tp 2 Flashcards
Que es la Hematosis
Hematosis: Proceso de intercambio gaseoso a traves de la membrana respiratoria, con el O2 llendo desde el compartimiento alveolar al vascular (capilar pulmonar), y el CO2 llendo desde el capilar pulmonar hacia el alveolo para ser eliminado hacia la atmosfera.
A traves de que se da la Hematosis
Este fenomeno se da a traves de la difusion alveolo-capilar que tiene como de motricidad a la diferencia de las Presiones Parciales de los gases entre ambos compartimentos lo cual se puede estudiar en base a la Ley de Fick (determina la difusion de compuestos, en este caso gases, a traves de una membrana) y, por lon tanto, las concentraciones de estos compuestos, segun la Ley de Henry, va a estar dada por las presiones parciales de cada uno.
Tiempo de difusion de O2 : 0,3 seg
Tiempo de GR en atravesar el Capilar Pulmonar: 0,75 seg
Esto significa que hay un margen de seguridad de 0,45 seg que asegura que siempre haya Hematosis, por mas que haya casos donde la difusion este enlentecida por el engrosamiento de membrana o disminucion del area, o en casos en el cual el GR rrecorra mas rapido el capilar
Que elementos constituyen la Barrera hematoalveolar
La barrera esta constituida por:
elementos celulares
capa de liquido: agua con sulfactantes (hacia cara alveolar)
Cuales son las complicaciones para la Ley de Fick
Segun la Ley de Fick tanto las presiones parciales como el area y el grosor de la membrana
debieran mantenerse constantes, por lo tanto estaria explicando esta ley un estado estatico del sistema, sin embargo el pulmon es DINAMICO: sus volumenes cambian y por lo tanto, tambien van a cambiar las Areas alveolares y el Grosor.
No solo van a cambiar periodicamente en funcion del ciclo respiratorio, inspiracion con aumento del area y expiracion con disminucion del area y viceversa para el grosor, sino que a lo largo del pulmon tambien van cambiando los parametros de area y grosor.
Por otro lado las mismas ventilaciones da lugar a que las PO2 o de PCO2 van a ir variando en funcion de la fase inpiratoria o expiratoria, con aumento de O2 en la inspiraciion y disminucion en la expiracion.
Finalmente la PO2 por ejemplo anivel capilar tambien cambia con el tiempo, inicialmente va a ser de 40mmHg pero posteriormente estará en equilibrio a 100mmHg,
por lo tanto hay un proceso dinamico en el medio.
El Coeficiente de Difusion tambien tiene sus problemas, debido a que la membrana de intercambio es compleja y no es uniforme (distintos componentes). Esto es de manera tal que este coeficiente debiese ser considerado una sumatoria de subcoeficientes de difucion en serie a lo largo de toda esta membrana compleja
Flujo limitado por Difusion
Es cuando el gas no llega al equilibrio en todo el recorrido por el capilar, es decir, su Presion Alveolar nunca se iguala con su Presion Arterial (siempre va a haber una diferencia de presion para permitir que ese gas difunda)
Vamos a utilizar como gas el CO que aunque es practicamente inexsistente en el aire atmosferico, despues nos va a servir como marcador para caracterizar la capacidad de difusion a traves de la membrana respiratoria.
Tenemos entonces CO en el aire alveolar con una presion parcial determinada que va a difundir lentamente a traves de la membrana respiratoria dado su bajo coeficiente de solubilidad en agua, pasando al compartimiento vascular, a nivel del eritrocito, donde encuentra la Hb que tiene una fuerte afinidad por el mismo, de manera tal que, dada una capacidad de Hb y la Hb transportada, va a captar rapidamente y fuertemente todo Co que pase la membrana, esto determina que se vayan a encontrar pocas moleculas de CO desarrolando una presion en el compartiemineto vascular (representado en el primer grafico)
Recien con un cambio imposible de alcanzar de capacidad de difusion muy elevado, podria pasar rapidamente el CO al compartiemiento capilar, logrando saturar la capacidad de transporte de la Hb, empezando asi a crecer a PCO dentro del capilar hasta alcanzar un equilibrio.
