Gas Exchange Flashcards
BTPS
Temperatura = 37ºC / 310K & pressão ambiente
Usado na fase gasosa
STPD
Temperatura = 0ºC/273K & pressão = 760mmHg
Usado para gases dissolvidos no sangue
Lei de Boyle
P1V1 = P2V2 numa certa temperatura
Usado na inspiração e expiração
Lei de Dalton de Pressões Parciais
Ar Inspirado Seco:
Px = PB x F
Px -> pressão parcial dum gás
PB -> Pressão barométrica (soma de PCO2, PO2, PN2, PH2O)
F -> fracção de concentração do gás
Ar Humidificado (i.e. da traqueia): Px = (PB - PH2O) x F
PH2O -> pressão de vapor d’água = 47mmHg (se T=37ºC)
Lei de Henry para Concentrações de Gases Dissolvidos
Cx = Px x solubilidade
No equilíbrio, a pressão parcial dum gás na fase líquida é igual à pressão parcial na fase gasosa.
I.e. PO2 no alvéolos = PO2 nos capilares
Lei Geral dos Gases
PV = nRT
P -> pressão V -> volume n -> moles R -> constante T -> temperatura
Difusão de Gases -> Lei de Fick
DA(Pa-Ps)
Vx = ————
x
Vx -> volume de gás transferido por unidade de tempo
D -> coeficiente de difusão do gás
A -> área de superfície
(Pa-Ps) -> diferença da pressão parcial do gás em que a = alveolar e s = sangue
x -> espessura da membrana
Coeficiente de Difusão
Combinação do coeficiente de difusão normal e solubilidade do gás.
Coeficiente de CO2 é 20x maior que o de O2
Capacidade de Difusão Pulmonar (DL): o que é e como é que é medido?
Combina o coeficiente de difusão do gás, a área de superfície e a espessura da membrana (D & A & x)
Também tem em consideração o tempo preciso para o gás se juntar/ligar à proteínas (i.e. hemoglobina e O2).
Medido através de uma única respiração onde o sujeito respira uma mistura gasosa contendo uma baixa concentração de CO.
->taxa de desaparecimento de CO = proporcional a DL
Efeito no DL em:
- > enfisema
- > fibrose/edema pulmonar
- > anemia
- > exercício
Enfisema:
Destruição dos alvéolos -> redução de área de superfície -> DL diminui
Fibrose/Edema Pulmonar:
Aumenta grossura da membrana/volume intersticial -> DL diminui
Anemia:
Diminuição de hemoglobina -> DL diminui
Exercício:
Aumento de perfusão sanguínea nos capilares -> mais área de superfície -> DL aumenta
Quais é que são as 3 formas de gases em solução?
Dissolvido, preso (bound), e quimicamente modificado
Gás Dissolvido
Para uma certa pressão parcial, maior a solubilidade, maior a concentração (Lei de Henry).
É a única forma que contribui para a pressão parcial.
N2 é o único gás inspirado que é unicamente transportado na forma dissolvida quando em solução.
Gás Preso (Bound)
O2 & CO -> hemoglobina
CO2 -> hemoglobina e proteínas do plasma
Gás Quimicamente Modificado
O exemplo mais importante: conversão de CO2 em bicarbonato (HCO3^-) por efeito da anidrase carbônica
-> maioria da CO2 é transportada nesta maneira
Quais os 5 sítios em que PCO2 e PO2 são importantes para o transporte gasoso nos pulmões?
- Ar seco inspirado
- Ar húmido traqueal
- Ar alveolar
- Sangue venoso misto
- Sangue arterial sistémico
Ar Seco Inspirado (PO2 e PCO2)
PO2 = 160mmHg (=760mmHGx0.21) -> lei de Dalton PCO2 = 0mmHg -> assumido que não há CO2 no ar inspirado
Ar Húmido Traqueal (PO2 e PCO2)
Assumido que o ar fica completamente saturado com vapor d’água -> PO2 diminui porque O2 está diluído pelo vapor -> usar Lei de Dalton para ar húmido
PO2 = 150mmHg (=[760-47]x0.21)
PCO2 = 0mmHg
Ar Alveolar (PO2 e PCO2)
O2 sai dos alvéolos e é adicionado para o sangue capilar pulmonar -> PO2 diminui = 100mmHg
CO2 sai do sangue capilar pulmonar e entra nos alvéolos -> PCO2 aumenta = 40mmHg
Transferência de O2 DO ar alveolar = consumo de O2 pelo corpo
Transferência de CO2 PARA ar alveolar = produção de CO2
Sangue Venoso Misto (PO2 e PCO2)
Composição deste sangue reflete a atividade metabólica dos tecidos
PO2 = 40mmHg -> relativamente baixo (tecidos consumiram O2)
PCO2 = 46mmHg -> relativamente alto (tecidos produziram CO2)
Sangue Arterial Sistémico (PO2 e PCO2)
PO2 & PCO2 = do sangue alveolar (100mmHg e 40mmHg) -> difusão de gases através da barreira alveolar/capilar é rápido -> sangue que sai dos capilares pulmonares tem mesmas pressões parciais que sangue alveolar
Shunt Fisiológico
Pequena fração de sangue pulmonar ignora os alvéolos e não é oxigenado -> sangue arterial sistémico tem PO2 ligeiramente menor que ar alveolar
Quais as 2 fontes do shunt fisiológico?
