UNIVERSIDAD SAN PEDRO FACULTAD DE MEDICINA HUMANA ESCUELA PROFESIONAL DE MEDICINA BIOFISICA DE LA RESPIRACIÓN NEUMOMÉCANICA
27/11/15
DOCENTE: MIGUEL ANGEL FALCON POVIS
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UNIVERSIDAD SAN PEDRO FACULTAD DE MEDICINA HUMANA ESCUELA PROFESIONAL DE MEDICINA
BIOFISICA DE LA RESPIRACIÓN “GASES Y SU APLIACCIÓN MÉDICA MÉDICA” ”
DOCENTE: MIGUEL ANGEL FA FALCON LCON POVIS
27/11/15
UNIVERSIDAD SAN PEDRO FACULTAD DE MEDICINA HUMANA ESCUELA PROFESIONAL DE MEDICINA
BIOFISICA DE LA RESPIRACIÓN “GASES Y SU APLIACCIÓN MÉDICA MÉDICA” ”
DOCENTE: MIGUEL ANGEL FA FALCON LCON POVIS
27/11/15
BIOFISICA DE LA RESPIRACION: MECANICA RESPIRATORIA I I" Mecánica respira!ria
Aparato respiratorio: Características generales, cr!a presi"n #$ol%en #$ol%en en pl%"n aisla&o' Esta&o gaseoso' Natrale(a &e los gases: Concepto, co%posici"n &el aire, le)es &e los gases, presi"n parcial, &i*si"n &e los gases a tra!+s &e los líi&os ) te-i&os corp"reos' Tensi"n sper.cial o al!eolar: Concepto &e sper.cie inter*ace, tensi"n sper.cial &e los líi&os, %e&ici"n &e la tensi"n sper.cial' Ele!aci"n ) &epresi"n capilar, ecaci"n &e Laplace ) s aplicaci"n, /alance &e sper.cie' Sper.cie &e la %e%/rana cellar, los *os*olípi&os ) acci"n so/re la tensi"n sper.cial' Agente tenso acti!os' El siste%a sr*actante, estrctra %oleclar, *nci"n, participaci"n &e las c+llas &el al!eolo pl%onar en el %anteni%iento &el %is%o' Co%pliance ) elastancia pl%onar'
Artíclo cientí.co DOCENTE: MIGUEL ANGEL FALCON FALCON POVIS
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IN#RODUCCIÓN
La respiraci"n, co%o se sa general%ente el ter%ino, incl)e &os procesos: respiraci$n e%erna, la a/sorci"n &e o0igeno 1O 3 ) eli%inaci"n &e &i"0i&o &e car/ono 1CO 3 &el organis%o co%o n to&o, ) la respiraci$n inerna, la cal se re.ere a la tili(aci"n &e o0igeno ) pro&cci"n &e &i"0i&o &e car/ono en las c+llas, así co%o los interca%/ios gaseosos entre las c+llas ) s %e&io lii&o' 2
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A& RESPIRACIÓN E'#ERNA ()EMA#OSIS*
Interca%/io 4aseoso 1O # CO 3 a ni!el &e la relaci"n al!eolo capilar' O : Satra la sangre 1sangre !enosa # sangre arterial3' CO : Se eli%ina al a%/iente' 2
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B& RESPIRACIÓN IN#ERNA (#ISULOSIS* Interca%/io gaseoso 1O # CO 3 a ni!el &e la relaci"n sangre5c+llas' O : Ingresa a las c+llas' CO : Se eli%ina a la sangre 1sangre arterial 5 sangre !enosa 3 2
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Resp!"#$% La respiración proporciona oxigeno a los tejidos y retira el dióxido de carbono. Las cuatro funciones principales de la respiración son: 1) VENTILACIÓN PULMONAR , que se refiere al flujo de entrada y salida de aire entre la atmosfera y los alveolos pulmonares; 2) DIFUSIÓN DE OXIGENO Y DE DIÓXIDO DE CARBONO ENTRE LOS ALVEOLOS Y LA SANGRE; &' TRANSPORTE DE OXIGENO Y DE DIÓXIDO DE CARBONO EN LA SANGRE Y LOS LÍQUIDOS CORPORALES HACIA LAS CÉLULAS DE LOS TE(IDOS CORPORALES ) DESDE LAS MISMAS . *' REGULACIÓN DE LA VENTILACIÓN ) OTRAS FACETAS DE LA RESPIRACIÓN+ DOCENTE: MIGUEL ANGEL FALCON POVIS
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ANA#OM,A DE LOS PULMONES SIS#EMA RESPIRA#ORIO
Se encentra *or%a&o por n "rgano e interca%/ia gases 1los pl%ones3 ) na 6/o%/a7 e !entila los pl%ones' La /o%/a se co%pone &e pare& toracica8 %9sclos respiratorios, los cales a%entan o &is%in)en el ta%ao &e la ca!i&a& toracica8 ;reas &el cere/ro e controlan los %9sclos )
!eces por %into' Se inspiran ) espiran cerca &e >?? %l &e aire en ca&a respiraci"n, o @ a L%in' Este aire se %e(cla con el gas presente en los al!eolos ), por &i*si"n si%ple, el o0igeno entra en la sangre &e los capilares pl%onares %ientras el &i"0i&o &e car/ono ingresa a los al!eolos' De esta %anera, 2>? %l &e o0igeno entran en el organis%o ca&a %into ) se e0cretan 2?? %l &e &i"0i&o &e car/ono' DOCENTE: MIGUEL ANGEL FALCON POVIS
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-IAS RESPIRA#ORIAS
Desp+s &e pasar por las ca!i&a&es nasales ) la *aringe, &on&e se calienta ) capta !apor &e aga, el aire inspira&o pasa por la tr;ea ) los /roniolos, los /roniolos respiratorios ) los con&ctos al!eolares 5=3' Entre la tr;ea ) los sacos al!eolares, las !ías respiratorias se &i!i&en 2 !eces' Las pri%eras =@ generaciones &e !ías *or%an la (ona &e con&cci"n &e las !ías respiratorias ) transportan gas al interior ) al e0terior' Ellas est;n con*or%a&as por /ronios, /roniolos ) /roniolos ter%inales' DOCENTE: MIGUEL ANGEL FALCON POVIS
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Las siete generaciones restantes constituyen las zonas de transición y respiratoria, en las cuales se lleva a cabo el intercambio gaseoso; tales generaciones están conformadas por bronuiolos respiratorios, conductos alveolares y alveolos! "stas m#ltiples divisiones aumentan muc$o el total de superficie transversal de las v%as respiratorias, de 2!5 cm2 en la tráuea a 11 &'' cm2 en los alveolos! (or consiguiente, la velocidad del flu)o del aire en las v%as respiratorias peue*as disminuye a valores muy ba)os!
