PRESSIONI PARZIALI E DIFFUSIONE DI O2 e CO2 TRA ALVEOLI E CAPILLARI

Presentazione sul tema: "PRESSIONI PARZIALI E DIFFUSIONE DI O2 e CO2 TRA ALVEOLI E CAPILLARI"— Transcript della presentazione:

1 PRESSIONI PARZIALI E DIFFUSIONE DI O2 e CO2 TRA ALVEOLI E CAPILLARI
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2 Velocità di rinnovamento dell’aria alveolare
capac. funz residua = 2300 ml vol alveol scambiato = 350 ml La velocità di rinnovamento di un gas inspirato aumenta se aumenta la Valv . PO2 e PCO2 alveolare in funzione della ventilazione alveolare - La pressione parziale di O2 e CO2 presente negli alveoli è determinata dalla pressione di O2 presente nell'atmosfera e dalla produzione di CO2 del nostro organismo. - L'equilibrio, a livello alveolare dell'O2 atmosferico e della CO2 che diffonde dai capillari polmonari determina i valori di equilibrio dei due gas all'interno dell'alveolo. - Oltre a ciò, la ventilazione alveolare condiziona fortemente il contenuto di gas all'interno dell'alveolo. - Aumentando la ventilazione (iperventilazione) aumenta la quantità di O2 e si riduce la quantità di CO2. In regime di ipoventilazione la situazione si inverte. Respiratorio_3

3 . . . . Il rapporto ventilazione/perfusione (VA/Q)
Il rapporto ottimale VA/Q  1 è un valore medio su tutto il polmone In queste condizioni, la PO2 e PCO2 alveolari valgono: PO2 = 104 mmHg PCO2 = 40 mmHg Respiratorio_3

4 . . . . ventilazione bloccata perfusione bloccata PO2 = 40 mmHg
PCO2 = 45 mmHg PO2 = 149 mmHg PCO2 = mmHg (aria inspirata) (sangue venoso) Quando VA/Q  1 : . Si possono verificare condizioni estreme in cui: VA/Q = 0 VA/Q =  oppure PO2 = 104 mmHg PCO2 = 40 mmHg . . . Respiratorio_3

5 . . Esempi di VA/Q < 1 2 1 1 - nel blocco alveolare VA si riduce 2 - nello “shunt” venoso Q aumenta 3 – nella parte bassa dei polmoni i capillari sono più dilatati per effetto della gravità. Q è maggiore delle parti superiori. . La ventilazione non è sufficiente a ossigenare il sangue che arriva ai polmoni . . La ventilazione è maggiore del flusso sanguigno polmonare . Esempi di VA/Q > 1 1 – per effetto della gravità nella parte alta dei polmoni i capillari sono collassati. Q è minore delle parti inferiori del polmone 2 – nell’enfisema polmonare l’area di scambio è ridotta. VA è molto grande Respiratorio_3

6 Differenze regionali del rapporto ventilazione/perfusione
- In posizione eretta la ventilazione alveolare VA è maggiore alla base del polmone rispetto all’apice - In posizione supina queste differenze diminuiscono Anche la perfusione dei capillari polmonari (Q) alla base è superiore che all’apice (gravità). VA diminuisce percentualmente meno di Q, per cui il rapporto VA/Q è minore di 1 alla base e maggiore di 3 all’apice. . . . . . . - Conseguenze: Il sangue nella parte bassa è meno ossigenato di quella alta. Dato che la zona bassa è più perfusa e contribuisce maggiormente al flusso totale, il sangue in uscita dal polmone è meno ossigenato di quello alveolare (100 mmHg invece di 104 mmHg) Respiratorio_3

7 La vasocostrizione ipossica polmonare
E’ un fenomeno adattativo che migliora l’ossigenazione del sangue Se la PO2 diminuisce, le arteriole polmonari si vasocostringono dirottando il sangue ai vasi dove la PO2 è maggiore Rallentare il flusso quando la PO2 è bassa equivale a migliorare l’ossigenazione del sangue Avviene l’esatto contrario di quanto accade alle arteriole periferiche che si vasodilatano se PO2 diminuisce - Ipossia da alta quota (se protratta nel tempo) causa: ipertensione polmonare, aumento del lavoro ventricolare destro, edema polmonare (mal di montagna). Respiratorio_3

8 Scambi di gas attraverso la membrana respiratoria
Il sistema respiratorio è caratterizzato da una vastissima area di scambio ( 70 m2) che scambia gas con un volume di sangue presente nei capillari polmonari che varia tra 70 e 140 ml. Calcoliamo quanto è la distanza media (Dx) che dovranno percorrere i gas scambiati tra alveoli e capillari: 70 m2 x Dx = 140 cm3 Dx = 140 / (70 x 104) cm = 2 x 10-4 cm = 2 mm ovvero una distanza pari allo spessore di un eritrocita La “membrana respiratoria” che un gas deve superare è molto sottile (spessore medio 0.5 mm) Permette un rapido scambio di gas tra alveolo e capillare Respiratorio_3

9 Diffusione di O2 e CO2 nel sangue
Per la diffusione di O2 e CO2 vale la stessa legge descritta in precedenza: D = DP x S x A d x  P.M. I fattori costitutivi d e A sono uguali per l’O2 e la CO2 e possono variare con il tempo: lo spessore della “membrana respiratoria” d può aumentare a causa di edemi o fibrosi polmonari l’area di scambio A può diminuire a causa di traumi o enfisemi (gli alveoli si fondono in un’unica cavità con diminuzione dell’area totale) Respiratorio_3

10 Pressioni parziali di O2 e CO2 nel sangue
e negli alveoli D = DP x S x A d x  P.M. I parametri DP, S e  P.M. sono diversi per i due gas: Il coefficiente di diffusione S/ P.M. è 20 volte maggiore per la CO2 DPO2 = PO2alv - PO2capill = 104 – 40 = 64 mmHg DPCO2 = PCO2capill - PCO2alv = 45 – 40 = 5 mmHg Grazie all’alta solubilità della CO2 nel plasma, la DPCO2 necessaria per scambiare volumi paragonabili di O2 e CO2 è << DPO2 Respiratorio_3

11 PO2 venosa e arteriosa durante l’ossigenazione alveolare
La PO2 del capillare passa da 40 a 100 mmHg in breve tempo (1/3 del percorso) La DPmedia non è 64/2 = 32 mmHg ma molto più bassa (10 mmHg) Questo garantisce che se la G.C. aumenta, il sangue può essere egualmente ossigenato. Il tempo di contatto si allunga e la DPmedia aumenta. Respiratorio_3

12 Pressioni parziali di O2 e CO2 alveolari e tessutali
0,3 Cellule Respiratorio_3