Información

¿Por cuántas membranas celulares se difunden el oxígeno y el dióxido de carbono en los pulmones?

¿Por cuántas membranas celulares se difunden el oxígeno y el dióxido de carbono en los pulmones?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

En los pulmones, el oxígeno y el dióxido de carbono atraviesan las membranas celulares por difusión. ¿Qué fila es la correcta?

La respuesta correcta es D, pero creo que debería ser B. Solo puedo pensar en tres capas como máximo, que son; epitelio del alvéolo, endotelio de los capilares y membrana de los glóbulos rojos. No sé qué son los restos.

¡Cualquier ayuda será muy apreciada!


El oxígeno va desde la luz alveolar hasta el citoplasma del eritrocito, y son 5 membranas:

  • la "parte superior" de la célula epitelial alveolar
  • el "fondo" de dicha celda
  • la "parte superior" de la célula endotelial (capilar)
  • el "fondo" de dicha celda
  • la membrana de eritrocitos

Tienes todas las células correctas, pero tu único problema era el siguiente: el oxígeno se difunde a través de la membrana celular. entrando la célula, se mueve a través del citoplasma y se difunde a través de la membrana nuevamente saliendo la célula. Entonces, para cada celda, debes contar 2 membranas. Para el último, el eritrocito, solo tienes 1 membrana (porque es $ ce {O2} $ Destino final).

Para el $ ce {CO2} $ la situación es un poco más complicada. Tenemos las mismas 4 membranas (2x células epiteliales y 2x capilares), pero $ ce {CO2} $ puede provenir de 2 ubicaciones:

  • del eritrocito, donde se forma a partir de $ ce {H2CO3} $ (por la reacción $ ce {H2CO3 -> H2O + CO2} $) o liberado del grupo de proteínas N-terminal, como la hemoglobina (donde se ha unido previamente)
  • del plasma (alrededor del 9% de la $ ce {CO2} $).

En el primer caso tenemos 5 membranas, y en el segundo caso solo 4.

Entonces, la respuesta correcta es D.


¿Por cuántas membranas celulares se difunden el oxígeno y el dióxido de carbono en los pulmones? - biología

La función principal del sistema respiratorio es entregar oxígeno a las células de los tejidos del cuerpo y eliminar el dióxido de carbono, un producto de desecho celular. Las principales estructuras del sistema respiratorio humano son la cavidad nasal, la tráquea y los pulmones.

Figura 1. La célula de las algas unicelulares. Ventricaria ventricosa es uno de los más grandes conocidos, alcanzando de uno a cinco centímetros de diámetro. Como todos los organismos unicelulares, V. ventricosa intercambia gases a través de la membrana celular.

Todos los organismos aeróbicos necesitan oxígeno para realizar sus funciones metabólicas. A lo largo del árbol evolutivo, diferentes organismos han ideado diferentes medios para obtener oxígeno de la atmósfera circundante. El entorno en el que vive el animal determina en gran medida cómo respira un animal. La complejidad del sistema respiratorio se correlaciona con el tamaño del organismo. A medida que aumenta el tamaño del animal, aumentan las distancias de difusión y disminuye la relación entre el área de la superficie y el volumen. En organismos unicelulares, la difusión a través de la membrana celular es suficiente para suministrar oxígeno a la célula (Figura 1). La difusión es un proceso de transporte pasivo y lento. Para que la difusión sea un medio factible de proporcionar oxígeno a la célula, la velocidad de absorción de oxígeno debe coincidir con la velocidad de difusión a través de la membrana. En otras palabras, si la celda fuera muy grande o gruesa, la difusión no podría proporcionar oxígeno lo suficientemente rápido al interior de la celda. Por lo tanto, la dependencia de la difusión como medio para obtener oxígeno y eliminar el dióxido de carbono sigue siendo factible solo para organismos pequeños o aquellos con cuerpos muy aplanados, como muchos gusanos planos (Platyhelminthes). Los organismos más grandes tuvieron que desarrollar tejidos respiratorios especializados, como branquias, pulmones y vías respiratorias acompañados de un sistema circulatorio complejo, para transportar oxígeno por todo su cuerpo.


¿Qué es la ósmosis?

La ósmosis es un caso especial de transporte pasivo. El agua se difunde a través de una membrana semipermeable que permite el paso de algunas moléculas pero no de otras.

En ósmosis, la dirección del flujo de agua está determinada por la concentración de soluto. El agua se difunde de un hipotónico (baja concentración de soluto) a una hipertónico (alta concentración de solutos) solución. En el ejemplo anterior, el agua se mueve desde el lado izquierdo de la membrana semipermeable, donde la concentración de azúcar es baja, hacia el lado derecho de la membrana, donde la concentración de la molécula de azúcar es mayor. Si la concentración de moléculas fuera la misma en ambos lados de la membrana, el agua fluiría por igual (isostónico) entre ambos lados de la membrana.


Revisión del capítulo

El oxígeno es transportado principalmente a través de la sangre por los eritrocitos. Estas células contienen una metaloproteína llamada hemoglobina, que se compone de cuatro subunidades con una estructura en forma de anillo. Cada subunidad contiene un átomo de hierro unido a una molécula de hemo. El hemo se une al oxígeno de modo que cada molécula de hemoglobina puede unir hasta cuatro moléculas de oxígeno. Cuando todas las unidades de hemo en la sangre están unidas al oxígeno, se considera que la hemoglobina está saturada. La hemoglobina está parcialmente saturada cuando solo algunas unidades de hemo están unidas al oxígeno. Una curva de saturación / disociación de oxígeno-hemoglobina es una forma común de representar la relación de la facilidad con la que el oxígeno se une o se disocia de la hemoglobina en función de la presión parcial de oxígeno. A medida que aumenta la presión parcial de oxígeno, la hemoglobina se une más fácilmente al oxígeno. Al mismo tiempo, una vez que una molécula de oxígeno se une a la hemoglobina, las moléculas de oxígeno adicionales se unen más fácilmente a la hemoglobina. Otros factores como la temperatura, el pH, la presión parcial de dióxido de carbono y la concentración de 2,3-bisfosfoglicerato también pueden mejorar o inhibir la unión de hemoglobina y oxígeno. La hemoglobina fetal tiene una estructura diferente a la hemoglobina adulta, lo que da como resultado que la hemoglobina fetal tenga una mayor afinidad por el oxígeno que la hemoglobina adulta.

