Fisiología respiratoria: difusión de gases / Gas diffusion

RESUMEN

El principal objetivo del sistema respiratorio es permitir un adecuado aporte de oxígeno y remoción del dióxido de carbono. Para esto, debe ocurrir una adecuada difusión de gases en la membrana alvéolo-capilar, proceso pasivo en el que el oxígeno se mueve hacia el capilar y el dióxido de carbono hacia el alvéolo. La ley de Fick establece los determinantes de la difusión, los que están dados por propiedades de la membrana alvéolo-capilar y de los gases. Las características únicas de la membrana alvéolo-capilar favorecen la difusión de gases, pero es el gradiente de presión parcial de los gases el principal determinante. El oxígeno pasa fácilmente por la membrana alvéolo-capilar y se une rápidamente a la hemoglobina, saturándola, cuando se iguala la presión parcial de oxígeno alveolar y la capilar se detiene la difusión de este gas; por lo que la difusión de oxígeno en reposo está limitada por perfusión. El dióxido de carbono difunde 20 veces más rápido que el oxígeno en la membrana alvéolo-capilar, y aunque su gradiente de presión sea menor, el equilibrio se logra aproximadamente en el mismo tiempo. La difusión del oxígeno es más lenta que la del dióxido de carbono debido a su menor solubilidad. En condiciones patológicas tanto el oxígeno como el dióxido de carbono pueden ser limitados por difusión. Para medir la capacidad de difusión la técnica más utilizada es la capacidad de difusión de monóxido de carbono, ya que este gas solo está limitado por difusión.

ABSTRACT

The main objective of the respiratory system is allowing an adequate supply of oxygen and the removal of carbon dioxide from the tissues. To achieve this, an adequate diffusion of gases must occur in the alveolus-capillary membrane, which is a passive process in which oxygen moves towards the capillary and carbon dioxide towards the alveolus. Fick's law establishes the determinants of diffusion, which are given by properties of the alveolar-capillary membrane and properties of gases. The unique characteristics of the capillary-alveolar membrane favor the diffusion of gases, but it is the partial pressure gradient of the gases the main determinant. Oxygen passes easily through the alveolar-capillary membrane and rapidly binds to hemoglobin, saturating it. When the partial pressure of alveolar oxygen is matched, the diffusion of this gas stops; therefore, the diffusion of oxygen is limited by perfusion. Carbon dioxide diffuses 20 times faster than oxygen in the capillary-alveolar membrane, and although its pressure gradient is less than oxygen, equilibrium is achieved in approximately the same time. The diffusion of oxygen is slower than that of carbon dioxide due to its lower solubility. Under pathological conditions both oxygen and carbon dioxide can be diffusion-limited. To measure the diffusion capacity, the most used technique is the carbon monoxide diffusion capacity, since this gas is only limited by diffusion.