Gas Exchange Flashcards by Carolina Cunha

BTPS

Temperatura = 37ºC / 310K & pressão ambiente

Usado na fase gasosa

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STPD

Temperatura = 0ºC/273K & pressão = 760mmHg

Usado para gases dissolvidos no sangue

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Lei de Boyle

P1V1 = P2V2 numa certa temperatura

Usado na inspiração e expiração

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Lei de Dalton de Pressões Parciais

Ar Inspirado Seco:
Px = PB x F

Px -> pressão parcial dum gás
PB -> Pressão barométrica (soma de PCO2, PO2, PN2, PH2O)
F -> fracção de concentração do gás

Ar Humidificado (i.e. da traqueia):
Px = (PB - PH2O) x F

PH2O -> pressão de vapor d’água = 47mmHg (se T=37ºC)

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Lei de Henry para Concentrações de Gases Dissolvidos

Cx = Px x solubilidade

No equilíbrio, a pressão parcial dum gás na fase líquida é igual à pressão parcial na fase gasosa.
I.e. PO2 no alvéolos = PO2 nos capilares

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Lei Geral dos Gases

PV = nRT

P -> pressão
V -> volume
n -> moles
R -> constante
T -> temperatura

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Difusão de Gases -> Lei de Fick

DA(Pa-Ps)
Vx = ————
x

Vx -> volume de gás transferido por unidade de tempo
D -> coeficiente de difusão do gás
A -> área de superfície
(Pa-Ps) -> diferença da pressão parcial do gás em que a = alveolar e s = sangue
x -> espessura da membrana

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Coeficiente de Difusão

Combinação do coeficiente de difusão normal e solubilidade do gás.
Coeficiente de CO2 é 20x maior que o de O2

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Capacidade de Difusão Pulmonar (DL): o que é e como é que é medido?

Combina o coeficiente de difusão do gás, a área de superfície e a espessura da membrana (D & A & x)
Também tem em consideração o tempo preciso para o gás se juntar/ligar à proteínas (i.e. hemoglobina e O2).
Medido através de uma única respiração onde o sujeito respira uma mistura gasosa contendo uma baixa concentração de CO.
->taxa de desaparecimento de CO = proporcional a DL

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Efeito no DL em:

> enfisema
> fibrose/edema pulmonar
> anemia
> exercício

Enfisema:
Destruição dos alvéolos -> redução de área de superfície -> DL diminui
Fibrose/Edema Pulmonar:
Aumenta grossura da membrana/volume intersticial -> DL diminui
Anemia:
Diminuição de hemoglobina -> DL diminui
Exercício:
Aumento de perfusão sanguínea nos capilares -> mais área de superfície -> DL aumenta

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Quais é que são as 3 formas de gases em solução?

Dissolvido, preso (bound), e quimicamente modificado

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Gás Dissolvido

Para uma certa pressão parcial, maior a solubilidade, maior a concentração (Lei de Henry).
É a única forma que contribui para a pressão parcial.
N2 é o único gás inspirado que é unicamente transportado na forma dissolvida quando em solução.

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Gás Preso (Bound)

O2 & CO -> hemoglobina

CO2 -> hemoglobina e proteínas do plasma

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Gás Quimicamente Modificado

O exemplo mais importante: conversão de CO2 em bicarbonato (HCO3^-) por efeito da anidrase carbônica
-> maioria da CO2 é transportada nesta maneira

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Quais os 5 sítios em que PCO2 e PO2 são importantes para o transporte gasoso nos pulmões?

Ar seco inspirado
Ar húmido traqueal
Ar alveolar
Sangue venoso misto
Sangue arterial sistémico

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Ar Seco Inspirado (PO2 e PCO2)

PO2 = 160mmHg (=760mmHGx0.21) -> lei de Dalton
PCO2 = 0mmHg -> assumido que não há CO2 no ar inspirado

Ar Húmido Traqueal (PO2 e PCO2)

Assumido que o ar fica completamente saturado com vapor d’água -> PO2 diminui porque O2 está diluído pelo vapor -> usar Lei de Dalton para ar húmido
PO2 = 150mmHg (=[760-47]x0.21)
PCO2 = 0mmHg

Ar Alveolar (PO2 e PCO2)

O2 sai dos alvéolos e é adicionado para o sangue capilar pulmonar -> PO2 diminui = 100mmHg
CO2 sai do sangue capilar pulmonar e entra nos alvéolos -> PCO2 aumenta = 40mmHg
Transferência de O2 DO ar alveolar = consumo de O2 pelo corpo
Transferência de CO2 PARA ar alveolar = produção de CO2

Sangue Venoso Misto (PO2 e PCO2)

Composição deste sangue reflete a atividade metabólica dos tecidos
PO2 = 40mmHg -> relativamente baixo (tecidos consumiram O2)
PCO2 = 46mmHg -> relativamente alto (tecidos produziram CO2)

Sangue Arterial Sistémico (PO2 e PCO2)

PO2 & PCO2 = do sangue alveolar (100mmHg e 40mmHg) -> difusão de gases através da barreira alveolar/capilar é rápido -> sangue que sai dos capilares pulmonares tem mesmas pressões parciais que sangue alveolar

Shunt Fisiológico

Pequena fração de sangue pulmonar ignora os alvéolos e não é oxigenado -> sangue arterial sistémico tem PO2 ligeiramente menor que ar alveolar

Quais as 2 fontes do shunt fisiológico?