El dióxido de carbono se transporta en la sangre por tres mecanismos diferentes: como dióxido de carbono disuelto, como bicarbonato o como carbaminohemoglobina. Queda una pequeña porción de dióxido de carbono. La mayor cantidad de dióxido de carbono transportado es como bicarbonato, formado en los eritrocitos. Para esta conversión, el dióxido de carbono se combina con agua con la ayuda de una enzima llamada anhidrasa carbónica. Esta combinación forma ácido carbónico, que se disocia espontáneamente en iones bicarbonato e hidrógeno. A medida que el bicarbonato se acumula en los eritrocitos, se mueve a través de la membrana hacia el plasma a cambio de iones de cloruro mediante un mecanismo llamado desplazamiento de cloruro. En los capilares pulmonares, el bicarbonato vuelve a entrar en los eritrocitos a cambio de iones cloruro, y la reacción con la anhidrasa carbónica se invierte, recreando dióxido de carbono y agua. Luego, el dióxido de carbono se difunde fuera del eritrocito y a través de la membrana respiratoria hacia el aire. Una cantidad intermedia de dióxido de carbono se une directamente a la hemoglobina para formar carbaminohemoglobina. Las presiones parciales de dióxido de carbono y oxígeno, así como la saturación de oxígeno de la hemoglobina, influyen en la facilidad con la que la hemoglobina se une al dióxido de carbono. Cuanto menos saturada esté la hemoglobina y menor sea la presión parcial de oxígeno en la sangre, más fácilmente la hemoglobina se une al dióxido de carbono. Este es un ejemplo del efecto Haldane.


Descripción general del sistema respiratorio

Cada célula del cuerpo debe tener oxígeno en todo momento para sobrevivir. También deben deshacerse de sus desechos de dióxido de carbono. Ese es el trabajo del sistema respiratorio.

En realidad, la respiración consta de cuatro partes.

  1. Primero, el aire debe entrar y salir de los pulmones trayendo oxígeno y dióxido de carbono. Este es ventilación pulmonar.
  2. En segundo lugar, el oxígeno y el dióxido de carbono deben intercambiarse en los capilares que recubren los diminutos alvéolos dentro de los pulmones. Este es respiración externa.
  3. En tercer lugar, el oxígeno y el dióxido de carbono deben ir y venir de los pulmones a todas las células del cuerpo que viajan por la sangre. Este es el transporte de gases respiratorios.
  4. Cuarto, el oxígeno, una vez que llega a los tejidos en los capilares, debe atravesar las células, mientras que el dióxido de carbono proviene de las células. Este es respiración interna.

los organosdel sistema respiratorio incluyen: nariz, faringe, laringe, tráquea, bronquios, bronquiolos, pulmones y alvéolos.

Podemos dividir los órganos del sistema respiratorio en dos partes:

los zona respiratoria, donde ocurre el intercambio de gases real. Esto incluye: los alvéolos, sus pequeños conductos y algunos de los bronquiolos más pequeños.

El resto de los órganos son simplemente zona conductora (espacio de aire muerto). Esto incluye: nariz, faringe, laringe, tráquea y bronquios.

El camino de la respiración

los nariz es la única parte del sistema respiratorio que puede ver. Es por donde entra el aire pero también es donde el aire se calienta, se humedece, se filtra, se limpia y se huele.

Luego pasa por el faringe, que es solo un pasadizo, pero está rodeado por anginas que atrapan y matan las bacterias que entran con el aire.

los laringe es una puerta. Cuando la comida pasa por la faringe, la laringe se cierra. Cuando inhalamos aire, se abre y pasa hacia los pulmones. La laringe también tiene la cuerdas vocales que hacen sonido para el habla. Una vez que el aire pasa por la laringe, ingresa a la tráquea.

los tráquea o tráquea mide aproximadamente 4 pulgadas de largo (12 cm) y se mantiene abierto mediante pequeños anillos de cartílago. El último anillo de cartílago se llama carina y está cubierto por tejido sensible. Si inhala algo que no sea aire, cuando toca la carina, tose violentamente hasta que desaparece. Esto protege las vías respiratorias inferiores para que no se bloqueen.


La tráquea se divide en la parte inferior para convertirse en los dos bronquios, uno para cada pulmón. Los bronquios derecho e izquierdo ingresan a los pulmones y se ramifican muchas veces en vías respiratorias cada vez más pequeñas.

Hasta ahora, el aire acaba de pasar por el zona conductora. No se ha producido ningún intercambio de gases. Ahora entra en el zona respiratoria desde los bronquiolos hasta los diminutos alvéolos.

La verdadera respiración comienza en los bronquiolos más pequeños: el bronquiolos respiratorios. Se ramifican en conductos alveolares y finalmente en el pequeño alvéolos. Parecen pequeños racimos de uvas. Aquí es donde ocurre el intercambio de gases.

Los capilares que transportan oxígeno se encuentran justo contra los alvéolos y forman la membran respiratoriomi. A través de esta membrana, cuando el oxígeno se intercambia por dióxido de carbono, respiración ha ocurrido.

Los dos pulmones llenar la caja torácica alrededor del corazón y los grandes vasos sanguíneos que fluyen hacia y desde el corazón. El corazón está un poco inclinado hacia la izquierda, por lo que el pulmón izquierdo es más pequeño que el derecho. El pulmón izquierdo tiene dos lóbulos (secciones). El pulmón derecho tiene tres lóbulos (secciones).

Dentro de cada lóbulo, hay segmentos más pequeños que cada uno tiene su propio suministro de sangre que trae dióxido de carbono y oxígeno.

los arterias pulmonares llevar el dióxido de carbono a los pulmones y venas pulmonares sacar el oxígeno y devolverlo al corazón. Este es el único lugar en todo el cuerpo donde las venas transportan sangre rica en oxígeno y las arterias transportan sangre pobre en oxígeno.

los árbol bronquial con todos sus conductos ramificados hasta los alvéolos más pequeños se encuentran a lo largo de los segmentos pulmonares.

Los pulmones están cubiertos por una membrana de dos capas llamada pleura. Estas dos capas tienen un fluido resbaladizo entre ellas que les permite deslizarse entre sí cuando inhala y exhala. Los pulmones son muy elásticos (elásticos). Cuando inhalas, se expanden. Cuando exhalas, vuelven a tomar forma. Con cada inhalación y exhalación hemos intercambiado vida dando oxígeno por los desechos de dióxido de carbono que necesitamos deshacernos.

El grande, en forma de cúpula diafragma músculo se adhiere a la base de los pulmones y se ancla a la caja torácica. Ayuda con la expansión de los pulmones durante la respiración. Menor músculos intercostales entre las costillas ayudan con la expansión y compresión de la caja torácica durante la respiración.

Evaluar Sistema respiratorio comprensión con el Prueba de opción múltiple.

Estudiar thmi Diagrama del sistema respiratorio, luego pruebe sus conocimientos con el Etiquetado del sistema respiratorio.

__________________________________________________________________________


39.1 Sistemas de intercambio de gases

Al final de esta sección, podrá hacer lo siguiente:

  • Describir el paso del aire del ambiente exterior a los pulmones.
  • Explicar cómo se protegen los pulmones de las partículas.

