29.  Transporte de oxígeno y  dióxido de carbono:  oxigenación tisular.  Tampones de la sangre. 6.- S. RESPIRATORIO
Transporte de los gases en la sangre <ul><li>Captación de oxígeno por el pulmón, o sea la oxigenación o “arterialización” ...
Captación del oxígeno por la sangre  capilar pulmonar
Gradiente de presión de O 2  del ambiente hasta los tejidos. 20 60 100 140 INSP  ALV  ART  CAP  VEN-M PO 2 (mm Hg) 40 mmHg...
Difusión del oxígeno de los capilares periféricos al líquido tisular y a la célula <ul><li>La PO2 en el liquido interstici...
Difusión de CO 2  de la célula a los capilares <ul><li>Difunde en sentido contrario al O2. </li></ul><ul><li>Puede difundi...
 
Transporte del oxígeno en la sangre <ul><li>En solución (disuelto) en el plasma.  Menos de un 0.3 %   </li></ul><ul><li>Co...
Hemoglobina <ul><li>280x106 Hb/eritrocito </li></ul><ul><li>Cada molécula tiene 4 cadenas polipeptídicas. </li></ul><ul><l...
Hemoglobina <ul><li>La producción de hemoglobina está controlada por la eritropoyetina.  </li></ul><ul><li>La eritropoyeti...
<ul><li>HB puede existir en dos estados conformacionales: </li></ul><ul><ul><li>Relajado (R): este estado corresponde a la...
<ul><li>La unión del oxígeno supone un cambio conformacional en la Hb., modificando la posición de los grupos. </li></ul><...
Equilibrio  oxigeno-hemoglobina <ul><li>La unión del oxígeno a la hemoglobina depende de la presión parcial de   oxígeno  ...
 
<ul><li>La unión con el oxígeno es reversible:  hemoglobina --> oxihemoglobina --> hemoglobina.  </li></ul><ul><li>La reac...
Significado fisiológico de la forma sigmoide de la curva Critical PO 2 V
Saturación de la Hb por el O 2   <ul><li>El  porcentaje de saturación  es el % o grado de ocupación de grupos HemO unidos ...
CONTENIDO DE O2 <ul><li>[Hb]= 15 mg/100 mL  </li></ul><ul><li>Cada gramo de Hb libera 1.34 ml de O2 </li></ul><ul><li>Cont...
Oxigenación tisular <ul><li>Depende de: </li></ul><ul><li>La PaO 2  que establece los gradientes inversos a los que existe...
<ul><li>EL pH </li></ul><ul><li>La Temperatura </li></ul><ul><li>La concentración de CO2 </li></ul><ul><li>La concentració...
Efecto del pH y la temperatura <ul><li>La afinidad de la Hb por O2 está decrecida cuando el PH baja. </li></ul><ul><li>Cua...
<ul><li>   PCO 2 ,    [H + ] y    2-3-DPG </li></ul><ul><li>Se unen a la desoxiHb y estabilizan la estructura T, dismin...
2,3-Difosfosoglicerato: <ul><li>2,3-DPG esta presente en los eritrocitos a concentraciones similares que la Hb. </li></ul>...
<ul><li>El incremento de ácidos (hidrogeniones) o C O2 disminuye el pH del plasma y mueve la curva de disociación de la Hb...
Desplazamiento de la curva de disociación por el ejercicio <ul><li>El ejercicio aumenta: </li></ul><ul><ul><li>la PCO2 </l...
Factores que afectan la capacidad de la Hb <ul><li>Cambios en la concentración de Hb </li></ul><ul><li>Presencia de CO </l...
Desplazamiento del oxígeno por el monóxido de carbono (CO) <ul><li>Se une a la Hb. por el mismo punto que el oxígeno </li>...
Transporte de CO 2  en la sangre <ul><li>El CO 2  se transporta en la sangre por: </li></ul><ul><li>Como HCO3,  70% </li><...
Transporte de CO 2  en forma de ión bicarbonato
 
 
Efecto tamponador de la hemoglobina <ul><li>Los hidrogeniones producidos en los eritrocitos de la disociación del ácido ca...
Curva de disociación del dióxido de carbono
Efecto Haldane <ul><li>La unión del oxígeno a la Hb. tiende a desplazar el CO2 de la sangre. Este efecto es cuantitativame...