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Los alveolos están rodeados por capilares pulmonares! "n la mayor%a de las áreas, el aire y la sangre están separados solo por el epitelio alveolar y el endotelio capilar; por ello se $allan a una distancia de '!5 +m! Los seres $umanos tienen '' millones de alveolos, y la superficie total de las paredes alveolares en contacto con los capilares de ambos pulmones es cercana a 7' m2!
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Mecánica de la ventilación pulmonar Músculos que causan la expansión y contracción pulmonar:
Los pulmones se pueden expandir y contraer de dos maneras: 1) mediante el movimiento acia abajo y acia arriba del diafragma para alargar o acortar la cavidad tor!cica" y 2) mediante la elevación y el descenso de las costillas para aumentar y reducir el di!metro anteroposterior de la cavidad tor!cica.
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L" !esp!"#$% ,!"%-." %0!" se consigue casi totalmente por el primer mecanismo" es decir" por el movimiento del diafragma. D.!"%,e " %sp!"#$% la contracción del diafragma tira acia abajo de las superficies inferiores de los pulmones. #espu$s" .!"%,e " esp!"#$% el diafragma simplemente se relaja" y el retroceso elástico de los pulmones" de la pared tor!cica y de las estructuras abdominales comprime los pulmones y expulsa el aire. %in embargo" .!"%,e " !esp!"#$% 30!4"" las fuer&as el!sticas no son suficientemente potentes para producir la espiración r!pida necesaria" de modo que se consigue una fuer&a adicional principalmente mediante la contracción de los músculos abdominales, que empujan el contenido abdominal acia arriba contra la parte inferior del diafragma" comprimiendo de esta manera los pulmones.
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'l segundo m$todo para expandir los pulmones es elevar la caja tor!cica. 'sto expande los pulmones porque" en la posición de reposo natural" las costillas est!n inclinadas acia abajo" lo que permite que el esternón se desplace acia abajo y acia atr!s acia la columna vertebral. %in embargo" cuando la caja costal se eleva" las costillas se despla&an acia adelante casi en l(nea recta" de modo que el esternón tambi$n se mueve acia delante" alej!ndose de la columna vertebral y aciendo que el di!metro anteroposterior del tórax sea aproximadamente un 2* mayor durante la inspiración m!xima que durante la espiración. +or tanto" todos los m,sculos que elevan la caja tor!cica se clasifican como m,sculos inspiratorios y los m,sculos que acen descender la caja tor!cica se clasifican como m,sculos espiratorios.
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Los m,sculos mas importantes que elevan la caja tor!cica son los intercostales externos, aunque otros m,sculos que contribuyen son: 1) los m,sculos esterno!e"#o$%sto"#eos , que elevan el esternón; 2) los serr%tos %nter"ores , que elevan mucas de las costillas" y -) los es%!enos , que elevan las dos primeras costillas.
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Los m,sculos que tiran acia abajo de la caja costal durante la espiración son principalmente: 1' 0s retos #e! %&#o$en , que tienen el potente efecto de empujar acia abajo las costillas inferiores al mismo tiempo que ellos y otro m,sculos abdominales tambi$n comprimen el contenido abdominal acia arriba contra el diafragma" y 2' 0s "nterost%!es "nternos'
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La figura tambi$n muestra el mecanismo mediante el que act,an los intercostales externos e internos para producir la inspiración y la espiración. la i&quierda" durante la espiración las costillas est!n anguladas acia abajo" y los intercostales externos est!n alargados acia delante y acia abajo. /uando se contraen tiran de las costillas superiores acia delante en relación con las costillas inferiores y act,an como una palanca sobre las costillas para levantarlas acia arriba" produciendo de esta manera la inspiración. Los intercostales internos funcionan de manera exactamente opuesta" y act,an como m,sculos respiratorios porque se angulan entre las costillas en dirección opuesta y producen una palanca contraria.
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-!
