Es la cantidad de aire nuevo que penetra en las vías respiratorias cada minuto. Es Volumen Corriente x Frecuencia Respiratoria. La frecuencia respiratoria normal es de unas 12 respiraciones por minuto. VMR = 6000 ml/min
Ventilación Alveolar
En una respiración corriente el volumen de aire solo alcanza ara llenar las vías respiratorias hasta lo bronquíolos terminales y solo una porción pequeña llega hasta los alvéolos. La ventilación alveolar se da entonces mayormente por difusión.
El espacio de las vías respiratorias en las que no hay intercambio gaseoso se llama espacio muerto. En un hombre joven es de 150 ml. Aumenta con la edad.
La Tasa de Ventilación Alveolar (normalmente se la llama ventilación alveolar) es el volumen total de aire nuevo que penetra en los alvéolos y áreas contiguas de intercambio gaseoso. Es: VA = Frec. Resp. x (VC – Vol. Espacio Muerto) = 4200 ml/min.
DIFUSIÓN DE LOS GASES ENTRE ALVÉOLOS Y SANGRE
El proceso de difusión es un movimiento al azar de moléculas que entrecruzan sus caminos en ambas direcciones a través de la membrana respiratoria y los liquidos adyacentes. Para que se produzca la difusión es necesaria una fuente de energía, que es suministrada por el movimiento cinético de las moléculas.
Sin embargo la difusión neta de un gas en una dirección se debe a lo que conocemos como Gradiente de Concentración. Esto se debe a que existen muchas mas moléculas de un lado de una membrana que del otro.
La difusión neta de gas es igual al numero de moléculas que van en dirección anterógrada menos las que van en dirección contraria.
Presiones
La presión se origina por el impacto constante de las moléculas en movimiento contra una superficie. La presión es directamente proporcional a la concentración de moléculas de un gas. En fisiología respiratoria se trabaja con mezclas de gases (O2, N2, CO2). La tasa de difusión de cada uno es proporcional a la presión originada por ese gas determinado, que se denomina Presión Parcial del Gas. El aire esta compuesto por un 79% de Nitrogeno y un 21% Oxigeno. La presión total de esta mezcla a nivel del mar es de 760 mmHg. La presión parcial de N2 es 600 mmHg y la del O2 es 160 mmHg.
Los gases disueltos en agua o los tejidos corporales, también ejercen presión. La presión de un gas en solución no solo esta determinada por su concentración sino también por el coeficiente de solubilidad del gas. Presión = Concentración / Coeficiente de Solubilidad
La difusión neta esta dada por la diferencia entre las presiones parciales.
Cuando el aire entra en las vías respiratorias se evapora agua de la superficie de estas vías y lo humidifica. Estas moléculas de agua ejercen ahora una Presión de Vapor de Agua que a 37 ºC es de 47 mmHg, que representara la presión parcial de agua en la mezcla gaseosa.
Aire Alveolar y Aire Atmosférico
El aire alveolar solo es sustituido parcialmente por el aire atmosférico en cada respiración. De hecho el volumen sustituido es 1/7 del total. De este modo, con una ventilación normal, el gas se elimina en 34 segundos. Esta renovación lenta del aire alveolar es clave para evitar variaciones repentinas de las concentraciones de los gases en la sangre. A la tasa normal de ventilación alveolar la Pco2 alveolar es 40mmHg.
Entonces, los factores que determinan la velocidad del paso de un gas a través de una membrana son:
1) Espesor de la membrana
2) Área de la Membrana
3) Coeficiente de difusión del gas en la sustancia de la membrana
4) Diferencia de presión a ambos lados
Capacidad de Difusión
Volumen de un gas que difunde a través de una membrana por minuto para una diferencia de presión de 1mmHg. En el hombre joven medio la capacidad de difusión del O2 en reposo es de 21ml/min/mmHg.
