TP-6-Sangre-y-Amortig-Fisiologicos-2019-RESUELTO

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AÑO 2019 TRABAJO PRÁCTICO Nº 6
Gases en sangre y amortiguadores fisiológicos de pH
OBJETIVOS
Interpretar las curvas de saturación de hemoglobina y reconocer los factores que la modifican.
Calcularsaturación,contenidoycapacidaddetransportedeO2. Evidenciarlacapacidadamortiguadoradelasangre
Entender el concepto, funcionamiento e importancia fisiológica de los sistemas amortiguadores.
CONOCIMIENTOS NECESARIOS
· Ley de Henry y principio deFick
· Intercambio gaseoso a través demembranas.
· FormasdetransportedeO2.Curvadedisociacióndelaoxihemoglobina.
· Formas de transporte deCO2.
· Concepto depH.
· Sistemas amortiguadores (abiertos y cerrados). Ecuación deHenderson-Hasselbalch.
· Capacidadamortiguadora.
· Sistemas amortiguadores de la sangre. Hemoglobina ybicarbonato
Bibliografía:
Fisiología médica - Walter F. Boron, Emile L. Boulpaep Fisiología Humana de Horacio E. Cingolani - Alberto B. Houssay Guyton- Tratado de Fisiologia Médica
A-TRANSPORTE DE GASES EN SANGRE
1- ¿Cuálessonlosfactoresquecondicionanlasolubilidaddeungasenunlíquido?Saque conclusiones respecto de la solubilidad del O2 y CO2 comparando sus coeficientes de solubilidad (Ley deHenry).
Ley de Henry: [C]= Pα x αS
Donde [C] es la concetracion del gas; Pα es la presión parcial del gas ( hace referencia a la ley de Dalton donde la presión total igual a la suma parciales de los gases) y por ultimoΑs es el coeficiente de solubilidad en la cual lo podemos dividir :
αS
	α02 = 0,0013 mmol/lmmhg
	αco2 =0,03 mmol/lmmhg ( es mucho mas soluble y por lo tanto se encuentra mas disuelto)
hemoglobina : 98% de 02 unido y el resto 2% disuelto 
el 2% de o2 disuelto hace referencia al Po2= 100 mhg
entonces ; [02]d= 0,0013 mmol/lmmhg x 100 mmhg= 0,13 mmol
 [c02]d= 0,03 mmol/lmmhg x 40 mmgh = 1,2 mmol
Recordar que estos valores los sacamos con la presion arterial de o2 y co2 
2- La presión de O2 en el capilar pulmonar (PcO2) indica la cantidad de O2 disuelto en sangre luego del proceso de difusión a través de la barrera alvéolo-capilar. Describir cadaunodelosfactoresinvolucradosenlaecuacióndeFick.
La ecuación de fick nos da a entender que tanto difunde algo , es decir que esta ecuación no solo se utiliza en los gases si no que tiene diversos usos, en este caso es en gases 
D=ΔP X AREA X D
	ESPESOR 
DondeΔP es la difusión de presión alveolo capilar 
Área es la superficie de intercambio 
D es el coeficiente de solubilidad que corresponde a a
 √PM 
1
	Difusión =ΔP .Área .α
Espesor .√PM
En donde ΔP es (PA – Pc).
¿Es posible corregir la PcO2 en pacientes que tienen la difusión alveolar disminuida? Describir utilizando el gráfico 1.si es posible aumentando la fracción respiratoria de oxigeno 
GRAFICO 1PcO2 (mmHg)
PAO2 (mmHg)
Difusión Normal Difusión Alterada
3- Parte de la sangre venosa llega a la aorta sin intercambiar O2 en los alvéolos. Al mezclarse con la sangre oxigenada capilar pulmonar reduce la presión parcial de O2 en sangre arterial (PaO2). Discuta el origen del shunt fisiológico. ¿Qué porcentaje corresponde del volumen de sangretotal?
El shunt fisiológico correspondel al 1 a 2% del volumen de sangre total
Esta compuesto por 3 componentes fundamentales: arteria bronquial, vena de tebesio, alveolos perfundidos pero no ventilados.