Músculos INSPIRADORES: AUMENTAN diáme!os o!á"icos
1) umentan el #0'345 6'430/L:
(D"%)r%*$%”: 'n condiciones de reposo" el 7*8 9* de la actividad muscular inspiradora corresponde a este m,sculo. 2) '% +45/'%5 /3065
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#$ Aume%&% los DI'METROS ANTERO( POSTERIOR ) TRANSVERSO a! ."-0 034L6 -ntercostales e8ternos9 : 3upracostales9 b! ."-0 40.- 4".0
DISMINUYEN
DI/ME#ROS #OR/'ICOS& 0& M.SCULOS DE LA PRENSA ABDOMINAL"
Recto A/&o%inal 123' O/lico Ma)or &el A/&o%en 123 O/lico Menor &el A/&o%en 123, Trans!erso &el A/&o%en 1=3' +& IN#ERCOS#ALES IN#ERNOS & GENERALMEN#E ES PASI-A& DOCENTE: MIGUEL ANGEL FALCON POVIS
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B El aire entra y sale de los pulmones
siguiendo los gradientes de presión creados por la expansión reversible de la caja torácia. Las presiones respiratorias son (en reposo, con respecto a la presión atmosférica)
RESPIRACION ABDOMINAL espiraci! n
inspiraci! n
FASES DE -EN#ILACIÓN PULMONAR 0& INSPIRACIÓN&
Aire &el a%/iente ingresa a los pl%ones' Proceso Acti!o para la Ca-a Tor;cica ) Pasi!o para los pl%ones' Contracci"n &e los %9sclos inspira&ores e incre%entan los &i;%etros &el t"ra0' Se genera gra&iente &e presiones: MAOR en el a%/iente MENOR en los pl%ones G el aire at%os*+rico ingresa INSPIRACIHN: &e acer&o a Bo)le 6A %a)or !ol%en &e n gas, %enor presi"n7 Esto sce&e can&o el t"ra0 se e0pan&e'
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+& ESPIRACIÓN
Aire &e los pl%ones es e0plsa&o al a%/iente' Proceso Acti!o para los pl%ones ) pasi!o para la ca-a tor;cica' Dia*rag%a se rela-a' Cola/oran %9sclos &e la prensa a/&o%inal e intercostales internos los cales co%pri%en al t"ra0 contra el &ia*rag%a'
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'l pulmón es una estructura el!stica que se colapsa como un globo y expulsa el aire a trav$s de la tr!quea siempre que no aya ninguna fuer&a que lo mantenga insuflado. dem!s" no ay uniones entre el pulmón y las paredes de la caja tor!cica" excepto en el punto en el que esta suspendido del mediastino, la sección media de la cavidad tor!cica" en el ilio. +or el contrario" el pulmón ≪flota≫ en la cavidad tor!cica" rodeado por una capa delgada de liquido pleural que lubrica el movimiento de los pulmones en el interior de la cavidad. dem!s" la aspiración continua del exceso de liquido acia los conductos linf!ticos mantiene una ligera presión negativa entre la superficie visceral del pulmón y la superficie pleural parietal de la cavidad tor!cica. +or tanto" los pulmones est!n sujetos a la pared tor!cica como si estuvieran pegados" excepto porque est!n bien lubricados y Presiones quelibremente originan el elmovimiento se pueden desli&ar cuando tórax se expande yde se contrae. salida de aire de los pulmones
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entrada y 27/11/15
L" +res",n +!e-r%! es la presión del liquido que esta en el delgado espacio que ay entre la pleura pulmonar y la pleura de la pared tor!cica. /omo se a se2 " que es la magnitud de la aspiración necesaria para mantener los pulmones expandidos asta su nivel de reposo. #espu$s" durante la inspiración normal" la expansión de la caja tor!cica tira acia fuera de los pulmones con mas fuer&a y genera una presión mas negativa" asta un promedio de aproximadamente 8?"= cm >2 . 'stas relaciones entre la presión pleural y las modificaciones del volumen pulmonar se muestran en la figura -?82" en la que la parte inferior representa la negatividad creciente de la presión pleural desde 8 = asta 8?"= durante la inspiración y la parte superior un aumento del volumen pulmonar de "= l. #espu$s" durante la espiración" se produce esencialmente una inversión de estos fenómenos.
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's la presión del aire que ay en el interior de los alveolos pulmonares. /uando la glotis esta abierta y no ay flujo de aire acia el interior ni el exterior de los pulmones" las presiones en todas las partes del !rbol respiratorio" asta los alveolos" son iguales a la presión atmosf$rica" que se considera que es la presión de referencia cero en las v(as a$reas @es decir" presión de 5 cm >2 ). +ara que se produ&ca un movimiento de entrada de aire acia los alveolos durante la inspiración" la presión en los alveolos debe disminuir asta un valor ligeramente inferior a la presión atmosf$rica @debajo de cero). La segunda curva @denominada ≪presión alveolar≫) de la figura -?82 muestra que durante la inspiración normal la presión alveolar disminuye asta aproximadamente 8 l c m >2 . 'sta ligera Presión alveolar presión negativa es suficiente para arrastrar "= l de aire acia los pulmones en los 2s necesarios para una inspiración tranquila normal.
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#urante la espiración se producen presiones contrarias: la presión alveolar aumenta asta aproximadamente A l cm >2 " lo que fuer&a la salida del "= l de aire inspirado desde los pulmones durante los 2 a -s de la espiración.
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Presión transpulmonar Presión transpulmonar. Binalmente" se
debe se
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Distensibilidad de los pulmones
'l volumen que se expanden los pulmones por cada aumento unitario de presión transpulmonar @si se da tiempo suficiente para alcan&ar el equilibrio) se #"stens"&"!"#%# +-!$on%r . denomina La distensibilidad pulmonar total de los dos pulmones en conjunto en el ser umano adulto normal es en promedio de aproximadamente 2 mL de aire por cada cm >2 de presión transpulmonar. 's decir" cada ve& que la presión transpulmonar aumenta 1 cm >2 " el volumen pulmonar" despu$s de 1 a 2 s" se expande 2 mL.