La diferencia media de presión a través de la membrana respiratoria es de 11mmHg. Entonces cada minuto difunden a través de la membrana respiratoria unos 230 ml de O2. esto es la tasa de consumo de O2 del organismo. Durante el ejercicio vigoroso esto llega a los 65ml/min/mmHg. Esto se debe a:
1) Apertura de capilares previamente inactivos y dilatación adicional de los que ya estaba abiertos
2) Mejor ajuste de la relación ventilación/perfusión Relación ventilación – perfusión se ve muy deteriorada en fumadores.
TRANSPORTE DE GASES A LAS CELULAS Y DESDE LAS CELULAS; Presiones
Tanto el O2 como el CO2 difunden de los alvéolos a la sangre y de la sangre a los tejidos debido a Gradientes de Presiones Parciales.
PO2 en alvéolo: 104 mmHg
PO2 en sangre venosa: 40 mmHg
PO2 en celulas: 23 mmHg
En el ejercicio el organismo puede requerir 20 veces mas oxigeno. Además debido al gasto cardiaco el tiempo de permanencia de la sangre en el capilar suele reducirse a la mitad. Sin embargo hay un Factor de Seguridad: la capacidad de difusión de O2 aumenta casi 3 veces durante el ejercicio ya que aumenta el área (superficie de los capilares y la relación ventilación – perfusión es más próxima a la ideal.
El CO2 puede difundir unas 20 veces mas rápido que el O2, por eso las diferencias de presiones que se necesitan para que este gas difunda son mucho menores que las necesarias para el oxígeno.
PCO2 intracelular: 46mmHg
PCO2 intersticial: 45 mmHg
PCO2 arterial que penetra en los tejidos: 40 mmHg
PCO2 venosa que abandona los tejidos: 45mmHg
PCO2 capilares pulmonares: 45 mmHg
PCO2 alveolar: 40 mmHg
Transporte
El 97% del O2 viaja en eritrocitos, combinados con hemoglobina. El 3% restante viaja disuelto en el agua del plasma y de las células. O2 se une a hemoglobina de forma laxa y reversible. Saturación de O2 de la sangre arterial sistemica: 97%. Saturación de O2 de la sangre venosa: 75%:
Se transportan unos 5 mililitros de O2 a los tejidos por cada 100 ml de sangre. En el ejercicio intenso esto se llega a elevar a 15 ml. Si a esto le sumamos el aumento del gasto cardíaco, obtenemos un aumento de 20 veces en el transporte de O2 a los tejidos.
El monóxido de carbono se combina con la hemoglobina en el mismo punto que lo hace el O2 y posee la propiedad de unirse con una fuerza 250 veces mayor. Una concentración de 0.1% de CO en el aire, compite en condiciones de igualdad con el oxigeno.
En condiciones normales de transportan 4 ml de CO2 desde los tejidos a los pulmones por cada 100 ml de sangre.
El 7% se tranporta disuelto.
El 70% se combina con H2O y se disocia en H+ (hidrogeniones) y HCO3- (ion bicarbonato) y así viaja.
El 20% viaja como carboxihemoglobina.
REGULACIÓN
El sistema nervioso ajusta la tasa de ventilación alveolar casi exactamente a las demandas del organismo. El centro respiratorio esta compuesto por varios grupos de neuronas localizadas bilateralmente en el bulbo raquídeo y en la protuberancia.
El nervio vago y el glosofaríngeo transmiten al centro respiratorio señales sensitivas de: Quimiorreceptores periféricos (en cuerpos carotídeos y cuerpos aórticos), Barorrececptores, receptores de distensión y contraccion
Cuando la concentración de O2 en las alvéolos disminuye por debajo de lo normal (especialmente menos del 70%) los vasos sanguíneos adyacentes se van constriñendo lentamente, aumentando la resistencia vascular mas de 5 veces. El efecto opuesto sucede en la circulación sistémica, donde los vasos se dilatan cuando el oxigeno es bajo. Esto significa que el flujo sanguíneo se redistribuye a los lugares en los que es más eficaz.
Durante el ejercicio el flujo sanguíneo del pulmón aumenta de 4 a 7 veces por 3 razones:
1) Aumenta el numero de capilares abiertos
2) Se distienden los capilares y aumenta la tasa de flujo a través de ellos
3) Aumenta la presión arterial pulmonar.
Volumen Minuto Respiratorio
