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HEMATOSIS AUTOEVALUACION

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  1. HEMATOSIS AUTOEVALUACION

  2. LA PANTALLA SIGUIENTE PERMITE EL ACCESO AL MENÚ EN LA FORMA PROGRAMADA. Otra forma es colocar la señal del ratón sobre cada texto marcado para dirigirse a un tema de su elección; debe marcar obligatoriamente el botón REGRESARpara volver a esta pantalla. Cociente Respiratorio Concentración Concentración fraccional Ciclo ventilatorio Inspiración Espiración Presión alveolar Presión pleural Volumen Coeficiente de solubilidad Consumo de O2 (VO2) Contenido de O2 Curva de disociación de O2Hb Saturación de O2 Contenido de O2 disminuido P50 Afinidad normal Afinidad aumentada Afinidad disminuida Desigualdad V/Q Equivalente ventilatorio de O2 Equivalente ventilatorio de CO2 Espacio muerto (Vm) Volumen (cc) Alveolar Anatómico Ventilación de Vm ( litro / min) Porcentual (Vm(Vc) Eliminación de CO2 (VCO2) Fracción molar Gas disuelto Gradientes Alveolo-arterial Alveolo-capilar Arterio-venoso de O2 Inspiratorio-alveolar Hemoglobina Adulta normal .....Carboxihemoglobina Fetal Metahemoglobina Hipoxia Normoxia Hipoxia-hipóxica PO2 Carboxihemoglobina Metahemoglobina Hipoxia Anémica Hipoxia Histotóxica Hipoxemia Ley General de los gases Ley de Dalton Ley de Henry Masa Oxigeno Disuelto combinado Diferencia arterio venosa Presión parcial Gas seco ( PD ) Gas húmedo ( PS ) Presión parcial CO2 (PCO2) alveolar (PA) arterial (Pa) capilar (Pc) venosa (Pv) Presión parcial O2 (PO2) Inspiratoria (PiO2) Alveolar (PA) calculo Arterial (Pa) Capilar (Pc) Venosa (Pv) Principio de Fick Respiración Respiración externa Respiración interna Sangre venosa mixta pH 7.4 PvO2 40 mmHg pH 7.4 PvO2 20 mmHg pH 7.6 PvO2 40 mmHg pH 7.6 PvO2 20 mmHg pH 7.0 PvO2 40 mmHg pH 7.0 PvO2 20 mmHg Trabajo ventilatorio elástico resistivo Umbral anaeróbico Ventilación Volumen ATPD, ATPS . BTPS, STPD Corrección ATPS, ATPD a BTPS ...Corrección ATPS,ATPD a STPD Volumen minuto cardiaco

  3. SISTEMA CARDIOPULMONAR HEMATOSIS GASES OXIGENO MENU GENERAL

  4. REGRESAR clic SISTEMA CARDIOPULMONAR La forma tal vez mas simple y mas comúnmente usada para explicar el sistema cardiopulmonar o la relación funcional entre el sistema ventilatorio y el sistema cardiovascular, es el principio de Fick. Se usa en fisiología para diferentes órganos o sistemas. • Este principio permite analizar y cuantificar la relación entre • masa (M, gr o l ) M • volumen (V,l) V • concentración (c, gr/l, l/l) c M = c * V V = M / c c = M / V De estas ecuaciones se puede concluir que conociendo dos de las variables se puede calcular la tercera, en una relación funcional múltiple ya que el resultado es diferente según cual sea la variable independiente del fenómeno que se analiza. Ello es así por las interrelaciones que ocurren en los fenómenos biológicos. MENU 1 de 5

  5. REGRESAR clic clic clic clic clic A SISTEMA CARDIOPULMONAR En el caso del sistema ventilatorio,éste produce elingreso del oxígeno en una cantidad que se puede medir en la unidad de tiempo y se conoce como consumo de oxígeno (VO2, cc/min) . Es la masa (M) de sustancia incorporada al sistema. . . La concentración (c)estará dada por el contenido de oxígeno en arteria al que se le debe restar el contenido de la sangre venosa. La sangre ingresa con una concentración de O2 a la arteria pulmonar y se debe restar para conocer la cantidad incorporada en el pulmón. . VO2 . V = c * M Q = (CaO2 – CvO2) * VO2 Cv Ca . Conocidas estas dos variables se conocerá el volumen (V) de líquido en el que se incorporó la sustancia, en este caso el O2; el cálculo permitirá conocer el valor del volumen minuto cardíaco (Q) Q M = c * V VO2 = (CaO2 – CvO2) * Q . . . . . . c = M / V (CaO2 – CvO2) = VO2 /Q . ( Ver Concentración en el programa Electrolitos) MENU 2 de 5