Sangue brônquico & sangue coronário venoso
Efeito de aumento do shunt fisiológico?
Equilíbrio entre gás alveolar e sangue capilar pulmonar não é atingido -> sangue capilar pulmonar não é oxigenado 100%
A-a difference aumenta
Quais são os dois fatores limitantes da troca gasosa?
Limitado por difusão
Limitado por perfusão
Definição limitado por difusão
Limitado por processo de difusão.
Se o gradiente da pressão parcial para o gás é mantido, a difusão continuará.
Definição limitado por perfusão
Limitado por fluxo de sangue.
Se o gradiente de pressão parcial não é mantido, a única maneira de aumentar a quantidade de gás transportado é por aumentar o fluxo de sangue.
Desenhe o gráfico de troca gasosa limitada por difusão.
Qual gás usado para ilustrar?
Explique o gráfico/mecanismo.
Porque que é que PaCO2 continua a aumentar e não encontra ponto de equilíbrio?
Costanzo, Pág. 214, Fig. 5.18
Ilustrado pelo transporte de CO (& O2 durante exercício duro & condições patológicas).
No princípio do capilar não há CO no sangue capilar pulmonar -> PaCO2 é 0 -> maior gradiente de pressão parcial entre alvéolo e capilar -> maior força motriz -> difusão -> ao longo do capilar PaCO2 aumenta -> gradiente começa a diminuir
Porque no sangue capilar, CO liga-se à hemoglobina -> não está livre na solução -> não contribui para pressão parcial no capilar -> pressão parcial no capilar continua baixa -> mantendo gradiente de pressão.
Desenhe o gráfico de troca gasosa limitada por perfusão.
Qual gás usado para ilustrar? Porquê?
Explique o gráfico/mecanismo.
Como é que é limitado por difusão?
Costanzo, Pág. 214, Fig. 5.18
N2O porque é sempre livre em solução (&O2 em condições normais).
PaN2O = 0 no sangue capilar & PAN2O é constante -> maior gradiente de pressão parcial -> maior força motriz -> difunde-se rapidamente
N2O é completamente livre -> pressão parcial no capilar aumenta rapidamente -> equilíbrio é atingido no primeiro quinto do capilar.
O transporte de O2 pode ser ambos limitado por difusão e perfusão. Atribua um exemplo para cada.
Limitado por perfusão -> pessoa normal em repouso
Limitado por difusão -> pessoa em exercício físico exaustivo/patologia como fibrose
Transporte O2 limitado por perfusão:
- Desenhe o gráfico
- Explique o mecanismo/gráficos. Inclua quando atinge equilíbrio.
Fig. 5.19, Pág. 215, Costanzo
PAO2 = 100mmHg = constante -> No princípio do capilar PaCO2 = 40mmHg -> grande gradiente de pressão parcial -> difusão de O2 para o capilar -> PaCO2 aumenta -> inicialmente o gradiente é mantido porque O2 liga-se à hemoglobina -> equilíbrio é atingido a um terço do capilar
Transporte O2 limitado por difusão:
- Desenhe o gráfico
- Explique o mecanismo/gráficos. Inclua quando atinge equilíbrio.
- Aumento/diminuição de transferência de O2?
Fig. 5.19, Pág. 215, Costanzo
Fibrose = parede alveolar é mais grossa -> aumenta a distância de difusão (diminuição de DL) -> taxa de difusão de O2 diminui e IMPEDE o equilíbrio (PaCO2 < PACO2) -> diminuição de PaCO2 no sangue sistémico e PO2 na mistura de sangue venoso
Gradiente de pressão parcial é mantido ao longo do capilar logo é um processo limitado por difusão.
Diminuição de transferência de O2
Transporte de O2 em grandes altitudes:
- Desenhe o gráfico
- Explique o mecanismo/gráficos. Inclua valores de PACO2, PaCO2 e quando atinge equilíbrio.
- O efeito numa pessoa com fibrose
Fig. 5.19, Pág. 215, Costanzo
PAO2 = 50mmHg e PaCO2 = 25mmHg -> gradiente de pressão parcial é mais baixo que normal (25mmHg em vez de 60mmHg) -> difusão de O2 diminui -> equilíbrio ocorrerá mais lentamente -> equilíbrio atingido a dois terços do capilar (em vez de 1/3).
Fibrose = valor de equilíbrio de PaCO2 será 30mmHg em vez de 50mmHg -> prejudicar a entrega de O2 aos tecidos.
Em qual destes é que há equilíbrio:
Limitado por perfusão ou difusão?
Limitado por perfusão
