Full transcript
0:00esta es la cuarta y última parte del
0:03seminario número 9 de fisiología
0:05cardiorrespiratoria
0:09cristian board el padre de niels por el
0:12famoso físico y premio nobel era médico
0:17e investigador y desarrolló un método
0:20para estimar el volumen del espacio
0:23muerto fisiológico a partir de la
0:25concentración exhalada de dióxido de
0:27carbono comparándola con la presión al
0:30violar del mismo
0:33el principio en el que se basa esto es
0:35que el aire ambiental es muy escaso en
0:38dióxido de carbono prácticamente no hay
0:41y en el aire violar el dióxido de
0:43carbono es abundante
0:46y esto tiene la ventaja con respecto al
0:48método de fowler de que el dióxido de
0:50carbono que hay en el aire a violar no
0:54solo me va a hablar de mezcla con el
0:56aire para federico sino que además me
0:58está hablando de matos es de intercambio
1:01con la sangre ese dióxido de carbono no
1:04se origina en el alveolos se origina en
1:06los tejidos es la consecuencia de la
1:09respiración interna a nivel mitocondrial
1:10en los tejidos
1:14el método va a consistir en comparar el
1:17aire exhalado la cantidad de dióxido de
1:19carbono que tiene con el dióxido de
1:21carbono que hay en la sangre que es un
1:24equivalente el de la sangre arterial a
1:26la presión al violar de dióxido de
1:27carbono
1:29y básicamente consiste en realizar una
1:32inspiración normal un volumen corriente
1:37500 mililitros
1:40previamente venía ventilando aire
1:43ambiental también es lo mismo es una
1:45ventilación cualquiera recogemos el aire
1:48exhalado y comparamos la concentración
1:50de dióxido de carbono que tiene este
1:52aire con la presión que hay en el al veo
1:55lo que es la presión arterial de dióxido
1:58de carbono
2:00esta relación nos va a demostrar
2:03qué proporción de los exhalado
2:05corresponde al espacio muerto
2:08el principio detrás es básicamente el
2:11mismo que en el caso anterior
2:16e inspirar un incorpora 500 mililitros
2:19de aire fresco
2:21los alveolos también reciben 500
2:23mililitros pero no de aire fresco
2:24totalmente los primeros 150 mililitros
2:28que entran los alveolos en el aire que
2:29había quedado atrapado en el espacio
2:31muerto anatómico
2:33y ese aire tiene la concentración la
2:36misma conservación que al final de la
2:39espiración previa tenían los alveolos al
2:41aire al violar
2:42al ingresar en la nueva bocanada de aire
2:45fresco la parte correspondiente a la
2:49ventilación alveolar difunda y se mezcla
2:51con el aire que haya y esto es la
2:53capacidad residual funcional que en un
2:56individuo puede estar entre los 2 y los
2:583 litros en función del peso y el tamaño
3:03al exhalar
3:05va a ver una primera parte la
3:07correspondiente al espacio muerto
3:08anatómico que no va a haber sido
3:11modificada y no va a tener dióxido de
3:13carbono va a tener mucho nitrógeno
3:15oxígeno y nada casi de dióxido carbono y
3:18después una segunda parte que va a ser
3:20rica en dióxido de carbono
3:22en los tiempos de board no era posible
3:24determinar la cantidad de dióxido de
3:29carbono de un flujo respiratorio que
3:31está saliendo en ese instante no podía
3:34construir una curva de este tipo
3:37pero si podía recoger el aire exhalado y
3:41ver cuál era la resultante de la
3:42concentración total promediando la
3:45concentración de dióxido carbono en todo
3:47el aire exhalado y comparándola con la
3:49presión alveolar de dióxido de carbono
3:52podía determinar
3:55cuál era el porcentaje del aire exhalado
3:57que correspondía a la ventilación del
3:59espacio muerto
4:02basándose en estas ideas cristian board
4:05desarrolló una ecuación que le permite
4:08estimar el volumen correspondiente al
4:11espacio muerto fisiológico comparando la
4:15concentración de dióxido de carbono en
4:17el aire espirado con la presión parcial
4:20de dióxido de carbono a nivel del violar
4:23el razonamiento es el siguiente
4:26la cantidad de dióxido de carbono que
4:28hay en el aire espirado es la suma de la
4:32cantidad aportada por las vías
4:34respiratorias de conducción que sabemos
4:36que va a ser nula más la cantidad de
4:40dióxido de carbono aportado por el aire
4:42alveolar
