Formación de burbujas y gotas de agua y tensión superficial en los pulmones

1. Formación de burbujas y gotas de agua y tensión superficial en los pulmones INTEGRANTES: NATALIA ROJAS FABIÁN PAILLAL DOCENTE : CECILIA TOLEDO

2. Burbujas Una burbuja es una superficie esférica de líquido. Cuando se agita un líquido con aire, entra algo de aire en el líquido, tomando temporalmente un espacio dentro de este último en forma de burbuja. Algunos líquidos forman burbujas más fácilmente que otros. Por ejemplo, al agitar agua, se formarán algunas burbujas pero no durarán mucho tiempo. Si se le agrega algo de detergente para lavar y después se le agita, se formará una gran cantidad de burbujas y durarán más tiempo.

3. Una burbuja puede existir porque la capa superficial de un líquido (normalmente agua) tiene cierta tensión superficial, lo que hace que la capa se comporte parecido a una hoja elástica. La tensión hace que la burbuja forme una esfera porque la esfera tiene la menor área superficial para un volumen dado. Una burbuja hecha solo con líquido puro no es estable y se necesita un tensoactivo disuelto, como el jabón, para estabilizarla. El jabón disminuye la tensión superficial hasta aproximadamente un tercio de la tensión superficial del agua pura. Al estirarse la película de jabón, la concentración de jabón disminuye, lo que hace que aumente la tensión superficial. Así, el jabón refuerza selectivamente las partes más débiles de la pompa y evita que se estiren más. Además, el jabón reduce la evaporación haciendo que las pompas duren más, aunque este efecto es relativamente pequeño.

4. La ecuación que nos permite trabajar con burbujas con una superficie, como una gota de líquido o una burbuja de gas en un líquido es: pi – p0 = 2γ r Donde γ es la tensión superficial del líquido, r es el radio, pi es la presión en el interior de la burbuja y p0 es la presión en el exterior de la burbuja. Se puede formar burbujas con dos fluidos cualesquiera (líquidos y/o gases) que no se disuelvan entre sí, no sólo con líquidos y aire. Por ejemplo, petróleo y agua (como el que se encuentra en las “lámparas de lava”). La ecuación que nos permite trabajar con burbujas con dos superficies es: pi – p0 = 4γ r

5. Gotas de agua Una molécula de agua que ocupe cualquier posición de esta superficie, no tiene a otras sobre ella, lo que significa que no está sometida a interacciones con otras moléculas de agua solamente. En consecuencia se da una asimetría en la distribución de interacciones y la aparición de una fuerza resultante neta que apunta hacia el interior de la gota. Debido a la tensión superficial y a la aparición de esta fuerza hacia el interior, las gotitas pequeñas de un líquido tienden a adquirir forma esférica. Cuando se forma la gota, la tensión superficial tiende a comprimirla reduciendo al mínimo posible la superficie de la misma, resultando así esférica la gota.

6. TENSIACTIVOS EN LOS PULMONES Los pulmones son órganos elásticos ubicados en la cavidad torácica. Están formados por millones de sáculos denominados alvéolos, cuyas paredes forman la barrera hematogaseosa. La ventilación pulmonar produce cambios de presión y volumen en la cavidad torácica, por lo que son necesarios estructuras elásticas que respondan a dichos cambios. Esa elasticidad tiene consecuencias a nivel alveolar que si no son resueltas pueden ocasionar serios problemas fisiológicos. El responsable de que esto no suceda es el surfactante pulmonar.

7. PRODUCCIÓN DEL SURFACTANTE EN EL PULMÓN . Micrografía electrónica de una célula epitelial tipo II, responsable de la producción de surfactante. Se observan los Cuerpos Laminares (LB), el núcleo voluminoso y las microvellosidades (flechas).

8. FUNCIONES DEL SURFACTANTE 1.DISMINUCIÓN DE LA TENSIÓN SUPERFICIAL PULMONAR SURFACTANTE 2. ADECUACIÓN DE LA TENSIÓN PARIETAL DE LOS ALVEOLOS 3. PREVENCIÓN DEL EDEMA PULMONAR

9. 1.DISMINUCIÓN DE LA TENSIÓN SUPERFICIAL DE LOS PULMONES La reducción de la tensión superficial es mayor cuando la película es comprimida, porque entonces las moléculas de DPFG se acercan más entre sí y, por lo tanto, se repelen con más fuerza.

10. 3.PREVENCIÓN DE EDEMA PULMONAR. El agente tensoactivo también contribuye a prevenir el edema pulmonar (acumulación de líquido en los pulmones). Se ha calculado que si no estuviera presente, la tensión superficial sin oposición de los alvéolos produciría una presión de 20 mmHg, lo cual favorecería la trasudación de líquido desde la sangre hacia el interior de los alvéolos.

11. IMPORTANCIA DEL TENSOACTIVO EN LOS NEONATOS. La deficiencia de surfactante es causa de la enfermedad de la membrana hialina (Síndrome de Insuficiencia Respiratoria), grave enfermedad pulmonar que aparece a los lactantes nacidos antes de que su sistema tensoactivo sea funcional. La tensión superficial es alta en los pulmones de estos niños y hay muchas áreas en las cuales los alvéolos están colapsados (atelectasia).

12. REFERENCIAS • West, John: “Fisiología Respiratoria”. Editorial Panamericana, séptima edición. Buenos Aires, 2005. Capítulo VII. • Ganong, Willian: “Fisiología Médica”. Editorial El Manual Moderno, undécima edición. México, 1988. Capítulo 34. • Kane, Joseph: “Física”. Editorial Reverté, segunda edición. España, 1994. Capítulo 13.