Regulación del equilibrio acido-básico <ul><li>Tres reguladores: </li></ul><ul><ul><li>Los sistemas químicos de amortiguac...
El amortiguador más importante es el tampón bicarbonato <ul><li>Mantiene el pH en valores próximos a 7.4 </li></ul><ul><li...
 
 
OTROS TAMPONES FISIOLÓGICOS <ul><li>H2PO4-/HPO42- (pKa = 6,86) Mantiene el pH intracelular </li></ul><ul><li>Proteínas (pK...
Alcalosis respiratoria <ul><li>Hyperventilación </li></ul><ul><li>Pérdida excesiva de CO2. </li></ul><ul><li>Incremento de...
Acidosis respiratoria <ul><li>Hipoventilación. </li></ul><ul><li>Acumulación de CO2 en los tejidos. </li></ul><ul><li>Decr...
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29. transporte

  1. 1. 29. Transporte de oxígeno y dióxido de carbono: oxigenación tisular. Tampones de la sangre. 6.- S. RESPIRATORIO
  2. 2. Transporte de los gases en la sangre <ul><li>Captación de oxígeno por el pulmón, o sea la oxigenación o “arterialización” de la sangre, a nivel del alvéolo pulmonar. </li></ul><ul><li>Transporte y provisión del oxígeno en sangre, por el aparato cardiocirculatorio. </li></ul><ul><li>Utilización del oxígeno por las células de los tejidos. </li></ul>
  3. 3. Captación del oxígeno por la sangre capilar pulmonar
  4. 4. Gradiente de presión de O 2 del ambiente hasta los tejidos. 20 60 100 140 INSP ALV ART CAP VEN-M PO 2 (mm Hg) 40 mmHg 104 95
  5. 5. Difusión del oxígeno de los capilares periféricos al líquido tisular y a la célula <ul><li>La PO2 en el liquido intersticial que rodea las células de los tejidos es de 40 mm Hg. por lo que el O2 capilar difunde hacia el tejido rápidamente. </li></ul><ul><li>La PO2 del intersticio está condicionada por: </li></ul><ul><ul><li>El flujo sanguíneo del tejido </li></ul></ul><ul><ul><li>La tasa metabólica de las células residentes </li></ul></ul><ul><li>La PO2 intracelular oscila desde 5 mmHg hasta 40. </li></ul>
  6. 6. Difusión de CO 2 de la célula a los capilares <ul><li>Difunde en sentido contrario al O2. </li></ul><ul><li>Puede difundir unas 20 veces más rápido que el O2 </li></ul><ul><li>Las diferencias entre las presiones parciales en líquido intersticial (45 mmHg), célula residente (46 mm Hg.) y sangre capilar (40 mm Hg.) son pequeñas pero suficientes para que se produzca la difusión. </li></ul><ul><li>La PCO2 está condicionada por: </li></ul><ul><ul><li>El flujo sanguíneo del tejido </li></ul></ul><ul><ul><li>El metabolismo celular </li></ul></ul><ul><ul><li>Estos factores influyen de forma inversa que en el caso del oxígeno . </li></ul></ul>
  7. 8. Transporte del oxígeno en la sangre <ul><li>En solución (disuelto) en el plasma. Menos de un 0.3 % </li></ul><ul><li>Combinado con la hemoglobina , que se encuentra en los eritrocitos. La cantidad de oxígeno que se transporta depende de la presión parcial de oxigeno y de la cantidad de hemoglobina </li></ul><ul><li>La hemoglobina también transporta el CO2, ademas en los eritrocitos hay anhidrasa carbónica que transforma el CO2 en bicarbonato (unos de los tamponadores de la sangre). </li></ul>CO 2 + H 2 O     <------>     CO 3 H 2     <---------->      H + + HCO 3 -  
  8. 9. Hemoglobina <ul><li>280x106 Hb/eritrocito </li></ul><ul><li>Cada molécula tiene 4 cadenas polipeptídicas. </li></ul><ul><li>Cada cadena tiene un grupo hemo. </li></ul><ul><li>Cada grupo hemo. une una molécula de O2 </li></ul>    Grupo HEM Fe ++