4:44supuestamente todo el dióxido de carbono
4:46proviene de los tejidos del metabolismo
4:49de la respiración interna a nivel
4:51mitocondrial y su presencia en el aire
4:54espirado va a deberse al intercambio que
4:58hubo entre la sangre y el aire al violar
5:01a nivel de los alveolos
5:03esta misma forma ecuación la podemos
5:07escribir así volumen expirado por la
5:10concentración de dióxido de carbono en
5:12el aire espirado es igual a la suma
5:14entre el volumen del espacio muerto late
5:17en inglés en vez de espacio muerto por
5:19la concentración de dióxido carbono en
5:21el espacio muerto este valor va a ser
5:22cero por lo tanto esto todo va a ser
5:24cero más el volumen correspondiente al
5:27dióxido de carbono de violar que lo
5:30escribimos como el volumen expirado
5:33total mixto menos el volumen del espacio
5:36muerto por la concentración al violar de
5:39dióxido de carbono
5:42esto lo desarrollamos así sacando esto
5:45que va a quedar cero y a continuación
5:48como concentraciones y presiones de
5:51parciales son equiparables y la
5:54constante que las equipara
5:57en el gas al violar y en el gas expirado
5:59es la misma porque empuja se se
6:01encuentra en la misma temperatura y
6:03tiene las mismas características de
6:04humectación entonces directamente
6:06reemplazamos concentraciones por
6:08presiones parciales
6:12esta ecuación resultante se puede
6:14desarrollar así y de esta manera la
6:18relación entre el volumen
6:20representando la ventilación del espacio
6:23muerto sobre la ventilación total es
6:26como la presentó board y esta es la
6:28ecuación de board
6:32para quien tenga dudas cómo se llega a
6:34matemáticamente de esto a esto
6:41yo la resolví de esta manera simplemente
6:43dejo la imagen para que lo vean
6:48si probamos esta ecuación poniéndole
6:50números vemos que es bastante intuitiva
6:54los valores normales de 40 milímetros de
6:57mercurio a la presión al violar de
6:59dióxido de carbono y 28 milímetros
7:01mercurio la presión expirada de dióxido
7:04de carbono arrojan una relación del 30
7:06por ciento
7:08este es un valor normal alrededor de
7:10esto y aproximadamente un 30% de lo que
7:14ventilamos es para movilizar aire del
7:17espacio muerto a la atmósfera y
7:19viceversa
7:21en cambio podemos imaginar una situación
7:23sin espacio muerto hipotética no en este
7:27caso el aire espirado va a tener la
7:30misma presión que el aire al violar
7:33por lo tanto
7:35pasa el ceo esta relación y inverso esto
7:39es más posible podemos imaginar una
7:41ventilación que no movilicen nada de
7:44aire al violar
7:45por ejemplo un perro jadeando no
7:48moviliza casi nada porque estaba
7:49ventilando para termo regular o un una
7:53persona haciendo snorkel y respirando a
7:55través de un tubo gigante que tiene más
7:59volumen que el volumen corriente que
8:00está ventilando básicamente está
8:03movilizando aire de la atmósfera al tubo
8:05del tubo a la atmósfera pero los
8:07pulmones siempre tienen los alberos el
8:09mismo aire en ese caso
8:12el dióxido de carbono que va a haber en
8:14el aire espirado va a ser cero y la
8:17relación más al 100% el 100% de lo que
8:20esté ventilando ese espacio muerto
8:24podemos ahora precisar con un poco más
8:27de detalle cuál es la relación entre ese
8:31volumen expirado de dióxido de carbono y
8:34la ventilación alveolar
8:38el volumen expirado de dióxido de
8:39carbono va a depender de cuántas
8:43ventilaciones violar haya
8:45y cuál es la fracción al violar de
8:48dióxido de carbono en ese aire espirado
8:52cuanto más de ambos haya mayor cantidad
8:55de dióxido de carbono se respirara
9:00y esa fracción de dióxido de carbono es
9:03a su vez inversamente proporcional a la
9:06ventilación alveolar y directamente
9:09proporcional
9:10a la tasa de producción de dióxido de
9:12carbono por el cuerpo
9:14un dato que dependerá del metabolismo
9:19esa fracción al violar de dióxido de
9:22carbono también es fácil de convertir a
9:24presión
9:25albert de dióxido de carbono es una
9:27fracción sobre la presión barométrica
9:29menos la presión de vapor de agua porque
9:33el aire al violar está saturado de vapor
9:36de agua a 37 grados centígrados la