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Diagrama de distensibilidad de los pulmones. La figura -?8- es un diagrama que relaciona los cambios del volumen pulmonar con los cambios de la presión transpulmonar. 5bs$rvese que la relación es diferente para la inspiración y para la espiración. /ada una de las curvas se registra modificando la presión transpulmonar en escalones peque
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Principio de tensión la tensión superficial. Surfactante superficial y colapso de los /uando alv!olosel agua forma una superficie con
el aire" las mol$culas de agua de la superficie del agua tienen una atracción especialmente intensa entre si. 'n consecuencia" la superficie del agua siempre esta intentando contraerse. 'sto es lo que mantiene unidas entre si las gotas de lluvia: una membrana muy contr!ctil de mol$culas de agua que rodea toda la superficie de la gota de agua. 0nvirtamos aora estos principios y veamos DOCENTE: MIGUEL ANGEL FALCON POVIS
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que ocurre en las superficies internas de los alveolos. qu( la superficie de agua tambi$n intenta contraerse" lo que da lugar a un intento de expulsar el aire de los alveolos a trav$s de los bronquios y" al acerlo" ace que los alveolos intenten colapsarse. 'l efecto neto es producir una fuer&a contr!ctil el!stica de todos los pulmones" que se denomina fuerza elástica
de la tensión superficial. DOCENTE: MIGUEL ANGEL FALCON POVIS
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E s.!3"#,"%,e s. e3e#,0 s06!e " ,e%s$% s.pe!3#"+
E s.!3"#,"%,e es .% %*ente %t".o #e s-+er)""e en %*-% , lo que significa que reduce muco la tensión superficial del agua. 's secretado por c$lulas epiteliales especiales secretoras de surfactante denominadas células epiteliales alveolares de tipo II, que constituyen aproximadamente el 1* del !rea superficial de los alveolos. 'stas c$lulas son granulares y contienen inclusiones de l(pidos que se secretan en el surfactante acia los alveolos. 'l surfactante es una me&cla compleja de varios fosfol(pidos" prote(nas e iones. Los componentes mas importantes son el fosfol(pido dipalmitoilfosfatidilcolina, las apoproteinas del surfactante e iones calcio. La dipalmitoilfosfatidilcolina" junto a otros fosfolipidos menos importantes" es responsable de la reducción de la tensión superficial. Lo ace porque no se disuelve de manera uniforme en el liquido que tapi&a la superficie alveolar" sino que parte de la mol$cula se disuelve" mientras que el resto permanece sobre la superficie del agua en los alveolos. La tensión de esta superficie es entre un doceavo y la mitad de la tensión superficial de una superficie de agua pura.
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'n t$rminos cuantitativos la tensión superficial de diferentes l(quidos en agua es aproximadamente la siguiente: agua pura" ?2dinasCcm; los l(quidos normales que tapi&an los alveolos pero sin surfactante" =dinasCcm; los l(quidos normales que tapi&an los alveolos con cantidades normales de surfactante incluidas" entre = y - dinasCcm.
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no &e los *en"%enos nota/les en el proceso &e la respiraci"n, es el rol &el Ki&o, c/rien&o las pare&es &e los al!eolos &e los pl%ones' Este líi&o lla%a&o s1r2acane, &is%in)e la tensi"n sper.cial &e los al!+olos'
Presión en los alveolos ocluidos producida por la tensión superficial
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"fecto del radio alveolar sobre la presión que produce la tensión superficial.
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en lactantes prematuros peque
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"fecto de la ca#a torácica sobre la expansibilidad pulmonar >asta aora emos anali&ado la capacidad de expansión de los pulmones de manera aislada" sin considerar la caja tor!cica. La caja tor!cica tiene sus propias caracter(sticas el!sticas y viscosas" similares a las de los pulmones; incluso si los pulmones no estuvieran presentes en el tórax" seguir(a siendo necesario un esfuer&o muscular para expandir la caja tor!cica.
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Distensibilidad del tórax y de los pulmones en con#unto La distensibilidad de todo el sistema pulmonar @los pulmones y la caja toracica en conjunto) se mide cuando se expanden los pulmones de una persona relajada o parali&ada totalmente. +ara acerlo se introduce aire en los pulmones poco a poco mientras se registran las presiones y vol,menes pulmonares. +ara insuflar este sistema pulmonar total es necesario casi el doble de presión que para insuflar los mismos pulmones despu$s de extraerlos de la caja tor!cica. +or tanto" la distensibilidad del sistema pulmon8torax combinado es casi exactamente la mitad que la de los pulmones solos" 11 mL de volumen por cada cm >2 de presión para el sistema combinado" en comparación con 2mlCcm >2 para los pulmones de manera aislada. dem!s" cuando los pulmones se expanden asta alcan&ar vol,menes elevados o se comprimen asta alcan&ar vol,menes bajos" las limitaciones del tórax se acen extremas; cuando se esta cerca de estos limites" la distensibilidad del sistema pulmon8torax combinado puede ser menor de un quinto de la de los pulmones solos.
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Me&ici"n &e la *acili&a& con e se e0pan&en los pl%ones ) el t"ra0 &rante los C!3p4iance p143!nar %o!i%ientos respiratorios, &eter%ina&a por el !ol%en ) la elastici&a& pl%onar' na co%pliance ele!a&a in&ica *alta &e recperaci"n el;stica &e los pl%ones, co%o ocrre en el en.se%a8 na co%pliance &is%ini&a spone e es necesaria na %a)or presi"n para pro&cir ca%/ios &e !ol%en, co%o ocrre en la ./rosis pl%onar, el e&e%a o la asencia &e sr*actante'
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Co$+!"%ne / 's el grado de distensibilidad o elasticidad del pulmón.
