Re: Respuesta: Anatomía y fisiología pulmonar básica y en el buceo.
Gracias por el apoyo.Sirve de estímulo saber que hay gente interesada en ampliar sus conocimientos y entender cómo funcionan las cosas. Así que seguimos.
Parte 5. Principios Físicos del Intercambio Gaseoso
Los que hayáis hecho el curso Nitrox veréis cómo todo esto empieza a sonaros conocido. Como dijimos anteriormente, el objetivo principal de la respiración es el intercambio gaseoso que se produce en los alveolos. Vamos a ver en qué se basa y cómo se produce.
Los gases que intervienen son moléculas simples que se mueven unas entre otras en un proceso llamado difusión. Lo mismo se puede decir de los gases disueltos en líquidos y tejidos corporales. Para que se produzca la difusión tienen que haber una fuente de energía, que proviene del propio movimiento de las moléculas, que se produce de forma continua y al azar. Un gas situado en una cámara o en solución, si tienen una concentración elevada en un extremo y baja en el otro realiza una difusión para igualar ambas concentraciones, como se muestra en la figura. Esto, que puede parecer obvio, es la base de todo intercambio gaseoso.
La presión se origina por el impacto constante de las moléculas en movimiento contra una superficie. Por ello, la presión de un gas es proporcional a la suma de las fuerzas de impacto de sus moléculas que golpean la superficie, por tanto directamente proporcional a la concentración de moléculas de gas. En la respiración se trabaja con mezclas de gases, principalmente oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono. La tasa de difusión de cada gas es proporcional a la presión que origina, llamada "presión parcial". Expliquemos ésto.
El aire tiene una composición aproximada de 79% de nitrógeno y 21% de oxígeno. Cada gas contribuye a generar su parte de los 760 mm de mercurio (mmHg) en superficie a nivel del mar, o sea 1 atmósfera. Por tanto la presión parcial del nitrógeno (pN2) sería de unos 600 mmHg y la del oxígeno (pO2) unos 160 mmHg.
Lo mismo sucede con los gases disueltos en agua, sangre o tejidos corporales. En el caso de los gases disueltos en líquidos, aparte de su concentración influye también su capacidad de disolverse en dicho líquido, su coeficiente de solubilidad. Por ejemplo, el dióxido de carbono (CO2) tiene atracción por las moléculas de agua (hidrofílico), por lo que puede disolverse en grandes cantidades sin producir un exceso de presión. Las moléculas que repelen el agua (hidrofóbicas) desarrollan altas presiones con mucha menos cantidad de moléculas disueltas. Esto queda reflejado por la ley de Henry: Presión= Concentración de gas disuelto / coeficiente de solubilidad. Como ejemplo, los coeficientes de solubilidad de los gases respiratorios son:
Oxígeno: 0,024
CO2: 0,57
CO (monóxido de carbono): 0,018
Nitrógeno: 0,012
Helio: 0,008
De estos valores se deduce que el dióxido de carbono es 20 veces más soluble que el oxígeno, y que éste es más soluble que el resto de los otros gases.
Los que habéis hecho el curso Nitrox y sobre todo los que buceáis con otras mezclas como Trimix entenderéis mejor la importancia de estos conceptos.
La presión parcial de cada gas en la mezcla alveolar tiende a forzar a las moléculas del gas a disolverse, primero en la membrana alveolar y después en la sangre de los capilares alveolares. Y al revés, las moléculas ya disueltas en la sangre escapan a los alveolos de forma proporcional a su presión parcial en la sangre. ¿Cuál es el resultado neto? Pues depende de la diferencia entre las dos presiones parciales a cada lado de la membrana (lo que se denomina gradiente de presión). En el caso del oxígeno, la presión parcial es mayor en el lado alveolar, por lo que el flujo neto es en dirección a la sangre; el CO2 se encuentra con la situación opuesta.
Hay otro factor, y con esto termino por ahora, que tiene importancia. En el capítulo anterior hablábamos de la importancia de las fosas nasales en el acondicionamiento del aire respirado, calentando y humidificando el mismo. Esta función la completa el resto de la superficie bronquial, incorporando agua de su superficie que se evapora al contacto con el aire mucho mas seco, de forma parecida a como se forman las nubes en el mar. La presión del vapor de agua a temperatura corporal es de 47 mmHg, o sea la presión parcial de agua (pH2O).
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