  9. 10. Hemoglobina <ul><li>La producción de hemoglobina está controlada por la eritropoyetina. </li></ul><ul><li>La eritropoyetina se sintetiza y se libera en el riñón en respuesta a cambios en la PO2. </li></ul><ul><li>La unión del oxígeno depende de: </li></ul><ul><ul><li>De la PO2 del ambiente </li></ul></ul><ul><ul><li>De la afinidad entre la Hb y el O2 </li></ul></ul>
  10. 11. <ul><li>HB puede existir en dos estados conformacionales: </li></ul><ul><ul><li>Relajado (R): este estado corresponde a la estructura cuaternario de la oxihemoglobina y favorece la unión de oxígeno. </li></ul></ul><ul><ul><li>Tenso (T) : este estado corresponde a la estructura cuaternario de desoxihemoglobina y tiene una baja afinidad por el oxigeno. </li></ul></ul>T R
  11. 12. <ul><li>La unión del oxígeno supone un cambio conformacional en la Hb., modificando la posición de los grupos. </li></ul><ul><li>La transición de un estado a otro implica la rotura o formación de enlaces entre las cadenas polipeptidicas. Cuando el oxigeno se une las dos cadenas beta se aproximan y se mueven juntas mientras que cuando no está se mueven separadas. </li></ul><ul><li>La reacción del O2 con el grupo hemo. es de oxigenación no de oxidación por lo que el hierro permanece en su estado ferroso Fe2+). </li></ul><ul><li>El O2 es transportado como O2 molecular y no está iónicamente unido al hierro por lo que es fácilmente captado o liberado según el caso. </li></ul>
  12. 13. Equilibrio oxigeno-hemoglobina <ul><li>La unión del oxígeno a la hemoglobina depende de la presión parcial de oxígeno existente en ese momento. La relación existente entre unión del O2 a la hemoglobina y su presión parcial se llama curva de disociación hemoglobina-oxígeno y se determina experimentalmente. </li></ul>
  13. 15. <ul><li>La unión con el oxígeno es reversible: hemoglobina --> oxihemoglobina --> hemoglobina. </li></ul><ul><li>La reacción del oxígeno con la hemoglobina es muy rápida (del orden de milisegundos) </li></ul><ul><li>La forma S (sigmoide) de la curva es debida al cambio de forma de la molécula de la hemoglobina cuando se han unido oxígeno a 3 de los grupo hemo A. Funcionalmente, esta curva permite que el oxígeno se combine con la hemoglobina en los pulmones incluso con bajas presiones alveolares de oxígeno y sea liberado en los capilares incluso a altas presiones parciales </li></ul>La unión del oxígeno a la hemoglobina está relacionada con varios factores fisiológicos:
  14. 16. Significado fisiológico de la forma sigmoide de la curva Critical PO 2 V
  15. 17. Saturación de la Hb por el O 2 <ul><li>El porcentaje de saturación es el % o grado de ocupación de grupos HemO unidos a O 2 </li></ul><ul><li>Sat = Contenido de O 2 en la Hb x 100 </li></ul><ul><li>Capacidad de O 2 </li></ul><ul><li>Sat. arterial = 99 - 97% PaO 2 = 100mmHg </li></ul><ul><li>Sat. venosa = 75% Pv0 2 = 40mmHg </li></ul>
  16. 18. CONTENIDO DE O2 <ul><li>[Hb]= 15 mg/100 mL </li></ul><ul><li>Cada gramo de Hb libera 1.34 ml de O2 </li></ul><ul><li>Cont. O2 Hb = Sat O2 x Hb x 1.34 </li></ul><ul><li>= 0.98 x 15 x 1.34 </li></ul><ul><li> = 19.7 ml O2 /l00 ml </li></ul><ul><li>Cont. O2 Total = Cont. O2 Hb + Cont. O2 dis (Cont O2 dis. = PAO2 x 0.003 = 100 x 0.003) = 0.3 + 19.7 = 20 ml O2 /l00 ml sangre </li></ul>
  17. 19. Oxigenación tisular <ul><li>Depende de: </li></ul><ul><li>La PaO 2 que establece los gradientes inversos a los que existen en el pulmón. </li></ul><ul><li>El gasto cardiaco, que asegura una adecuada perfusión con sangre arterial. </li></ul><ul><li>El porcentaje de saturación con oxígeno de la hemoglobina, y la posición de la curva de disociación de la hemoglobina que determina el grado y facilidad de liberación de oxígeno a los tejidos. </li></ul><ul><li>En condiciones normales se transportan unos 5 ml de O2/100 mL. Un 25% del oxigeno unido a Hb se libera en los tejidos. </li></ul><ul><li>La Hb actua como amosrtiguador de los cambios en la PO2 de los tejidos, estableciendo un máximo de 40 mmHg. </li></ul>