  6. REGRESAR clic clic A Durante la realización de diferentes actividades, la .......................... demanda de O2 aumenta y el VO2 puede incrementarse por aumento de la ventilación o de la circulación. En condiciones normales es un efecto combinado de ambos sistemas. En patología uno de ellos puede ser el limitante principal y no es fácil determinarlo con certeza en diferentes pruebas que se realizan. SISTEMA CARDIOPULMONAR . Se puede representar el comportamiento del sistema de una manera mas simplificada pero sumamente útil y también de uso común. Es mas simple si la concentración ( c ) igual a CaO2 – CvO2 se llama diferencia arterio venosa (DavO2). La ecuación a usar se simplifica VO2 Cv Dav Ca . Q . . VO2 = DavO2 * Q . El valor de volumen minuto cardiaco ( Q ) no puede ser aumentado mas de 4 o 5 veces sobre su valor en reposo. La ventilación puede ser aumentada mas de 15 veces sobre su valor de reposo, por lo que no se considera un factor limitante durante la realización de esfuerzo en el individuo normal. No es este el caso en presencia de patología. MENU 3 de 5

  7. A SISTEMA CARDIOPULMONAR Si se analiza el fenómeno hipoxemiante que se genera por el ingreso al pulmón normal de sangre venosa con muy bajos contenidos de O2 se estará frente a hipoxemias de origen cardiovascular y no específicamente generadas por un problema ventilatorio. (ver el programa Hematosis) Los gases en sangre son factores moduladores del sistema cardiovascular fundamentalmente a través de los quimiorreceptores periféricos y de la acción directa sobre los diferentes vasos sanguíneos. Como el organismo a través de complejos mecanismos mantiene la homeostasis por la modificación de diferentes variables, es fundamental el análisis de la ecuación descrita y sus variables, para explicar algunas de las modificaciones que se producen en la realización de esfuerzo o aumento de demandas metabólicas. MENU 4 de 5

  8. Para analizar este sistema, indispensable para entender la fisiopatología del intercambio gaseoso, es necesario conocer los aspectos conceptuales a diferentes niveles • Medio ambiente y alvéolo SISTEMA CARDIOPULMONAR Esta forma de análisis cardiovascular debe ser completado con las modificaciones de O2, CO2 y pH producidos en cada espacio descrito. A su vez debe conocerse la interacción entre las variables ácido-base. Lo mas importante es poder unir estos conocimientos con los datos obtenidos en diferentes pruebas diagnósticas El fenómeno total es lo que se conoce como hematosis. • Alveolo y capilar venoso pulmonar O2 CO2 O2 CO2 • Capilar tisular arterial y venoso O2 CO2 O2 CO2 • Capilar arterial pulmonar y alvéolo O2 CO2 O2 CO2 MENU 5 de 5

  9. Lafunción respiratoria de la sangre o hematosis se refiere a los mecanismos de regulación del transporte y utilización del O2 y el CO2, los que permiten asegurar la normalidad de los procesos de óxido-reducción celular y del estado ácido-base. H E M A T O S I S • Para transportar estos dos gases: • En la sangre de los capilares pulmonares, se fijan grandes cantidades de O2 a través de reacciones químicas con un transportador ( hemoglobina ) y pequeñas cantidades en disolución física simple. • Se libera este O2 en el capilar tisular transportándose por difusión, dada la reversibilidad de su unión con el transportador sanguíneo ( hemoglobina ) y celular ( mioglobina ). • La sangre capta CO2 y ácido carbónico en el tejido y lo libera hacia el exterior a través del pulmón, por reacciones químicas aceleradas por acciones enzimáticas. • Ocurre un transporte acoplado de ambos gases, los que interactúan modificando los procesos de fijación y liberación ( fenómenos Bohr y Haldane ). La circulación debe aportar por minuto un mínimo de 1 litro de oxígeno en reposo y un máximo de 5 litros en esfuerzo, de los que el organismo consume entre el 20 y 80% según el tipo de actividad. Una cantidad semejante de CO2 es producida por la variación de la actividad metabólica. MENU 1 de 1

  10. GASES CONCEPTOS FISICOS VENTILACION MENU GENERAL

  11. CONCEPTOS FISICOS Ley General de los gases PRESIÓN PARCIAL Solución gas-gas. Ley Dalton Solución gas- liquido. Ley Henry SISTEMA RESPIRATORIO Gradientes MENU GENERAL

  12. REGRESAR clic clic T T P P1 T P2 V1 V1 V2 La ley general de los gases o de Boyle Mariotte establece que ......................... la presión ( P ) y el volumen ( V ) de una mezcla gaseosa tiene una relación directa con el numero de moles ( n ) que contiene y la temperatura ( T ) en que se encuentra con una proporcionalidad fijada por la constante general de los gases ( R ). PV = n RT La forma mas común de uso de esta ecuación es cuando se considera constante el número de moles ( n ) contenidos por la mezcla gaseosa. Al considerar dos mezclas con diferente temperatura P1V1= K T1 P2V2 = K T2 P1V1 / T1 = P2V2 / T2 MENU 1 de 8

