Intercambio gaseoso [Autoguardado]

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Seminario Disciplinar: 
FÍSICA BIOLÓGICA
INTERCAMBIO GASEOSO
Área: Trabajo y Tiempo Libre
JUNIO 2020
Material editado por :
Méd. Mariana Ferrero
Revisado por:
Prof. Dra. Alejandra Luquita
Contenidos a desarrollar 
en el seminario
Definición y características de los gases
Leyes físicas de los gases. Ecuación estado de un gas ideal.
Presión atmosférica. Unidades 
Presión Parcial. Ley de Dalton
Solubilidad de los gases. Ley de Henry
Difusión. Ley de Fick.
Transporte de Oxígeno. Curva de disociación de la Hemoglobina
Ejercitación
Seminario: “Intercambio Gaseoso”
Boyle-Mariotte
Guy-Lussac
Charles
Estados de agregación de la 
materia
Sólido
Líquido
Gaseoso
Seminario: “Intercambio Gaseoso”
Qué es un gas?
GAS:
Deriva del latín chaos (“caos”), ya que se trata de un conjunto de partículas con movimientos caóticos, al azar.
Es el estado de agregación de la materia en el cual las moléculas interaccionan débilmente entre si, sin formar enlaces
Fuerzas de atracción intermolecular muy débiles. Partículas muy separadas unas de otras, movimientos rápidos y en cualquier dirección.
Sin forma ni volumen fijos. Adopta el tamaño y la forma del lugar que ocupa. Ocupa todo el espacio dentro del recipiente que lo contiene.
Experimentan gran variación de volumen al cambiar las condiciones de temperatura y presión. Pueden dilatarse y contraerse.
Se pueden comprimir con facilidad, reduciendo su volumen.
Difunden y tienden a mezclarse con otras sustancias gaseosas, líquidas e incluso, sólidas.
Cuáles son las propiedades de los gases?
Seminario: “Intercambio Gaseoso”
Cómo se comportan ante cambios en las condiciones del medio? 
Seminario: “Intercambio Gaseoso”
Para esto debemos en primer lugar, definir las “variables de estado”
TEMPERATURA
PRESIÓN
VOLUMEN
Veremos que pasa con éstas variables, cuando una de las restantes se modifica mientras la otra se mantiene constante
A TEMPERATURA CONSTANTE le relación entre volumen y presión es inversamente proporcional
Entonces, si la presión aumenta, el volumen disminuye
Ley de Boyle-Mariotte
P . V = k
Seminario: “Intercambio Gaseoso”
Ley de Guy-Lussac
La Presión de un VOLUMEN FIJO de un gas, es directamente proporcional a la temperatura
Entonces, si la temperatura aumenta, la presión aumenta.
P = k
T
Seminario: “Intercambio Gaseoso”
Ley de Charles
A PRESIÓN CONSTANTE, el volumen de un gas es directamente proporcional a la temperatura
Entonces, si la temperatura aumenta, el volumen del gas aumenta
V = k
T
Seminario: “Intercambio Gaseoso”
En un proceso a presión y temperatura constante (isobaro e isotermo), el volumen de cualquier gas es proporcional al número de moles presente
Principio de Avogadro
Incluye las 3 variables, para un determinado número de moles!!!
Formulada para un gas hipotético, constituido por partículas puntuales, sin fuerzas de atracción ni repulsión entre ellas, que chocan caóticamente entre si.
* Los gases reales que más se aproximan al comportamiento de un gas ideal, son los gases monoatómicos en condiciones de baja presión y alta temperatura.
P.V= n.R.T
Seminario: “Intercambio Gaseoso”
Ecuación de Estado de un Gas Ideal
Energía (Joules)
N . m3
m2
La energía es directamente proporcional a la Temperatura (T)
P= Presión 
V= Volumen
n= Nro de moles
T= T absoluta (°K)
R= 8.3 Joules
 mol .°K
Constante general de los Gases
LEY DE LOS GASES IDEALES
1
2
3
Seminario: “Intercambio Gaseoso”
Cómo está compuesto el AIRE que respiramos?
AIRE 
ATMOSFÉRICO
Mezcla Gaseosa
Vapor de Agua
Dióxido de Carbono (Co2)
Argón
Otros
Oxígeno (O2)
Nitrógeno (N)
Otros Gases (1%)
21%
78%
Ventas	78	21	0.97	0.03	
Qué es la presión atmosférica?
Seminario: “Intercambio Gaseoso”
La PRESIÓN ATMOSFÉRICA es la que provoca el peso de la masa de aire que está actuando sobre la Tierra.
Éste valor se modifica con la ALTITUD. 
El punto considerado de referencia es el nivel del mar.
Su valor en éste punto es de 760 mmHg o 1 atm
1 atm=760 mmHg=101325 Pa =1,0 “kilo” (kgf/cm2)
Seminario: “Intercambio Gaseoso”
Presión atmosférica y altitud
En una mezcla de gases, cada gas constituyente tiene una presión parcial que es la presión teórica de ese gas constituyente si ocupase por si solo el volumen completo de la mezcla original, a la misma temperatura.
La presión total de una mezcla de gases ideales es la suma de las presiones parciales de los gases en la mezcla.
Seminario: “Intercambio Gaseoso”
Qué es la presión parcial?
Ley de Dalton - Ley de las presiones parciales
Ptotal = p1 + p2 + … + pn
Seminario: “Intercambio Gaseoso”
“la presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de los gases individuales en la mezcla”
Nota:
No confundir Pp
con ∆P!!!!
