1.2.-La difusión

Es el proceso mediante el cual se produce la transferencia de los gases respiratorios entre el alveolo y la sangre a través de la membrana alveolo-capilar. La estructura del pulmón le confiere la máxima eficacia: gran superficie de intercambio y espesor mínimo de la superficie de intercambio.

El pulmón contiene unos 300 millones de alvéolos, con una superficie útil para el intercambio gaseoso de unos 140 m2. El epitelio alveolar, con la capa de fluido que contiene el surfactante y su membrana basal, tiene un grosor de 0.2-0.3μ. En el intersticio se encuentran los capilares, con un espesor similar, incluyendo el endotelio y membrana basal. En conjunto la membrana alveolocapilar tiene un espesor de 0.5 μ. Los capilares pulmonares tienen un diámetro de unas 7 μ, similar al glóbulo rojo, por lo que parte de este mantiene contacto con la superficie endotelial vascular durante todo el trayecto en el capilar. El cambio de forma del eritrocito al pasar por el capilar influye en su capacidad de captación y liberación del O2.

La sangre venosa mixta que perfunde los capilares pulmonares y contacta con el alveolo presenta una pO2 reducida, por la extracción continua de O2 desde los tejidos y una pCO2 elevada, producto del metabolismo tisular. El gradiente de presiones parciales entre esta sangre y el alveolo permite su intercambio a lo largo del capilar hasta que ambas presiones se equiparan.

En 0.75 segundos el hematíe atraviesa el capilar en contacto con el alveolo. En sólo 0.25 segundos (un tercio del recorrido) la pO2 y pCO2 del capilar se igualan con la del alveolo. Por tanto el pulmón cuenta con una gran reserva para la difusión. Más que por las características de la membrana alveolocapilar, la transferencia del gas entre el alveolo y la sangre está condicionada por:

  • FiO2 del aire inspirado
  • contenido de O2 en la sangre venosa mixta
  • tiempo de tránsito del hematíe por el capilar pulmonar  

La difusión de los gases respiratorios es un proceso pasivo, no consume energía, se produce por el movimiento aleatorio de sus moléculas que atraviesan la membrana alveolocapilar de forma proporcional a sus presiones parciales a cada lado de la misma. Para mantener ese gradiente de presión es necesaria la renovación continua del gas alveolar (ventilación) y de la sangre que riega el alveolo (perfusión).

Según la Ley de Grahan, la tasa de difusión de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su densidad por lo que los gases difunden mejor a mayor temperatura. Según la Ley de Henry, la disolución de un gas en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial de dicho gas y a su coeficiente de solubilidad. Así el CO2 difunde a través de los tejidos unas 20 veces más rápido que el O2, ya que su peso molecular es similar pero su solubilidad es 24 veces mayor.

De acuerdo con la Ley de difusión de Fick, la transferencia del gas a través de la membrana (VGAS, ml/min) es inversamente proporcional a su espesor (T) y directamente proporcional a la superficie de intercambio (A) en cm2, al gradiente de presiones parciales a cada lado de la membrana (P1-P2, mmHg) y al coeficiente de difusión del gas (D).

VGas = A/T x (P1-P2) x D

(D) es una constante, característica de los diferentes tejidos y gases, directamente proporcional a la solubilidad del gas e inversamente a la raíz cuadrada de su peso molecular (D=Sol / PM)