  13. REGRESAR clic clic T T P1 P T P2 V1 V1 V2 A P1V1 / T1 = P2V2 / T2 A temperatura constante P1V1 = P2V2 Ello establece que PV = constante Al aumentar la presión disminuye el volumen, mientras el producto de estas dos variables mantiene el mismo valor Ambos recipientes tienen igual temperatura y el mismo número de moles del gas contenido ( n ) y se representan por las relaciones antes descritas. MENU 2 de 8

  14. REGRESAR T > T P1 P clic T T P P1 T< P1 V > V1 V1 V1 V< A Si una mezcla de gas sufre variaciones de temperatura se modificarán los valores de volumen a presión constante. De esta manera se puede concluir que para conocer el volumen real de una mezcla de gas o para poder compararla con volúmenes de otra mezcla, es necesario conocer P y T, o normalizar por cálculo a P y T seleccionadas, como se muestra a continuación. (abreviaturas en inglés por acuerdo internacional) Volumen STPD ST temperatura estándar (0oC) PD presión (760 ) en gas seco Volumen ATPD AT temperatura ambiente PD presión en gas seco (Dry) Volumen ATPS AT temperatura ambiente PS presión en gas húmedo (Saturado con vapor de agua) Volumen BTPS BT temperatura corporal (Body) PS presión en gas húmedo ....(Saturado con vapor de agua) ( Ver Volúmenes en el programa Apéndice) MENU 3 de 8

  15. REGRESAR A clic Los gases se miden generalmente a temperatura ambiente ( AT ) y saturados con vapor de agua ( PS ) y se corrigen en la forma habitual de referencia para volúmenes, que es a la temperatura corporal del individuo ( BT ). Como además de la temperatura la presión de medición varía, se usa la siguiente tabla para convertir gases ATPS en BTPS Los datos se derivan de la Ley general de los gases o ecuación de Boyle-Mariotte, desarrollada antes. Se mostrará sólo su aplicación práctica. ( ver Apéndice ) Si el gas se midió a una temperatura ambiente de 10 grados centígrados y a una presión equivalente al nivel del mar de 760 mmHg, el factor es de 1.1538 Para diferentes condiciones de temperatura y de presión los factores de conversión varían, como se muestra en la próxima pantalla. ( Ver Volúmenes en el programa Apéndice) MENU 4 de 8

  16. clic En el caso presentado en la pantalla anterior el aumento de temperatura produce un aumento de volumen, que en este caso es de 153 cc, al pasar de 10 a 37 grados centígrados Si en las condiciones descritas se midió 1 litro, cuando esté a temperatura corporal y saturado con vapor de agua, ese volumen será V BTPS = 1 ATPS * 1.1538 = 1.1538 litros Si el gas se hubiera medido a la misma temperatura de 10 grados centígrados pero a 690 mmHg de presión , que es el valor en Caracas, el factor a usar hubiera sido 1.1601 Por ello en los laboratorios existen sistemas para medir la temperatura y la presión barométrica para hacer las correcciones necesarias ( Ver Volúmenes en el programa Apéndice) MENU 5 de 8

  17. REGRESAR clic A Hay condiciones especiales de normalización por temperatura. y presión, como ocurre cuando se desea saber el número demoles de un gas que contiene una mezcla. Un volumen de 22.4 litros a cero grado centígrado o 273 o Kelvin (ST ) y a una presión de 760 mmHg para gas seco ( PD ) contiene un mol de gases y es el volumen molar normal (VM). Es por ello que para el caso del O2 y del CO2 se hace este tipo de normalización, cuando el gas se ha medido a temperatura ambiente saturado con vapor de agua ( ATPS ) seco (ATPD ) y se corrige para las condiciones normales o estandard ( STPD ). 6 de 8 MENU

  18. REGRESAR clic De acuerdo a la ley de Avogadro la concentración fraccional ( F ) en gases se calcula por un cociente de volúmenes en lugar de masas, como es usado en sólidos. F = V1 / Vmezcla La fracción molar ( n ) se calcula por el cociente entre el volumen del gas (V1) y el volumen normal molar (VM ). n = V1 / VM = V1 litro / 22.4 M/l n = Moles Si el volumen se midió como gas saturado con vapor de agua a 10 grados centígrados y a 690 mmHg (Caracas) el factor será de 0.8641. Un volumen de O2 corregido (STPD) de 22.4 litros tendrá 1000 mM. 7 de 8 MENU

  19. REGRESAR clic En la pantalla anterior se presentó la normalización de un gas medido a 10oC y 690 mmHg de presión barométrica. Un volumen de O2 corregido (STPD) de 22.4 litros tendrá 1000 mM. Si el volumen se midió como gas seco a 10 grados centígrados y a 760 mmHg el factor será de 0.9646. Un volumen de O2 corregido (STPD)de 22.4 litros tendrá 1000 mM. Las normalizaciones de volúmenes se realizan porque no hay un volumen único, sino que su valor varía con la presión y la temperatura a las que está sometido el gas. Lo que se llama condición de normalidad (STPD) se ha generado por la necesidad de conocer el número de moléculas incluidas en un dado volumen. 8 de 8 MENU

