Quais fatores determinam a difusão de o2 e co2 através da barreira alvéolo capilar?

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Giovanna machado- 1°periodo PRINCÍPIOS FÍSICOS DAS TROCAS GASOSAS: Depois que os alvéolos são ventilados com ar atmosférico, ocorre difusão do oxigênio dos alvéolos para o sangue pulmonar e a difusão do CO2 na direção oposta para fora do sangue PRESSÕES GASOSAS:  A força que o gás exerce sobre parede de algum lugar. (alveolar ou sanguínea)  A pressão é diretamente proporcional á concentração das moléculas de gás Fatores que determinam a pressão parcial de gás dissolvido em liquido: - Não só por sua concentração, mas também como pelo seu coeficiente de solubilidade. Quanto maior a solubilidade maior numero de pressão parcial -Ou seja, alguns tipos de moléculas especialmente a do CO2 são físicas ou quimicamente atraídas pelas moléculas de água enquanto outras são repelidas. Mais solúvel o gás menor a pressão parcial desse gás. A difusão ocorre de uma área de alta concentração para uma área de baixa concentração. FATORES QUE AFETAM A INTENSIDADE DIFUSÃO GASOSA EM LIQUIDO:  A diferença de pressão  Solubilidade  Área de corte transversal no liquido  Distância pela qual o gás precisa se difundir  O peso molecular do gás UMIDIFICAÇÃO DO AR INSPIRADO  PH20  Temp. corporal normal 37°, é de 47 mmHg INTENSIDADE COM QUE O AR ALVEOLAR É RENOVADO PELO AR ATMOSFERICO Se duplicar a ventilação, o tempo de “lavagem” cai pela metade, mas se reduzir pela metade a ventilação, o tempo de “lavagem” duplica  Por que o gás vai ser trocado lentamente, e precisa de mais 16 renovações CONCENTRAÇÃO DE OXIGÊNIO E PRESSÃO PARCIAL NOS SEU ALVÉOLOS:  Intensidade de absorção de oxigênio pelo sangue-aumenta a perfusão e ventilação  Pela intensidade de entrada de novo oxigênio nos pulmões pelo processo ventilatório. -Mais ventilação mais retiro oxigênio do meu alvéolo Difusão de O2 e CO2 UNIDADE RESPIRATÓRIA: Unidade respiratória também chamada de lóbulo respiratória  Troca gasosa- unidade respiratória composta: bronquíolo respiratório, ducto alveolar, sacos alveolares, átrio alveolar (parte dilatada dos alvéolos)  Possuem Membrana Respiratória, também chamada de Barreira hemato-aérea, ou hemato-alveolar que cobre os alvéolos dos pulmões Bronquíolos Terminais possuem parede com presença de m.liso e placas de cartilagem; maior resistência ao fluxo de ar, devido a sua menor quantidade; Bronquíolos Respiratórios presença de poucas fibras de m.liso ; menor resistência ao fluxo de ar devido a sua maior quantidade MEMBRANA RESPIRATÓRIA:  Camada de liquido surfactante  Epitélio alveolar (pneumócito tipo 1,2)  Membrana basal do epitélio alveolar  Espaço intersticial  Membrana basal dos capilares  Endotélio capilar COMPOSIÇÃO DA MEMBRANA ALVÉOLO-CAPILAR  É muito fina, em média 0,6 μm; em alguns locais chega a 0,2 μm  Nos locais onde há o núcleo da célula a membrana é mais espessa;  Os capilares tem grande área de secção transversal, porém, a quantidade de sangue no leito capilar  varia de 60 a 140 ml em qualquer momento;   O diâmetro médio de um capilar pulmonar é de 5 μm;   Passa praticamente 1 hemácia por vez na luz capilar FATORES QUE AFETAM A INTENSIDADE DE DIFUSÃO ATRAVÉS DA MEMBRANA:  Espessura da membrana- quanto maior a espessura, menor a intensidade da difusão Ex: aplicação de um soro fisiológico errado ao um paciente ocorreu um edema pulmonar, esse liquido vai pro interstício e a membrana, e o gás não consegue se difundir nesse liquido.  Área superficial da membrana Ex: um enfisema diminui a área do alvéolo consequentemente diminui a difusão do gás  Coeficiente de difusão do gás -constante-  Diferença de pressão do gás entre os dois lados da membrana ex: quanto maior a pressão Princípios físicos das trocas gasosas: Pressões gasosas: FATORES QUE AFETAM A INTENSIDADE DIFUSÃO GASOSA EM LIQUIDO: UMIDIFICAÇÃO DO AR INSPIRADO INTENSIDADE COM QUE O AR ALVEOLAR É RENOVADO PELO AR ATMOSFERICO Concentração de oxigênio e pressão parcial nos seu alvéolos: Unidade RESPIRATÓRIA: Membrana respiratória: Composição da membrana alvéolo-capilar Fatores que afetam a intensidade de difusão através da membrana:

