INTERCAMBIO HEMATO-GASEOSO: Viene definido por la difusión de los gases respiratorios. Difusión que depende del gradiente de presión alvéolo-capilar y las resistencia que se oponen.

 La fuerza de difusión la determina el gradiente de presión alvéolo-capilar. Las presiones parciales de los gases en los capilares pulmonares depende del metabolismo celular. Y en los alvéolos depende del refresco respiratorio y del metabolismo celular. Respecto al oxígeno, aunque en la atmósfera hay una presión parcial de oxígeno alta (160 mmHg) cuando se inspira, disminuye en las vías de conducción porque se mezcla con el existente, cayendo a 150, y cuando llega a los alvéolos se diluye (volumen de unos 2,5 L (CRF)) y dado que se está retirando continuamente, vuelve a caer a 102. En el aire espirado, al mezclarse con el existente en las vías de conducción, sube a 114. En lo referente al CO₂, en el aire inspirado no hay nada porque en la atmósfera prácticamente no hay CO₂. En el espirado encontramos el procedente de los alvéolos que al diluirse cae a 29. En alvéolos se equilibra con el plasma y es de 40. Junto a éstos se encuentra el vapor de agua (47 mmHg) y el nitrógeno que es inerte. El conjunto de todos ellos nos da 760 mm Hg.

 Dado que las presiones parciales alveolares de los gases respiratorios depende de la ventilación, el metabolismo y la mezcla de gases, podemos calcular la presión de cada uno de ellos en función de éstos parámetros (ecuación de los gases alveolares). Presiones que deben mantenerse a unos valores que garanticen la difusión de los mismos. La presión alveolar de oxígeno será igual a la inspiratoria menos el cociente entre el volumen minuto de oxígeno (250 a 300 ml/min de O₂ en condiciones basales) y la ventilación alveolar, multiplicado por 863 (constante de conversión). La presión alveolar de CO₂ será igual al cociente entre el volumen minutos de CO₂ (200 a 250 ml/min. de CO₂ en condiciones basales) y la ventilación alveolar, por 863. También podemos relacionar la presión alveolar de oxígeno con la arterial de CO₂, lo que favorece su medida, de forma que será igual a la presión de oxígeno en aire inspirado menos el cociente entre la presión arterial de CO₂ y el cociente respiratorio (R) cuyo valor normal es 0,82.

 La resistencia a la difusión depende de: la superficie de intercambio (70 m2); su grosor (0,5 µm) y el coeficiente de difusión de los gases. El CO₂ es 20 veces más difusible que el oxígeno, por lo que este gas necesitará menos gradiente de presión (6 mm Hg) que el oxígeno (60 mm Hg) y además se equilibrará más rápidamente que el oxígeno. La capacidad de difusión para el CO₂ es DL CO₂ = 400 a 450 ml (STPD) min.-1 torr-1y la del oxígeno es DL O₂ = 21 ml (STPD) min.-1 torr-1. El oxígeno además de ser menos soluble que el CO₂, tiene que pasar más barreras que el CO₂, por lo que su difusión requerirá un mayor tiempo para alcanzar el equilibrio, aproximadamente 1/3 del tiempo normal de transito capilar (0,75 s). Así la difusión del oxígeno dependerá tanto de las barreras de la difusión como de la perfusión, mientras que la difusión del CO₂ dependerá sólo de la perfusión. De esta forma la difusión del CO₂ nunca se verá comprometida, mientras que la del oxígeno puede comprometerse si aumenta mucho la perfusión (ejercicio)(menor tiempo de tránsito capilar) o aumenta la resistencia a la difusión (edema).

ARTERIALIZACIÓN: Equilibrio de los gases respiratorios sanguíneos con los alveolares, es decir PaO₂=100 mmHg y PaCO₂= 40 mmHg. Sin embargo cuando medimos dichas presiones en la circulación arterial observamos que la PaO₂ es de 95 a 97 mmHg. Esta diferencia es debida a tres factores que afectan al 2% del GC:

 DERIVACIONES ARTEROVENOSAS ANATÓMICAS: Mezcla de sangre venosa y arterial debida al desagüe venoso de la circulación coronaria izquierda en la cámara ventricular; y desagüe venoso de la circulación bronquial izquierda en la vena pulmonar. Supone el 20% de la caída de la PaO₂.

 RELACIÓN VENTILACIÓN ALVEOLAR/PERFUSIÓN:Dado que la ventilación alveolar en condiciones basales es de 4 L/min y la perfusión pulmonar o gasto cardíaco es de 5 L/min, la relación VA/Q es de 0,8 y no 1 que sería la ideal. La modificación en algunos de estos términos supone un cambio en la relación y en la arterialización final de la sangre. Y ambos términos cambian debido a la inhomogeneidad que se tiene en el pulmón causada por el efecto de la gravedad. Así, en posición ortostática, la ventilación es mayor en la base pulmonar que en el vértice e igualmente ocurre con la perfusión, siendo ésta última mayor que la ventilación en la base. Esto significa que al ser predominante la perfusión de la base y estar peor ventilada, la sangre que sale del pulmón no está totalmente arterializada y muestra una presión inferior a los 102 mm Hg de media para el O₂, que unido a las derivaciones anatómicas nos da el valor de 95 a 97 mmHg para el O₂.
Si relacionamos este cociente con los valores de presión alveolar para el O₂ y para el CO₂, en diferentes secciones pulmonares a lo largo de su eje longitudinal, obtenemos para cada valor de VA/Q característico de una sección pulmonar, un valor de PAO₂ y de PACO₂, definiéndose dos valores extremos que se corresponden con dos situaciones pulmonares igualmente extremas. El punto v, donde la relación VA/Q se hace muy pequeña, con unos valores de presiones gaseosas típicamente venosa (pulmón bien perfundido pero mas ventilado). El punto I, donde la relación VA/Q se hace muy grande, con unos valores de presiones gaseosas típicamente inspiratorias (pulmón mal perfundido pero muy bien ventilado). El punto A o punto de arterialización (correspondiente a la región media pulmonar).

 RELACIÓN CAPACIDAD DE DIFUSIÓN/PERFUSIÓN: Para que el oxígeno pueda equilibrarse en el intercambio hemato gaseoso, la relación entre su difusión y la perfusión es muy importante, porque si se mantiene constante la primera, la saturación de Hb va a depender del flujo sanguíneo (tiempo de tránsito), de forma que si éste aumenta mucho, parte de la sangre que pasa queda sin arterializarse.