Scambio di gas e regolazione della ventilazione

Scambio di gas e regolazione della ventilazione

Se la diffusione dei gas risulta compromessa o se il trasporto di ossigeno è insufficiente, insorge una condizione di ipossia che si accompagna spesso a una condizione di ipercapnia (elevate concentrazioni di biossido di carbonio). Per evitare queste due condizioni l'organismo utilizza dei sensori che controllano la composizione del sangue arterioso e rispondono a tre variabili:

• Ossigeno che deve risultare adeguato a sostenere la produzione di ATP
• Anidride carbonica che ad alti livelli provoca la sedazione del sistema nervoso centrale nonché l'abbassamento del pH
• pH monitorato, in particolare quello del plasma, la cui regolazione è a carico delle variazioni della ventilazione

Quando l'aria raggiunge gli alveoli, ossigeno e anidride carbonica diffondono dallo spazio alveolare nel sangue. I gas si spostano da regioni a pressione parziale maggiore verso regioni a pressione parziale minore; la pressione alveolare di ossigeno normale a livello del mare è di 100 mmHg, la pressione parziale di ossigeno del sangue venoso che arriva ai polmoni è di circa 40 mmHg. Il processo di diffusione dell'ossigeno arriva all'equilibrio quando la pressione parziale di ossigeno nel sangue arterioso che lascia i polmoni è pari a quella atmosferica.

Quando il sangue arterioso arriva ai capillari sistemici il processo si inverte; in una cellula in condizioni normali la pressione parziale di ossigeno è mediamente 40 mmHg, il sangue arterioso vi arriva con pressione parziale di ossigeno di circa 100 mmHg quindi il gas diffonde dal sangue alle cellule. Al contrario, la pressione parziale di anidride carbonica nei tessuti è maggiore che nei capillari sistemici a causa della produzione del metabolismo cellulare. La pressione parziale media di anidride carbonica di una cellula è di 46 mmHg mentre quella del sangue arterioso è di 40 mmHg, questo gradiente determina un flusso del gas netto verso il sangue fino al raggiungimento dell'equilibrio che si ha quando anche la pressione parziale del gas nel sangue è di circa 46 mmHg.

A livello dei capillari polmonari il processo si inverte poiché il sangue venoso che trasporta l'anidride carbonica ha una pressione parziale di circa 46 mmHg e la pressione alveolare di anidride carbonica è circa 40 mmHg.

Variabili che influenzano l'efficienza dello scambio alveolare dei gas

• Diminuzione della pressione parziale di ossigeno alveolare
• Passaggio dei gas tra gli alveoli e i capillari problematico
• Perfusione adeguata agli alveoli

Vi sono due cause possibili della diminuzione di pressione parziale di ossigeno: l'aria...