30
de septiembre de 20117
Tema: Fisiología
de vuelo
Nombre
de los integrantes:
· Juan
Pablo Medina Ortega
· Edgar
Torres Basilio
· Juan
Sebastián Taborda Patiño
Profesor
titular: Jaime Charfen Hinojosa
Boyle
descubrió en 1662 que la presión que ejerce un gas es inversamente proporcional a su
volumen a temperatura y cantidad de gas constante
Lo cual tiene como consecuencia
que:
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Si la presión aumenta el volumen
disminuye
Si la presión disminuye el volumen aumenta
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Lo que Boyle descubrió es que si la cantidad de gas y la temperatura
permanecen constantes, el producto de la presión por el volumen siempre tiene
el mismo valor.
Como hemos visto, la expresión matemática de esta ley es:
Supongamos
que tenemos un cierto volumen de gas V1 que se encuentra a una
presión P1 al comienzo del experimento. Si variamos el volumen
de gas hasta un nuevo valor V2, entonces la presión cambiará a P2,
y se cumplirá:
Ejemplo: 4.0 L de un gas están a 600.0 mmHg de presión. ¿Cuál será su nuevo
volumen si aumentamos la presión hasta 800.0 mmHg?
Solución: Sustituimos los valores en la ecuación P1V1 =
P2V2.
(600.0 mmHg) (4.0 L) =(800.0 mmHg) (V2) Si despejas V2 obtendrás
un valor para el nuevo volumen de 3L.
Ley de Charles
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En otras palabras:
Si aumenta la temperatura
aplicada al gas, el volumen del gas aumenta.
Si disminuye la temperatura
aplicada al gas, el volumen del gas disminuye.
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Como lo
descubrió Charles, si la cantidad de gas y la presión permanecen constantes, el
cociente entre el volumen (V) y la temperatura (T) siempre tiene el mismo valor
(K) (es constante).
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lo cual significa que el cociente entre el volumen y la
temperatura es constante.
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Ejemplificando
Supongamos que
tenemos un cierto volumen de gas V 1 que se encuentra a
una temperatura T 1 . Si aumentamos la temperatura a
T 2 el volumen del gas aumentará hasta V 2 ,
y se cumplirá que:
Veamos un
ejemplo práctico y sencillo:
Un gas
cuya temperatura llega a 25° C tiene un volumen de 2,5 L. Para
experimentar, bajamos la temperatura a 10° C ¿Cuál será su nuevo volumen?
Solución:
El primer
paso es recordar que en todas estas fórmulas referidas a la temperatura hay que
usar siempre la escala Kelvin.
Por lo tanto, lo primero es expresar la temperatura en grados Kelvin:
Por lo tanto, lo primero es expresar la temperatura en grados Kelvin:
T 1 =
(25 + 273) K= 298 K
T 2 =
(10 + 273 ) K= 283 K
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Respuesta:
Si bajamos
la temperatura hasta los 10º C (283º K) el nuevo volumen del gas será 2,37 L.
Ley Dalton
Establece que en una mezcla de gases cada gas ejerce una
presión como si los otros gases no estuvieran presentes.
Puntos
más importantes
La presión ejercida por un
gas en particular en una mezcla se conoce como su presión parcial.
La ley de presión
parcial de Dalton dice que la presión total de una mezcla de gases es
igual a la suma de las presiones parciales de los gases que componen la mezcla:
En donde: P1, P2, P3, ... = Se
refiere a las presiones parciales de cada gas.
Para hallar la presión parcial de cada gas
en una mezcla, es necesario multiplicar la presión total por la fracción molar
respectiva al gas. Estableciendo la siguiente expresión matemática:
Pparcial= X(gas) . Ptotal X= Fracción Molar
Ejemplo: Una muestra de
aire solo contiene nitrógeno y oxígeno gaseoso, cuyas presiones parciales son
0,80 atmósfera y 0,20 atmósfera, respectivamente. Calcula la presión total del
aire.
Primer paso: Identificar los
datos que brinda el enunciado.
P(N)= 0,80 atm P(O)= 0,20 atm
Segundo paso: Conocer la
incognita o interrogante.
Ptotal= ?
Tercer paso: Sustituir los
datos en la expresión matemática y efectuar el cálculo.
Pt= P(N) + P(O) Pt= 0,80 atm +
0,20 atm
Pt= 1 atm
Ley de Fick
La tasa de difusión neta
de un gas a través de una membrana de fluido, es proporcional a la diferencia
de la presión parcial, proporcional al área de la membrana, e inversamente
proporcional al espesor de la membrana.
La ecuación para esta ley es
donde
es la masa del soluto que difunde a lo
largo de esa dirección por unidad de tiempo, A es el área de la sección
transversal, C es la concentración del soluto (que se supone constante sobre
cualquier sección transversal del tubo), D es el coeficiente de difusión, y
se llama gradiente de
concentración. Valores típicos de D para la difusión en agua de moléculas
importantes en biología van desde 1.10‑11
a 100 x 10 ‑11 m2
/s, para un rango de pesos moleculares de cerca de 104. La Ley se ha verificado experimentalmente de muchas
maneras y es muy importante para la determinación del peso molecular de
moléculas bio1ógicas por medio de ultracentrifugación.
