Si inhalé la cantidad exacta de oxígeno que mi cuerpo necesita, ¿qué voy a exhalar?

[Respuesta: si inhalé la cantidad exacta de oxígeno que necesita mi cuerpo, ¿qué voy a exhalar? ]

El gas exhalado normalmente contiene 17-18% de oxígeno, comparado con 21% de O2 en aire inhalado, junto con aproximadamente 5% de dióxido de carbono y 100% de humedad relativa, que asciende a aproximadamente 6% de vapor de agua asumiendo la temperatura corporal normal y la presión barométrica. La mayor parte del volumen de gas exhalado sigue siendo nitrógeno gaseoso, N2, que es inerte y está en equilibrio perpetuo con su cuerpo.

Normalmente, el dióxido de carbono exhalado se diluye en el aire de la habitación tan rápidamente que su próxima inhalación no contiene prácticamente nada. Pero al volver a respirar (bolsa de papel o tubo largo), el CO2 se acumulará y pronto se volverá tóxico a menos que sea absorbido químicamente por la cal sodada, como se encuentra en algunas naves espaciales y submarinos y en todos los equipos de anestesia general. Mientras tanto, los niveles de oxígeno disminuirán a medida que tu cuerpo extraiga lo que necesita con cada respiración. El consumo de oxígeno en reposo es de alrededor de 200-250 ml / minuto, mientras que el volumen minuto (volumen tidal multiplicado por respiraciones por minuto) es de alrededor de 6000 ml / min.

Por lo tanto, con la respiración normal inhala (6000 ml / min) (21%) = 1260 ml / min de oxígeno fresco, que es 5 o 6 veces su extracción fisiológica de oxígeno de 200-250 ml / minuto en reposo. Las moléculas de oxígeno se enfrentan a una serie de obstáculos en su camino hacia los glóbulos rojos a través de los alvéolos, incluida la dilución por vapor de agua, ventilación del espacio muerto, diversas barreras de difusión y permeabilidad, alvéolos subperfundidos, etc. Así que es bueno que traiga más oxígeno del que necesita a sus pulmones, porque la extracción no está cerca de la eficiencia ideal. Y eso es asumir pulmones normales.

Dicho de otra manera, los pulmones necesitan una presión parcial mínima de oxígeno, que normalmente es de aproximadamente 150 mmHg = 21% de 713, donde 713 = 760 (presión atm) – 47 (H2O), aunque la presión parcial de oxígeno en la sangre ( PO2) es típicamente en los años 60 o 70, mucho más bajo que 150. Los “obstáculos” antes mencionados a la oxigenación implican una cascada de reducciones en la presión parcial. Los pulmones han evolucionado para funcionar eficientemente a estos niveles, mientras que respirar una concentración hipóxica hace que el proceso sea ineficaz.

200 ml / min de O2 (lo que su cuerpo necesita) representa aproximadamente el 3% de un volumen de aire de 6 l / m. ¿Por qué tenemos que inhalar 21% de oxígeno cuando nuestros cuerpos solo usan 3 o 4% de oxígeno disponible? Debido a que respiraba 3% de oxígeno, rápidamente se volvería hipóxico, se desmayaría y moriría porque los pulmones nunca podrían administrar todo, o incluso la mayoría, del oxígeno suministrado para satisfacer las necesidades de su cuerpo. Las personas tienen problemas para manejar concentraciones de O2 inspiradas en la adolescencia alta (porcentaje en volumen). 3 o 4% de O2 es letalmente hipóxico y cualquier actividad física acelerará su desaparición al aumentar el consumo de oxígeno.

En tal escenario, puede exhalar el oxígeno habitual del 18% durante las primeras dos respiraciones, pero esto disminuirá rápidamente a medida que se establece la hipoxia y más oxígeno deja su cuerpo cada vez que exhala.

Durante la anestesia general, los pacientes generalmente vuelven a respirar gas para conservar el agente anestésico. El sistema elimina el dióxido de carbono y agrega oxígeno fresco, manteniendo la concentración de oxígeno inspirado al menos 30-40% (es decir, más alta que en el aire ambiente) para asegurar una buena oxigenación y superar ineficiencias adicionales en el intercambio de gases que ocurren en el estado anestesiado. A veces, el flujo de gas fresco es tan bajo que el sistema de hecho suministra suficiente oxígeno fresco para equilibrar la extracción de oxígeno por el cuerpo. Incluso el gas exhalado solo mostrará una concentración de oxígeno ligeramente menor que el gas inhalado.