  20. PRESIÓN PARCIAL SOLUCIÓN GAS - GAS Ley de Dalton SOLUCION GAS - LIQUIDO Ley de Henry GRADIENTES MENU GENERAL

  21. clic clic A Es necesario conocer las propiedades de los gases en mezclas................... gaseosas secas y húmedas y también, en algunos casos calcular el número de partículas que contiene. SOLUCIÓN GAS – GAS La presión parcial ejercida por los gases en una mezcla, es proporcional al volumen ( concentración fraccional ) o al número de moléculas presente ( fracción molar ). La tensión de vapor del agua ( Pva ) se ha descrito con un valor de 47 mmHg a 37oC y es un factor que disminuye la presión total ejercida por la mezcla y sus componentes. Pero laPva es solo proporcional a la temperatura y el número de moléculas actuantes es un equilibrio entre el estado líquido y el estado gaseoso. El gas inspirado y el gas alveolar tienen diferentes Pva por estar a diferentes temperaturas. 1 de 4 MENU

  22. REGRESAR clic A Por la ley de Dalton, la presión total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de la presión ejercida por cada fracción de gas que la constituye, manteniendo las propiedades como si ocupara el volumen total. Esta ley es fundamental para la comprensión del concepto de presión parcial y para realizar los cálculos correspondientes. SOLUCIÓN GAS – GAS La presión barométrica (Pb) es la fuerza ejercida por las capas de aire sobre los objetos y por ello varía con la altura. A nivel del mar es de 760 mmHg y a nivel de Caracas, 1000 metros sobre el nivel del mar, es de 690 mmHg . La presión total o Pb , al actuar sobre una mezcla como el aire, es ejercida parcialmente por cada componente, dependiendo de la cantidad de cada uno presente en la mezcla. PN2 Presión Total Pb Pb = PO2 + PN2 + Potros PO2 Conociendo la composición de la mezcla y la Pb se pueden calcular las presiones parciales de cada gas. MENU 2 de 4

  23. clic clic PN2 0.78 PO2 0.21 O2con21% N2con78% otros con 1% Conociendo la composición de la mezcla y la Pb se pueden calcular las presiones parciales de cada gas. SOLUCIÓN GAS – GAS Fi 0.21 Fi 0.78 Fi 0.01 Presión Total (Pb) Se ha difundido el uso de concentración fraccional en relación a la unidad ( ley de Avogadro ) , desplazando la habitual relación porcentual o en relación a 100 (%) • La presión parcial ( Pp) de un gas depende de • la presión barométrica ( Pb ) • la composición de la mezcla ( Fi ) • el grado de humectación del gas. . MENU 3 de 4

  24. REGRESAR Pva clic A SOLUCIÓN GAS – GAS Elaire secoinspirado está constituido por Oxígeno, Nitrógeno .y otros gases dentro de los que normalmente no existe CO2. Pb = PO2+ PN2 + Potros Elaire ambiente saturado con vapor de aguaestá constituido por Oxígeno, Nitrógeno, otros gases y vapor de agua (va) Pb = PO2 + PN2 + Potros + Pva Pva = 47 mmHg a 37 oC PN2 PO2 La presión parcial ( Pp ) de un gas depende de la presión barométrica ( Pb ) , de la composición de la mezcla ( Fi ) y del grado de humectación del gas. Pp gas seco = Pb * Fi Pp gas húmedo = (Pb - Pva ) * Fi MENU 4 de 4

  25. clic A El gas alveolar es una mezcla del gas inspirado y del contenido ................... en el pulmón y se mide experimentalmente en fin de espiración. Existe una distribución no homogénea, a pesar de lo cual la referencia de uso habitual es un valor único de Pp en alveolo ( PA ); esta característica se desarrolla de manera mas específica cuando se realiza un análisis de la desigualdad de la ventilación y de la perfusión alveolar. SOLUCIÓN GAS – LIQUIDO La Pp se ejerce en todo el espacio gaseoso y las moléculas de gas difunden en función de sus diferencias de Pp. ( ver Gradientes en este programa ) El paso del gas por difusión molecular también depende del coeficiente de solubilidad de los componentes de la mezcla, del tamaño molecular, de la temperatura. MENU 1 de 2

