# Difusión y Transporte de Gases (O₂ y CO₂)

Tema: Fisiología respiratoria — difusión de gases a través de la membrana respiratoria, leyes que la gobiernan (Henry y Fick), difusión de O₂ en pulmón y tejidos, y transporte sanguíneo de O₂ y CO₂. Bibliografía de referencia: West JB, Luks AM. Respiratory Physiology: The Essentials (cap. «Difusión» y «Transporte de gases por la sangre») y Hall JE. Guyton y Hall. Tratado de Fisiología Médica (cap. «Principios físicos del intercambio gaseoso» y «Transporte de O₂ y CO₂»). Reconstrucción y corrección del contenido del video, fundamentada exclusivamente en West y Guyton. Las discrepancias numéricas entre ambos autores —que el propio video señala— se muestran de forma explícita.

# 1. Introducción

El intercambio de gases entre el aire alveolar y la sangre, y entre la sangre y los tejidos, ocurre íntegramente por difusión pasiva: un proceso que no consume energía y cuyo motor es la diferencia de presión parcial de cada gas a uno y otro lado de la barrera. Comprender los factores que determinan la velocidad de difusión (ley de Fick) y la forma en que la sangre acarrea el O₂ y el CO₂ es esencial para entender tanto la fisiología normal como los mecanismos de la hipoxemia y la hipercapnia en la enfermedad pulmonar.

# 2. La difusión

# 2.1. Definición

La difusión es el movimiento aleatorio (térmico) de las moléculas de gas en todas las direcciones a través de la membrana respiratoria y los líquidos adyacentes. Es un mecanismo pasivo: no requiere gasto de energía metabólica. Aunque el movimiento individual de cada molécula es aleatorio, existe un flujo neto —la difusión neta— que va siempre desde la zona de mayor concentración (mayor presión parcial) hacia la zona de menor concentración (menor presión parcial).

Nota (West/Guyton): lo que en el diagrama se ve como “más flechas hacia un lado” es justamente esa difusión neta: la resultante del movimiento aleatorio cuando hay un gradiente. En el equilibrio, el movimiento molecular no se detiene, pero el flujo neto se hace cero.

# 2.2. Presión parcial y ley de Henry

Las moléculas de un gas disuelto en un líquido ejercen una presión, la presión parcial. Pero esta no depende únicamente de la concentración del gas: también depende de su coeficiente de solubilidad. La relación la describe la ley de Henry (Guyton):

$$P_{\text{gas}} = \frac{\text{Concentración de gas disuelto}}{\text{Coeficiente de solubilidad}}$$

Cuanto más soluble es un gas, menor es la presión parcial que ejerce para una misma cantidad disuelta.

De estos valores se desprende que el CO₂ es ≈ 20 veces más soluble que el O₂ ($0{,}57 / 0{,}024 \approx 24$). Esto tiene una consecuencia clave: para una misma cantidad disuelta, el CO₂ genera una presión parcial mucho menor, y su gran solubilidad le permite difundir con gran facilidad pese a manejar gradientes de presión más pequeños.

Atribución (Guyton): la fórmula de la presión parcial expresada como concentración/solubilidad y los coeficientes 0,024 (O₂) y 0,57 (CO₂) corresponden a la formulación de Guyton. West trata la solubilidad dentro de la ley de Fick (regla 3 de proporcionalidad solubilidad/√PM), no como una ecuación de “presión parcial” separada.

# 3. Velocidad de difusión: ley de Fick

La ley de Fick permite estimar la velocidad (o tasa) de difusión de un gas, representada por $D$. El video la sintetiza así:

$$D \;\propto\; \frac{\Delta P \times A \times S}{d \times \sqrt{PM}}$$

donde:

En palabras: si aumenta $\Delta P$, el área o la solubilidad, aumenta la velocidad de difusión; si aumenta el grosor de la barrera o el peso molecular del gas, disminuye.

Atribución (West): la ley de Fick de difusión es el núcleo del capítulo de difusión de West. West la expresa como $\dot{V}_{gas} = \dfrac{A}{T}\, D\,(P_1 - P_2)$, donde la constante de difusión $D \propto \dfrac{\text{solubilidad}}{\sqrt{PM}}$. La forma combinada del video reúne en una sola expresión el área ($A$), el grosor ($T$ o $d$), el gradiente ($\Delta P$) y la constante $D$. Es una síntesis didáctica correcta de la formulación de West.

# 3.1. Aplicación clínica de cada factor

La importancia de Fick está en que cada factor se altera en una enfermedad concreta:

• Área ($A$) reducida → cae la difusión. Ejemplos: resección pulmonar (se pierde superficie de intercambio) y enfisema (la destrucción de las paredes alveolares reduce la superficie disponible).
• Grosor ($d$) aumentado → cae la difusión. Ejemplos: edema (engrosamiento por líquido) y fibrosis pulmonar (engrosamiento de la barrera alveolo-capilar).
• Gradiente ($\Delta P$) reducido → cae la difusión (p. ej., a gran altitud, donde la PO₂ inspirada es menor).

