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La composición del aire ambiental es de aproximadamente 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno, 1% de argón y porcentajes de trazas de dióxido de carbono, neón, metano, helio, criptón, hidrógeno, xenón, ozono, dióxido de nitrógeno, yodo, monóxido de carbono y amoníaco. Por lo tanto, a nivel del mar, donde se sabe que la presión atmosférica es de 760 mm Hg, se puede estimar que las presiones parciales de los diversos gases tienen presiones parciales de aproximadamente 593 mm Hg para el nitrógeno, 160 mm Hg para el oxígeno y 7,6 mm Hg para el argón., Sin embargo, estas presiones parciales no son reflejos precisos de las presiones parciales disponibles para la difusión dentro de los alvéolos del pulmón. Cuando se inhala aire a través de las vías respiratorias superiores, el tracto pulmonar lo calienta y humidifica. El resultado de este proceso introduce la presencia de niveles significativos de vapor de agua que luego ajusta las presiones parciales de los otros gases, incluido el oxígeno. No es posible recoger gases directamente de los alvéolos. La ecuación del gas alveolar es de gran ayuda para calcular y estimar de cerca la presión parcial de oxígeno dentro de los alvéolos., La ecuación de gas alveolar se utiliza para calcular la presión parcial de oxígeno alveolar:
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PAO2 = (Patm – PH2O) FiO2 – PaCO2 / RQ
donde PAO2 es la presión parcial de oxígeno en los alvéolos, Patm es la presión atmosférica a nivel del mar igualando 760 mm Hg. PH2O es la presión parcial del agua igual a aproximadamente 45 mm Hg. FiO2 es la fracción de oxígeno inspirado. PaCO2 es la presión parcial de dióxido de carbono en los alvéolos, que en condiciones fisiológicas normales es de aproximadamente 40 a 45 mm Hg, y el RQ (cociente respiratorio)., FiO2 está directamente relacionado con la composición porcentual de oxígeno en el aire inspirado. Sin apoyo a nivel del mar, esto es 21% o 0.21. Sin embargo, cada litro de oxígeno suplementario en el aire inspirado aumenta este valor en aproximadamente 4% o 0.04. Por lo tanto, 2 litros de oxígeno suplementado aumentan la FiO2 a nivel del mar en un 8% o 0.08 a 29% o 0.29. El valor de RQ puede variar dependiendo del tipo de dieta y estado metabólico de la persona. Un valor estándar de 0,82 para la dieta humana típica., A nivel del mar sin oxigenación inspirada suplementada, la presión parcial de oxígeno alveolar (PAO2) es:
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PAO2 = (760 – 47) 0.21 – 40 / 0.8 = 99.7 mm Hg
esta presión parcial alveolar de oxígeno entonces es la fuerza impulsora para la difusión de oxígeno a través de las membranas alveolares, a través de las paredes capilares pulmonares, y en el flujo sanguíneo arteriolar y eritrocitos para el transporte a través del cuerpo en los tejidos periféricos., El gradiente de difusión desde el espacio alveolar hacia el capilar se cuantifica a través del gradiente A-a calculado como:
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a-a gradiente de oxígeno = PAO2 – PaO2
PaO2 se mide utilizando una gasometría arterial, y PAO2 se calcula como se indica anteriormente. Un gradiente más grande indica que la patología está dificultando la transferencia de oxígeno al capilar, lo que tiene un impacto en la presión parcial disponible de oxígeno en todo el cuerpo. Las presiones parciales necesarias de oxígeno en todos los tejidos son variables dependiendo de las demandas metabólicas de los tejidos., Se ha encontrado que el cerebro requiere una presión parcial de oxígeno de al menos 35 mm Hg por debajo. Las funciones mentales se ven afectadas porque el metabolismo aeróbico de la glucosa para la producción de energía no puede ocurrir de manera eficiente. La piel tiene típicamente un espectro parcial de la presión basado en la profundidad de la capa de la piel de la superficie. La región superficial de la piel a una profundidad de 5 a 10 micrómetros es de aproximadamente 5.0 a 11 mm Hg de presión parcial de oxígeno., Las papilas dérmicas a 45 a 65 micrómetros de profundidad típicamente tienen una presión parcial de oxígeno de 18 a 30 mm Hg, y en el plexo subpapilar de 100 a 120 micrómetros de profundidad, la presión parcial de oxígeno es de aproximadamente 27 A 43 mm Hg. Los intestinos también tienen una presión parcial variable de oxígeno con la porción serosa del intestino delgado de 53.0 a 71.0 mm Hg. Las presiones parciales hepáticas de oxígeno han sido estudiadas con resultados algo variables, por lo que se encontraron valores medios de 42,04 mm Hg y 34,53 mm Hg en 2 grupos separados., Los riñones constituyen otro sistema de órganos que tiene un alto requerimiento de oxígeno debido a la alta energía y la posterior demanda metabólica involucrada en los procesos de transporte activo de los sistemas de reabsorción de nefronas. Como tal, la presión parcial medular de oxígeno es de 10 a 20 mm Hg, y la corteza requiere de 52 A 92 mm Hg. La demanda Muscular de oxígeno es muy variable dependiendo de la intensidad de la actividad y la duración del músculo. Al inicio, las presiones musculares parciales de oxígeno son de 27 mm Hg a 31 mm Hg., A lo largo del proceso de consumo de oxígeno por varios tejidos, el contenido de oxígeno de la sangre cae de tal manera que el 100 mm Hg en la sangre arterial disminuye a 40 mm Hg en la sangre venosa.