  26. REGRESAR clic A Laley de Henryestablece que el gas disuelto en un líquido es igual al producto de la presión parcial ( Pp ) por el coeficiente de solubilidad ( a ). El coeficiente de solubilidad es una propiedad del gas, del líquido en que se disuelve, de la temperatura. Para líquidos biológicos complejos colmo el plasma es un valor obtenido experimentalmente. El coeficiente de solubilidad del O2 en plasma a 37 grados centígrado es de 0.003 cc de O2 por cada 100 cc de plasma y por mmHg de presión parcial de O2. El coeficiente de solubilidad del CO2 en plasma a 37 grados centígrado es de 0.03 cc de CO2 por cada 100 cc de plasma y por mmHg de presión parcial de CO2. LEY DE HENRY Gas disuelto Las unidades usadas en fisiología son a = cc / 100cc * mmHg a = cc%/mmHg a = vol% Gas disuelto = a cc / 100cc * mmHg * Pp mmHg = a * Pp cc/100cc Pp La difusión de los gases es un importante mecanismo fisiológico, por lo que a pesar de que las cantidades son pequeñas, tienen una importancia funcional vital. Ver CO2 disuelto en el programa CO2-Acido-base MENU 2 de 2

  27. A PO2 SOLUCIÓN GAS – LIQUIDO El O2 disuelto depende del coeficiente de solubilidad gas –líquido y de la PO2. El coeficiente de solubilidad del O2 en plasma ( a) a 37 grados centígrados es de 0.003 cc de O2 por cada 100 cc de plasma y por mmHg de presión parcial de O2. O2 disuelto = PO2 * a O2 disuelto = 100 mmHg * 0.003cc / 100cc * mmHg O2 disuelto = 0.3 cc / 100cc (Ver Presión Alveolar en el programa Apéndice) MENU 2 de 5

  28. GRADIENTES INSPIRATORIO - ALVEOLAR ALVEOLO - CAPILAR ALVEOLO - ARTERIAL ARTERIO - VENOSO SISTEMA RESPIRATORIO MENU GENERAL

  29. REGRESAR PiO2 VCO2 VO2 PAO2 clic clic PiCO2 PACO2 A La Pi está influenciada por la Fi, la Pb y la tensión de vapor de agua ambiente. El gas ambiente inspirado contiene una fracción fija deO2 de 0,21 ( 21 %, F 0,21 ) y de CO2 de 0 ( 0%, F 0,0 ). INSPIRATORIO - ALVEOLAR Para el caso del O2 la PAO2 está condicionada por los valores de la PiO2, el volumen minuto ventilatorio, el espacio muerto pulmonar, la extracción de O2 por el sistema capilar pulmonar. Es un gradiente inspiratorio-alveolar. Para el caso del CO2 la PACO2 está condicionada por los valores de la PiCO2, el volumen minuto ventilatorio, el espacio muerto pulmonar, la incorporación de CO2 por el sistema capilar pulmonar. Es un gradiente alveolo-inspiratorio. . . MENU 1 de 1

  30. REGRESAR PACO2 PAO2 PcO2 PcCO2 A El proceso de difusión en espacios reducidos es .......................... sumamente efectiva,ya que la sangre a nivel capilar se equilibra con el gas alveolar en un cuarto del tiempo de contacto. Por ello se acepta que la sangre de cada capilar se equilibra con el gas del alveolo correspondiente, con una diferencia de Pp para O2 de 1 mmHg y de CO2 de 0 mmHg. ALVEOLO - C APILAR En condiciones fisiológicas normales el O2 difunde de alveolo a capilar y el CO2 en sentido inverso Sin embargo pueden existir condiciones experimentales o patológicas donde estas direcciones se inviertan o sus valores aumenten. (Ver CO2 combinado en el programa CO2-Acido-base) MENU 1 de 1

  31. REGRESAR PACO2 PAO2 PcO2 Pc CO2 clic PaO2 PaCO2 A Se ha descrito la difusión del gas entre cada alveolo y su capilar como homogénea, con equilibración de sus Pp. Pero el pulmón en su conjunto no es homogéneo lo que conduce a que la sangre arterial, que es la porción accesible para su análisis y medición, sea una mezcla de sangre capilar de diferentes características. ALVEOLO-ARTERIAL Este fenómeno de desigualdad V/Q es mas importante para el O2 y a ello se suma la presencia fisiológica de pequeños cortocircuitos intrapulmonares y cardíacos. Cuando se suponen condiciones pulmonares normales se acepta que la PCO2 arterial es igual a la alveolar o PACO2. MENU 1 de 1

  32. REGRESAR Luego de su paso por los capilares periféricos la sangre sufre la disminución de PO2 y el aumento de PCO2 y reingresa a la arteria pulmonar como sangre venosa mixta ( Pv ). - clic - - PvO2 < PvCO2 > PaCO2 PaO2 A La sangre arterial, que se obtiene para la medición ........................ de gases, es la resultante de la mezcla de todos los capilares pulmonares. ARTERIO - VENOSO La diferencia entre arteria y vena generalmente se analiza por su contenido de gases ( cc/100cc ) llamada diferencia arteriovenosa para el O2 ( DavO2 ) y diferencia venoarterial para el CO2 ( DvaCO2 ) ( Ver Sistema Cardiovascular en el programa CO2-Acido-Base ) MENU 1 de 1

