Los procesos que dirigen el camino de los gases son: la ventilación, el intercambio en los pulmones, la coordinación entre la ventilación y la irrigación sanguínea, el transporte por la sangre y la respiración celular.
La ventilación
Es el proceso mediante el cual el aire atmosférico entra hacia los alvéolos (inspiración) y sale de ellos (espiración), consiguiendo la renovación del aire alveolar.
El volumen de aire que entra y sale de los pulmones durante un movimiento respiratorio normal es de 500 ml de los cuales, 350ml son útiles ya que los otros 150 ml se quedan en el espacio muerto, como ya comentamos anteriormente cuando hablamos del pulmón. Si sabemos que el movimiento respiratorio por minuto es de 15 veces, entonces la ventilación que reciben los alvéolos por minuto sería de:
Ventilación alveolar = 350 ml x 15 = 5,250 ml (5,25 litros)
La ventilación de los alvéolos no podría realizarse sin la ayuda de los músculos que al contraerse o expandirse, mueven la caja torácica y ésta a los pulmones.
Vamos a ver este proceso:
Inspiración
En su mayor parte, la inspiración normal se debe al diafragma que, cuando se contrae, desciende, de manera que se alarga y se ensancha el tórax, disminuyendo la presión del gas que contienen los pulmones y permitiendo con ello la entrada de aire. También los músculos intercostales intervienen en este proceso de inspiración al contraerse y tirar de las costillas, aumentando el diámetro torácico.La espiración normal es pasiva y tiene lugar cuando los músculos inspiratorios vuelven a su posición de reposo. La caja torácica adopta su nivel original, lo mismo que los pulmones. Esto hace que la presión del gas que está en su interior aumente lo que permite que el gas salga.
El sistema de control de la ventilación
La ventilación no es constante, sino que se adapta a las necesidades que las distintas actividades que las personas realizan. Esto ocurre gracias a le sistema de control de la ventilación que consta de los siguientes elementos:
- Unos receptores que proporcionan la información, situados en distintas partes del cuerpo, por ejemplo en el pulmón (detectan si está inflado o no), en la aorta (percibe cambios en la presión del oxígeno) o en el cerebro (percibe variaciones en la presión del CO2 y por tanto el grado de acidez o alcalinidad del líquido extracelular).
- Un centro de control situado en la parte superior del tronco encefálico, al que llega la información de los receptores a través del sistema nervioso; desde él se lanza una respuesta para contraer los músculos respiratorios según la ventilación que se precise.
El intercambio pulmonar: la barrera alveolo-capilar
En el interior del pulmón se produce el intercambio aire-sangre. Cuando la sangre sale del lado derecho del corazón va cargada de dióxido de carbono, se dirige hacia los capilares que rodean los alvéolos donde se produce el intercambio gaseoso y retorna al lado izquierdo del corazón para sale por la artería aorta hacia la circulación sistémica
¿Cómo se produce el intercambio?
Cuando la sangre llega a los capilares que rodean los alvéolos pulmonares posee un alto contenido en dióxido y muy escaso en oxígeno. Al otro lado de la pared alveolar se encuentra el aire rico en oxígeno proporcionado por la ventilación. Esto hace que por difusión, el oxígeno atraviese la pared del alvéolo -la barrera alvéolo-capilar- y pase a la sangre de los capilares.
Los factores que favorecen la difusión de los dos gases a través de esa barrera:
i. La diferencia de presión a ambos lados de la barrera (en los alvéolos la presión del oxígeno suele ser mayor que en la sangre y la del CO2 menor)
ii. El espesor de la barrera alvéolo-capilar. Cuanto más fina más facilidad en la difusión
iii. La superficie de la difusión. Cuanto mayor sea, más fácil será ésta.
La coordinación entre ventilación e irrigación sanguínea
El adecuado funcionamiento del sistema circulatorio requiere tanto de una correcta ventilación como de que exista una buena irrigación del sistema circulatorio.
Situaciones anómalas
- Si un alvéolo o una zona del pulmón recibe una buena ventilación pero no está bien irrigado, entonces el aire se desperdicia puesto que se queda allí, sin pasar a la sangre para que haga su función.
- Si por el contrario, tenemos una apropiada irrigación en los alvéolos o una zona del pulmón, pero se da una mala ventilación, el oxígeno que llega a la sangre es escaso y la eliminación del dióxido no es suficiente (hipoxia). En estas condiciones el propio sistema respiratorio desvía la circulación sanguínea hacia las zonas con mejor ventilación.
El transporte por la sangre
Una vez se ha producido el intercambio gaseoso en el pulmón, éste es transportado por el sistema circulatorio desde el pulmón hacia las células. El encargado de dicho transporte es el plasma, aunque presenta pequeña capacidad de disolver gases (mejor el CO2 que el oxígeno). Para solucionar este problema, el gas se combina con otros componentes químicos como la hemoglobina, que además actúa como reserva pudiendo liberar el gas cuando se necesite.
La hemoglobina posee cuatro lugares desde donde se puede unir a los gases. Cuando está en el pulmón, estos cuatro sitios los ocupa el oxígeno, formando la llamada oxihemoglobina. Cuando la sangre finalmente llega a los tejidos, se desprenden el oxígeno que pasa a la célula y ésta libera dióxido que es trasportado en combinación con la hemoglobina, o bien como bicarbonato.
La respiración celular
Llamamos respiración celular a la utilización del oxígeno para el metabolismo celular y la producción de diversos compuestos.
La difusión de O2 hacia las células, depende de la concentración de oxígeno, que es elevada en los capilares y baja en las células (ya que estas consumen el oxígeno para su metabolismo). Por el contrario la concentración de dióxido es más elevada en la célula que en la sangre, lo que facilita su salida hacia la zona venosa de los capilares.
El Sistema Respiratorio_Segunda Parte
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