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Trocas Gasosas nos Pulmões Difusão de Gases CONCENTRAÇÃO E PRESSÃO DE GASES RESPIRATÓRIOS • Ar atmosférico: Mistura de Gases (N2; O2; CO2 e e H2O). • Movimento aleatório e contínuo = Difusão; • Pressão de gases = Choque das moléculas umas com as outras e contra a parede do recipiente; • Sentido de difusão: Da região de maior [ ] para regiões de menor [ ]; • Ar que participa das trocas gasosas = Ar Alveolar • Pressão total de uma mistura de gases = Pressão Total • Pressão Parcial: Pressão que o gás exerceria se fosse o único gás a ocupar um determinado volume; • Ar Traqueal: Mistura contendo ar atmosférico saturada com vapor de água (da evaporação de água dos revestimentos epiteliais superiores à temperatura corporal de 37o C. CONCENTRAÇÃO E PRESSÃO DE GASES RESPIRATÓRIOS PRESSÃO PARCIAL DOS GASES AO ENTRAREM NOS PULMÕES • As pressões parciais de O2 e CO2 nos alvéolos variam pouco durante a respiração normal: Quantidade de O2 que inspiramos e de CO2 expiramos a cada respiração é similar a que se difunde para o sangue (O2) e para o alvéolo (CO2). • Todavia mudanças no padrão de ventilação alveolar podem afetar as pressões parciais de O2 e CO2 nos alvéolos. CONCENTRAÇÃO E PRESSÃO DE GASES RESPIRATÓRIOS FATORES QUE INTERFEREM NAS PO2 E PCO2 Fatores que interferem nas pressões parciais de O2 e CO2 nos alvéolos: • Ventilação Alveolar • Composição do Ar Inspirado Composição do Ar Atmosférico: • Ar atmosférico: O2: 20,1%; CO2: 0,3%, PH2O: 3,7%; N2: 78% (a temperatura ambiente de 25ºC e ao nível do mar). • Chega aos pulmões a temperatura constante de 37ºC e com pressão parcial de vapor d’água é de 47mmHg. Ventilação alveolar  Volume de ar que entra e sai dos alvéolos por min Vol. corrente: 500 mL  vol. alveolar: 350 mL e vol. espaço morto: 150 mL PRESSÃO PARCIAL DOS GASES -DIFUSÃO VentilaVentilaçção alveolar e Pão alveolar e PO2 O2 e Pe PCO2CO2 Ventilação alveolar – Difusão de Gases Espaço morto fisiológico (EMf): espaço morto anatômico + espaço morto alveolar (Em indivíduos normais EMf é igual ao EM anatômico) Pacientes com doenças em que ocorrem áreas ventiladas porem não perfundidas por sangue EMf >EMa Ventilação Alveolar (Va). Volume Frequência Corrente x respiratória = Ventilação Total Volume Frequência alveolar x respiratória = Ventilação Alveolar VEM=Volume do Espaço Morto Atenção: A ventilação total não é um indicador confiável da ventilação alveolar TROCAS GASOSAS NOS PULMÕES  O ar inspirado passa nas superfícies quentes e úmidas das vias aéreas e fica saturado de água e igualado a temperatura corporal.  HEMATOSE = Transporte de gases alveolar-capilar: difusão de O2 e CO2 através das membranas da unidade alvéolo-capilar. LEIS DOS GASES E SUAS APLICAÇÕES BIOLÓGICAS  Um gás também exerce pressão quando dissolvido em um líquido, ou seja, em solução  O2 eCO2 dissolvidos no sangue: as respectivas pressões parciais serão determinadas pelos volumes (concentrações) destes gases e de seus coeficientes de solubilidade PPO2 O2 e Pe PCO2CO2 NO AR ALVEOLAR E NO SANGUE NO AR ALVEOLAR E NO SANGUE CAPILARCAPILAR LEIS DOS GASES E SUAS APLICAÇÕES BIOLÓGICAS  Apesar de encontrarmos maior concentração de CO2 dissolvido no sangue em relação a O2, deve-se considerar primeiramente a pressão parcial na fase líquida, fisiologicamente importante quando pensamos no diferencial de pressão entre a fase gasosa e a fase líquida (força propulsora para a sua difusão através da membrana respiratória).  