  33. clic clic The CIBA collection. HEART. F.A.Netter. 1974 A REGRESAR Cuando se habla del sistema ventilatorio generalmente se hace referencia solo al movimiento de volúmenes de gases, como fenómeno mecánico. SISTEMA RESPIRATORIO Cuando se habla del sistema respiratorio se hace referencia a la composición de los gases ventilados, como fenómeno metabólico o de control químico. Los fenómenos de “respiración externa” se refieren a los intercambios entre el organismo y el medio ambiente en el sistema capilar pulmonar. Se miden los cambios producidos en los gases intercambiados. Los fenómenos de “respiración interna” se refieren a los intercambios entre la sangre y los tejidos en el sistema capilar sistémico o periférico. Se usan los valores en sangre para estudiar sus modificaciones Sólo en estado estacionario ambas variaciones son iguales. MENU 1 de 2

  34. REGRESAR clic The CIBA collection. HEART. F.A.Netter. 1974 Cada sistema o cada órgano tiene un volumen de sangre y una utilización de O2 y eliminación de CO2, no solo de acuerdo a sus características especiales sino además de distintas fases de su actividad. SISTEMA RESPIRATORIO El cálculo de la relación entre actividad metabólica e intercambio de gases de manera global se estudia con el Cociente Respiratorio. Se calcula como el cociente entre VO2 y VCO2 (VO2/VCO2). . . . . • El intercambio se puede medir • en respiración interna ( Rsangre ) • en respiración externa ( Rgas) Los sistemas de regulación cardiopulmonar son los que establecen un estado estacionario que se mantiene sin mayores variaciones, salvo que las diferentes actividades sean extremas. En fisiología se llama estado estacionario, pues se mantiene estable pero está............... alejado del equilibrio fisicoquímico. Ver R en el programa APENDICE MENU 2 de 2

  35. VENTILACION TOTAL (Ciclo Respiratorio) ALVEOLAR ESPACIO MUERTO Ve / VO2 Ve / VCO2 . . . . MENU GENERAL

  36. . . . . Ve/VCO2 clic clic +1 PA mmHg O Ve/VO2 -2 40 20 0 Ppl mmHg -5 500 0 V cc Inspiración Espiración 0 100 200 300 Vatios El fenómeno denominado ventilación se refiere de manera específica al movimiento de volúmenes de gases en los procesos inspiratorios y espiratorios. El término respiración debería usarse exclusivamente para los intercambios de O2 y CO2, pero no siempre se respetan estas denominaciones y se usan de manera no diferenciada. VENTILACION Se describe inicialmente el ciclo ventilatorio con la relación de las variables presión alveolar (PA), presión pleural ( Ppl ) y volumen pulmonar ( V ). En función de necesidades mas complejas de análisis del fenómeno ventilatorio se pueden incorporar numerosas variables ( flujo espiratorio, flujo inspiratorio, presión abdominal, presión gástrica, volumen residual ) Como no es posible separar la ventilación del intercambio de O2 y CO2 se analizan las relación es Ve/VO2y Ve/VCO2. Son variables que durante mucho tiempo no tuvieron amplia difusión por la dificultad de sus cálculos, pero actualmente en laboratorios de complejidad media se puede lograr la medición y graficación en forma instantánea. Como sirven para estimar la eficiencia real de la ventilación, es muy importante conocer sus modificaciones en forma instantánea a fin de estructurar pruebas para diagnósticos diferenciales. . . . . En otros programas que siguen se analiza el comportamiento del O2 y del CO2 (disuelto, combinado, gradientes), es decir la función metabólica final de este proceso. MENU 1 de 1

  37. REGRESAR clic clic clic +1 PA mmHg O -2 Ppl mmHg 500 -5 0 V cc A El ciclo ventilatorio es una forma común de describir las.. variaciones de presión, volumen y numerosas variables que se grafican en ordenadas. CICLO VENTILATORIO Su forma mas simple incluye la presión alveolar la presión pleural el volumen En abscisas se encuentra el tiempo que habitualmente se presenta como la inspiración y la espiración. Se describe de esta manera el comportamiento de un pulmón monoalveolar u homogéneo de manera simple y puede complicarse hasta el infinito añadiendo variables. Inspiración Espiración MENU 1 de 7

  38. clic clic +1 PA mmHg O -2 Ppl mmHg -5 500 0 V cc Inspiración Espiración CICLO VENTILATORIO La variable que mas comúnmente se mide en clínica es el volumen espirado. Para tener un valor aproximado de la presión pleural se debe colocar un balón en esófago en una posición preestablecida en el tórax. Un equivalente de la presión alveolar se puede obtener midiéndola en la boca con equipos que interrumpen el flujo periódicamente. MENU 2 de 7