La función principal del sistema respiratorio es entregar oxígeno a las células de los tejidos del cuerpo y eliminar el dióxido de carbono, un producto de desecho celular. Las principales estructuras del sistema respiratorio humano son la cavidad nasal, la tráquea y los pulmones.

Todos los organismos aeróbicos necesitan oxígeno para realizar sus funciones metabólicas. A lo largo del árbol evolutivo, diferentes organismos han ideado diferentes medios para obtener oxígeno de la atmósfera circundante. El entorno en el que vive el animal determina en gran medida cómo respira un animal. La complejidad del sistema respiratorio se correlaciona con el tamaño del organismo. A medida que aumenta el tamaño del animal, aumentan las distancias de difusión y disminuye la relación entre el área de la superficie y el volumen. En los organismos unicelulares, la difusión a través de la membrana celular es suficiente para suministrar oxígeno a la célula (figura 39.2). La difusión es un proceso de transporte pasivo y lento. Para que la difusión sea un medio factible de proporcionar oxígeno a la célula, la velocidad de absorción de oxígeno debe coincidir con la velocidad de difusión a través de la membrana. En otras palabras, si la celda fuera muy grande o gruesa, la difusión no podría proporcionar oxígeno lo suficientemente rápido al interior de la celda. Por lo tanto, la dependencia de la difusión como medio para obtener oxígeno y eliminar el dióxido de carbono sigue siendo factible solo para organismos pequeños o aquellos con cuerpos muy aplanados, como muchos gusanos planos (Platyhelminthes). Los organismos más grandes tuvieron que desarrollar tejidos respiratorios especializados, como branquias, pulmones y vías respiratorias acompañados de sistemas circulatorios complejos, para transportar oxígeno por todo su cuerpo.

Difusión directa

Para los organismos multicelulares pequeños, la difusión a través de la membrana externa es suficiente para satisfacer sus necesidades de oxígeno. El intercambio de gases por difusión directa a través de las membranas superficiales es eficaz para organismos de menos de 1 mm de diámetro. En organismos simples, como los cnidarios y los gusanos planos, cada célula del cuerpo está cerca del entorno externo. Sus células se mantienen húmedas y los gases se difunden rápidamente por difusión directa. Los gusanos planos son gusanos pequeños, literalmente planos, que "respiran" a través de la difusión a través de la membrana externa (Figura 39.3). La forma plana de estos organismos aumenta el área de superficie para la difusión, asegurando que cada célula dentro del cuerpo esté cerca de la superficie de la membrana externa y tenga acceso al oxígeno. Si el gusano plano tuviera un cuerpo cilíndrico, las células del centro no podrían obtener oxígeno.

Piel y branquias

Las lombrices de tierra y los anfibios utilizan su piel (tegumento) como órgano respiratorio. Una densa red de capilares se encuentra justo debajo de la piel y facilita el intercambio de gases entre el entorno externo y el sistema circulatorio. La superficie respiratoria debe mantenerse húmeda para que los gases se disuelvan y se difundan a través de las membranas celulares.

Los organismos que viven en el agua necesitan obtener oxígeno del agua. El oxígeno se disuelve en agua pero a una concentración más baja que en la atmósfera. La atmósfera tiene aproximadamente un 21 por ciento de oxígeno. En el agua, la concentración de oxígeno es mucho menor que eso. Los peces y muchos otros organismos acuáticos han desarrollado branquias para absorber el oxígeno disuelto del agua (Figura 39.4). Las branquias son filamentos de tejido delgados que están muy ramificados y doblados. Cuando el agua pasa por las branquias, el oxígeno disuelto en el agua se difunde rápidamente a través de las branquias hacia el torrente sanguíneo. El sistema circulatorio puede llevar la sangre oxigenada a otras partes del cuerpo. En los animales que contienen líquido celómico en lugar de sangre, el oxígeno se difunde a través de las superficies branquiales hacia el líquido celómico. Las branquias se encuentran en moluscos, anélidos y crustáceos.

Las superficies plegadas de las branquias proporcionan una gran superficie para garantizar que el pez reciba suficiente oxígeno. La difusión es un proceso en el que el material viaja desde regiones de alta concentración a baja concentración hasta que se alcanza el equilibrio. En este caso, la sangre con una baja concentración de moléculas de oxígeno circula por las branquias. La concentración de moléculas de oxígeno en el agua es más alta que la concentración de moléculas de oxígeno en las branquias. Como resultado, las moléculas de oxígeno se difunden del agua (alta concentración) a la sangre (baja concentración), como se muestra en la Figura 39.5. De manera similar, las moléculas de dióxido de carbono en la sangre se difunden de la sangre (alta concentración) al agua (baja concentración).

Sistemas traqueales

La respiración de los insectos es independiente de su sistema circulatorio, por lo tanto, la sangre no juega un papel directo en el transporte de oxígeno. Los insectos tienen un tipo de sistema respiratorio altamente especializado llamado sistema traqueal, que consiste en una red de pequeños tubos que transportan oxígeno a todo el cuerpo. El sistema traqueal es el sistema respiratorio más directo y eficiente en animales activos. Los tubos del sistema traqueal están hechos de un material polimérico llamado quitina.

Los cuerpos de los insectos tienen aberturas, llamadas espiráculos, a lo largo del tórax y el abdomen. Estas aberturas se conectan a la red tubular, permitiendo que el oxígeno pase al cuerpo (Figura 39.6) y regulando la difusión de CO.2 y vapor de agua. El aire entra y sale del sistema traqueal a través de los espiráculos. Algunos insectos pueden ventilar el sistema traqueal con movimientos corporales.

Sistemas de mamíferos

En los mamíferos, la ventilación pulmonar se produce por inhalación (respiración). Durante la inhalación, el aire ingresa al cuerpo a través de la cavidad nasal ubicada justo dentro de la nariz (Figura 39.7). A medida que el aire pasa a través de la cavidad nasal, el aire se calienta a la temperatura corporal y se humidifica. El tracto respiratorio está cubierto de moco para sellar los tejidos del contacto directo con el aire. El moco tiene un alto contenido de agua. A medida que el aire atraviesa estas superficies de las membranas mucosas, recoge agua. Estos procesos ayudan a equilibrar el aire con las condiciones corporales, reduciendo cualquier daño que pueda causar el aire frío y seco. Las partículas que flotan en el aire se eliminan en las fosas nasales a través del moco y los cilios. Los procesos de calentamiento, humidificación y eliminación de partículas son importantes mecanismos de protección que previenen el daño a la tráquea y los pulmones. Por lo tanto, la inhalación tiene varios propósitos además de llevar oxígeno al sistema respiratorio.

Conexión visual

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el sistema respiratorio de los mamíferos es falsa?