Puesto que todos los organismos vivos se
componen de una o más cé1ulas rodeadas por membranas, la difusión de sustancias
a través de membranas bio1ógicas es cuestión de suma importancia. Por diversas
razones no es posible caracterizar las membranas bio1ógicas por un coeficiente de
difusión D, pero es posible combinar el espesor desconocido Dx de la membrana con D en un coeficiente de permeabilidad P, definido en términos de rapidez de
transferencia de masa, utilizando la ecuación
donde A es el área, Ci, es la
concentración de la sustancia que difunde en el interior de la célula y C0
es la concentración en el exterior. Para muchos tipos de cé1ulas, se ha
determinado el coeficiente de permeabilidad que nos da información muy útil en
los estudios de la membrana celular.
La ley de Henry Anuncia que a
una temperatura constante, la cantidad
de gas disuelta
en un líquido es
directamente proporcional a la presión parcial que
ejerce ese gas sobre el líquido.1
Matemáticamente se formula de la siguiente manera:
Esta ley se resume en la siguiente ecuación:
p = kH · c
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Es a aquí donde se
establece que la solubilidad de un gas en un líquido se relaciona
directamente con la presión de dicho gas, sobre el líquido, a presiones más
altas hay más moléculas disponibles para entrar y disolverse en el líquido
|
Dónde: p:
presión parcial del gas, c: concentración del gas y kH:
constante de Henry.
Esta ley
establece la relación entre la presión (P) y la temperatura
(T) de un gas cuando el volumen (V) se mantiene constante, y dice
textualmente:
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Esto
significa que:
Si
aumentamos la temperatura, aumentará la presión.
Si
disminuimos la temperatura, disminuirá la presión.
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Si lo llevamos al plano matemático, esto
queda demostrado con la siguiente ecuación:
|
Al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más
rápidamente y por tanto aumenta el número de choques contra las paredes, es
decir aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen
no puede cambiar.
Gay-Lussac descubrió que, en cualquier momento de este proceso, el
cociente entre la presión y la temperatura siempre tenía el mismo valor:
Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a una presión P1 y
a una temperatura T1 al comienzo del experimento. Si variamos
la temperatura hasta un nuevo valor T2, entonces la presión cambiará
a P2, y se cumplirá:
Esta ley, al igual que la de Charles, está expresada en función de la
temperatura absoluta. Al igual que en la ley de Charles, las temperaturas han
de expresarse en Kelvin.
Ejemplo: Cierto
volumen de un gas se encuentra a una presión de 970 mmHg cuando su temperatura
es de 25.0°C. ¿A qué temperatura deberá estar para que su presión sea 760 mmHg?
Solución: Primero expresamos la temperatura en kelvin:
T1 = (25 + 273) K= 298 K
Ahora sustituimos los datos en la ecuación:
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760 mmHg
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------------
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=
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------------
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298 K
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T2
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Si despejas T2 obtendrás que la nueva temperatura deberá
ser 233.5 K o lo que es lo mismo -39.5 °C.
Ley de Graham
Gram
descubrió en 1829 que las Las velocidades de efusión (salida a
través de poros) y difusión (expansión hasta ocupar el volumen
del recipiente) de los gases son inversamente proporcionales a la raíz cuadrada
de sus masas molares:
v1 / v2 = (M2 / M1)-1/2
Dónde: v1, v2 son
las masas de difusión / efusión del gas
M2 / M1 son
las masas molares
Ejemplo: 1 Un gas se difunde 5.0 veces más
rápido que otro. Si el peso molecular (M) del primero es 20, ¿cuál es el peso
molecular (M2) del segundo?
Respuesta
Según la ley de
difusión de Graham
Y
velocidades de difusión tienen la relación 5.0: 1.0
Por lo que
El peso
molecular del segundo gas es de 500
HIPOXIA
La hipoxia se define ampliamente
como un déficit en la oxigenación tisular; esta condición puede tener origen
multietiologico. Clásicamente se reconocen cinco tipos de hipoxia:
Hipoxia
hipoxemica: generada por la disminución de la PaO2,
como consecuencia básicamente del anormal funcionamiento de la unidad alveolo
capilar.
Hipoxia
anémica: generada en la disminución de los niveles
de hemoglobina, lo que conduce a hipoxia por disminución del CaO2 y, por tanto,
del transporte de oxigeno (DO2). Los valores normales de PaO2 y de SaO2 no
garantizan un adecuado DO2 si coexiste anemia. En esta situación, la hipoxia
puede pasar desapercibida generando importantes anomalías tisulares (acidosis
metabólica por ejemplo). La intoxicación por monóxido de carbono (CO) se
comporta como una hipoxia anémica, puesto que la enorme afinidad de este por la
Hb (unas 240 veces más que el oxígeno) permite su combinación con esta para
formar carboxihemoglobina
(COHb),
lo cual impide que la hemoglobina actué como medio de transporte del oxígeno.