  39. REGRESAR clic clic clic +1 PA mmHg O -2 Ppl mmHg -5 500 0 V cc Inspiración Espiración CICLO VENTILATORIO En las condiciones de reposo ventilatorio, al inicio de una inspiración, la presión en el alveolo es cero. La presión intrapleural es ligeramente subatmosférica El volumen pulmonar está a nivel de Capacidad Funcional Residual (CFR) que suele graficarse como volumen cero a partir del cual se incorpora el gas inspirado. La contracción de los músculos inspiratorios desplaza los sistemas elásticos de su condición inicial y se genera una presión pleural mas subatmosférica, la que se mantiene mientras persista la acción muscular. MENU 3 de 7

  40. REGRESAR clic +1 PA mmHg O -2 Ppl mmHg -5 500 0 V cc Inspiración Espiración CICLO VENTILATORIO Parte de la energía del proceso queda en el sistema como energía elástica, necesaria para cambiar el volumen del pulmón. Si la energía del sistema es suficiente para reducir la presión intrapleural y también la presión alveolara valores subatmosféricos, se producirá el ingreso de unvolumen de gas al pulmón. MENU 4 de 7

  41. REGRESAR A clic clic +1 PA mmHg O -2 Ppl mmHg -5 500 0 V cc Inspiración Espiración Lainspiración se realiza con un trabajo ventilatorio que vence las resistencias pulmonares dinámica y elástica. Con un gradiente adicional de presión entre el alveolo ( PA ) y la boca ( Pbo ) se produce el ingreso de gas. Hay parte del trabajo realizado que no se traduce en movimiento de gas y se mantiene en el pulmón como energía elástica. CICLO VENTILATORIO Al producirse la relajación de los músculos inspiratorios en condiciones normales se genera una espiración pasiva o sin contracción de los músculos espiratorios, hasta CFR. (graficado como volumen cero) La salida del gas pulmonar depende de muchas otras condiciones. MENU 5 de 7

  42. clic clic clic A Ya se explicó en la pantalla anterior, pero sería conveniente insistir en este fenómeno: una espiración pasiva se inicia con la relajación de los músculos inspiratorios. CICLO VENTILATORIO La presión pleural simplemente regresa a los valores subatmosféricos del reposo ventilatorio. Se genera una presión positiva en el alveolo por la compresión del gas y por la liberación de la energía elástica, acumulada durante la inspiración. El gradiente de presión positiva en alveolo y cero en la boca conduce a la eliminación del gas del pulmón. MENU 6 de 7

  43. clic clic +1 +1 PA PA O O -2 -2 Ppl Ppl -5 -5 V V Inspiración Espiración Inspiración Espiración A REGRESAR Es necesario analizar el ciclo ventilatorio a fin ..................................... de entender la importancia del trabajo ventilatorio para incorporar los volúmenes de gas adecuados para una actividad metabólica normal o incrementada. Se calcula el trabajo como la sumatoria del producto de presión por volumen en cada uno de los puntos que comprende la inspiración; lo mismo es válido para la espiración. CICLO VENTILATORIO Existe un tipo de trabajo ventilatorio, necesario para lograr el estiramiento del pulmón desde el comienzo hasta el fin de la inspiración, lo que significa vencer la resistencia elástica del sistema. La energía aportada para este proceso no se traduce en ingreso de gas y es responsable de la retracción elástica pulmonar durante la espiración. Para que se produzca el ingreso del gas es necesario que se genere una presión adicional, a fin de vencer la resistencia de las vías al desplazamiento del gas. MENU 7 de 7

  44. REGRESAR . Normalmente hay una fracción de la ventilación total (Vc en cc o Ve en l / min) que no participa del intercambio de gases en la membrana alveolo-capilar y es lo que se llama volumen de espacio muerto ( Vm, cc ). clic clic A El volumen corriente (Vc) está compuesto del volumen de Espacio muerto ( )y el volumen Alveolar ( ) y son factores determinantes del intercambio de gases. VENTILACION ALVEOLAR Esta fracción está compuesta tanto por el aire contenido en las vías aéreas ( espacio muerto anatómico ) como por el gas que, aún llegando a los alvéolos, no participa de la transferencia de gases con la sangre ( espacio muerto alveolar ). El conjunto se llama espacio muerto fisiológico MENU 1 de 9

  45. REGRESAR Pero es necesario comprender que hay fracciones que no se miden como movimiento externo de gas, sino que solamente se pueden calcular como ventilación alveolar ( VA ) y ventilación del espacio muerto ( Vm ). . . clic clic clic clic La ventilación total ha sido descrita en la forma clásica, .......................... como el ciclo respiratorio. El intercambio del gas espirado se mide como el volumen corriente ( Vc, cc ) . VENTILACION ALVEOLAR Durante la espiración se elimina un Vc del cual 1/3 corresponde al Vm . En la inspiración siguiente un tercio corresponde al gas alveolar retenido en el espacio muerto y dos tercios a aire ambiente nuevo. Durante la espiración siguiente se elimina un Vc del cual 1/3 corresponde a Vm o a aire ambiente no ingresado al alveolo y dos tercios a VA. Siguiendo esta secuencia en cada ciclo hay un tercio de la ventilación no utilizada en difusión al capilar pulmonar de gas. Es el espacio muerto ( Vm cc ). VA = Vc - Vm MENU 2 de 9