  1. Cuando inhalamos, el aire viaja desde la faringe hasta la tráquea.
  2. Los bronquiolos se ramifican en bronquios.
  3. Los conductos alveolares se conectan a los sacos alveolares.
  4. El intercambio de gases entre el pulmón y la sangre tiene lugar en el alvéolo.

Desde la cavidad nasal, el aire pasa a través de la faringe (garganta) y la laringe (laringe), a medida que avanza hacia la tráquea (Figura 39.7). La función principal de la tráquea es canalizar el aire inhalado hacia los pulmones y el aire exhalado hacia afuera del cuerpo. La tráquea humana es un cilindro de unos 10 a 12 cm de largo y 2 cm de diámetro que se encuentra frente al esófago y se extiende desde la laringe hasta la cavidad torácica, donde se divide en los dos bronquios primarios en el medio tórax. Está formado por anillos incompletos de cartílago hialino y músculo liso (figura 39.8). La tráquea está revestida de células caliciformes productoras de moco y epitelios ciliados. Los cilios impulsan las partículas extrañas atrapadas en el moco hacia la faringe. El cartílago proporciona fuerza y ​​soporte a la tráquea para mantener el pasaje abierto. El músculo liso puede contraerse, disminuyendo el diámetro de la tráquea, lo que hace que el aire espirado se precipite hacia arriba desde los pulmones con una gran fuerza. La exhalación forzada ayuda a expulsar la mucosidad cuando tosimos. El músculo liso puede contraerse o relajarse, dependiendo de los estímulos del entorno externo o del sistema nervioso del cuerpo.

Pulmones: bronquios y alvéolos

El final de la tráquea se bifurca (se divide) hacia los pulmones derecho e izquierdo. Los pulmones no son idénticos. El pulmón derecho es más grande y contiene tres lóbulos, mientras que el pulmón izquierdo más pequeño contiene dos lóbulos (Figura 39.9). El diafragma muscular, que facilita la respiración, es inferior (debajo) de los pulmones y marca el final de la cavidad torácica.

En los pulmones, el aire se desvía hacia conductos cada vez más pequeños, o bronquios. El aire ingresa a los pulmones a través de los dos bronquios primarios (principales) (singular: bronquio). Cada bronquio se divide en bronquios secundarios, luego en bronquios terciarios, que a su vez se dividen, creando bronquiolos de diámetro cada vez más pequeño a medida que se dividen y se extienden a través del pulmón. Al igual que la tráquea, los bronquios están formados por cartílago y músculo liso. En los bronquiolos, el cartílago se reemplaza con fibras elásticas. Los bronquios están inervados por nervios de los sistemas nerviosos parasimpático y simpático que controlan la contracción muscular (parasimpática) o la relajación (simpática) en los bronquios y bronquiolos, según las señales del sistema nervioso. En los seres humanos, los bronquiolos con un diámetro inferior a 0,5 mm son los bronquiolos respiratorios. Carecen de cartílago y, por lo tanto, dependen del aire inhalado para mantener su forma. A medida que los conductos disminuyen de diámetro, aumenta la cantidad relativa de músculo liso.

Los bronquiolos terminales se subdividen en ramas microscópicas llamadas bronquiolos respiratorios. Los bronquiolos respiratorios se subdividen en varios conductos alveolares. Numerosos alvéolos y sacos alveolares rodean los conductos alveolares. Los sacos alveolares se asemejan a racimos de uvas atados al final de los bronquiolos (Figura 39.10). En la región acinar, los conductos alveolares se unen al final de cada bronquiolo. Al final de cada conducto hay aproximadamente 100 sacos alveolares, cada uno de los cuales contiene de 20 a 30 alvéolos de 200 a 300 micrones de diámetro. El intercambio de gases ocurre solo en los alvéolos. Los alvéolos están hechos de células parenquimatosas de paredes delgadas, típicamente de una célula de espesor, que parecen pequeñas burbujas dentro de los sacos. Los alvéolos están en contacto directo con los capilares (de una célula de espesor) del sistema circulatorio. Tal contacto íntimo asegura que el oxígeno se difunda desde los alvéolos hacia la sangre y se distribuya a las células del cuerpo. Además, el dióxido de carbono producido por las células como producto de desecho se difundirá desde la sangre hacia los alvéolos para ser exhalado. La disposición anatómica de los capilares y los alvéolos enfatiza la relación estructural y funcional de los sistemas respiratorio y circulatorio. Porque hay tantos alvéolos (

300 millones por pulmón) dentro de cada saco alveolar y tantos sacos al final de cada conducto alveolar, los pulmones tienen una consistencia esponjosa. Esta organización produce una superficie muy grande que está disponible para el intercambio de gases. La superficie de los alvéolos en los pulmones es de aproximadamente 75 m 2. Esta gran superficie, combinada con la naturaleza de paredes delgadas de las células parenquimatosas alveolares, permite que los gases se difundan fácilmente a través de las células.


Transporte sin energía

Transporte pasivo ocurre cuando las sustancias atraviesan la membrana plasmática sin ningún aporte de energía de la célula. No se necesita energía porque las sustancias se mueven de un área donde tienen una concentración más alta a un área donde tienen una concentración más baja. Las soluciones de agua son muy importantes en biología. Cuando el agua se mezcla con otras moléculas, esta mezcla se llama solución. El agua es el solvente y la sustancia disuelta es la sustancia disoluta. Una solución se caracteriza por el soluto. Por ejemplo, el agua y el azúcar se caracterizarían como una solución de azúcar. Más partículas de un soluto en un volumen dado, mayor es la concentración. Las partículas de soluto siempre se mueven desde un área donde está más concentrado a un área donde está menos concentrado. Es un poco como una pelota rodando colina abajo. Va por sí solo sin ningún aporte de energía extra.

Las diferentes categorías de transporte celular se describen en la Figura ( PageIndex <2> ). El transporte celular se puede clasificar de la siguiente manera:

  • Transporte pasivo que incluye
    • Difusión simple
    • Ósmosis
    • Difusión facilitada
    • El transporte de la bomba puede ser
      • primario
      • secundario
      • Exocitosis
      • Endocitosis que incluye
        • Pinocitosis
        • Fagocitosis
        • Endocitosis mediada por receptores

        Figura ( PageIndex <2> ): El mapa conceptual del transporte celular ilustra varios tipos de transportes celulares que ocurren en la membrana plasmática

        Difusión simple

        Difusión Aunque es posible que no sepa qué es la difusión, ha experimentado el proceso. ¿Recuerda haber entrado por la puerta principal de su casa y haber percibido un agradable aroma procedente de la cocina? Fue la difusión de partículas desde la cocina hasta la puerta de entrada de la casa lo que permitió detectar los olores. Difusiónse define como el movimiento neto de partículas desde un área de mayor concentración a un área de menor concentración.