  18. 20. <ul><li>EL pH </li></ul><ul><li>La Temperatura </li></ul><ul><li>La concentración de CO2 </li></ul><ul><li>La concentración de 2,3-difosfoglicerato (DPG) </li></ul><ul><li>El ejercicio </li></ul>Factores que modifican las curvas de disociación de la Hb
  19. 21. Efecto del pH y la temperatura <ul><li>La afinidad de la Hb por O2 está decrecida cuando el PH baja. </li></ul><ul><li>Cuando aumenta la Tª, la curva se desplaza a la derecha, lo que significa que se disminuye la afinidad. </li></ul><ul><li> T°, debilita la unión entre la Hb y el O 2 . Reacción exotérmica (DH=-11 kcal/mol). </li></ul>
  20. 22. <ul><li> PCO 2 ,  [H + ] y  2-3-DPG </li></ul><ul><li>Se unen a la desoxiHb y estabilizan la estructura T, disminuyendo la afinidad. </li></ul><ul><li>Todos los efectores se unen en diferentes lugares de las cadenas  y  , pero pueden competir por un mismo sitio. </li></ul>
  21. 23. 2,3-Difosfosoglicerato: <ul><li>2,3-DPG esta presente en los eritrocitos a concentraciones similares que la Hb. </li></ul><ul><li>2,3-DPG se une a la cavidad central de la desoxihemoglobina entrecruzando las cadenas beta. Cuendo el O2 se une a la Hb las dos cadenas beta se acercan haciendo la cavidad más pequeña y causando que se excluya la molécula de 2,3-DPG. </li></ul><ul><li>Cuando aumenta su concentración se desplaza la curva de disociación por lo que es un mecanismo de adaptación a la hipoxia. </li></ul>
  22. 24. <ul><li>El incremento de ácidos (hidrogeniones) o C O2 disminuye el pH del plasma y mueve la curva de disociación de la Hb hacia la derecha. </li></ul><ul><li>Un aumento de C O2 promueve una mayor entrega de O2 a los tejidos a igual P O2. </li></ul><ul><li>Efecto Bohr =  log P50/  pH </li></ul>Efecto Bohr
  23. 25. Desplazamiento de la curva de disociación por el ejercicio <ul><li>El ejercicio aumenta: </li></ul><ul><ul><li>la PCO2 </li></ul></ul><ul><ul><li>La temperatura </li></ul></ul><ul><ul><li>Liberación de ácidos que aumenta la concentración de hidrogeniones en músculo </li></ul></ul><ul><li>Todos estos factores actúan en combinación para desplazar la curva de disociación de O2 a la derecha. </li></ul>
  24. 26. Factores que afectan la capacidad de la Hb <ul><li>Cambios en la concentración de Hb </li></ul><ul><li>Presencia de CO </li></ul><ul><li>Formación de metaHb </li></ul><ul><li>(el Fe++ se oxida a Fe+++) </li></ul>
  25. 27. Desplazamiento del oxígeno por el monóxido de carbono (CO) <ul><li>Se une a la Hb. por el mismo punto que el oxígeno </li></ul><ul><li>Tiene una afinidad por la Hb. 250 veces mayor que el oxígeno </li></ul><ul><li>El CO se une a la Hb. con presiones parciales tan bajas como 0.1 mmHg, llegando al 100% de saturación con 0.4 mm Hg. </li></ul>
  26. 28. Transporte de CO 2 en la sangre <ul><li>El CO 2 se transporta en la sangre por: </li></ul><ul><li>Como HCO3, 70% </li></ul><ul><li>Disuelto, 10% </li></ul><ul><li>Combinado con la hemoglobina, 20% </li></ul><ul><li>En condiciones de reposo se transportan 4 ml/100 ml de sangre desde los tejidos a los pulmones. </li></ul>
  27. 29. Transporte de CO 2 en forma de ión bicarbonato