Razones por las que se usa el CO como marcador
Razones por las que se usa el CO como marcador:
Gas que casi no se encuentra en atmosfera
Gas que casi no se encuentra en sangre (a menos que se sea fumador o se trabaje expuesto a combustion)
Alta afinidad por la Hb a la que se una rapida y fuertemente, dificil de desplazar
Metodo para obtener V CO y la p Alv CO: INSPIRACION UNICA
Expira todo el aire de los pulmones, expiracion forzada hasta llegar a volumen residual
Inspiracion maxima: llenando toda la capacidad vital
(capacidad vital + volumen residual con el que parti = capacidad pulmonar total)
Se mantiene entre 10 y 12 seg. la respiracion (da tiempo a que ambos gases (He y CO) se distribuyan uniformemente a lo largo de todo el volumen pulmonar)
Expiracion hasta el nivel de reposo normal
En esa inspiracion el aire inspirado consiste en una mezcla de 3% de CO, un 10% de He, un 21% de O2 y el resto de Nitrogeno.
El Helio es un gas que practicamente no se disuelve en agua y por lo tanto queda retenido en el volumen pulmonar, y va a ser utilizado como marcador de dilusion para poder calcular el volumen pulmonar o el volumen alveolar
De los primero 500 ml que se expiran en la ultima expiracion No tomo muestra porque se considera que es volumen muerto, pero los 500 ml que le siguen, sirven para tomar muestras donde aparte de medir la concentracion final de Helio, se va a poder medir el contenido de CO, y a partir de ese contenido de CO (teniendo en cuenta que se sabe la masa inicial y se va a calcular el volumen de distribucion) se podria calcular entonces el flujo de CO a traves de la membrana de difusion.
Flujo limitado por Perfusion
Es cuando hay un crecimiento rapido de la Presion de un gas en el capilar, alcanzando el equilibrio durante el recorrido de este. ES decir, se iguala la Presion Alveolar del gas con la Presion Arterial del mismo. (N2O, O2, CO2)
En este caso se va usar como marcador el N2O, la particularidad de este gas es que pasa segun su coeficiente de difusion la barrera respiratoria (membrana), pero cuando llega al compartiemiento sanguineo No se una a la Hemoglobina, no tiene ninguna relacion con ella, por tanto molecula que pasa, pasa a formar parte de la presion capilar de, en este caso, oxido nitroso.
En el garfico de presion en funcion de la distancia o transito capilar, teniendo como referencia la presion alveolar de oxido nitroso, la funcion tiene esa forma, para el caso del N2O, un rapido aumento, que antes de que haya un 10% del capilar transcurrido se alcanza el valor de equilibrio al igualarse con la presion parcial de N2O en el alveolo y queda constante.
Todo gas que cumpla con una funcion por el estilo donde durante el transito capilar alcance su equilibrio va a ser un gas cuyo flujo esta limitado por perfusion
Flujo limitado por perfusion en el caso del O2
El oxigeno con su presion alveolar tiene un gradiente a favor de difundir hacia el capilar, con la solubilidad que le corresponde intermedia, logra atravesar la membrana respiratoria y la mayor parte del mismo que accede al capilar, entra al eritrocito y se une con la Hemoglobina, el resto queda disueto formando parte de la presion capilar de oxigeno. (a lo largo del transito capilar se va desarrollando este proceso)
Entonces ahora la Hemoglobina ya venia con oxigeno y habia tambien una presion parcial de oxigeno en el capilar (40mmHg) que forman un gradiente contra los 100mmHg del oxigeno alveolar, esto quiere decir que al principio la Hemoglobina admite oxigeno hasta el nivel de saturacion que esta presion es capaz de conseguir en la Hemoglobina, y a partir de ahi el oxigeno pasa a conformarse disuelto en el plasma formando la presion capilar de oxigeno que iguala rapidamente a la presion alveolar.