Nota (West): West subraya que el O₂, por su menor solubilidad, es más vulnerable que el CO₂ a los trastornos de la difusión (engrosamiento de la barrera). Por eso, en las enfermedades que afectan la membrana, el problema clínico dominante suele ser la hipoxemia, no la retención de CO₂.

# 4. Difusión del oxígeno

El motor de toda la cascada es siempre el gradiente de presión parcial de O₂ (PO₂).

# 4.1. De alveolos a sangre capilar pulmonar

La PO₂ alveolar es mayor que la PO₂ de la sangre venosa que llega al pulmón, de modo que el O₂ difunde del alveolo hacia el capilar:

La sangre llega “baja” en O₂ (40 mmHg) porque cedió gran parte de su O₂ a los tejidos. El amplio gradiente (104 → 40) impulsa la difusión, y la sangre se equilibra con el aire alveolar mucho antes de abandonar el capilar.

# 4.2. De capilares periféricos (sistémicos) a líquido tisular

En los tejidos el gradiente se invierte: la sangre arterial llega rica en O₂ y lo cede al intersticio:

La diferencia capilar→intersticio hace que el O₂ difunda rápidamente hacia las células.

Discrepancia West vs Guyton (valores): Los valores 104 / 95 / 40 / 23 mmHg corresponden a Guyton (PO₂ alveolar 104, arterial sistémica 95, intersticial 40, intracelular 23). West redondea la PO₂ alveolar a ≈ 100 mmHg y trabaja con una PO₂ arterial de ≈ 95–100 mmHg. La caída de ~104 (alveolar) a ~95 (arterial sistémica) es la diferencia alveolo-arterial de O₂, que West atribuye a la mezcla venosa (cortocircuito) y al desajuste ventilación/perfusión. Si tu cátedra exige un valor único de PO₂ alveolar, usa el que indique tu programa (típicamente 104 mmHg si siguen a Guyton).

Callout central del video: el movimiento de la difusión siempre está determinado por una diferencia de presión. Es el principio unificador de toda la sección y coincide plenamente con ambos autores.

# 5. Transporte del oxígeno por la sangre

El O₂ se transporta de dos maneras:

# 5.1. Disuelto (≈ 3 %)

Es la fracción minoritaria. Obedece a la ley de Henry, por lo que es directamente proporcional a la PO₂: si sube la PO₂, sube el O₂ disuelto.

$$\text{O}_2\ \text{disuelto} = 0{,}003\ \frac{\text{mL O}_2}{\text{mmHg} \cdot 100\ \text{mL sangre}} \times P_{O_2}$$

Corrección de transcripción: el audio dice “0,03 mL”, pero el valor correcto —y el que figura en la diapositiva— es 0,003 mL de O₂ por mmHg por 100 mL de sangre (West y Guyton). A una PO₂ arterial de 100 mmHg, esto equivale a ≈ 0,3 mL de O₂ disuelto por 100 mL de sangre.

# 5.2. Unido a la hemoglobina (≈ 97 %)

Es la fracción mayoritaria. La unión O₂–Hb es reversible y depende de la PO₂:

• Donde la PO₂ es alta (capilares pulmonares) → el O₂ se une a la Hb.
• Donde la PO₂ es baja (capilares tisulares) → el O₂ se libera de la Hb.

# 5.3. Conceptos cuantitativos clave

donde 1,34 es la capacidad de Hüfner: los mL de O₂ que se unen a cada gramo de Hb cuando está plenamente saturada.

Nota (West/Guyton): la constante de Hüfner aparece como 1,34 mL O₂/g Hb (valor in vivo, el que usa el video) o como 1,39 mL O₂/g Hb (valor teórico). Ambos autores las manejan; si tu cátedra pide un único valor, usa el que figure en su material (aquí, 1,34). Con una [Hb] de 15 g/dL y 1,34 se obtiene ≈ 20,1 mL/100 mL; el valor de 20,8 que da la diapositiva supone una [Hb] algo mayor (≈ 15,5 g/dL).

# 6. Curva de disociación de la oxihemoglobina

La curva relaciona la PO₂ (eje X) con la saturación de la Hb (eje Y) y tiene forma sigmoidea: al aumentar la PO₂ aumenta la saturación, pero no de forma lineal. La porción plana superior (PO₂ alta, pulmón) garantiza una carga casi completa aunque la PO₂ alveolar baje algo; la porción empinada inferior (PO₂ baja, tejidos) permite ceder mucho O₂ con pequeñas caídas de PO₂.

La curva puede desplazarse según las condiciones locales, modificando la afinidad de la Hb por el O₂:

El desplazamiento a la derecha inducido por el CO₂ y los H⁺ es el efecto Bohr (West/Guyton): facilita la entrega de O₂ justo donde el metabolismo es más intenso. El 2,3-DPG (2,3-difosfoglicerato) es un metabolito de la glucólisis eritrocitaria que reduce la afinidad y se eleva en situaciones de hipoxia crónica.