  28. 32. Efecto tamponador de la hemoglobina <ul><li>Los hidrogeniones producidos en los eritrocitos de la disociación del ácido carbónico son captados primariamente por la Hb. </li></ul><ul><li>H + + Hb HHb </li></ul><ul><li>También son efectivos tampones las proteínas plasmáticas debido a sus extremos carboxilo y amino libres. </li></ul><ul><li>Hb. es 6 veces más efectiva debido a que contiene 38 residuos histidina que pueden captar hidrógenos. </li></ul>
  29. 33. Curva de disociación del dióxido de carbono
  30. 34. Efecto Haldane <ul><li>La unión del oxígeno a la Hb. tiende a desplazar el CO2 de la sangre. Este efecto es cuantitativamente muy importante para promover el transporte de CO2 </li></ul><ul><li>Se produce porque al combinarse el O2 con la Hb., esta se vuelve más ácida y esto hace que el CO2 vaya hacia los alvéolos por dos motivos: </li></ul><ul><ul><li>La Hb. más ácida tiene una tendencia menor a formar carbamino Hb. </li></ul></ul><ul><ul><li>El aumento de la acidez hace que se liberen hidrogeniones que van a unir a los iones bicarbonatos para formar acido carbónico que posteriormente se disocia en agua y CO2 </li></ul></ul>
  31. 35. Regulación del equilibrio acido-básico <ul><li>Tres reguladores: </li></ul><ul><ul><li>Los sistemas químicos de amortiguación </li></ul></ul><ul><ul><li>El centro respiratorio que regula la eliminación de CO2 y H2CO3 del líquido extracelular. </li></ul></ul><ul><ul><li>Los riñones que permiten excretar una orina más o menos alcalina. </li></ul></ul>
  32. 36. El amortiguador más importante es el tampón bicarbonato <ul><li>Mantiene el pH en valores próximos a 7.4 </li></ul><ul><li>Esta formado por un ácido débil y su base conjugada </li></ul>ión bicarbonato ácido carbónico 2
  33. 39. OTROS TAMPONES FISIOLÓGICOS <ul><li>H2PO4-/HPO42- (pKa = 6,86) Mantiene el pH intracelular </li></ul><ul><li>Proteínas (pKa próximo a 7) </li></ul><ul><li>NH4+/NH3 Tampona la orina </li></ul>
  34. 40. Alcalosis respiratoria <ul><li>Hyperventilación </li></ul><ul><li>Pérdida excesiva de CO2. </li></ul><ul><li>Incremento del pH </li></ul><ul><li>HCO 3 - plasmático decrece. </li></ul><ul><li>Descenso de PCO2 </li></ul><ul><li>Por último, la alcalosis respiratoria se caracteriza por una eliminación excesiva de CO2 a través de los pulmones. De nuevo, la reducción de la pCO2 con niveles normales de bicarbonato aumenta la relación entre bases y ácidos, por lo que se eleva el pH. Las causas más frecuentes de este trastorno son los estados de ansiedad, fiebre alta, anoxia e intoxicación por ciertos fármacos. En este caso, la compensación la establecen los riñones, reduciendo la producción de bicarbonato. </li></ul>
  35. 41. Acidosis respiratoria <ul><li>Hipoventilación. </li></ul><ul><li>Acumulación de CO2 en los tejidos. </li></ul><ul><li>Decrece el pH. </li></ul><ul><li>SE incrementa el HCO3- plasmático. </li></ul><ul><li>Incremento de PCO2. </li></ul><ul><li>La acidosis respiratoria se caracteriza por la incapacidad de los pulmones para eliminar todo el CO2 producido por el organismo, por lo que la pCO2 aumenta y la existencia de un nivel normal de bicarbonato produce una disminución en la relación bicarbonato / ácido carbónico. Algunas causas de esta alteración son la enfermedad broncopulmonar, intoxicación por barbitúricos, respiración asistida mal estimada y asfixia. La compensación, en este caso, se producirá porque el riñón eliminará una mayor cantidad de H+ causando, de este modo, un incremento del bicarbonato. </li></ul>
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