        Figura ( PageIndex <3> ). La difusión simple se muestra como una línea de tiempo con el exterior de la célula (espacio extracelular) separado del interior de la célula (espacio intracelular) por la membrana celular. Al comienzo de la línea de tiempo, hay muchas moléculas fuera de la célula y ninguna dentro. Con el tiempo, se difunden en la celda hasta que hay una cantidad igual en el exterior y en el interior.

        Las moléculas de un gas, un líquido o un sólido están en constante movimiento debido a su energía cinética. Las moléculas están en constante movimiento y chocan entre sí. Estas colisiones hacen que las moléculas se muevan en direcciones aleatorias. Sin embargo, con el tiempo, se impulsarán más moléculas hacia el área menos concentrada. Por lo tanto, el movimiento neto de moléculas es siempre de áreas más compactas a áreas menos compactas. Muchas cosas pueden difundirse. Los olores se difunden a través del aire, la sal se difunde a través del agua y los nutrientes se difunden de la sangre a los tejidos corporales. Esta propagación de partículas a través del movimiento aleatorio desde un área de alta concentración a un área de menor concentración se conoce como difusión. Esta distribución desigual de moléculas se denomina gradiente de concentración. Una vez que las moléculas se distribuyen uniformemente, existe un equilibrio dinámico. Se dice que el equilibrio es dinámico porque las moléculas continúan moviéndose, pero a pesar de este cambio, no hay un cambio neto en la concentración a lo largo del tiempo. Tanto los sistemas vivos como los inertes experimentan el proceso de difusión. En los sistemas vivos, la difusión es responsable del movimiento de una gran cantidad de sustancias, como gases y pequeñas moléculas no cargadas, dentro y fuera de las células.


        ¿Cómo se mueven el oxígeno y el dióxido de carbono a través de las membranas celulares de los seres humanos?

        El oxígeno y el dióxido de carbono se mueven a través de las membranas celulares a través de la difusión simple, un proceso que no requiere entrada de energía y es impulsado por diferencias en la concentración en ambos lados de la membrana celular.

        Explicación:

        La difusión simple es responsable de la propagación de un ambientador por una habitación, o de unas gotas de tinte para eventualmente convertir un vaso de agua en un color uniforme. Las moléculas se dispersan naturalmente desde áreas de mayor concentración a menor concentración.

        A medida que la sangre rica en oxígeno (y pobre en dióxido de carbono) viaja por una célula, el oxígeno se difunde a través de la membrana celular hasta el área de menor concentración dentro de la célula. Puede hacerlo fácilmente porque la molécula de oxígeno (O2) es muy pequeña y no tiene carga ni polaridad. El oxígeno es consumido rápidamente por las mitocondrias. Este consumo rápido hace que el oxígeno se mueva constantemente hacia la célula desde la sangre.

        La mitocondria crea dióxido de carbono (CO2) como un producto de desecho de la respiración celular (el proceso que produce energía para su cuerpo). Debido a que el CO2 está en una concentración más alta en la célula que en la sangre que pasa, este gas se difunde continuamente fuera de la célula. También es pequeño y no está cargado, por lo que puede atravesar las membranas celulares con facilidad.

        Estos movimientos no requieren energía (en forma de ATP) por parte de la célula.


        Contenido

        Difusión y área de superficie Editar

        El intercambio de gases se produce como resultado de la difusión en un gradiente de concentración. Las moléculas de gas se mueven de una región en la que están en alta concentración a una en la que están en baja concentración. La difusión es un proceso pasivo, lo que significa que no se requiere energía para impulsar el transporte, y sigue la ley de Fick: [ cita necesaria ]

        En relación con un sistema biológico típico, donde dos compartimentos ("interior" y "exterior"), están separados por una barrera de membrana, y donde se permite que un gas se difunda espontáneamente por su gradiente de concentración: [ cita necesaria ]

        • J es el flujo, la cantidad de gas que se difunde por unidad de área de membrana por unidad de tiempo. Tenga en cuenta que esto ya está escalado para el área de la membrana.
        • D es el coeficiente de difusión, que diferirá de un gas a otro y de una membrana a otra, según el tamaño de la molécula de gas en cuestión y la naturaleza de la propia membrana (en particular, su viscosidad, temperatura e hidrofobicidad).
        • φ es la concentración del gas.
        • X es la posición a través del espesor de la membrana.
        • Dφ/DX es por tanto el gradiente de concentración a través de la membrana. Si los dos compartimentos están bien mezclados individualmente, esto se simplifica a la diferencia de concentración del gas entre los compartimentos interior y exterior dividida por el grosor de la membrana.
        • El signo negativo indica que la difusión siempre está en la dirección que, con el tiempo, destruirá el gradiente de concentración, es decir. el gas pasa de una concentración alta a una concentración baja hasta que finalmente los compartimentos interior y exterior alcanzan el equilibrio.

        Figura 1. Ley de Fick para la superficie de intercambio de gases

        Los gases deben disolverse primero en un líquido para difundirse a través de una membrana, por lo que todos los sistemas de intercambio de gases biológicos requieren un ambiente húmedo. [3] En general, cuanto mayor sea el gradiente de concentración a través de la superficie de intercambio de gas, más rápida será la velocidad de difusión a través de ella. Por el contrario, cuanto más delgada sea la superficie de intercambio de gas (para la misma diferencia de concentración), más rápido se difundirán los gases a través de ella. [4]

        En la ecuación anterior, J es el flujo expresado por unidad de área, por lo que aumentar el área no hará ninguna diferencia en su valor. Sin embargo, un aumento en la superficie disponible aumentará la Monto de gas que puede difundirse en un tiempo determinado. [4] Esto se debe a que la cantidad de gas que se difunde por unidad de tiempo (dq/Dt) es el producto de J y el área de la superficie de intercambio de gases, A:

        Los organismos unicelulares como las bacterias y las amebas no tienen superficies de intercambio de gases especializadas, porque pueden aprovechar la gran superficie que tienen en relación con su volumen. La cantidad de gas que produce (o requiere) un organismo en un tiempo determinado será aproximadamente proporcional al volumen de su citoplasma. El volumen de un organismo unicelular es muy pequeño, por lo que produce (y requiere) una cantidad relativamente pequeña de gas en un tiempo determinado. En comparación con este pequeño volumen, el área superficial de su membrana celular es muy grande y adecuada para sus necesidades de intercambio de gases sin más modificaciones. Sin embargo, a medida que un organismo aumenta de tamaño, su superficie y volumen no se escalan de la misma manera. Considere un organismo imaginario que es un cubo de longitud lateral, L. Su volumen aumenta con el cubo (L 3) de su longitud, pero su superficie externa aumenta solo con el cuadrado (L 2) de su longitud. Esto significa que la superficie externa se vuelve rápidamente inadecuada para las necesidades de intercambio de gases en rápido aumento de un mayor volumen de citoplasma. Además, el espesor de la superficie que deben atravesar los gases (dX en la ley de Fick) también puede ser más grande en organismos más grandes: en el caso de un organismo unicelular, una membrana celular típica tiene solo 10 nm de espesor [5] pero en organismos más grandes como los gusanos redondos (Nematoda) la superficie de intercambio equivalente - la cutícula - es sustancialmente más gruesa a 0,5 μm. [6]