/D 2 ml@aire)Ccm@agua de presión)
L" #0p"%#e epe%e e "s 3.e!4"s e;s,#"s p!0.#"s p0!: E L" e"s,#" p.0%"! < fibras de elastina y col!geno) E L" ,e%s$% s.pe!3#" e 0s "=>00s @sustancia surfactante) people of F!e%#8C"%""%/C"9.% e!,"e+
L" #0p"%#e p.ee s.6=!se e% 2 #0p0%e%,es: E C0p"%#e D%;#": representa / @pulmonar) E C0p"%#e Es,;,#": representa / total /@est!tica) D / @pulmonar) A / @caja tor!cica)
D"%*r%$% #e #"stens"&"!"#%# +-!$on%r
V%r"%",n #e !% o$+!"%ne en #")erentes est%#os +%to!,*"os
C"%o esti%ar las presiones pl%onares
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D' ESPACIO MERTO 0& DEFINICIÓN&
Es la parte &el aparato respiratorio e contienen n !ol%en &e aire e NO participa en el interca%/io &e gases' Drante na respiraci"n nor%al se inspiran >??%l' &e aire8 parte &e este aire llega a los al!+olos ) el resto e&a &entro &e la !ía respiratoria 1&es&e las *osas nasales
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27/11/15
2' TIPOS DE ESPACIO MERTO'
Seg9n s locali(aci"n el espacio %erto es &e tres tipos:
a& ESPACIO MUER#O ANA#ÓMICO& $ol%en &e aire /ica&o en la 6$ía Respiratoria7 e NO participa en el Interca%/io 4aseoso, es &ecir: NO SE CENTA A LOS AL$EHLOS' 5& ESPACIO MUER#O AL-EOLAR& $ol%en &e aire e ingresa a los al!+olos pero e NO reali(a el Interca%/io 4aseoso8 esto se &e/e a &os casas principales: =' 2'
Al!+olos con /ena $entilaci"n pero %ala per*si"n' Al!+olos MAL parcial%ente !entila&os a pesar &e la per*si"n'
c& ESPACIO MUER#O FISIOLÓGICO (-D*& Correspon&e al $ol%en TOTAL &e aire INSPIRADO ) e NO se apro!ec?MIGUEL %l &eANGEL aire'FALCON POVIS
%erto al!eolar ) n al!eolo nor%al
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FASES RESPIRATORIAS =' Mec;nica $entilatoria' 2' Di*si"n gaseosa' ' Transporte &e los gases' ' Control &e la respiraci"n'
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$ENTILACIHN PLMONAR Es n proceso ∈%ico ) cíclico &e INSPIRACIHN ESPIRACIHN secenciales: El aire at%os*+rico ingresa a los al!+olos ) lego n !ol%en pareci&o se &espla(a al e0terior' Se e!al9a a tra!+s &el ESPIRHMETRO ) Espir"gra*os'
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MODIFICACIONES$ENTILATORIAS
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)IPO-EN#ILACIÓN La $entilaci"n al!eolar &is%ini&a, no c/re las &e%an&as %eta/"licas sien&o ss consecencias las sigientes: ='
IPOEMIA: PO2 &is%ini&a en la sangre'
2'
IPERCAPNEA: PCO2 a%enta&a en sangre'
'
ACIDOSIS RESPIRATORIA: Dis%inci"n &el p sangíneo' Esto es secn&ario a la ele!aci"n &e iones 8 lo cal a s !e( se pro&ce por la concentraci"n a%enta&a &e CO2 en sangre' DOCENTE: MIGUEL ANGEL FALCON POVIS
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)IPER-EN#ILACIÓN La !entilaci"n Al!eolar, se encentra ele!a&a en relaci"n a las &e%an&as %eta/"licas' E0iste %a)or o*erta &e O ) eli%inaci"n a%enta&a &e CO ra("n por la cal se pro&ce:
+
+
=' IPOCAPNEA: Dis%inci"n &e la PCO +
en sangre'
2' ALCALOSIS
RESPIRATORIA: secn&aria a ipocapnea
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Es 27/11/15
ME#ODOS PARA CUAN#IFICAR LOS FENOMENOS RESPIRA#ORIOS Los espirómetros modernos permiten medir de manera directa el ingreso y la salida de gas! omo los vol#menes de gas var%an con la temperatura y la presión, y ya ue la cantidad de vapor de agua en ellos varia, estos dispositivos tienen la $abilidad de corregir las mediciones respiratorias ue involucran volumen $asta un con)unto determinado de situaciones generales! Los cuatro estándares mas usuales y sus abreviaturas se muestran en el cuadro 5<1! "s indispensable se*alar ue las mediciones correctas dependen muc$o de la $abilidad del medico para alentar de modo apropiado al paciente para ue utilice al má8imo el dispositivo! Las tCcnicas modernas de análisis de gases $acen posible mediciones rápidas y confiables de la composición de mezclas gaseosas y del contenido gaseoso de los l%uidos corporales! (or e)emplo, pueden insertarse electrodos para o8igeno y dió8ido de carbono =peue*as sondas sensibles a 02 y 02? en la v%a respiratoria, vasos sangu%neos o te)idos con el propósito de obtener registros continuos de (02 y (02! La valoración a largo plazo de la o8igenación se lleva a cabo de manera incruenta con el o"*me!o de +ulso , el cual casi siempre se conecta a la ore)a! DOCENTE: MIGUEL ANGEL FALCON POVIS
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B
Espir!3er6a si3p4e Consiste en solicitar al paciente e , tras na
inspiraci"n %;0i%a , e0plse to&o el aire &e ss pl%ones &rante el tie%po e necesite para ello ' B Mi&e !ol9%enes pl%onares est;ticos , e0cepto el resi&al , capaci&a& resi&al *ncional 1CRF3 ) capaci&a& pl%onar total 1CTP3'
TEMA/ Le0es #e !os G%ses I#e%!es' Pro+"e#%#es' Le0 #e Bo0!e' Le0 #e C1%r!es' Le0 #e G%0 L-ss%' Le0 #e !%s +res"ones +%r"%!es #e D%!ton' E-%"ones #e est%#o #e -n *%s "#e%!' Teor2% "n3t"% #e !os *%ses E4er""os 0 +ro&!e$%s @0"4"6 D-A"L "L EL0 (0F-3 27/11/15
5&
A#MÓSFERA 0&
CONCEP#O& El aire at%os*+rico correspon&e a na %e(cla &e gases, los %is%os e conser!an ss propie&a&es particlares ) se pe&en separar por %e&ios *ísicos'
2&
COMPOSICIÓN& La co%posici"n porcental &el aire es constante en calier lgar &e la tierra 1a calier altit& es la %is%a3' El N ) los gases raros SON 4ASES INERTES' N+ 7 89: O+ 7 +0: CO+ 7 ;&;<: ) Gases Rar!s
DOCENTE: MIGUEL ANGEL FALCON POVIS
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PRESIÓN A#MOSFÉRICA O BAROMÉ#RICA (PB* Se le &e.ne co%o la *er(a con e los gases &e la at%"s*era act9an so/re nestro planeta' Es !aria/le ) &is%in)e con la altit&: A ni!el &e %ar: Q@?%%gG=Ql/plg A = ??? pies sn%: PBG ?%%g A @ ??? pies sn%: PBG Q?%%g
PB G
2
DOCENTE: MIGUEL ANGEL FALCON POVIS
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PRESIÓN DE -APOR DE AGUA
Dentro &el cerpo <%ano, los gases e0istentes se encentran satra&os en !apor &e aga8 +ste a s !e( e-erce na presi"n parcial e &epen&e e0clsi!a%ente &e la T' A na T &e QC &entro &el cerpo el !apor &e aga e-erce na P G Q %%g' El !apor &e aga &ilata el aire ) &il)e ss co%ponentes, por ese %oti!o el aire inspira&o re&ce las presiones, parciales &e los gases e lo co%ponen'
DOCENTE: MIGUEL ANGEL FALCON POVIS
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PROPIEDADES DE LOS GASES La presi"n &e n gas es proporcional a s te%peratra ) al n9%ero &e %oles por !ol%en: P G nRT$ 1&e la ecaci"n &el esta&o &el gas i&eal3 Don&e: P G presi"n n G n9%ero &e %oles R G constante gaseosa T G te%peratra a/solta $ G !ol%en DOCENTE: MIGUEL ANGEL FALCON POVIS 27/11/15
GASES IDEALES 'l gas consiste en un estado de agregación de la materia formadas por part(culas independientes llamadas mol$culas" perfectamente el!sticas movi$ndose en todas direcciones.
