Aplicación
de las Leyes de los Gases en la
Respiración.
Para una mejor comprensión se recomienda ver antes los
siguientes videos:
Las leyes de los gases afectan a las reacciones del cuerpo
cuando hay cambios de presión atmosférica, temperatura y volumen. Una ley que complementa
al tratado de Boyle-Mariotte es la ley (de Gay-Lussac) que establece
la relación entre el volumen y la presión al que está sometido un gas y su
temperatura en el sentido de que presión multiplicada por el volumen y dividido
por la temperatura es constante, si bien la relación con la temperatura no es
muy importante en la función respiratoria humana, ya que el aire inspirado se
calienta antes de llegar a los pulmones a una temperatura prácticamente
constante. Según la ley de Charles, el volumen de un gas siempre que la presión
sea constante, es proporcional a su temperatura.
Cuando los gases penetran en los pulmones están más calientes
que el exterior debido que por el paso de la nariz y la laringe sufren un
calentamiento y una filtración para no permitir entrada a agentes patógenos pero
la presión es igual que la atmosférica, se expanden y aumenta ligeramente
el volumen pulmonar debido a la contracción de algunos músculos como lo es el
diafragma.
Ya sabemos que el aire inspirado, procedente de la atmósfera es
una mezcla de diversos gases entre ellos el oxígeno, el dióxido de carbono y el
agua en estado gaseoso; y que a su paso por las vías respiratorias altas se va
humedeciendo y calentando. Si a esto le añadimos que continuamente se está
produciendo una extracción de oxígeno del aire alveolar y una incorporación
mantenida de dióxido de carbono procedente de la sangre al aire alveolar, es
lógico pensar que la composición del aire atmosférico y del aire alveolar no es
la misma y que al variar el porcentaje de cada gas en la mezcla, también lo
hará la presión parcial de cada gas en el alvéolo. Otra variable que interviene
en el proceso de difusión de los gases respiratorios es el coeficiente de
solubilidad de cada gas. Los gases pasa difundirse deben disolverse en los
tejidos corporales, constituidos básicamente por agua.
El índice de difusión de un gas a través de la
membrana respiratoria es: directamente proporcional al área de superficie, a la
solubilidad de ese gas para pasar por la membrana pulmonar y a las presiones
parciales, e inversamente proporcional al espesor de la membrana que tiene que
atravesar y a la raíz cuadrada del peso molecular del gas.
La sangre venosa que procede de todos los tejidos del
organismo es pobre en oxígeno, siendo la presión parcial del oxígeno
de 40 mm Hg. Esta sangre crea un gradiente de presión que
favorece el paso de oxígeno desde el alvéolo (104- 105 mm Hg) al
capilar pulmonar. A la salida del capilar, la sangre ya oxigenada eleva su
presión parcial de oxígeno aproximadamente uno 100 mm Hg.
Con el dióxido de carbono ocurre al contrario, es decir, la
sangre venosa va recogiendo el CO2 producido por los tejidos y a la
entrada en los capilares pulmonares la presión parcial es de 45- 46 mm Hg,
como en el alvéolo la presión parcial de este gas es menor, existe un gradiente
que favorece el que el anhídrido carbónico deje el capilar para ir hacia el
alvéolo y ser expulsado en la exhalación,
Este gradiente de presión es menor que el que necesita el
oxígeno para difundirse pero es suficiente ya que el coeficiente de solubilidad
del anhídrido carbónico es mucho mayor que el del oxígeno.
El último proceso de la respiración es el de la respiración
interna, también denominada respiración tisular donde la sangre que llega al
corazón una vez oxigenada es bombeada por el ventrículo izquierdo hacia la
aorta y de ahí hacia todas las células del organismo. Se produce entonces el
intercambio de gases entre los capilares sanguíneos de los tejidos y las
células de tal forma que la sangre se convierte en sangre pobre en oxígeno y
con más anhídrido carbónico. Los gases tienen que pasar de la sangre a las
células, en el caso del oxígeno, para ofrecerse a las mismas a fin de poder
obtener energía aeróbica en los procesos metabólicos, y el anhídrido carbónico
producido en el interior de las células producto de los procesos metabólicos,
debe de alcanzar los alvéolos para ser eliminado por la respiración.
A los capilares de los tejidos llega la sangre oxigenada con
una presión parcial de oxígeno de 105 mm Hg, como la presión
parcial del oxígeno en las células de los tejidos es menor (entre 10
y 30 mm Hg) porque la célula lo consume rápidamente, el gas
tiende a difundirse hacia el líquido intersticial y las células hasta que la
presión parcial del oxígeno en la sangre baja a los niveles con los que entra
en el torrente circulatorio venoso (40 mm Hg).
El recorrido del dióxido de
carbono es en sentido contrario del que hace el oxígeno, ya que la presión parcial
de CO2 en las células de los tejidos es mayor que la de la
sangre arterial y, sin ser tan grande la diferencia de presiones, la difusión
se ve facilitada por el alto coeficiente de solubilidad que tiene este gas. A
medida que pasa CO2 de las células a la sangre, la presión parcial
del CO2 en sangre va aumentando hasta llegar a los niveles que tiene
la sangre venosa del capilar (45 mm Hg). Esta sangre es llevada de en
dirección centrípeta hacia el corazón derecho, desde donde es bombeada hacia
los pulmones e iniciar un nuevo ciclo respiratorio.
Referencias:
García-Colín Leopoldo. Y sin embargo se mueven...Teoría cinética de la materia. FCE. Ciudad de México.2012. págs.131
N.Marieb Elaine. Anatomía y Fisiología Humana. Pearson. Madrid. 2008.págs. 440-467
Referencias:
García-Colín Leopoldo. Y sin embargo se mueven...Teoría cinética de la materia. FCE. Ciudad de México.2012. págs.131
N.Marieb Elaine. Anatomía y Fisiología Humana. Pearson. Madrid. 2008.págs. 440-467
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