        Interacción con los sistemas circulatorios Editar

        En organismos multicelulares, por lo tanto, los órganos respiratorios especializados, como las branquias o los pulmones, se utilizan a menudo para proporcionar el área de superficie adicional para la tasa requerida de intercambio de gases con el entorno externo. Sin embargo, las distancias entre el intercambiador de gas y los tejidos más profundos son a menudo demasiado grandes para que la difusión satisfaga los requisitos gaseosos de estos tejidos. Por lo tanto, los intercambiadores de gases se acoplan con frecuencia a sistemas circulatorios de distribución de gas, que transportan los gases de manera uniforme a todos los tejidos corporales independientemente de su distancia del intercambiador de gases. [7]

        Algunos organismos multicelulares como los gusanos planos (Platyhelminthes) son relativamente grandes pero muy delgados, lo que permite que la superficie exterior de su cuerpo actúe como una superficie de intercambio de gases sin la necesidad de un órgano de intercambio de gases especializado. Por lo tanto, los gusanos planos carecen de branquias o pulmones, y también carecen de un sistema circulatorio. Otros organismos multicelulares como las esponjas (Porifera) tienen un área superficial inherentemente alta, porque son muy porosos y / o ramificados. Las esponjas no requieren un sistema circulatorio ni órganos de intercambio de gases especializados, porque su estrategia de alimentación implica el bombeo de agua en un solo sentido a través de sus cuerpos porosos utilizando células del collar flageladas. Por tanto, cada célula del cuerpo de la esponja está expuesta a un flujo constante de agua fresca oxigenada. Por lo tanto, pueden confiar en la difusión a través de sus membranas celulares para llevar a cabo el intercambio de gases necesario para la respiración. [8]

        En los organismos que tienen sistemas circulatorios asociados con sus superficies especializadas de intercambio de gases, se utiliza una gran variedad de sistemas para la interacción entre los dos.

        En un sistema de flujo a contracorriente, el aire (o, más generalmente, el agua que contiene aire disuelto) se extrae en el opuesto dirección al flujo de sangre en el intercambiador de gases. Un sistema a contracorriente como este mantiene un gradiente de concentración pronunciado a lo largo de la superficie de intercambio de gases (ver diagrama inferior en la Fig. 2). Esta es la situación que se observa en las branquias de los peces y muchas otras criaturas acuáticas. [9] El agua ambiental que contiene gas se extrae unidireccionalmente a través de la superficie de intercambio de gases, con el flujo sanguíneo en los capilares branquiales que se encuentran debajo fluyendo en la dirección opuesta. [9] [10] [11] Aunque esto teóricamente permite la transferencia casi completa de un gas respiratorio de un lado del intercambiador al otro, en los peces menos del 80% del oxígeno en el agua que fluye sobre las branquias generalmente se transfiere a la sangre. [9]

        Los arreglos alternativos son los sistemas de corriente cruzada que se encuentran en las aves. [12] [13] y sistemas de sacos llenos de aire sin salida que se encuentran en los pulmones de los mamíferos. [14] [15] En un sistema de flujo paralelo, la sangre y el gas (o el fluido que contiene el gas) se mueven en la misma dirección a través del intercambiador de gas. Esto significa que la magnitud del gradiente es variable a lo largo de la superficie de intercambio de gases, y el intercambio eventualmente se detendrá cuando se haya alcanzado un equilibrio (vea el diagrama superior en la Fig. 2). [9] No se sabe que los sistemas de intercambio de gases de flujo simultáneo se utilicen en la naturaleza.

        El intercambiador de gases en los mamíferos se internaliza para formar pulmones, como ocurre en la mayoría de los animales terrestres más grandes. [ cita necesaria ] El intercambio de gases ocurre en sacos microscópicos sin salida llenos de aire llamados alvéolos, donde una membrana muy delgada (llamada barrera sangre-aire) separa la sangre en los capilares alveolares (en las paredes de los alvéolos) del aire alveolar en el sacos.

        Cambiar membrana Editar

        La membrana a través de la cual tiene lugar el intercambio de gases en los alvéolos (es decir, la barrera sangre-aire) es extremadamente delgada (en los seres humanos, en promedio, 2,2 μm de espesor). [14] Consiste en las células epiteliales alveolares, sus membranas basales y las células endoteliales de los capilares pulmonares (Fig. 4). [14] [16] The large surface area of the membrane comes from the folding of the membrane into about 300 million alveoli, with diameters of approximately 75-300 μm each. This provides an extremely large surface area (approximately 145 m 2 ) across which gas exchange can occur. [14]

        Alveolar air Edit

        Air is brought to the alveoli in small doses (called the tidal volume), by breathing in (inhalation) and out (exhalation) through the respiratory airways, a set of relatively narrow and moderately long tubes which start at the nose or mouth and end in the alveoli of the lungs in the chest. Air moves in and out through the same set of tubes, in which the flow is in one direction during inhalation, and in the opposite direction during exhalation.

        During each inhalation, at rest, approximately 500 ml of fresh air flows in through the nose. Its is warmed and moistened as it flows through the nose and pharynx. By the time it reaches the trachea the inhaled air's temperature is 37 °C and it is saturated with water vapor. On arrival in the alveoli it is diluted and thoroughly mixed with the approximately 2.5–3.0 liters of air that remained in the alveoli after the last exhalation. This relatively large volume of air that is semi-permanently present in the alveoli throughout the breathing cycle is known as the functional residual capacity (FRC). [15]

        At the beginning of inhalation the airways are filled with unchanged alveolar air, left over from the last exhalation. This is the dead space volume, which is usually about 150 ml. [17] It is the first air to re-enter the alveoli during inhalation. Only after the dead space air has returned to the alveoli does the remainder of the tidal volume (500 ml - 150 ml = 350 ml) enter the alveoli. [15] The entry of such a small volume of fresh air with each inhalation, ensures that the composition of the FRC hardly changes during the breathing cycle (Fig. 5). [15] The alveolar partial pressure of oxygen remains very close to 13–14 kPa (100 mmHg), and the partial pressure of carbon dioxide varies minimally around 5.3 kPa (40 mmHg) throughout the breathing cycle (of inhalation and exhalation). [15] The corresponding partial pressures of oxygen and carbon dioxide in the ambient (dry) air at sea level are 21 kPa (160 mmHg) and 0.04 kPa (0.3 mmHg) respectively. [15]

