¿Por qué la presión parcial de oxígeno en la sangre es igual a la de los alvéolos?

La presión parcial de oxígeno en los alvéolos es de aproximadamente 104 mmHg, después del intercambio de gases se convierte en 40 mmHg. Entiendo que durante el intercambio de gases, el gradiente de presión impulsa el oxígeno hacia la sangre y el CO2 hacia afuera. Mi problema es que: dado que la presión parcial de oxígeno en el alvéolo es de 104 mmHg y la de la sangre en el capilar pulmonar es de 40 mmHg, ¿por qué la presión parcial de oxígeno en la sangre después del intercambio de gases también sería igual a 104 mmHg y no a 72 mmHg ya que como el oxígeno sale del alvéolo, la presión parcial cae y aumenta en la misma cantidad en el capilar pulmonar. En el equilibrio, ¿no deberían estar ambos a 72 mmHg? Matemáticamente hablando:
104-X(PO2 alveolar)=40+X(PO2 en sangre)

Respuestas (1)

Hay tres suposiciones infundadas en su ecuación que puedo ver.

  1. Estás tratando la presión parcial como una concentración. Las presiones parciales no son concentraciones, aunque son representaciones convenientes de concentración para gases porque los comportamientos de los gases, especialmente con respecto a la difusión entre gases y líquidos, se comportan de acuerdo con la presión parcial a través de la ley de Henry . Para el oxígeno en la sangre, las presiones parciales son aún más distintas de la "cantidad de oxígeno por volumen", porque la mayor parte del oxígeno transportado en la sangre está ligado a la hemoglobina en lugar de flotar libremente/disuelto en el líquido.

  2. Está suponiendo que hay una cantidad finita de oxígeno presente en los alvéolos, como si hubiera 104 mmHg de oxígeno en los alvéolos, y luego llega sangre y se lleva parte. Ese no es el caso; la sangre entra constantemente a través de los capilares, y hay una difusión constante y un flujo masivo de gases a través de los pulmones (reabastecidos con aire inspirado externo).

  3. Siguiendo (1) y (2), parece que está asumiendo que la sangre y el gas tienen el mismo volumen. Este no tiene por qué ser el caso.

En cambio, para comprender por qué la presión parcial de oxígeno en la sangre que sale de los pulmones es la misma que la presión parcial de oxígeno en los alvéolos, es importante darse cuenta de que el área de la superficie de los alvéolos es absolutamente masiva y que los gases se difunden con bastante libertad. a distancias del tamaño de los capilares. Son iguales por la misma razón que si pones un poco de tinte soluble en agua en un vaso de agua y lo agitas vigorosamente durante unos segundos, encontrarás que el tinte se distribuye uniformemente. Si no se distribuyó uniformemente al principio, estará muy cerca cuando termines. Lo mismo con la sangre a través de los pulmones. Si pones un poco más de oxígeno en los alvéolos, fluirá un poco más a la sangre; ambas concentraciones serían más altas, pero seguirían siendo las mismas.

Entonces, eso te dice por qué el número es el mismo, pero ¿por qué este número es de aproximadamente 104 mmHg? Bueno, ese número exacto variará según las condiciones específicas, pero puede estar seguro de que el número será un equilibrio en algún lugar entre la concentración atmosférica de oxígeno y el oxígeno de la sangre que ingresa a los pulmones. Ese promedio ya ha ocurrido y está ocurriendo constantemente todo el tiempo.

@Bryan Krause; si la presión en el alvéolo es constante, ¿por qué después de la difusión de O2 en los capilares (en la respiración externa) la PO2 del aire alveolar se reduce a 40 mmHg? Además, en la respiración interna, el PO2 de la sangre se reduce a 40 después de que el oxígeno se difunde en los tejidos, si la presión fuera constante, no debería haber reducción. Por cierto, te agradecería que me dieras otra analogía, la del "tinte" era difícil de imaginar.
Leí en alguna parte que la diferencia entre el volumen de aire en los alvéolos y el volumen de sangre en los capilares también influye en por qué las presiones parciales son las mismas. Y también lo dijiste en tu explicación, así que me preguntaba cómo podrían estar relacionados.
@Taofeek "la PO2 del aire alveolar se reduce a 40 mmHg", no lo hace. Si dejó de respirar durante mucho tiempo, tal vez eventualmente lo haga, pero no para una respiración normal. "La PO2 de la sangre se reduce a 40 después de que el oxígeno se difunde en los tejidos, si la presión fuera constante, no debería haber reducción". Nunca dije que la presión fuera constante en todas partes. Hay poco oxígeno en los tejidos debido a la respiración celular. La sangre que sale de los tejidos tiene menos oxígeno que la sangre que entra en los tejidos, pero la sangre que sale de los tejidos tiene aproximadamente la misma presión de oxígeno que los propios tejidos.
Otro factor a considerar es que el oxígeno no se disuelve (principalmente) en la sangre, sino que se une químicamente a la hemoglobina. Entonces, la presión parcial puede no ser tan relevante.
@jamesqf Agregó eso como un punto adicional en (1). Todavía queda que no puede tratar las presiones parciales como concentraciones para ninguna solución, pero es particularmente cierto para la sangre y el oxígeno (o CO2), ya que estos son transportados principalmente por la hemoglobina, por lo que incluso si utilizó los coeficientes de partición para agua o plasma, se me ocurrieron algunos números muy equivocados.
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