Hipoxia
histotoxica: generada en la imposibilidad de la célula para
utilizar el oxígeno (intoxicación por cianuro por ejemplo, en la cual este
impide el empleo del oxígeno por la citocromooxidasa).
Hipoxia
cardiovascular o isquémica: la que se origina en la
disminución del gasto cardiaco, lo que obviamente compromete el DO2 (síndrome
de bajo gasto, infarto de miocardio, choque, estasis venosa, utilización de
excesivos parámetros de ventilación con presión positiva).
Hipoxia por
trastornos en la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno: generada por
hemoglobinopatías con desviación intensa de la curva de
disociación a la derecha. En este tipo podría incluirse
también la intoxicación por CO
descrita atrás.
Siggard-Andersen
reconoce, además, cinco tipos adicionales de hipoxia:
Hipoxia por
dispersión periférica: generada por trastornos
tisulares periféricos en los que el oxígeno no puede ser utilizado debido a
obstáculos en la perfusión (por ejemplo, incremento en la “distancia” que debe
recorrer el O2 desde el eritrocito hasta la mitocondria). Esta situación debe
tenerse en cuenta en situaciones de hipotermia y/o hipotensión, en las que la
vasoconstricción distal puede generar el trastorno.
Hipoxia por
baja extractibilidad: debida a la disminución
en la REO2.
Hipoxia por
shunt arteriovenoso: debida al incremento en
el cortocircuito arteriovenoso; situación en la que puede presentarse
normalidad o incremento en la presión venosa mezclada de O2 a pesar de la
disminución en la presión capilar final de oxígeno.
Hipoxia por
desacople: debida a la presencia de ciertas
sustancias (anticoagulantes cumarinicos, ciertos antibióticos) que interfieren
en el acople entre la reducción (química) del oxígeno y la síntesis de ATP.
Hipoxia
hipermetabolica: causada por el incremento en la hidrolisis
del ATP que no es balanceado por un incremento equivalente en su síntesis. La
causa del incremento en la hidrolisis puede relacionarse con la actividad
muscular (aumento en el tono muscular, temblores); incremento en la temperatura
corporal; y liberación de ciertas hormonas (tiroxina, catecolaminas). Una
manifestación diferente de las anomalías en la oxigenación tisular es la disoxia, la cual se refiere a
una situación en la que la demanda de oxigeno excede la disponibilidad en
realidad parece ser una reducción relativa en la extracción tisular de oxigeno
con un aporte aparentemente adecuado) a pesar de un flujo sanguíneo sistémico
normal o elevado y resistencias periféricas bajas.
TRATAMIENTO
Si
se confirma la hipoxia, debe suministrase oxígeno suplementario. Sin embargo,
debe procurarse la retirada temprana de la oxigenoterapia, en razón con la
potencial aparición de daño oxidativo, y con los efectos anómalos de las
especies reactivas de oxígeno. Aparte de los efectos adversos en el ámbito
bioquímico, pueden presentarse alteraciones a nivel de la función pulmonar, que
incluyen:
- Depresión de la ventilación en el neumópata crónico
- Efecto de shunt
OXIMETRÍA DE PULSO
Es un método no invasivo
para medir el porcentaje de saturación de la hemoglobina por el oxígeno y la
frecuencia cardiaca efectiva.
La oximetría de pulso
funciona detectando cualquier lecho vascular arterial pulsátil interpuesto
entre ondas de luz y un detector; se basa en 2 principios físicos
1. Absorción: La luz absorbida por la
hemoglobina oxigenada es diferente a la absorbida por la hemoglobina reducida
en las dos longitudes de ondas de luz del ojímetro (660 y 940 nm). Lo absorbido
por estas ondas de luces tiene un componente pulsátil, el cual es el resultado
del volumen fluctuante de sangre arterial entre la fuente y el detector.
2. Reflexión: Se refiere a la
comparación de la transmisión (reflexión) de la radiación luminosa de dos
longitudes de onda diferentes en tejidos vascularizados.
Los sistemas comerciales
usan como emisores diodos electro-luminiscentes (LED) en el rojo (630-660 nm) e
infrarrojo (800-940 nm) para así obtener un mayor contraste entre la
oxihemoglobina y la hemoglobina reducida.
Con respecto a los gases
arteriales presenta algunas ventajas tales como la facilidad para su uso, la
posibilidad de realizar monitoreo continuo y, tal vez la más importante: la
velocidad para detectar cambios en el porcentaje de saturación de la
hemoglobina, hecho que puede estar relacionado con hipoxia tisular.
BIBLIOGRAFIA
Cristancho Gómez, William
Fundamentos de fisioterapia respiratoria y
ventilación mecánica /
William Cristancho Gómez. -- 3a. ed. – Bogotá
: Manual Moderno,
2014
p. 788
Peña Cano Jesus. (septiembre 29, 2016). leyes de
los gases. 29 septiembre , de educaplus Sitio web:
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/centros-tic/14002996/helvia/aula/archivos/repositorio/0/236/html/Leyes%20de%20los%20gases/material/indice.html.
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