Esto se ve en los siguientes graficos: (negro es el control )
Antes de alcanzar el primer 1/3 de transito capilar ya se igualaron las presiones y ueda estable, durante los siguientes 2/3 la sangre no se oxigena, lo que quiere decir que tiene un margen de seguridad muy grande.
si ocurre una caida en la capacidad de difusion (linea azul), ya sea por engrosamiento de la membrana, disminucion del area, etc, esa caida, que se ve en el grafico, no le quita la categoria de limitado por perfusion al oxigeno ya que antes o un poco despues de alcanzar la mitad del transito capilar, alcanza el equilibrio.
Flujo limitado por perfusion en el caso del O2 en caso de ejercicio
La linea roja representa los valores normales.
Si se hace ejercicio, sin tener problemas pulmonares, todavia va a seguir siendo limitado por perfusion ya que en el ultimo 1/4 o 1/3 del transito capilar logra alcanzar el equilibrio a pesar de haber aumentado 3 veces el flujo sanguineo (el volumen minuto). (linea verde)
Ahora si con ese mismo aumento del volumen minuto, hay una caida a la mitad de la capacidad de difusion pulmonar, tenderá a ser limitado por difusion ya que no alcanza el equilibrio al final del capilar.
Flujo limitado por perfusion en el caso del O2 en caso de estar a gran altura y ejercicio
Lo anterior empeora si el individuo se pone en mayor altura ya que la presion alveolar de oxigeno sera menor aun cuando tambien baje la presion parcial de oxigeno capilar en sangre venosa mixta (el gradiente sera de 30mmHg en comparacion al del nivel del mar que es de 60mmHg).
En la altura, hacer ejercicio con un pulmon normal SI va a producir una limitacion por perfusion en el flujo de oxiigeno.
Flujo limitado por perfusion en el caso del CO2
En este caso el CO2 tiene una mayor presion parcial al nivel del capilar (45-46mmHg) contra los 40mmHg que tenemos a nivel alveolar, por lo tanto la difusion va a ser capilar-alveolo. La capacidad de difusion del CO2 enla membrana respiratoria es muy alta, unas 20 veces mas alta que la del oxigeno app. lo que quiere decir, que apenas entra en contacto el capilar con la membrana respiratoria ya empieza a difundir rapidamente CO2 hacia el alveolo.
Lo que pasa es que el gradiente es bajo, entonces, lo que vemos, es que a lo largo del transito capilar se produce una caida desde los 45mmHg a los 40 mmHg (P.parcial alveolar) de la presion parcial de CO2 en el capilar y aproximadamente a la mitad del transito, para algunos otros es un poco despues pero siempre antes del final, se alcanza el equilibrio.
Flujo limitado por perfusion en el caso del CO2 en caso de ejercicio y/o anomalia que produzca una caida a la mitad de la capacidad de difusion
ESto es lo que esta aqui graficado en el trazo negro, si se hace ejercicio se aumenta al doble el flujo sanguineo (se hace pasar mas rapido la sangre) o en reposo se tiene un pulmon con una anomalia que produce una caida a la mitad de la capacidad de difusion pulmonar, lo que ocurre es que igualmente logra alcanzar el equilibrio un poco despues de la mitad del transito capilar (trazo azul).
Pero si disminuye ña capacidad de difusion y se hace ejercio, si ambas cosas pasan a la vez, el CO2 pasará a ser limitado por difusion y no por perfusion, ya que no alcanza el equilibrio a lo largo del transito capilar.
Estructura de la Hemoglobina
Tetramero, dos subunidades alfa y dos beta (humana normal, en la fetal tiene subunidades gamma), cada una de esas subunidades tiene un grupo hemo con anillos pirrolicos relacionados a un hierro en su punto central, el cual debe estar en su estado de oxidacion Ferroso (2+) y no ferrico 3+ para poder ser accesible para el O2.