Y la perfusión también va a ser mayor en la base 
4- Si el shunt fuese del 50%, ¿la PaO2 es más cercana a la PvO2 o a la PcO2? Justifique su respuesta y represente en el gráfico2. Seria cercano a Pv02
GRAFICO2
shunt
5- Utilizando el gráfico 3, calcular y comparar el cambio de saturación de O2 de la Hb en sangre cuando la PO2disminuye 10 mmHg desde 100 mmHg, o desde 50 mmHg. Discutir la importancia fisiológica a nivel pulmonar y detejidos.100,00
90,00
80,00
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
200,00
180,00
160,00
140,00
120,00
100,00
80,00
60,00
40,00
20,00
0,00
0
20
40
60
PO2 (mmHg)
80
100
120
Contenido O2(ml/L sangre)
La hemoglobina tiene una particularidad que es su efecto cooperativo en el cual consiste que la hb une 4 moléculas de oxígeno, la unión de la primera molecula de oxígeno a la des oxihemoglobina facilita la unión de oxígeno a las otras subunidades, es decir que el efecto cooperativo se presenta en la asociación y disociación del oxigeno 
GRAFICO 3
100,00
90,00
80,00Saturación de O2 (%)
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
0	20	40	60	80	100	120
PO2 (mmHg)
6- Discutir los conceptos de capacidad de transporte de O2, saturación de Hb con O2 y contenido de O2 de lasangre.
Contenido de oxigeno: se mide por milímetro de sangre 
Saturación de hb con oxigeno: es el porcentaje de oxigeno unido a la hemoglobina ( satura al 99%)
Capacidad de trasporte : es la capacidad propiamente dicha que la hemoglobina tiene para transportar el oxigeno, es decir de 4 moleculas de oxigeno 
7- DiscutircómoafectaalasaturacióndelahemoglobinaconO2loscambiosen:
1. Tipo deHb
2. pHplasmático; hay que tener en cuenta que cuando el ph disminuye quiere decir que hay un aumento del ion hidrogeno, provocando que la hemoglobina este unido al proton y no al oxigeno 
3. pCO2plasmática
4. Temperatura
Representar en el grafico 4. Representar el Efecto Bohr en el ejercicio intenso.
La deviación hacia la derecha esta dada por un aumento de protones, el PH disminuido, aumenta la temperatura y aumenta la presión capilar de oxígeno, esto aumenta en el EJERCICIO 
GRAFICO 4
100,00
90,00
80,00Saturación de O2 (%)
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
0	20	40	60	80	100	120
PO2 (mmHg)
La PvO2 es la resultante del aporte de oxígeno arterial (contenido de O2 y volumen minuto) y el consumo por parte de los tejidos.
8- CompararelcontenidoylaPvO2enunpacienteconanemia(porejemplo,[Hb]=8gr/dl, gráfico 5) con un consumo conservado de O2 de 250 ml/min y gasto cardiaco de 5000 ml/min,respectoaunpacienteconHbnormal(15gr/dl,gráfico5).
GRAFICO 5
200,00
180,00Cont. O2 (ml/L sangre)
160,00
140,00
120,00
100,00
80,00
60,00
40,00
20,00
0,00
Normal	Anémico
200,00Cont. O2 (ml/L sangre)
180,00
160,00
140,00
120,00
100,00
80,00
60,00
40,00
20,00
0,00
0	20	40	60	80	100	120	0	20	40	60	80	100	120
PO2(mmHg)	PO2(mmHg)
Considerar que Cont. O2 arterial = 200 ml/L sangre; Cont. O2 venoso = 150 ml/L sangre. Consumo de O2 Tejidos = 200 ml/L Sangre arterial- 150 ml/L sangre venosa
Consumo de O2 Tejidos = 50 ml/L sangre
En una persona anémica hay baja cantidad de hemoglobina por lo tanto:
1 gramo de hb ---------------- 1,34ml02
Hb ----------- 15 gramos /dl x1,34 ml02 x 10= 200 ml/l ( cantidad de oxigeno)
Anemia ---------- 8 gramos /dl x1,34 ml02 x 10= 107 ml/l 
 Esto quiere decir que el contenido de oxigeno en el anémico es BAJA , pero el consumo de oxigeno es IGUAL 
9- Comparar el contenido y la PvO2 en un individuo realizando ejercicio intenso (consumodeO2aumentadoaldoble,gráfico6),respectoaunoenreposo(250ml/min).
GRAFICO 6
200,00
180,00
160,00Cont. O2 (ml/L sangre)
140,00
120,00
100,00
80,00
60,00
40,00
20,00
0,00
Pvo2
0	20	40	60	80	100	120
PO2 (mmHg)
Si, 200 ml/l son el 100%
50 ml/l son 25%
10- En la circulación coronaria en condiciones basales se produce una extracción del 75% del contenido de O2 arterial. ¿Cuál es la PvO2 final? ¿Cómo responde el corazón cuando la demanda de oxígeno aumenta a más del doble, como ocurre durante el ejercicio?
Se produce una vasodilatación por medio de la denosinapor el miosito, es un mecanismo extravascular
11- Discutir que ocurre con el contenido y la presión venosa de O2 en caso que el volumenminutocardíacodisminuyade5a2,5L/min.Compararconelpuntoanterior.