E "s e" 0 pe!3e#,0 es "-.e #.0 ="0! e "s 3.e!4"s ",!"#,="s e s.s 0>#."s ,e%e% " #e!0 e =0.e% e #"s 0>#."s es esp!e#"6e !espe#,0 " !"% =0.e% -.e 0#.p" e "s
27/11/15
@0"4"6 D-A"L "L
G
L" e e B0e8M"!0,,e : F0!."" e% 1??2@ L""" Le e "s Is0,e!"s@ p.es .!"%,e e 3e%$e%0 !es,!"0 " ,epe!",.!" se "%,e%e #0%s,"%,e@ es,"%0 e =0.e% e "s e% !e"#$% %=e!s"@ " "s p!es0%es -.e s0p0!,"
27/11/15
@0"4"6 D-A"L "L
GH
REPRESENTACIÓN DE LA LE) DE BO)LE LE) DE BO)LE: EL VOLUMEN DEL GAS ES INVERSAMENTE PROPORCIONAL A LA PRESIÓN MANTENIENDO UNA TEMPERATURA CONSTANTE
P, I presión inicial del sistema V, I volumen inicial del sistema P# I presión final del sistema V# I volumen final del sistema 27/11/15
@0"4"6 D-A"L "L
G5
LE) DE BO)LE: ISOTÉRMICA
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<2'
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U%" 9e!%" #0% s. >600 $= %0s " .% 6.e% e9ep0 e% p0s#$% <1' 0%e "s 0s !""s es,;% e% e-.6!0+ E% " p0s#$% <2' se e9e!#e P!es$% p0s,="@ " 3e!e%#" e "s !""s "!#" " p!es$% e "s+ P!es$% %e",=" <&'@ s.##$%+ 27/11/15
@0"4"6 D-A"L "L
GG
REPRESENTACIÓN GRFICA DE LA LE) DE BO)LE A6e!,.!" e% #0%,"#,0 #0% " ",$s3e!"
PV C0%s,"%,e
!ltura del "ercurio
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@5 2
*
@0"4"6 D-A"L "L EL0 (0F-3
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L G7
COMPARACIÓN DE ISOTERMAS Me%0! ,epe!",.!"
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M"0! ,epe!",.!"
@0"4"6 D-A"L "L
G&
Tepe!",.!" #!,#": P!es$% #!,#": PUNTO CRTICO Tepe!",.!" #!,#"
P0! e6"90 e " ,epe!",.!" #!,#" "p#"%0 p!es$%@ e "s p"s" " es,"0 -.0 27/11/15
@0"4"6 D-A"L "L
G>
PRESIÓN CRTICA P!es$% %" !e-.e!" p"!" #".s"! e #"60 e es,"0 e .% "s -.e se e%#.e%,!" e% s. ,epe!",.!" #!,#" 27/11/15
TEMPERATURA CRTICA Tepe!",.!" ;" "s," " #." e "s p.ee se! #."0@ es e#!@ " ,epe!",.!" s06!e " #." e "s %0 p.ee p"s"! " es,"0 -.0 "p#;%0e p!es
%$@0"4"6 D-A"L "L EL0 (0F-3
7'
'l V"p0!: 'stado de agregación de la materia que posee una temperatura por debajo de su valor cr(tico. +or tanto puede ser convertido en l(quido por acción ,nica de la presión @/ondensación)
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'l G"s: 'stado de agregación de la materia que se encuentra por encima de su temperatura cr(tica" no se puede convertir en l(quido a pesar del aumento de presión
@0"4"6 D-A"L "L EL0 (0F-3
71
L" e%s" se p.ee %#.! e% " e e B0e De%s" 1 M"s"1 V0.e%1
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P!es$% De%s" s0% !e#,"e%,e p!0p0!#0%"es 27/11/15
M 5 D5
P1 D1
M 6 D6
P2 D2
@0"4"6 D-A"L "L EL0 (0F-3
72
27/11/15
@0"4"6 D-A"L "L EL0 (0F-3
7
LE) DE CHARLES: ISOBRICA A p!es$% #0%s,"%,e e =0.e% e .%" e,e!%"" "s" e e #."-.e! "s ".e%," e% 1/27& <@&?? ' p"!,es e s. =0.e% " JC@ p0! #"" !"0 Ces.s <,'@ e ee="#$% e% " ,epe!",.!"+ V1 V K
V1 V <1
K
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Tepe!",.!" "6s0.," J
V1 V < 27& K , ' 27& 27/11/15
@0"4"6 D-A"L "L EL0 (0F-3
7H
P%r% #os .%r"%"ones #e te$+er%t-r% 78C9
V1 V < 27& K ,1 ' 27& V2 V < 27& K ,2' 27&
Tepe!",.!" "6s0.," 1
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E =0.e% " ,epe!",.!" "6s0.," s0% !e#,"e%,e p!0p0!#0%"es
V1 T1 V2 T2 27/11/15
@0"4"6 D-A"L "L
75
REPRESENTACIÓN: LE) DE CHARLES
Le e C"!es: E =0.e% e .% "s es !e#,"e%,e p!0p0!#0%" " " ,epe!",.!" "%,e%e%0 .%" p!es$% #0%s,"%,e+ 27/11/15
@0"4"6 D-A"L "L EL0 (0F-3
7G
LE) DE CHARLES: ISOBRICO C$0 e0s,!"!"s P&P2P1
