta laDurante el ejercicio aumenta la pruduccipruduccinnde COde CO22

y de Hy de H++

lo que favorece la liberacilo que favorece la liberacin de On de O22 hacia los tejidoshacia los tejidos


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Efecto de del 2,3 DPG (2,3Efecto de del 2,3 DPG (2,3 difosfogliceratodifosfoglicerato)

El 2,3 DPG es un producto metabEl 2,3 DPG es un producto metablico de lalico de la

glicgliclisis dentro del GR y se une alisis dentro del GR y se une a HbHben unaen una

proporciproporcin 1:1 en interaccin 1:1 en interaccin en que sus cargas (n en que sus cargas (--))

interactinteractan con las cargas (+) de la parte centralan con las cargas (+) de la parte central

entre dos cadenasentre dos cadenas de lade la HbAHbA

En la medida que laEn la medida que la HbHbune 2,3 DPG desestabilizaune 2,3 DPG desestabiliza

la afinidad por Ola afinidad por O22 un giro a la derecha de la curvaun giro a la derecha de la curva

HbHb--OO22 y lay la HbHblibera el Olibera el O22

La disminuciLa disminucin de la POn de la PO22 estimula la glicestimula la gliclisis ylisis y

aumenta la producciaumenta la produccin de la 2,3 DPG , lo mismon de la 2,3 DPG , lo mismo

ocurre durante la aclimataciocurre durante la aclimatacin a altitud (curva azul),n a altitud (curva azul),

la hipoxia crla hipoxia crnica, la anemia, que baja la afinidadnica, la anemia, que baja la afinidad

y lleva a una mayor descarga de Oy lleva a una mayor descarga de O22 a los tejidosa los tejidos


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El transporte de COEl transporte de CO22 ocurre por las siguientes vocurre por las siguientes vas:as:

11% como CO11% como CO22 en el plasma (6% disuelto en el plasma y 5% como HCO3en el plasma (6% disuelto en el plasma y 5% como HCO3--

en el plasma)en el plasma) 89% ingresa al GR para ser transportado :89% ingresa al GR para ser transportado : en un 4%; como COen un 4%; como CO22 disueltodisuelto en un 21% como compuestoen un 21% como compuesto carbaminocarbamino--HbHb en un 64% comoen un 64% como HCOHCO33-

- ; pero este; pero este HCOHCO33-- formado en el GR sale al plasmaformado en el GR sale al plasma

intercambiadointercambiadoporporClCl--(desplazamiento de cloruros);(desplazamiento de cloruros);

la entrada de agua asociada al ingresa dela entrada de agua asociada al ingresa de CCll-- provoca que el GR seprovoca que el GR se edematizaedematizaligeramenteligeramentedespudespus de la pasada por el capilar sists de la pasada por el capilar sistmicomico

Transporte del COCO22


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A nivel pulmonar ocurre el proceso inverso, elA nivel pulmonar ocurre el proceso inverso, el HCOHCO33--

entra al GRentra al GRy se produce Hy se produce H22COCO33 que luego se disocia en COque luego se disocia en CO22 que difunde haciaque difunde hacia

el alvel alvolo y la atmolo y la atmsfera; lasfera; la HbHblibera su propio COlibera su propio CO22 para unir Opara unir O22

Difusin del CO2hacia el alvolo y la atmsfera

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