El pv02 dismunuye por mas tiempo en los tejidos, esto quiere decir que hay diferentes casos que se modifica:
· Anémia
· Ejercicio: donde los tejidos se llevan todo el oxigeno
· Disminución del volumen minuto
B- SOLUCIONES AMORTIGUADORAS
Para llevar a cabo las funciones bioquímicas y fisiológicas de las células, tejidos, órganos y sistemas, se requiere que la
[H+] o pH solo varíe en un rango estrecho de valores. Se define al pH como:
pH = - log [H+]
en donde [H+] es la concentración de iones H+ en moles/L (Molar, M).
Un sistema buffer o amortiguador evita las variaciones bruscas de pH frente a la incorporación al sistema de ácidos o de bases. Químicamente, los sistemas amortiguadores son ácidos o bases débiles. Es decir, se caracterizan por disociarse parcialmente, lo que se puede representar por la siguiente ecuación:
HA	H+ +A-
Cuyo equilibrio químico está representado por: Ecuación1	K = [A-] x[H+]
[HA]
K= Constante de equilibrio.
LasoluciónamortiguadorasecomponedeunaespecieHA(elácido)yotraA-,su base conjugada, en equilibrio. Los cambios en [H+] de la solución son minimizados porque la sustancia amortiguadora atrapa H+ cuando éstos se agregan a la solución, y liberaH+cuandoseadicionabasealasolución(oeslomismodecirquesesustraenH+de lasolución).
Los amortiguadores fisiológicos son sistemas encargados de mantener [H+] de los medios biológicos dentro de un rango de valores compatible con la vida. Ciertos aminoácidos que componen las proteínas pueden ser protonados y comportarse como ácidos/bases débiles. Como tales, pueden ceder protones así como captarlos y, a un determinado pH, tener ambos comportamientos al mismo tiempo. La carga depende del pH del medio. En un medio muy básico se cargan negativamente, mientras que en el fuertementeácidolohacenpositivamente.Estoscambiosdecargaafectanlaestructuray función de laproteína.
B1.EcuacióndeHenderson-Hasselbalch:Estaecuacióndescribelosfactoresqueregulan el pH de ácidos o bases débiles. Si se aplica la función logaritmo a la ecuación 1 y luego se la reordena,obtenemos
pH = pK + log [A-]
[HA]
La ecuación indica que el pH de un amortiguador está determinado por el valor de pK,unacaracterísticafisicoquímicadelamortiguador,yporlasconcentracionesrelativas de ácido débil HA y su base conjugada A-. Por lo tanto, si a una solución amortiguadora seleagreganosustraencantidadesproporcionalesdeA-ydeHA,apesardeloscambios enlosvaloresabsolutosde[A-]yde[HA],elpHpermaneceráinalterado.
Note que cuando el compuesto se encuentra semidisociado(es decir [A-] = [HA]), el pKcoincide numéricamente con el pH de la solución de ese compuesto.
B2.Capacidadamortiguadora:Lacapacidadamortiguadora()esunparámetroquese usaparadescribirlaeficaciadeunasoluciónparaamortiguarloscambiosenelpHque ocurrencomoconsecuenciadelagregadodeácidoobase.sedefinecomolacantidad debasequesedebeagregaraunlitrodesolución,paraaumentarelpHenunaunidad:
β=base	(unidades:mmol/L.pH)
pH
El mismo agregado de ácido no produce siempre el mismo cambio de pH. Los sistemas amortiguadores cerrados son más eficaces cuando el pH es cercano al pKporque en estas condiciones, [AH] y [A-] son aproximadamente iguales y su relación no se ve mayormente alterada.
Sistema amortiguador cerrado: En los sistemas amortiguadores cerrados la suma de las concentraciones del par ácido/base conjugadose mantiene constante durante el proceso de amortiguación. El agregado de un ácido fuerte desplaza el equilibrio reduciendo la cantidaddebaseconjugada[A-]yaumentandoladeácidodébil[HA]enlamismacantidad demoles.
Un ejemplo de este sistema es el compuesto por las proteínas de la sangre de las cuales la más importante es la hemoglobina.
Sistema amortiguador abierto: En los sistemas amortiguadores abiertos al menos uno de los componentes puede entrar o salir fuera del compartimento a amortiguar. Al poderescaparoincorporarseal sistema,lasumadelasconcentracionesdelparácido/baseconjugado varía entre el principio y fin del proceso de amortiguación. Esto a su vez se puede interpretar de la siguiente manera: frente al agregado de un ácido o base las cantidades relativas del par [A-]/[HA] no se alteran tanto como en un sistema cerrado. Por esta razón, un sistema amortiguador abierto es más eficaz que unocerrado.