Q = ∆P
 R
Seminario: “Intercambio Gaseoso”
Presión Parcial de Oxígeno
SI
Ptotal = p1 + p2 + … + pn
ENTONCES
Pi = Xi . Ptotal 
Pi
Presión Parcial del gas i
Xi
Fracción Molar del gas i
Presión Parcial de Oxígeno 
en el Aire Atmosférico
pO2 = 0.21 x 760 mmHg 
pO2 = 159 mmHg 
Presión Parcial de Oxígeno 
Seminario: “Intercambio Gaseoso”
Aire Atmosférico
(a nivel del mar!!!!!!)
Aire Alveolar
159 mmHg pO2
760 mmHg Totales
Vapor de Agua
47 mmHg H2O 6%
713 mmHg Aire Seco 94%
PO2 (21% del Aire seco!!!)
149 mmHg pO2
Aire Bronquial
Dióxido de Carbono (pCO2) 45 mmHg
104 mmHg pO2
Seminario: “Intercambio Gaseoso”
Difusión – Intercambio Gaseoso 
La función de la VENTILACIÓN es mantener una alta presión de O2 y una baja presión de CO2 alveolares.
La función del FLUJO SANGUÍNEO es transportar el O2 hacia los tejidos y el CO2 hacia los capilares pulmonares.
El tercer proceso es la DIFUSIÓN de ambos gases a través de la membrana alvéolo-capilar. Éste es un proceso PASIVO entre una fase GASEOSA y una FASE LÍQUIDA
Seminario: “Intercambio Gaseoso”
Difusión – Intercambio Gaseoso 
Ley de Henry
Según la Ley de Henry el volumen de gas disuelto en un líquido es proporcional a su presión parcial
Cx= α . px
Cx: concetración del gas en el líquido
α: constante de solubilidad del gas en el líquido
px: presión parcial del gas
Seminario: “Intercambio Gaseoso”
Difusión – Intercambio Gaseoso 
Ley de Fick
Si la concentración de moléculas de un gas es mayor en una región que en otra, el gas DIFUNDE desde la región de mayor concentración hacia la región de menor concentración y la concentración del gas en ambas regiones tiende a igualarse.
D: Coeficiente de Difusión
T: Temperatura
d: distancia a recorrer
A: área transversal
√PM: peso molecular
η : viscosidad del medio
V= D. ∆p
V= T. A. α. ∆p
 √PM. d. η 
Difusión – Intercambio Gaseoso 
Seminario: “Intercambio Gaseoso”
La Velocidad de Difusión (V), es: 
Directamente proporcional a: ∆p
 Área
 Temperatura
 Solubilidad (α)
Inversamente proporcional a: √PM
 Espesor del tejido (d)
 Viscosidad del medio (η)
Difusión – Intercambio Gaseoso 
Seminario: “Intercambio Gaseoso”
LA SOLUBILIDAD DEL CO2 ES APROXIMADADMENTE 20 VECCES MAYOS QUE LA DEL OXIGENO
LA RAIZ CUADRADA DE SUS PM SON SIMILARES
EL ∆P DEL OXIGENO ES 10 VECES MAYOR QUE EL DEL CO2
COMO RESULTADO NETO: EL CO2 DIFUNDE 2 VECES MÁS RÁPIDO QUE EL O2
Transporte de Oxígeno 
Seminario: “Intercambio Gaseoso”
Curva de disociación de la Hemoglobina
Forma sigmoidea!!!!!
Parte superior aplanada
Parte inferior empinada
24 – 28 mmHg
(Si además se cumple
 CO2 40 mmHg
 pH 7.4
 Tª 37 ºC
1
3
2
4
p50
Valor de la PO2 cuando la Hb se encuentra saturada enun 50%
Transporte de Oxígeno 
Seminario: “Intercambio Gaseoso”
Curva de disociación de la Hemoglobina
Aumento de la afinidad
↓ p50
↓pCO2
↓2-3 DFG
↑pH
Disminución de la afinidad
↑ p50
↑ pCO2
↑ 2-3 DFG
↓ pH
Pulmonar
Tisular
Seminario: “Intercambio Gaseoso”
Ejercitación Propuesta
1.- El aire atmosférico es una mezclade gases. Indique: gases que lo conforman, porcentaje de cada gas y presión parcial de cada gas, presión total del aire atmosférico. 
2.- ¿El CO2 difunde con la misma velocidad que el O2, tanto en un medio gaseoso como líquido? Analice los factores que justifican la respuesta anterior.
3.- a) ¿Cómo puede transportarse el O2 en sangre? ¿Cuál es la forma de transporte de oxígeno más importante y por qué?
4.- En base al siguiente gráfico: 
Analice a qué se debe la forma de la curva de saturación de la hemoglobina. 
2) Indique el % de saturación de la Hb para cada una de las siguientes
 situaciones: 
	-un tejido hipóxico (pO2=20mmHg)
	-cuando la pO2 tiene un valor de 90 mmHg 
	-p50 
5.-Analice los factores que modifican la afinidad de la hemoglobina por el O2 y cómo sería la representación gráfica respecto de la curva fisiológica. 
6.- ¿Qué sucede con la presión atmosférica, el porcentaje de O2, pO2 y cuáles serían los posibles mecanismos compensatorios que se producen cuando una persona visita el Machu Pichu? ¿Qué diferencia se encuentra con un habitante del lugar? Justifique su respuesta 
7.- Explique por qué se forman burbujas de N2 y no de O2 ni CO2 por despresurización rápida en los buzos. Justifique a que se debe la formación de dichas burbujas gaseosas
Gracias por llegar hasta el final!
mapauferrero@yahoo.com.ar