9:40presión que el vapor de agua tiene es 47
9:43milímetros de mercurio
9:46de lo que resta si estamos a nivel del
9:48mar serían 700 13 milímetros de mercurio
9:53multiplicado por la fracción alveolar
9:55del dióxido de carbono podemos obtener
9:57la presión albiverde de dióxido de
9:59carbono y esa presión al violar de
10:02dióxido de carbono será también al igual
10:04que la fracción directamente
10:06proporcional a la tasa de producción de
10:08dióxido de carbono del cuerpo e
10:10inversamente proporcional a la
10:12ventilación alveolar
10:15esta presión al violar de dióxido de
10:17carbono en individuos sanos está en
10:20equilibrio y es igual a la presión
10:22arterial de dióxido de carbono
10:25y si uno
10:27a partir de un valor medio de
10:29ventilación aumenta la ventilación el
10:33doble la presión al violar de dióxido de
10:36carbono cae a la mitad
10:39si por el contrario la ventilación se
10:41reduce a la mitad
10:43la presión al violar de dióxido de
10:44carbono aumenta al doble
10:48hay una relación inversamente
10:49proporcional entre la presión al hablar
10:52de dióxido carbono y la ventilación
10:55alveolar
10:56y si el individuo sano esta relación es
10:59exactamente igual
11:01en relación a la presión arterial de
11:04dióxido de carbono
11:05la sigla para definir la presión
11:08arterial del dióxido de carbono es
11:11parecida a ésta sólo que la es minúscula
11:17y cuál es entonces la relación entre la
11:19ventilación alveolar y las presiones al
11:22violar es de oxígeno
11:25como vemos en este gráfico a medida que
11:28la ventilación alveolar aumenta la
11:31presión el valor de oxígeno también
11:32tiende a aumentar
11:36de todos modos si un individuo tiene un
11:39valor alrededor de 100 milímetros de
11:41mercurio de presión al valor de oxígeno
11:43que es un valor normal
11:45nunca va a poder duplicarlo por más que
11:47hiper ventilen ya que el valor máximo
11:50teórico que podría llegar a tener
11:53es el valor de la presión inspirada de
11:56oxígeno que a nivel del mar respirando
11:59aire ambiental es 149 milímetros de
12:03mercurio
12:05de todos modos si queremos estimar la
12:08presión al violar de oxígeno sea cual es
12:10la cantidad de oxígeno que tiene ese
12:12aire que hay en él alveolo
12:15podemos hacerlo utilizando la ecuación
12:18del aire al violar también conocida como
12:21ecuación del gas al violar me gusta más
12:23decir aire porque en él alvéolo hay una
12:26mezcla gaseosa no es un gas es un aire
12:30diferente al de la atmósfera
12:33en esta ecuación tratamos de deducir
12:37cuanto queda de esos 149
12:42milímetros de mercurio de oxígeno que
12:44son la presión inspirada de oxígeno
12:46cuando ya da
12:48se mezcló con el aire preexistente y ya
12:52difundió a los tejidos
12:55no podemos saber cuánto oxígeno difundió
12:58desde el interior del alvéolo hacia la
13:00sangre directamente no lo podemos medir
13:03pero indirectamente podemos
13:06calcularlo entendiendo que el dióxido de
13:10carbono que el alvéolos libera no viene
13:15de la atmósfera viene de adentro del
13:16cuerpo y fue producido utilizando ese
13:19oxígeno que el cuerpo extrajo
13:22la relación entre cuanto dióxido de
13:26carbono produzco con el oxígeno
13:28consumido
13:30es el cociente respiratorio que es
13:33literalmente la relación entre la tasa
13:36de producción de dióxido de carbono / la
13:39tasa de producción de oxígeno y este
13:41valor va a depender de la dieta
13:43básicamente
13:45un individuo con dieta totalmente de
13:47hidratos de carbono sería uno y a medida
13:50que es una dieta mixta y empezamos a
13:51incorporar más proteínas y grasas
13:54y es 0,82 por ejemplo un valor medio
14:00podemos restarle a la fracción inspirada
14:03de oxígeno
14:05a la presión inspirada de oxígeno
14:07podemos restarle ese valor de presión al
14:11violar de dióxido carbono corregido por
14:15este cociente respiratorio y con eso
14:17tenemos una aproximación de cuánto
14:20oxígeno difundió desde el alvéolo hacia
14:24la sangre
14:25entonces la ecuación del aire el violar
14:28me da una presión a violar aproximada
14:31idealizada de oxígeno promedio de todos
14:34los alvéolos y es básicamente la presión