        This alveolar air, which constitutes the FRC, completely surrounds the blood in the alveolar capillaries (Fig. 6). Gas exchange in mammals occurs between this alveolar air (which differs significantly from fresh air) and the blood in the alveolar capillaries. The gases on either side of the gas exchange membrane equilibrate by simple diffusion. This ensures that the partial pressures of oxygen and carbon dioxide in the blood leaving the alveolar capillaries, and ultimately circulates throughout the body, are the same as those in the FRC. [15]

        The marked difference between the composition of the alveolar air and that of the ambient air can be maintained because the functional residual capacity is contained in dead-end sacs connected to the outside air by long, narrow, tubes (the airways: nose, pharynx, larynx, trachea, bronchi and their branches and sub-branches down to the bronchioles). This anatomy, and the fact that the lungs are not emptied and re-inflated with each breath, provides mammals with a "portable atmosphere", whose composition differs significantly from the present-day ambient air. [18]

        The composition of the air in the FRC is carefully monitored, by measuring the partial pressures of oxygen and carbon dioxide in the arterial blood. If either gas pressure deviates from normal, reflexes are elicited that change the rate and depth of breathing in such a way that normality is restored within seconds or minutes. [15]

        Pulmonary circulation Edit

        All the blood returning from the body tissues to the right side of the heart flows through the alveolar capillaries before being pumped around the body again. On its passage through the lungs the blood comes into close contact with the alveolar air, separated from it by a very thin diffusion membrane which is only, on average, about 2 μm thick. [14] The gas pressures in the blood will therefore rapidly equilibrate with those in the alveoli, ensuring that the arterial blood that circulates to all the tissues throughout the body has an oxygen tension of 13−14 kPa (100 mmHg), and a carbon dioxide tension of 5.3 kPa (40 mmHg). These arterial partial pressures of oxygen and carbon dioxide are homeostatically controlled. A rise in the arterial P C O 2 >_<2>>> , and, to a lesser extent, a fall in the arterial P O 2 >_<2>>> , will reflexly cause deeper and faster breathing till the blood gas tensions return to normal. The converse happens when the carbon dioxide tension falls, or, again to a lesser extent, the oxygen tension rises: the rate and depth of breathing are reduced till blood gas normality is restored.

        It is only as a result of accurately maintaining the composition of the 3 liters alveolar air that with each breath some carbon dioxide is discharged into the atmosphere and some oxygen is taken up from the outside air. If more carbon dioxide than usual has been lost by a short period of hyperventilation, respiration will be slowed down or halted until the alveolar P C O 2 >_<2>>> has returned to 5.3 kPa (40 mmHg). It is therefore strictly speaking untrue that the primary function of the respiratory system is to rid the body of carbon dioxide "waste". In fact the total concentration of carbon dioxide in arterial blood is about 26 mM (or 58 ml per 100 ml), [19] compared to the concentration of oxygen in saturated arterial blood of about 9 mM (or 20 ml per 100 ml blood). [15] This large concentration of carbon dioxide plays a pivotal role in the determination and maintenance of the pH of the extracellular fluids. The carbon dioxide that is breathed out with each breath could probably be more correctly be seen as a byproduct of the body's extracellular fluid carbon dioxide and pH homeostats

        If these homeostats are compromised, then a respiratory acidosis, or a respiratory alkalosis will occur. In the long run these can be compensated by renal adjustments to the H + and HCO3 − concentrations in the plasma but since this takes time, the hyperventilation syndrome can, for instance, occur when agitation or anxiety cause a person to breathe fast and deeply [20] thus blowing off too much CO2 from the blood into the outside air, precipitating a set of distressing symptoms which result from an excessively high pH of the extracellular fluids. [21]

        Oxygen has a very low solubility in water, and is therefore carried in the blood loosely combined with hemoglobin. The oxygen is held on the hemoglobin by four ferrous iron-containing heme groups per hemoglobin molecule. When all the heme groups carry one O2 molecule each the blood is said to be "saturated" with oxygen, and no further increase in the partial pressure of oxygen will meaningfully increase the oxygen concentration of the blood. Most of the carbon dioxide in the blood is carried as HCO3 − ions in the plasma. However the conversion of dissolved CO2 into HCO3 − (through the addition of water) is too slow for the rate at which the blood circulates through the tissues on the one hand, and alveolar capillaries on the other. The reaction is therefore catalyzed by carbonic anhydrase, an enzyme inside the red blood cells. [22] The reaction can go in either direction depending on the prevailing partial pressure of carbon dioxide. A small amount of carbon dioxide is carried on the protein portion of the hemoglobin molecules as carbamino groups. The total concentration of carbon dioxide (in the form of bicarbonate ions, dissolved CO2, and carbamino groups) in arterial blood (i.e. after it has equilibrated with the alveolar air) is about 26 mM (or 58 ml/100 ml), [19] compared to the concentration of oxygen in saturated arterial blood of about 9 mM (or 20 ml/100 ml blood). [15]

        Pescado Editar

        The dissolved oxygen content in fresh water is approximately 8–10 milliliters per liter compared to that of air which is 210 milliliters per liter. [23] Water is 800 times more dense than air [24] and 100 times more viscous. [23] Therefore, oxygen has a diffusion rate in air 10,000 times greater than in water. [23] The use of sac-like lungs to remove oxygen from water would therefore not be efficient enough to sustain life. [23] Rather than using lungs, gaseous exchange takes place across the surface of highly vascularized gills. Gills are specialised organs containing filaments, which further divide into lamellae. The lamellae contain capillaries that provide a large surface area and short diffusion distances, as their walls are extremely thin. [25] Gill rakers are found within the exchange system in order to filter out food, and keep the gills clean.

        Gills use a countercurrent flow system that increases the efficiency of oxygen-uptake (and waste gas loss). [9] [10] [11] Oxygenated water is drawn in through the mouth and passes over the gills in one direction while blood flows through the lamellae in the opposite direction. This countercurrent maintains steep concentration gradients along the entire length of each capillary (see the diagram in the "Interaction with circulatory systems" section above). Oxygen is able to continually diffuse down its gradient into the blood, and the carbon dioxide down its gradient into the water. [10] The deoxygenated water will eventually pass out through the operculum (gill cover). Although countercurrent exchange systems theoretically allow an almost complete transfer of a respiratory gas from one side of the exchanger to the other, in fish less than 80% of the oxygen in the water flowing over the gills is generally transferred to the blood. [9]

        Anfibios Editar

        Amphibians have three main organs involved in gas exchange: the lungs, the skin, and the gills, which can be used singly or in a variety of different combinations. The relative importance of these structures differs according to the age, the environment and species of the amphibian. The skin of amphibians and their larvae is highly vascularised, leading to relatively efficient gas exchange when the skin is moist. The larvae of amphibians, such as the pre-metamorphosis tadpole stage of frogs, also have external gills. The gills are absorbed into the body during metamorphosis, after which the lungs will then take over. The lungs are usually simpler than in the other land vertebrates, with few internal septa and larger alveoli however, toads, which spend more time on land, have a larger alveolar surface with more developed lungs. To increase the rate of gas exchange by diffusion, amphibians maintain the concentration gradient across the respiratory surface using a process called buccal pumping. [26] The lower floor of the mouth is moved in a "pumping" manner, which can be observed by the naked eye.