B3. Sistemas amortiguadores fisiológicos
- Hemoglobina (Hb)
La Hb se comporta como un amortiguador fisiológico muy eficaz dado que tiene una alta concentración en la sangre (15 g/dl). Su afinidad por H+ depende de su grado de oxigenaciónysupKcambiacuandocaptaocedeoxígeno.pKoxiHb=7,16ypKdesoxiHb
= 7,71, por lo tanto la oxiHb es más ácida que la desoxihemoglobina. Los valores de pK son tales que determinan que en la siguiente disociación, el valor x sea, aproximadamente, 0,7.
+	+→
Ecuación2	HbHx+O2	HbO2 +xH
Esta propiedad de la Hb describe que en los pulmones, donde se encuentra una elevada concentración de O2, la HbH+x cede una x cantidad de H+que contribuyen a la formación de CO2 (ver Ecuación 3) (Efecto Haldane). La hemoglobina oxigenada que llegaalostejidossedisocialiberandoO2,unprocesoqueestáfavorecidoporelestadode lostejidos(bajapO2,menorpHyaltapCO2)(EfectoBohr).
+
0,7 H
+HbO
2
←→HbH	+O
0,7	2+
-	Ácidocarbónico/bicarbonato.
Está constituido por el par acido base: CO2/HCO3-. Parte del CO2 producido por las células se hidrata, tanto en el plasma como en los glóbulos rojos, para formar H2CO3 de acuerdo con la reacción:
CO2
	K'	K
Ecuación3	CO2 disuelto +H2O	H2CO3	HCO - +H+3
Elácidocarbónico(H2CO3),sedisociaenbicarbonato(HCO3-)yH+.Laecuaciónde Henderson-Hasselbalch:
pH = pK' + log[HCO3-]
[CO2]d
en donde pK' incluye la constante de disociación de la reacción entre el CO2 disuelto yel H2CO3 (K'). pK' es 6,1 (a 37ºC). La [H2CO3] puede ser ignorada, por ser muy inestable y efímera, frente a la [CO2], y [CO2]dindica la concentración de anhídrido carbónico disuelto. La [CO2]des proporcional a la presión parcial de CO2 en la solución (Ley de Henry):[CO2]d=  . PCO2
Donde  es el coeficiente de solubilidad para el CO2 (aproximadamente 0,03 mmol/L.mmHg). Si la PCO2 es 40 mmHg, la cantidad disuelta de CO2 será:
[CO2]d= 40 mmHg x 0,03 mmol.L-1.mmHg-1 = 1,2 mmol/L
A pesar de que el valor de pK' es considerablemente diferente del pH plasmático y de otros líquidos orgánicos, el sistema HCO3-/CO2 es un sistema amortiguador muy eficaz.Estosedebeaqueunodelosmiembrosdelsistema,elCO2,estáenequilibriocon el gas alveolar. Por esta razón constituye un sistema amortiguador abierto en el cual el término PCO2 tiende a permanecer constante a pesar del agregado de ácido o base. De esta manera se evita la acumulación de CO2 y no se altera mayormente la relación CO2/HCO3- permitiendo sostenerla en un rango de concentraciones que se corresponde con el pHfisiológico.
C- Parte Práctica.
Sistema amortiguador cerrado. Amortiguación de la Sangre.
1- Colocar en un vaso de precipitado 30 ml de agua destilada. Agregar una barra magnética y ubicarlo sobre en un agitador eléctrico. Introducir el electrodo de pH calibrado, enjuagado y seco. Fijar el electrodo asegurando que no lo roce la barra magnética. Registrar elpH.
2- Agregar1gotadeHCl0,01N.RegistrarelpHycompararconelpunto1. 3-Colocarenunvasodeprecipitado30mldeaguadestilada.
4- Agregar 1 ml de sangre heparinizada. Registrar elpH.
5- Agregar 1 gota de HCl 0,01N. Registrar el pH y comparar con los puntos 2 y4.
Discutir a qué se deben las diferencias en los cambios de pH entre las dos situaciones frente el mismo agregado de ácido.
	
	pH inicial
	pH final
	Cambio de pH
	Agua
	6,63
	4,65
	2,19
	Sangre
	7,30
	6.16
	1,14
Sistema amortiguador abierto. Sistema CO2/HCO3
Cargar tres tubos de ensayo (por duplicado) con las siguientes soluciones:
1) 10mldeaguadelacanilla+dosgotasdeazuldebromotimol.
2) 10mldeNaHCO312,5mM+dosgotasdeazuldebromotimol.
3) 10mldeNaHCO312,5mM+0,5mldeHCl0,1M+dosgotasdeazuldebromotimol.
Con una pipeta Pasteur burbujear con aire alveolar en uno de los tubos de cada par. Estimar el pH con la escala colorimétrica y comparar con el pH estimado del respectivo tubo no burbujeado.
Completar la tabla. Interpretar a qué se debe la diferencia entre ambas condiciones
Azul 
Verde 
Celeste 
Azul
Verde 
Celeste