14:37inspirada de oxígeno que es la fracción
14:40inspirada por lo que queda entre la
14:43presión barométrica menos la presión de
14:45vapor de agua que a 37 grados es 47
14:49milímetros de mercurio ya hemos hablado
14:50de esto
14:52todo esto es la presión inspirada de
14:54oxígeno menos la presión al violar del
14:57dióxido de carbono en un individuo sano
15:00es igual a la presión arterial de
15:01dióxido de carbono sobre el cociente
15:04respiratorio que dependerá de la dieta y
15:06en un promedio con dieta mixta
15:08mediterránea es
15:110.82
15:14qué pasa entonces con la presión
15:16arterial de oxígeno una vez que difunde
15:20desde los capilares pulmonares y entra
15:22en el circuito sistémico
15:27muchas veces por simplificación se
15:29consideran prácticamente iguales la
15:32presión al violar y la presión arterial
15:34de oxígeno pero la verdad es que es unos
15:37milímetros de mercurio más baja la
15:39presión
15:41arterial de oxígeno que la presión al
15:43violar
15:45es cierto que en la mayor parte de los
15:48alberos se llega a un equilibrio entre
15:51la presión de oxígeno al violar y la
15:53presión en el cap y lara pero
15:57hay algunos sectores en los que la
15:58relación ventilación perfusión no es la
16:00ideal también hay una mezcla derecha a
16:04izquierda a nivel del circuito de las
16:06arterias bronquiales
16:08y también hay algunos sectores del
16:11pulmón donde quizá la difusión no es la
16:13óptima lo más importante es la
16:16alteración ventilación perfusión
16:19normal fisiológica por lo que no es
16:22totalmente eficiente el sistema y se
16:24pierde en algunos milímetros de mercurio
16:27igualmente el valor se mantiene a lo
16:30largo de los grandes vasos y también
16:32hasta llegar a las arteriolas y recién
16:35cae dramáticamente en los capilares
16:36sistémicos donde empieza a pasar a los
16:39tejidos y queda en un valor mínimo que
16:43en sangre venosa mixta ronda los 40
16:45milímetros de mercurio y es el valor que
16:47tiene cuando después vuelve
16:51por los capilares pulmonares a
16:54oxigenarse una vez más en esa difusión
16:56que hay en él alveolo
16:59y para finalizar propongo que analicemos
17:02cómo va cayendo la presión de oxígeno
17:05desde la atmósfera hasta la mitocondria
17:11si estamos a nivel del mar la presión
17:13atmosférica es de 760 milímetros de
17:16mercurio y la fracción de oxígeno es del
17:1921% la presión atmosférica presión
17:23parcial de oxígeno es de 159 milímetros
17:26de mercurio el primer caída al ac al
17:29entrar a la tráquea como dijimos ya el
17:32aire traqueal humecta calienta ese aire
17:36que entra por lo tanto ya la presión
17:39parcial de oxígeno es un 21% del espacio
17:43que le dejaba el vapor de agua es un 20
17:46por ciento de 713 milímetros de mercurio
17:48y ya cayó de 159 a 149
17:53después a nivel del alvéolo como vimos
17:56se mezcla con el aire al violar difunde
17:59el oxígeno hacia las arterias y está en
18:02equilibrio esto es lo que calcula vamos
18:04con la ecuación del gas al violar cayó
18:06otra vez bastante ahora está apenas por
18:10encima de 100
18:11supongamos 104 milímetros de mercurio
18:14después a nivel arterial sistémico cae
18:18un poquito más por esas tres razones que
18:20recién describimos
18:22y luego en los capilares cuando llega a
18:25los tejidos cae mucho más esto es
18:28variable no va a ser lo mismo un vaso
18:31subcutáneo que un vaso en las coronarias
18:34o en el cerebro
18:36pero bueno un término medio rondaría
18:40que con una caída a 40 milímetros de
18:43mercurio en la presión de oxígeno en el
18:46extremo venoso del capilar
18:49desde aquí a la mitocondria que además
18:51cae prácticamente a cero
18:54y esto es lo que está estableciendo al
18:56verdadero gradiente de presión
18:58la respiración es una reacción química
19:01que ocurre adentro de la mitocondria
19:04y toda la respiración externa son los
19:07diferentes procesos que le llevan a esa
19:09meta andrés de cada uno de nuestros
19:11tejidos el oxígeno para que oxide
19:14glucosa y
19:17haga a partir de ella atp y dióxido de
19:19carbono
19:23y de esta manera terminamos la clase
19:26espero que les haya servido muchas
19:29gracias por su atención