Corrección de transcripción: el video lo llama “2,3 bifosfato”; el nombre correcto es 2,3-difosfoglicerato (2,3-DPG), también escrito 2,3-bisfosfoglicerato (2,3-BPG).

Aclaración video vs bibliografía: el video incluye “aumento de la PO₂” entre los factores que desplazan la curva a la izquierda en el pulmón. En rigor (West/Guyton), la PO₂ no desplaza la curva: te mueve a lo largo de ella (más a la derecha en el eje X → mayor saturación). Los verdaderos factores que desplazan la curva son temperatura, pH/CO₂ (efecto Bohr) y 2,3-DPG. Una PO₂ alta en el pulmón explica la alta saturación, pero no es un agente de desplazamiento.

# 7. Transporte del dióxido de carbono

El CO₂ se transporta de tres maneras, y aquí West y Guyton difieren en los porcentajes (el propio video lo señala). Se presentan en columnas separadas:

Discrepancia West vs Guyton (valores): las cifras difieren según la fuente (West: 10 / 30 / 60 ; Guyton: 7 / 23 / 70). En ambos casos, el bicarbonato es con diferencia la principal vía de transporte. Usa el reparto que indique tu cátedra; si no especifica, deja constancia de ambos.

Recordatorio del video: dado que el CO₂ es ≈ 20 veces más soluble que el O₂, un aumento de su presión parcial lo hace difundir mucho más rápido. Esto explica por qué, pese a manejar gradientes de presión más pequeños, el CO₂ atraviesa la membrana sin dificultad.

# 7.1. Complemento (West/Guyton): cómo se forma el bicarbonato

Enriquecimiento (no estaba explícito en el audio, pero sí en el esquema de la diapositiva): dentro del eritrocito, la anhidrasa carbónica cataliza $\text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_2\text{CO}_3$, que se disocia en $\text{HCO}_3^- + \text{H}^+$. El bicarbonato sale del glóbulo rojo al plasma a cambio de cloruro que entra: es el desplazamiento del cloruro (fenómeno de Hamburger). Los H⁺ generados son amortiguados por la Hb. Este mecanismo (West/Guyton) es el que sustenta que el bicarbonato sea la vía mayoritaria.

# 8. Puntos clave para repaso

• Difusión = movimiento pasivo, sin energía; flujo neto de mayor a menor presión parcial.
• Ley de Henry (Guyton): $P = \text{concentración}/\text{solubilidad}$. Solubilidad O₂ = 0,024; CO₂ = 0,57 → el CO₂ es ≈ 20× más soluble.
• Ley de Fick (West): $D \propto \dfrac{\Delta P \cdot A \cdot S}{d \cdot \sqrt{PM}}$. Directamente proporcional: ΔP, área, solubilidad. Inversamente: grosor y √PM.
• Clínica de Fick: ↓ área (resección, enfisema); ↑ grosor (edema, fibrosis) → ambos reducen la difusión.
• PO₂ (Guyton): alveolar 104, arterial sistémica 95, intersticial 40, intracelular 23 mmHg. West redondea el alveolar a ≈ 100; la brecha 104→95 es la diferencia alveolo-arterial.
• Transporte de O₂: disuelto 3 % (0,003 mL/mmHg/100 mL, Henry) + unido a Hb 97 % (reversible).
• Capacidad de O₂ = [Hb] × 1,34 ≈ 20,8 mL/100 mL. SO₂ arterial 97,5 %, venosa 75 %.
• Contenido de O₂ = $(1{,}34 \times \text{Hb} \times S_{O_2}/100) + 0{,}003 \times P_{O_2}$.
• Curva O₂-Hb: sigmoidea. Derecha (tejidos): ↑H⁺/↓pH, ↑T°, ↑CO₂, ↑2,3-DPG → libera O₂ (efecto Bohr). Izquierda (pulmón): lo opuesto → capta O₂. La PO₂ no desplaza la curva.
• Transporte de CO₂ (West / Guyton): disuelto 10 / 7 %, carbamino-Hb 30 / 23 %, bicarbonato 60 / 70 %. El bicarbonato es la vía principal en ambos.

# Referencias bibliográficas

• West JB, Luks AM. Respiratory Physiology: The Essentials. Wolters Kluwer. Capítulos sobre difusión (ley de Fick, capacidad de difusión) y transporte de gases por la sangre (curva de disociación de la oxihemoglobina, efecto Bohr, transporte de CO₂).
• Hall JE. Guyton y Hall. Tratado de Fisiología Médica. Elsevier. Secciones sobre principios físicos del intercambio gaseoso (leyes de Henry y Fick, difusión a través de la membrana respiratoria) y transporte de O₂ y CO₂ en la sangre y los líquidos tisulares.

Nota: no se indican números de página ni edición por no disponer de esos datos con certeza. Verificar los porcentajes de transporte de CO₂ y la PO₂ alveolar contra la edición exacta que exija tu cátedra.