Sangue brônquico & sangue coronário venoso

Efeito de aumento do shunt fisiológico?

Equilíbrio entre gás alveolar e sangue capilar pulmonar não é atingido -> sangue capilar pulmonar não é oxigenado 100%
A-a difference aumenta

Quais são os dois fatores limitantes da troca gasosa?

Limitado por difusão

Limitado por perfusão

Definição limitado por difusão

Limitado por processo de difusão. | Se o gradiente da pressão parcial para o gás é mantido, a difusão continuará.

Definição limitado por perfusão

Limitado por fluxo de sangue. Se o gradiente de pressão parcial não é mantido, a única maneira de aumentar a quantidade de gás transportado é por aumentar o fluxo de sangue.

Desenhe o gráfico de troca gasosa limitada por difusão. Qual gás usado para ilustrar? Explique o gráfico/mecanismo. Porque que é que PaCO2 continua a aumentar e não encontra ponto de equilíbrio?

Costanzo, Pág. 214, Fig. 5.18 Ilustrado pelo transporte de CO (& O2 durante exercício duro & condições patológicas). No princípio do capilar não há CO no sangue capilar pulmonar -> PaCO2 é 0 -> maior gradiente de pressão parcial entre alvéolo e capilar -> maior força motriz -> difusão -> ao longo do capilar PaCO2 aumenta -> gradiente começa a diminuir Porque no sangue capilar, CO liga-se à hemoglobina -> não está livre na solução -> não contribui para pressão parcial no capilar -> pressão parcial no capilar continua baixa -> mantendo gradiente de pressão.

Desenhe o gráfico de troca gasosa limitada por perfusão. Qual gás usado para ilustrar? Porquê? Explique o gráfico/mecanismo. Como é que é limitado por difusão?

Costanzo, Pág. 214, Fig. 5.18 N2O porque é sempre livre em solução (&O2 em condições normais). PaN2O = 0 no sangue capilar & PAN2O é constante -> maior gradiente de pressão parcial -> maior força motriz -> difunde-se rapidamente N2O é completamente livre -> pressão parcial no capilar aumenta rapidamente -> equilíbrio é atingido no primeiro quinto do capilar.

O transporte de O2 pode ser ambos limitado por difusão e perfusão. Atribua um exemplo para cada.

Limitado por perfusão -> pessoa normal em repouso | Limitado por difusão -> pessoa em exercício físico exaustivo/patologia como fibrose

Transporte O2 limitado por perfusão: - Desenhe o gráfico - Explique o mecanismo/gráficos. Inclua quando atinge equilíbrio.

Fig. 5.19, Pág. 215, Costanzo PAO2 = 100mmHg = constante -> No princípio do capilar PaCO2 = 40mmHg -> grande gradiente de pressão parcial -> difusão de O2 para o capilar -> PaCO2 aumenta -> inicialmente o gradiente é mantido porque O2 liga-se à hemoglobina -> equilíbrio é atingido a um terço do capilar

Transporte O2 limitado por difusão: - Desenhe o gráfico - Explique o mecanismo/gráficos. Inclua quando atinge equilíbrio. - Aumento/diminuição de transferência de O2?

Fig. 5.19, Pág. 215, Costanzo Fibrose = parede alveolar é mais grossa -> aumenta a distância de difusão (diminuição de DL) -> taxa de difusão de O2 diminui e IMPEDE o equilíbrio (PaCO2 < PACO2) -> diminuição de PaCO2 no sangue sistémico e PO2 na mistura de sangue venoso Gradiente de pressão parcial é mantido ao longo do capilar logo é um processo limitado por difusão. Diminuição de transferência de O2

Transporte de O2 em grandes altitudes: - Desenhe o gráfico - Explique o mecanismo/gráficos. Inclua valores de PACO2, PaCO2 e quando atinge equilíbrio. - O efeito numa pessoa com fibrose

Fig. 5.19, Pág. 215, Costanzo PAO2 = 50mmHg e PaCO2 = 25mmHg -> gradiente de pressão parcial é mais baixo que normal (25mmHg em vez de 60mmHg) -> difusão de O2 diminui -> equilíbrio ocorrerá mais lentamente -> equilíbrio atingido a dois terços do capilar (em vez de 1/3). Fibrose = valor de equilíbrio de PaCO2 será 30mmHg em vez de 50mmHg -> prejudicar a entrega de O2 aos tecidos.

Em qual destes é que há equilíbrio: | Limitado por perfusão ou difusão?

Limitado por perfusão