PRESSIONI PARZIALI E DIFFUSIONE
DI O2 e CO2 TRA ALVEOLI E CAPILLARI
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Velocità di rinnovamento dell’aria alveolare
capac. funz residua = 2300 ml
vol alveol scambiato = 350 ml
La velocità di
rinnovamento di un
gas inspirato aumenta
.
se aumenta la Valv
PO2 e PCO2 alveolare in funzione della
ventilazione alveolare
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. .
Il rapporto ventilazione/perfusione (VA/Q)
. .
Il rapporto ottimale VA/Q  1 è un valore medio su tutto il polmone
In queste condizioni, la PO2 e PCO2 alveolari valgono:
PO2 = 104 mmHg
PCO2 = 40 mmHg
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3
.
.
PO2 = 104 mmHg
PCO2 = 40 mmHg
Quando VA/Q  1 :
Si possono verificare condizioni estreme in cui:
.
.
VA/Q = 0
(sangue
venoso)
. .
VA/Q = 
oppure
ventilazione bloccata
PO2 = 40 mmHg
PCO2 = 45 mmHg
perfusione bloccata
PO2 = 149 mmHg (aria
PCO2 = 0 mmHg inspirata)
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.
.
Esempi di VA/Q < 1
La ventilazione non è sufficiente a ossigenare il sangue che arriva
ai polmoni
.
1 - nel blocco alveolare VA si riduce
1
.
2 - nello “shunt” venoso Q aumenta
3 – nella parte bassa dei polmoni i
capillari sono .più dilatati per effetto
della gravità. Q è maggiore delle
parti superiori.
2
.
.
Esempi di VA/Q > 1
La ventilazione è maggiore del flusso
sanguigno polmonare
1 – per effetto della gravità nella parte alta
.
dei polmoni i capillari sono collassati. Q
è minore delle parti inferiori del polmone
2 – nell’enfisema polmonare
l’area. di
.
scambio è ridotta. VA è molto grande
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Differenze regionali del rapporto ventilazione/perfusione
- In posizione
. eretta la ventilazione
alveolare VA è maggiore alla base
del polmone rispetto all’apice
- In posizione supina queste
differenze diminuiscono
- Anche la perfusione
dei capillari
.
polmonari (Q) alla base è superiore
che all’apice (gravità).
.
- VA diminuisce
percentualmente
. .
.
meno di Q, per cui il rapporto VA/Q
è minore di 1 alla base e maggiore
di 3 all’apice.
- Conseguenze: Il sangue nella parte bassa è meno ossigenato di
quella alta. Dato che la zona bassa è più perfusa e contribuisce
maggiormente al flusso totale, il sangue in uscita dal polmone è meno
ossigenato di quello alveolare (100 mmHg invece di 104 mmHg)
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La vasocostrizione ipossica polmonare
- E’ un fenomeno adattativo che
migliora l’ossigenazione del sangue
- Se la PO2 diminuisce, le arteriole
polmonari si vasocostringono
dirottando il sangue ai vasi dove la
PO2 è maggiore
- Rallentare il flusso quando la PO2 è
bassa equivale a migliorare
l’ossigenazione del sangue
- Avviene l’esatto contrario di quanto
accade alle arteriole periferiche che si
vasodilatano se PO2 diminuisce
- Ipossia da alta quota (se protratta
nel tempo) causa: ipertensione
polmonare, aumento del lavoro
ventricolare destro, edema polmonare
(mal di montagna).
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Scambi di gas attraverso la membrana respiratoria
Il sistema respiratorio è caratterizzato da una vastissima area di
scambio ( 70 m2) che scambia gas con un volume di sangue
presente nei capillari polmonari che varia tra 70 e 140 ml.
Calcoliamo quanto è la distanza media (Dx) che dovranno
percorrere i gas scambiati tra alveoli e capillari:
70 m2 x Dx = 140 cm3
Dx = 140 / (70 x 104) cm = 2 x 10-4 cm = 2 mm
ovvero una distanza pari allo spessore di un eritrocita
• La “membrana respiratoria” che un gas deve superare è molto sottile
(spessore medio 0.5 mm)
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• Permette un rapido scambio di gas tra alveolo e capillare
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Diffusione di O2 e CO2 nel sangue
Per la diffusione di O2 e CO2 vale la stessa legge descritta in
precedenza:
D=
DP x S x A
d x  P.M.
I fattori costitutivi d e A sono uguali per l’O2 e la CO2 e possono
variare con il tempo:
- lo spessore della “membrana respiratoria” d può aumentare a
causa di edemi o fibrosi polmonari
- l’area di scambio A può diminuire a causa di traumi o enfisemi
(gli alveoli si fondono in un’unica cavità con diminuzione
dell’area totale)
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Pressioni parziali di O2 e CO2 nel sangue
e negli alveoli
D=
DP x S x A
d x  P.M.
I parametri DP, S e  P.M. sono diversi per i due gas:
 Il coefficiente di diffusione S/ P.M. è 20 volte maggiore per la CO2
 DPO2 = PO2alv - PO2capill
= 104 – 40 = 64 mmHg
 DPCO2 = PCO2capill - PCO2alv = 45 – 40 = 5 mmHg
Grazie all’alta solubilità della
CO2 nel plasma, la DPCO2
necessaria per scambiare
volumi paragonabili di O2 e
CO2 è << DPO2
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PO2 venosa e arteriosa durante l’ossigenazione
alveolare
- La PO2 del capillare passa da 40 a 100 mmHg in breve tempo
(1/3 del percorso)
- La DPmedia non è 64/2 = 32 mmHg ma molto più bassa (10
mmHg)
- Questo garantisce che se la G.C. aumenta, il sangue può essere
egualmente ossigenato. Il tempo di contatto si allunga e la
DPmedia aumenta.
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Pressioni parziali di O2 e CO2 alveolari e tessutali
0,3
Cellule
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