Corso di Fisiologia Umana
LA RESPIRAZIONE
Vediamo come si formano i gradienti dell’O2 e della CO2 e come vengono influenzati dalle pressioni parziali e dalla solubilitè dei 2 gas in questione.
La legge di Dalton afferma che la pressione esercitata da una miscela di gas è pari alla somma delle pressioni esercitate dai singoli gas che occupano lo stesso volume.
La pressione eserciatata da ogni singolo gas viene chiamata pressione parziale.
Quindi la P totale di una miscela è pari alla somma delle singole P parziali
Ptotale=P1+P2+P3+……..Pn
La P parziale si calcola moltiplicando la P totale della miscela per la concentrazione frazionaria: PN2= 0,79x760 mmHg=600 mmHg
PO2=0,21x 760 mmHg=160 mmHg
PCO2= 0,0003x 760 mmHg=0,23 mmHg
Composizione dell’aria
Aria atm.
mmHg
Aria umi.
mmHg
Aria Alv.
mmHg
Aria esp.
mmHg
N
2597=78.62% 563.4=74.09% 569=74.9% 566=74.5%
O
2159=20.84% 149.3=19.6% 104=13.6% 120=15.7%
CO
20.3=0.04% 0.3=0.04% 40=5.3% 27=3.6%
H
2O 3.7=0.50% 47=6.20% 47=6.2% 47=6.2%
Tot. 760=100% 760=100% 760=100% 760=100%
In 1 minuto vengono inspirati 6000ml di aria 4200 raggiungono gli alveoli
882 ml sono rappresentati da O2 (21%)
250 ml diffondono dagli alveoli al sangue mentre 632 ml vengono espirati
In condizioni di riposo l’organismo consuma 250 ml di O2 al minuto e produce 200 ml di CO2. Il QR (CO2/O2) coiè 200/250 è di 0,8
Il sangue deossigenato trasporta nelle art. Polmonari 750 ml di O2 e 2700 ml di CO2, mentre nelle vene polmonari il sangue ossigenato trasporta 1000 ml di O2 al minuto (750+250 che provengono dagli alveoli) e 2500 ml di CO2
(2700-200 lasciati negli alveoli)
Nei capillari sistemici 250 ml di O2 diffondono dal sangue alle cellule, mentre 200 ml di CO2 diffondono dalle cellule al sangue
La portata nel circolo polmonare è di 5/l minuto pari circa a 80 ml/sec. In 1 sec
si rinnova il sangue del territorio capillare polmonare, tempo sufficiente per gli
scambi gassosi
Unità respiratoria
La velocità di diffusione è definita dalla legge di Fick:
La velocità con cui un gas diffonde dipende dalla Temperatura, dal gradiente di
concentrazione,e dalla mobilità molecolare: maggiore sarà la velocità quanto minore sarà il P.M. del gas.
Il volume di gas che nell’unità di tempo si trasferisce da un lato all’altro della membrana (flusso transmembranario) è proporzionale all’area di scambio (A), alla differenza di pressione del gas (P) a cavallo della membrana,
a una costante di diffusione, dipendente dal gas in particolare dalla sua solubilità (D), e inversamente proporzionale allo spessore della stessa (T)
V gas= A P D T
Il flusso è di 250 ml/min per l’O2 e di 200 ml/min per la CO2, la superficie è di 70 m2, lo spessore inferiore al micron
La costante di diffusione dipende dalla solubilità e dal PM del gas. La maggior
solubilità di CO2 garantisce una diffusibilità del gas 20 volte superiore all’O2.
La quantità dei 2 gas che viene scambiata nell’unità di tempo oltre che dal gradiente pressorio dipende da altri fattori:
• la superficie delle membrane (superficie respiratoria circa 70 m2, quella dei capillari circa 100 m2)
• lo spessore
• la quantità di sangue presente nei capillari ed il tempo durante il quale questo sangue rimane a contatto con l’aria alveolare, cioè la velocità di circolo
• le caratteristiche fisiche dei gas
La diffusione è un processo molto rapido (0,25 sec sono sufficienti perché il sangue entri in equilibrio con l’aria alveolare) e si completa nel
tempo in cui il sangue percorre 1/ 3 della lunghezza del capillare.
La rapidità è dovuta allo spessore
minimo della membrana .
La concentrazione di O2 a livello alveolare dipende dalla velocità con cui l’O2 è assorbito nel sangue e dalla velocità con cui nuovo O2 entra nei polmoni attraverso la ventilazione
Durante l’esercizio fisico la capacità di diffusione dell’O2 può aumentare:
• Apertura di un certo numero di capillari prima esclusi
• dilatazione dei capillari già funzionanti
• aumento della ventilazione alveolare
Quado la membrana si inspessisce lo scambio è ostacolato il liquido invade gli alveoli
EDEMA POLMONARE la velocità di diffusione e gli spazi interstiziali
Quindi nel sangue arterioso sistemico si avrà una della PO2 e un della PCO2
L’organismo aumenterà la ventilazione
D.U. Silverthon Fisiologia: un approccio
integrato, terza edizione Copyright 2007 CEA Casa Editrice Ambrosiana