        Reptiles Edit

        All reptiles breathe using lungs. In squamates (the lizards and snakes) ventilation is driven by the axial musculature, but this musculature is also used during movement, so some squamates rely on buccal pumping to maintain gas exchange efficiency. [27]

        Due to the rigidity of turtle and tortoise shells, significant expansion and contraction of the chest is difficult. Turtles and tortoises depend on muscle layers attached to their shells, which wrap around their lungs to fill and empty them. [28] Some aquatic turtles can also pump water into a highly vascularised mouth or cloaca to achieve gas-exchange. [29] [30]

        Crocodiles have a structure similar to the mammalian diaphragm - the diaphragmaticus - but this muscle helps create a unidirectional flow of air through the lungs rather than a tidal flow: this is more similar to the air-flow seen in birds than that seen in mammals. [31] During inhalation, the diaphragmaticus pulls the liver back, inflating the lungs into the space this creates. [32] [33] Air flows into the lungs from the bronchus during inhalation, but during exhalation, air flows out of the lungs into the bronchus by a different route: this one-way movement of gas is achieved by aerodynamic valves in the airways. [34] [35]


        Oxígeno

        Some pilots have developed a misconception about the FAR covering the use of supplemental oxygen. They ignore this sensible and realistic guideline because of their false belief.

        These pilots, because they live at higher elevations, feel they have become acclimated. This, they reason, allows them to go to higher altitude, without supplemental oxygen, than the sea-level dwelling pilot.

        This is true, so some extent, because the person living at a higher altitude has more red blood cells for oxygen transport.

        A person living at 6,000-feet elevation may get by flying an additional 1,000 to 2,000 feet above the FAR guidelines, but his tolerance no es extended an additional 6,000 feet.

        Even this additional 1,000- or 2,000-feet altitude can be suspect. There are many variables–such as physical shape, fatigue, smoking habits, business pressures, food consumption, and the like–that alone or in combination, can raise the physiologic altitude of the body.

        Also, the body reacts to density altitude, not indicated altitude.

        PROBLEM AREAS

        The atmosphere contains two problem areas for aviators.

        First, the atmosphere is composed of about 21-percent oxygen.

        Dry air contains 79.02-percent nitrogen, 20.95-percent oxygen, 0.03-percent carbon dioxide and included in the nitrogen are small amount of rare gases–argon, neon, helium, krypton, hydrogen, xenon, and radon–that apparently have no physiological significance on use mere mortals.

        The second problem is that half the atmosphere by weight is located below 18,000-feet MSL.

        OXYGEN PHYSIOLOGY

        The decreased partial pressure of oxygen encountered at increasing altitude can quickly lead to incapacitation or death.

        The lethal effects of acute altitude hypoxia cannot be underestimated. Deaths have occurred at altitude between 17,000 and 20,000 feet.

        Even hypoxic episodes that lead to mental confusion may result ultimately in the loss of the airplane because of the mental disorientation during or after the episode.

        The main purpose of our respiratory process is to supply the lungs and the blood and tissues with adequate oxygen, and to eliminate that carbon dioxide that is generated by the metabolism of the body tissues.

        OXYGEN TRANSPORT

        Hemoglobin is the oxygen carrying agent of the blood. Oxygen must diffuse from a gaseous state to a dissolved state to combine with the hemoglobin.

        The oxygen diffuses across the alveolar membrane, through the interstitial fluid and capillary endothelium. Within this capillary, the dissolved oxygen diffuses through the plasma, the red blood cell membrane, and the intracellular fluid within the red cell to combine with the hemoglobin.

        The solubility of a gas, and its partial pressure, greatly influences its diffusion characteristics. Carbon dioxide is about 25 times more soluble than oxygen in pulmonary tissues and fluids and its capacity for diffusion is about 20 times greater than oxygen.

        PARTIAL PRESSURE OF OXYGEN

        The quantities of a gas at various altitudes, expressed in percentages of the atmosphere, has little significance. Percentage represents the relative volume of a gas and not its molecular concentration. Molecular concentration, or presión parcial, determines the availability of the gas to the body.

        The partial pressure of a gas, in a mixture of gases not interacting with one another, is equal to that pressure that the particular gas would exert if it alone occupied the space taken up by the mixture (Dalton's Law of Partial Pressure).

        The total pressure of a mixture of gases is the sum of the pressure of the individual gases composing the mixture.

        The body requires hemoglobin saturations of 87-97 percent and arterial oxygen at 60-100mm Hg (millimeters of mercury) in order to function normally. Below this level the body is hypoxic.

        The standard pressure at sea level is 760mm Hg. Since oxygen comprises about 21 percent of the air, we would expect the dry air oxygen partial pressure in the lungs to be 159.6mm Hg (760 times 21 percent), but through physiologic processes, the partial pressure of oxygen in the arterial blood is normally about 100mm Hg.

        Air inhaled into the lungs enters small air sacs (alveolus) where the exchange of oxygen and carbon dioxide occurs. When the partial pressure of the oxygen is higher than it is in the blood, oxygen molecules are picked up by the hemoglobin molecules. This hemoglobin saturation is approximately 97 percent at sea level.

        The atmospheric pressure decrease at 10,000-foot altitude causes 523mm Hg ambient air pressure resulting in 87 percent hemoglobin saturation and 61mm Hg arterial oxygen.

        At 15,000 feet (429mm Hg) the hemoglobin saturation is 80 percent (we need 87-97 percent for normal functioning), and arterial oxygen is 44mm Hg (the body requires 60-100mm Hg.).

        HYPOXIA

        Hypoxia, sometimes called mountain sickness or altitude sickness, is simply a lack of oxygen at the tissue level of the body due to a decreased partial pressure of oxygen in the inspired air. It's advanced stage produces euphoria, a false sense of well-being, that renders a person incapable of understanding that anything is wrong. Hypoxia may lead to death.

        Like an airplane, the human body has a service ceiling. Use supplemental oxygen to avoid exceeding your service ceiling.

        Page prepared by Sparky Imeson – Copyright 1995-2017
        Mountain Flying LLC Missoula, Montana 406 241-1599


        Ver el vídeo: RESPIRATORIA - TRANSPORTE OXÍGENO Y CO2 (Agosto 2022).