V0.e% P!es
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27/11/15
@0"4"6 D-A"L "L EL0 (0F-3
77
L" e%s" se p.ee %#.! e% " e e C"!es De%s" 1 M"s"1 V0.e%1 De%s" 2 M"s"2 V0.e%2
V1 T1 V2 T2 D2 T2 T1D1
M1/ D1 T1 M2/ D2 T2 27/11/15
L" e%s" " ,epe!",.!" "6s0.," s0% %=e!s"e%,e p!0p0!#0%"es @0"4"6 D-A"L "L
7&
LE) DE GA) LUSSAC: ISOCÓRICA
P
V1 V2
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TJ
P"!" .%" "s" e .% "s@ e =0.e% -.e p!ese%," es !e#,"e%,e p!0p0!#0%" " s. ,epe!",.!" "6s0.," 27/11/15
@0"4"6 D-A"L "L EL0 (0F-3
7>
REPRESENTACION LE) DE GA) LUSSAC
Le e G"8L.ss"#: L" p!es$% e .% "s es !e#,"e%,e p!0p0!#0%" " s. ,epe!",.!" "%,e%e%0 e =0.e% #0%s,"%,e 27/11/15
@0"4"6 D-A"L "L EL0 (0F-3
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G!;3#" e% 3.%#$% e " T JC
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P1 T1 27/11/15
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@0"4"6 D-A"L "L EL0 (0F-3
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P+V G+R+T M P+ M G+R+T V De%s" 27/11/15
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@0"4"6 D-A"L "L EL0 (0F-3
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P,0," %,0,"+RT 27/11/15
@0"4"6 D-A"L "L EL0 (0F-3
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27/11/15
1 + P,0," @0"4"6 D-A"L "L
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S0.6" e "ses e% e H 2O Le e R"0.,: L% R"0.,: L% +res",n #e .%+or #e -n so!.ente en -n% so!-",n es #"ret%$ente +ro+or"on%! % !% )r%",n $o!%r #e! so!.ente so!.ente
P 1+ PJ P P!es$% e s0=e%,e e% " s0.#$% PJ P!es$% e ="p0! e s0=e%,e p.!0 " .%" ,epe!",.!" 1 F!"##$% 0"! 0"! e s0=e%,e s0=e%,e e% " s0.#$% s0.#$% 27/11/15
@0"4"6 D-A"L "L
&>
L" Le e R"0., se p.ee ep!es"! e " s.e%,e "%e!" T0"%0 e% #.e%," .% "s s.e,0 e% "."
P H2O+ PJH2O H2O K G"s 1 27/11/15
G"s 1 8 H2O
@0"4"6 D-A"L "L EL0 (0F-3
>'
LE) DE RAOULT Se "p#"% " "s s0.#0%es e"es@ e %3.e% e% s. p!es$% e ="p0! s%.>%0" p!0p0!#0%"e%,e " s. 3!"##$% 0"!+ E9ep0:
#os l(quidos s#6es entre si" se me&clan: 20es e L-.0 A con & 0es e -.0 B . A tiene 2 B 2 e H e p!es$% e ="p0! " es,"0 p.!0 respectivamente y a una temperatura de 2C+ F/u!l ser! la p!es$% e ="p0! e #"" .%" de las sustancias en la me&cla" y adem!s la #0p0s#$% p0!#e%,." de la 3"se "se0s" del l(quido y del l(quido G en un ambiente saturado. 27/11/15
@0"4"6 D-A"L "L EL0 (0F-3
>1
L(quido
L(quido G
PA : P!es$% e A@ p.!0 Bracción molar de
PA A+ PA +resión de en la me&cla
L(quido AG
Bracción molar de G
e&cla ideal 27/11/15
PB B+ PB
@0"4"6 D-A"L "L EL0 (0F-3
+resión de G en la me&cla
>2
A0!" es"!!0"%0 %.es,!0 p!06e" ,e%e0s: 1+ E% " 3"se L-." A 2 @* 2K& 2+ P!es0%es p"!#"es PA @*2 H PA H P,0," <K12' H 27/11/15
B & @? 2K& PB @?2 H PB 12 H P,0," 12 H
@0"4"6 D-A"L "L EL0 (0F-3
>
Ae;s e e0 se p.ee "=e!."! " p!0p0!#$% e 0es e #"" s.s,"%#" e% " 3"se "se0s"@ " p"!,! e " p!es$% ,0,"@ p.es,0 -.e p0e0s "p#"! " LE) DE DALTON : P B % B P A % A P,0," % , P,0," % ,
PA %A % A 1 12
% A ?@25 27/11/15
PB %B % B 12 1 12
% B &@75 @0"4"6 D-A"L "L EL0 (0F-3
>H
Ss,e" L-.0 8G"s : Le e He%! L" s0.6" e .% "s e% .% -.0@ 6"90 #0%#0%es %0!"es@ es p!0p0!#0%" " " p!es$% e9e!#" s06!e e p!e!0+ V0.e% e G"s
C0e3#e%,e e B.%se%
V0.e% e s0=e%,e 27/11/15
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P!es$% p"!#" e "s e% 3!"##$% !espe#,0 " 1 A,
@0"4"6 D-A"L "L
>5
C00 #0%se#.e%#" e e0@ " s0.6" e .% "s se p.ee ep!es"! e " s.e%,e "%e!"