  46. clic Cuando el Vc se multiplica por la frecuencia respiratoria ( Fr ) se convierte en una ventilación en la unidad de tiempo ( litro / min ) y se representa con el símbolo Ve. Lo mismo ocurre con el Vm y la VA como se verá en la pantalla siguien te. . . A VENTILACION ALVEOLAR Vm (cc) FiO2 = 0,21 FiCO2 = 0 Vc VA (cc) FAO2 = 0,16 FACO2 = 0,056 PAO2 100 PACO2 40 Cada fracción tiene composiciones gaseosas diferentes y que se modifican por necesidades metabólicas o por patología. MENU 3 de 9

  47. REGRESAR . El volumen minuto ventilatorio(Ve ) es el Vc multiplicado por la frecuencia ventilatoria ( Fr ) clic clic clic . . . Fr Ve Vm VA 10 5 l/min 1.5 l/min 3.5l/min . Ve = V c * Fr = VA * Fr + Vm * Fr . Ve = 5 l / min Vc Vm VA 0.5 l 0.15 l 03 l VENTILACION ALVEOLAR Lo mismo ocurre con la ventilación de espacio muerto: es el Vm (volumen, cc) por la frecuencia y se expresa como un volumen en la unidad de tiempo (cc / min, l / min). La ventilación del espacio alveolar es la VA ( volumen, cc ) por la frecuencia y se expresa como un volumen en la unidad de tiempo (cc / min, l / min ). MENU 4 de 9

  48. REGRESAR . . Vm 150cc = 0.15 litros Vm 0.15l * 10 =1.5 l / min . Vc 500cc 0.5 litros Ve 5 l / min . VA 0.35 * 10 = 3.5 l / min VA 350cc = 0.35 litros . clic clic . Cuando aumenta el Vm a Vc constante, como se mostrará en el dibujo y en las ecuaciones que siguen a continuación, se produce disminución de la VA. Para reponer la VA a valores normales se debe aumentar el Ve y el trabajo ventilatorio . , . . Ve = V c * Fr = VA * Fr + Vm * Fr . Vm 0.35 * 10 = 3.5 l / min Ve = 0.5 * 20 = 0.15 * 20 + 0.35 * 20 = 3 l / min +7 l / min . Ve = 0.3 * 20 = 0.15 * 20 + 0.15 * 20=3 l /min + 3l / min VA 0.15 * 10 = 1.5 l / min VENTILACION ALVEOLAR También puede ocurrir que al aumentar de manera exagerada la Fr o por alteraciones de la mecánica muscular disminuya el Vc y por ello disminuya la VA con Vm normal. La medición del volumen de gas espirado es muy importante, pero debe ser acompañado por el cálculo del Vm y de la VA si se desea interpretar el intercambio producido de O2 y CO2. MENU 5 de 9

  49. REGRESAR clic clic No hay medición directa del valor de Vm sino que debe procederse a su cálculo. VENTILACION ALVEOLAR Este cálculo se realiza en base a la medición del volumen espirado, la fracción de CO2 en gas espirado ( FeCO2 ) y la fracción de CO2 de fin de espiración que se supone igual a la fracción alveolar promedio ( FACO2 ). La masa de CO2 espirado ( Vc * FeCO2 ) tiene que ser igual al que estaba contenido por los alvéolos ( VA * FACO2 ) ya que el espacio muerto no contiene CO2 cuando se inspira aire ambiente puro. El espacio muerto en valor absoluto o como la relación Vm / Vc (VD / VT en inglés ) es de amplio uso y se puede representar por la siguiente relación Vm / Vc = ( FACO2 - Fe CO2 ) / FA CO2 La relación normal suele expresarse como forma porcentual ( 30 % ) o como fracción unitaria ( 0,3 ) MENU 6 de 9

  50. clic clic A Vm / Vc =( FACO2 - Fe CO2 ) / FA CO2 VENTILACION ALVEOLAR Se supone en estas ecuaciones que existe una relación ventilación perfusión normal (V / Q ) e igual en todo el pulmón. Como en realidad existe una desigual distribución de V / Q aún en el pulmón normal, el valor de Vm / Vc define mas exactamente la eficiencia del pulmón para eliminar CO2. El Vm anatómico, que corresponde al espacio de las vías aéreas sin intercambio de gases, puede modificarse en la realización de diferentes actividades por estimulación simpática o parasimpática o por el simple hecho mecánico de presentar un mayor diámetro de las vías ante volúmenes pulmonares aumentados. El Vm alveolar tiene que ver básicamente con la relación V/Q o espacios ventilados pero poco o nada perfundidos. MENU 7 de 9

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