• en estado ferroso y sin O2 el grupo Hemo tiene una conformacion de domo o cupula que a traves de la relacion que tiene el puente de Histidina con el resto de la proteina le da una conformacion tensa a la molecula
• la union de O2 atrae el hierro hacia abajo, aplana el grupo Hemo y la molecula de Hemoglobina pasa a tener una conformacion relajada.
Es lo anterior lo que determina la forma sigmoidea de la curva de disociacion o asociacion de la Hemoglobina
Que es lo que hace la Reductasa
trata de mantener al hierro en estado ferroso
EXplique grafico % de saturacion de O2 y PpO2
Aqui tengo Presion Parcial de O2 versus % de saturacion de la hemoglobina por el O2 y se ve que inicialmente es necesario subir la Presion Parcial de O2 para conseguir que el O2 logre hacer contacto con el hierro dentro de esta forma de domo.
Conseguida esta situacion y con el domo aplanado, la molecula pasa a su estado de relajacion y admite cooperativamente mas O2 lo que le permite rapidamente aumentar sus niveles de saturacion hasta que satura su capacidad de recibir O2 (los ultimos O2 son mas dificiles de pegar a la Hemoglobina).
Esta forma sigmoidea permite que la Hemoglobina funcione como un transportador:
• se carga de O2 cuando su presion parcial es relativamente alta
• cede O2 cuando su presion parcial es intermedia o baja.
Comparativamente en el grafico esta la Mioglobina que tambien tiene un grupo Hemo y admite un O2 pero se satura mucho mas rapido, es una molecula que actua como reservorio al retener el O2.
Explique la Curva de disociacion de la Hemoglobina (transporte de O2 en sangre)
En este grafico podemos ver la curva de Disociacion de la Hemoglobina con su tipica forma sigmoidea y los rangos de presiones parciales de O2 en los que estaria dicha Hemoglobina transcurriendo por los capilares pulmonares, como podemos ver su saturacion es elevada y esta en la zona amecetada en el limite de capacidad de trasporte de la Hemoglobina.
A unos 40mmHg, osea, el rango en el que se encuentra la sangre transitando por capilares sistemicos, vamos a tener % de saturacion del orden de los 70% y una parte empinada de la curva que lo que indica es que: pequeños cambios en la presion parcial de O2 des-saturan rapidamente a la Hemoglobina (implican randes saltos de saturacion en la Hemoglobina).
Y como se ve en la escala de la derecha que es de contenido de O2 en la Hemoglobina significa aporte de O2 al tejido circundante de manera significativa.
Grafico 2: En este otro grafico podemos ver la comparacion entre la proporcion del O2 disuelto en funcion de la presion parcial de O2, el que es transportado por la hemoglobina, tanto a nivel de saturacion de Hemoglobina como contenido de O2 en sangre por cada 100 ml de sangre (comparar las dos curvas).
En rojo figuran los dos limites y la porcion de la curva que recorre o por la que transcurre la Hemoglobina al pasar de la sangre venosa a 4ommHg 75% de sat. a la sangre arterial o del capilar pulmonar a 100 mmHg 97% sat.
En el grafico en el eje de contenido de O2 podemos calcular cuanto O2, en este caso 4,7ml/dL, cuanto O2 aportó la Hemoglobina a los tejidos al pasar de un estado al otro.
Lo anterior se puede calcular mediante la formula de contenido arterial de O2 o contenido sanguineo de O2: (puede ser el venoso tambien, todo depende de a que presion parcial estemos trabajando )
CaO2 = Fraccion unido a Hb + Fraccion O2 disuelto
CaO2 = 1,35mlO2/gHb x [Hb] x %Sat + 0.003mlO2/mmHg x PaO2
-%Sat: 97%
0.003mlO2/mmHg (coef de solubilidad) x PaO2: Ley de Henry
VN: 20mlO2/100ml = (1.35 x [15 g/dl] x 0.97) + (0.003 x 100mmHg) : de 20 ml que se estan transportando, la mayor parte se encuentra en la Hemoglobina