Para entender en mecanismo de intercambio de gases entre el aire respirado y el torrente sanguineo, hay que entender el concepto de presión parcial y la Ley de Dalton. Esta última dice que en una mezcla de gases que no reaccionan químicamente se cumple que:
“La presión es igual a la suma de las presiones parciales que ejercería cada uno de ellos si solo uno ocupase todo el volumen de la mezcla, sin cambiar la temperatura.”
Si llamamos FRACCIÓN MOLAR del gas (fm) a la expresión:
fm = n/ntotal
Donde n es el número de moles de uno de los gases de la mezcla y ntotal es la suma de todos los moles de todos los gases de la mezcla
Tenemos:
Pi = fmi • Ptotal
La fracción molar está relacionada con el tanto por ciento de concentración del gas, en el caso del aire tiene 21% para el oxigeno.
Como se produce el intercambio gaseoso en nuestro organismo. Este proceso se poroduce en los pulmones en concreto en los alveolos, allí se produce el siguinte proceso físico. Al existir una diferencia de presiones parciales, entre los componentes del aire que respiramos, a ambos lados de la pared del alveolo. Los gases a ambos lados de la membrana alveolar atravesarán esta (en ambos sentidos generándose el intercambio gaseoso) siempre que la presión parcial del gas (presión que ejerce un gas en una mezcla de gases) sea superior en un lado respecto el otro. Es decir, el aire entra a los pulmones, en ese momento la presión parcial de O2 (0,21 bar) es muy superior a la que hay en el otro lado de la barrera alveolar (O2 disuelto en sangre), por lo que siendo esta permeable la atraviesa y se disuelve en la sangre. Al mismo tiempo el porcentaje de CO2 que existe en el torrente sanguíneo es elevado en relación con la presión parcial de CO2 que pueda haber en el aire que inspiramos, por lo que siendo mayor esta atravesará la membrana alveolar en sentido inverso. El CO2 sanguineo es producto de la combustión de las glucosa en las celulas.
Al subir al Everest, por ejemplo, la concentración de oxigeno sigue siendo más o menos la misma que a nivel del mar, pero al disminuir la presión atmosférica, y con ella proporcionalmente el valor de la presión parcial de O2 este no puede atravesar la membrana alveolar pues la presión ya no es tan superior respecto el O2 de la presión sanguínea. Por otro lado cuando descendemos dentro del agua, debemos aumentar la presión total del aire que tenemos que respirar, por lo tanto si queremos que se produzca el intercambio alveolar, debemos aumentar la presión parcial de O2, esta es la razón por la que respiramos aire a presión a través del regulador de la botella.
Otro factor importante es la asfixia por dióxido de carbono. Sabemos que el CO2 a bajas concentraciones es estimulante de la respiración (al 2% incrementa la frecuencia respiratoria en un 50%, y al 3% lo hace en un 100%). Esto es debido a que aumenta la acidosis en sangre, y uno de los mecanismos que regulan los centros respiratorios superiores es la respuesta al incremento de la acidosis sanguínea, (valores de PH por debajo de 7,1 más o menos). Esto hará aumente nuestra frecuencia respiratoria.
Pero, ¿que ocurrirá si al aumentar la presión parcial de CO2 en el aire que inspiramos (consecuencia de un incremento de concentración de CO2 en el aire atmosférico o por el aumento de la presión del aire que respiramos)? Pues que si llega a ser superior a la presión que ejerce el CO2 sanguíneo no podrá generarse la difusión de gases a través de la membrana alveolar, y en consecuencia las células de nuestro organismo se asfixiaran por falta de O2. Pues si extrapolamos esto a que hay un incremento de la presión parcial de CO2 ambiental el CO2 disuelto en el plasma sanguíneo no puede abandonar este porque la presión es mayor en el lado alveolar y el organismo simplemente se asfixia con las correspondientes alteraciones del metabolismo (Essoufflement)
Un saludo