Resumen de Principios de la Fisiología Respiratoria

## Introducción La fisiología respiratoria explica cómo el aire entra y sale de los pulmones, cómo los gases se distribuyen entre alvéolos, sangre y tejidos, y qué leyes físicas gobiernan ese intercambio. Este material sintetiza las leyes de los gases, el transporte de O₂ y CO₂, la mecánica de la ventilación y las presiones pleurales, con ejemplos clínicos y aplicaciones prácticas. ## 1. Composición del aire y transporte de gases > Definición: La atmósfera es una mezcla de gases donde cada componente ejerce una presión parcial independiente (Ley de Dalton). - Composición aproximada: N₂ $\approx$ 79%, O₂ $\approx$ 21%, CO₂ $\approx$ 0.04%. - La mayoría del O₂ en sangre viaja unido a **hemoglobina** (>98%); solo una fracción mínima está disuelta en plasma (Ley de Henry). ### Tabla comparativa: O₂, CO₂ y CO | Propiedad | O₂ | CO₂ | CO (monóxido) | |---|---:|---:|---:| | Afinidad por Hb (referencia) | 1× | 20× mayor que O₂ | ~250× mayor que O₂ | | % en aire | ~21% | ~0.04% | Trazas (patológico) | | Rol | Sustrato energético | Desecho metabólico | Tóxico | | Color de sangre | Rojo brillante | Rojo oscuro | Rojo cereza brillante | > Definición: Afinidad por Hb es la tendencia de una molécula a unirse a la hemoglobina frente a otra. Did you know que el monóxido de carbono (CO) desplaza eficazmente al O₂ de la hemoglobina porque tiene ~250 veces más afinidad, causando hipoxia silenciosa? Excelente ejemplo clínico: dormir con una estufa a gas en un cuarto cerrado puede producir intoxicación por CO sin señales de aviso ventilatorio. ## 2. Leyes de los gases aplicadas a la respiración > Definición: Ley de Boyle — a temperatura constante, $P\times V=\text{constante}$ (presión inversamente proporcional al volumen). - Ley de Boyle: explica la ventilación: al aumentar el volumen torácico, la presión intrapulmonar disminuye y entra aire; al disminuir el volumen, la presión aumenta y sale aire. - Ley de Dalton: la presión total es la suma de las presiones parciales de cada gas. - Ley de Charles: a presión constante, $V\propto T$ (el volumen varía con la temperatura). - Ley de Henry: la cantidad de gas disuelto en un líquido es proporcional a su presión parcial sobre el líquido. Ejemplo práctico: al ascender en altitud la PO₂ ambiental disminuye; por Dalton, la presión parcial de O₂ cae y se reduce la difusión hacia sangre. ## 3. Difusión de gases y gradientes de presión - La difusión ocurre a favor del gradiente de presión parcial (PO₂ y PCO₂). - Valores típicos aproximados: alvéolo PO₂ $\approx 100\ \text{mmHg}$, sangre venosa PO₂ $\approx 40\ \text{mmHg}$; el O₂ difunde hacia la sangre hasta acercarse a equilibrio. > Definición: Gradiente de presión parcial es la diferencia de presión de un gas entre dos compartimentos que impulsa la difusión. Fun fact: La superficie de intercambio alveolar es enorme (equivalente a una cancha de tenis, $\sim70\text{–}80\ \text{m}^2$), lo que maximiza la difusión. ## 4. Hemoglobina y transporte de O₂/CO₂ - Hemoglobina es una proteína tetramérica con cuatro grupos hemo; cada molécula puede unir hasta 4 O₂. - Mayoría del O₂ transportado unido a Hb (>98%), pequeña fracción disuelta (Ley de Henry). - CO₂ viaja en forma disuelta, ligada a proteínas y mayoritariamente como bicarbonato tras conversión por anhidrasa carbónica. ### Aplicación clínica: monóxido de carbono - CO compite con O₂ por la Hb y produce hipoxia tisular sin elevar el CO₂ arterial lo suficiente para provocar disnea o despertar reflejos respiratorios. ## 5. Ventilación pulmonar: inspiración y espiración > Definición: Inspiración es el proceso de entrada de aire; espiración es la salida de aire. ### Inspiración (activa) - Requiere contracción muscular y consumo de ATP. - Músculo principal: **diafragma** (se aplana y desciende), también intercostales externos. - Resultado: aumento del volumen torácico → por Ley de Boyle $P_{intrapulmonar}$ disminuye por debajo de $P_{atm}$ → entra aire. ### Espiración en reposo (pasiva) - No requiere