Compreensão das bases físicas envolvidas na difusão dos gases respiratórios entre a fase gasosa existente nos alvéolos e a fase dissolvida do sangue pulmonar:  1º) Conceitos de UR e MR UNIDADE RESPIRATÓRIA (UR) E MEMBRANA RESPIRATÓRIA (MR) Unidade respiratória: onde ocorrem trocas gasosas. • Compreende: – Bronquíolo respiratório; – Ductos alveolares; – Sacos alveolares; – Alvéolos. Unidade Respiratória BRONQUÍOLO, VASOS E ALVÉOLOS – TROCAS GASOSAS  MEMBRANA RESPIRATÓRIA – UNIDADE ALVÉOLO-CAPILAR  Principal sítio de trocas gasosas ao nível do pulmão S A 100 µm A: alvéolo S: septo inter-alveolar C: capilar C MEMBRANA RESPIRATÓRIA (Constituintes) 1) Camada de líquido e surfactante; 2) Epitélio alveolar; 3) Membrana basal epitelial; 4) Espaço intersticial; 5) Membrana basal do capilar; 6) Endotélio do capilar. Fatores que afetam a velocidade de difusão dos gases através da membrana respiratória: 1. Espessura de membrana; 2. Área de superfície da membrana; 3. Coeficiente de difusão do gás; 4. Diferença de pressão entre os dois lados da membrana respiratória. MEMBRANA RESPIRATÓRIA Fick's law states that diffusion of a gas across a sheet of tissue is directly related to the surface area of the tissue, the diffusion constant of the specific gas, the partial pressure difference of the gas on each side of the tissue and is inversely related to tissue thickness. TROCAS DE GASOSAS – MEMBRANA RESPIRATÓRIA Lei de Fick: A quantidade de gás difundido é diretamente proporcional ao coeficiente de difusão do gás e à diferença de pressão do gás. CAPACIDADE DE DIFUSÃO DOS GASES PELA MEMBRANA RESPIRATÓRIA A troca gasosa través da membrana respiratória nos pulmões ocorre por difusão simples regida pela Lei de Fick. Capacidade de Difusão: É proporcional a quantidade de gás que se difunde pela membrana a cada minuto para uma diferença de pressão de 1 mmHg. Capacidade de difusão do oxigênio:  21 mL/min/mm Hg. Capacidade de difusão do dióxido de carbono:  400 a 450 ml/min/mm Hg. DIFUSÃO DOS GASES PELA MEMBRANA RESPIRATÓRIA Lei de Fick: Segundo e Lei de Fick a quantidade de gás difundido por unidade de tempo (Vgás) é diretamente proporcional ao coeficiente de difusão do gás (Dgás) e a força propulsora desse gás (diferença de pressão parcial do gás: Pgás). Vgás= Dgás x Pgás Dgás= k x área x solubilidade espessura x raiz quadrada do PM DIFUSÃO DOS GASES PELA MEMBRANA RESPIRATÓRIA  A P parcial do gás é a força propulsora para a sua difusão através da membrana respiratória (pressão maior no alvéolo é maior que a pressão no sangue (ex. O2)  Ocorre difusão dos alvéolos para o sangue.  CO2: Situação inversa  Ocorre difusão dos sangue para os alvéolos. Deste modo: - Oxigênio: Diferença de pressões parciais (104 mm Hg – 40 m Hg)  Força propulsora para difusão do O2 através da membrana respiratória é de 64 mm Hg. - CO2: Diferença de pressões parciais (47 mm Hg – 40 mm Hg)  Força propulsora para difusão do O2 através da membrana respiratória é de 7 mm Hg. DIFUSÃO DOS GASES PELA MEMBRANA RESPIRATÓRIA  Apesar da  de pressão parcial de O2 e CO2 ser mantida relativamente constante, Situações em que a diferença de pressão pode estar alterada: • Doenças pulmonares obstrutivas: [O2] [CO2] e consequentemente as respectivas pressões alveolares diminuem  Altera-se, assim, o valor da diferença de pressão desses gases através da membrana respiratória. • Coeficiente de difusão (D): por sua vez, é inversamente proporcional à espessura da membrana respiratória, sendo, na realidade, resultante de uma combinação fatores (conforme a equação de Dgás): - Solubilidade do gás; - Área da membrana; - Espessura da membrana; - Peso molecular do gás. DIFUSÃO DOS GASES PELA MEMBRANA RESPIRATÓRIA  Doenças que diminuem a eficiência do processo de trocas gases: -Enfisema: Destruição de septos alveolares  Resulta em menor área para trocas gasosas. - Edema Pulmonar: A intensidade de difusão diminui devido ao aumento da distancia de difusão (espessura da membrana).

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Como ocorre a difusão dos gases entre os alvéolos e capilares sanguíneos?

Como se dá o transporte de O2 e CO2 pelo organismo?

Quais fatores influenciam a difusão de O2 e CO2?

Quais os fatores podem interferir na difusão dos gases?