S0.6"e G"s +P = Vs 27/11/15
L,!0s e "s !e.#0s " C+N+T+P+ <C 1 A,' -.e se s.e=e% e% .% ,!0 e s0=e%,e
@0"4"6 D-A"L "L EL0 (0F-3
>G
E% "s ees e 0s "ses e% e %,e!0! e 0s p.0%es se e6e ,0"! e% #0%se!"#$%@ !espe#,0 " " p!es$% ,0,"@ " p!es$% e ="p0! e "." " s" -.e e6e se! !es,"" e " p!es$% ,0,"+ L" p!es$% e ="p0! e "." ="!" #0% " ,epe!",.!" se%0 !e#,"e%,e p!0p0!#0%" As@ s e% .% "6e%,e e0 " .%" ",$s3e!" <7? H'@ " &7JC@ " p!es$% e ="p0! e "." " #" ,epe!",.!" es *7 e H@ p0! 0 ,"%,0 " p!es$% e ss,e" se!;: 7? 8*7 : 71& H 27/11/15
@0"4"6 D-A"L "L
>7
E9ep0: 'l aire alveolar est! compuesto por un e N2@ .% 1* e O2 .% ? e CO 2. Los coeficientes de B.%se% a &7@5JC son @12 @ @2* @51 !espe#,="e%,e y la presión parcial del aire en el pulmón es de 72 e H siendo la diferencia respecto a 1 A,. debido al >25 @vapor). /alcular el volumen de cada gas disuelto por litro de plasma
A
P0! e e p!es0%es P"!#"es e ",0%
PN2 72 @ 57? H PO2 72 @1* 1@ H PCO2 72 @? *&@2@ H
27/11/15
@0"4"6 D-A"L "L
>&
B
P0! " e3%#$% e s0.6" e% 3.%#$% e C0e3#e%,e e B.%se%
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@2*L,!0s+1@H = 7?H Vs
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27/11/15
@0"4"6 D-A"L "L
>>
C00 " ,epe!",.!" !e-.e!" es &7@5JC 1 A,
B
P1+V1 T1
P2+V2 T2
V1 T1
V2 T2
C00 "s p!es0%es s0% e% "60s #"s0s 1A,+
VN2
@1 &1@5J 27&J
VN2
&@1 &1@5J 27&J
VO2
2@ &1@5J 27&J
VCO2
VO2
VO2
27/11/15
@0"4"6 D-A"L "L
1@&5 &@?2
&*@1 1''
ESCALAS TERMOMÉTRICAS
JC JF 8&2 J 8 27& JR 8 *2 1 1 1 1 27/11/15
@0"4"6 D-A"L "L
1'1
TEORIA CINETICA DE LOS GASES H.2-x12ol$culas
1'
Ve0#": Ds,"%#" : L
2L T : 1 2L T
↔
L
F!e#.e%#"
2' Ep!es"0 #00 #"%," e 0=e%,0 ol$cula de masa :
2 +M T 27/11/15
E
2 +M+ 1 T
↔
E
2 +M+ 2L
@0"4"6 D-A"L "L
M+ L
2
1'2
C00 se p.ee "p!e#"! L" ," ep!es$% !ep!ese%," .%" "%,. e 3.e!4" M+ L
2
M+L2 LT2
M+L2 LT2
M+L T2
M"s"+A#ee!"#$% FUERWA y
N/& es " ,e!#e!" p"!,e e "s 0>#."s -.e x N se e%#.e%,!"% e% e & & #.60 : ,mero de vogadro 27/11/15
@0"4"6 D-A"L "L
1'
P0! ,"%,0 " 3.e!4" e "s 0>#."s -.e se esp"4"% e% " !e##$% e " e !e!es0 se!;
N + M+ &L
2
#l número de !vogadro,$ por %a masa de una molécula monoatómica por e&emplo es igual a su
MASA MOLECULAR
M+ &L
2
Q 27/11/15
@0"4"6 D-A"L "L
1'H
E9ep0: na mol$cula de * %.#e0%es @>e)" se encuentra en estado gaseoso en un n,mero equivalente al de voga vogadro dro ?+2&1 2& F/u!l ser! su masa molecular si cada nucleón tiene una masa de 1@?7 182* !"0s M
M * 0 27/11/15
@0"4"6 D-A"L "L
1'5
'uerza
&' E% 3.%#$% e " P!es$%:
P!es$% F.e!4" A!e"
rea. L2
P!es$% M+
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2
L2 P!es$% M+ 2 &L& P M+ &V 27/11/15
2
V0.e% V L&
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@0"4"6 D-A"L "L
2
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PV M+ &
2
2E R+T &
P"!" .%" 0 e .% "s 0%0 ",$#0
P: P!es$% e "s V: V0.e% M: M"s" 0e#."! : Ve0#" E : E%e!" C%>,#" R: C0%s,"%,e .%=e!s" e 0s "ses T: Tepe!",.!" "6s0.," 27/11/15
@0"4"6 D-A"L "L
1'7
C"p"#" C"0!3#" " =0.e% #0%s,"%,e
2E1 R+T1 &
2E2 R+T2 &
E & R+ T 2
S ,0"0s e% #0%se!"#$% L" 3e!e%#" e ,epe!",.!" 1JC R p0! "p!0"#$% 2 E " #"p"#" #"0!3#" " =0.e% #0%s,"%,e@ p.es %0 se !e"4$ ,!"6"90 ,e%e0s 27/11/15
@0"4"6 D-A"L "L
C= & C" !"0 1'&
C"p"#" #"0!3#" " p!es$% #0%s,"%,e
X
V2
P"!" .%" 3e!e%#" e .% !"0 Ces.s R 2
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CONSECUENCIA DE LA ECUACIÓN CINÉTICA DE LOS GASES LA LE) DE GRAHAM
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