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Procesos fisiológicos de la respiración

l acto de la respiración engloba una serie de procesos fisiológicos, que permiten la absorción del oxígeno atmosférico y su transporte a las células por medio del torrente sanguíneo.

Básicamente está constituido por cuatro fases (las dos primeras reciben expresamente el nombre de respiración):

• La ventilación o intercambio de los gases entre atmósfera y los alvéolos pulmonares.
• La difusión o paso del aire por el lecho capilar pulmonar para producir el intercambio gaseoso entre los alvéolos pulmonares y la sangre.
• El transporte de los gases a las células mediante la sangre.
• Y la respiración interna o celular, por la cual el oxígeno es utilizado o consumido en los proceso vitales de las células.

Ventilación

La ventilación es la fase de la respiración en la cual se produce el intercambio gaseoso entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares, es decir, se producen los movimientos de inspiración (el aire penetra en los pulmones) y espiración (el aire se expulsa al exterior). Estos movimientos son en parte voluntarios, aunque existe un centro de control respiratorio que se sitúa en el bulbo raquídeo, y que coordina la contracción y relajación de los músculos que intervienen en la respiración.

Durante la inspiración se produce un movimiento de contracción y aplanamiento del diafragma, así como de los músculos intercostales externos, que permite a la caja torácica un aumento de volumen y por tanto del propio volumen pulmonar. Como resultado de esto se produce una reducción de la presión interna en los pulmones con respecto a la presión del aire en el exterior, y consecuentemente éste penetra hasta los pulmones a través de las vías respiratorias.

Por su parte, en la espiración se produce una relajación del diafragma y de los músculos intercostales, los cuales reducen el volumen de la caja torácica y por tanto de los propios pulmones. Como resultado de ello, la presión del aire en el interior aumenta y sale al exterior.

Difusión

La difusión es la fase de la respiración en la cual se produce el paso del aire por el lecho capilar pulmonar, es decir, se manifiesta un intercambio gaseoso entre los alvéolos pulmonares y la sangre, o dicho de otra forma el oxígeno y el dióxido de carbono pasan de los alvéolos a la sangre y viceversa. Se estima que pueden existir hasta 700 millones de alvéolos entre ambos pulmones (hasta 200 m2); el medio difusor es una película líquida de baja tensión superficial que es segregada por los propios alvéolos.

Transporte

El transporte es la fase de la respiración en la cual se produce la distribución de los gases (oxígeno -O2- y dióxido de carbono -CO2-) hasta las células mediante la corriente sanguínea. El oxígeno es transportando mayormente en forma de oxihemoglobina dentro de los glóbulos rojos, es decir, oxígeno combinado con la hemoglobina. Existe una relación directa entre la cantidad de oxihemoglobina transportada y factores tales como la temperatura, pH y presión atmosférica, este es el motivo de que a determinadas altitudes se produzca una dificultad mayor para respirar (por ejemplo en la alta montaña). El oxígeno también va en parte disuelto en el plasma, manteniéndose un equilibrio entre éste y la oxihemoglobina, de tal forma que si el plasma pierde oxígeno se produce una dilución de los excedentes de oxihemoglobina en el plasma para restituir el equilibrio.

Por su parte, el dióxido de carbono es transportado por la sangre de varias formas: sea diluido en el plasma en forma de bicarbonatos, en combinación con las proteínas del plasma, o en forma de carbohemoglobina en combinación con la hemoglobina del eritrocito. Generalmente, el dióxido de carbono se transporta en forma de bicarbonatos, y sólo una pequeña parte lo es en forma de carbohemoglobina.

Cuando en el medio ambiente existe un exceso de monóxido de carbono (gas venenoso que proviene de la oxidación incompleta del carbono), entonces en la respiración se produce la combinación de éste con la hemoglobina formando la carboxihemoglobina. Consecuentemente, este hecho conduce a la imposibilidad de que el oxígeno se pueda combinar con la hemoglobina, y por tanto no se produce su transporte hasta las células, el resultado final es por tanto la asfixia.

Ilustración de la sangre y el flujo de oxígeno a través del corazón humano, pulmón, tráquea y bronquios

Respiración celular

La respiración interna o celular es el proceso de la respiración en la cual se produce el intercambio de gases entre la sangre y los tejidos, dicho de otra forma, el oxígeno es entregado a las células y utilizado o consumido por éstas en su actividad vital. Se trata del último proceso respiratorio y también el más complicado, pues se producen una serie de reacciones bioquímicas celulares en las cuales se obtiene energía mediante oxidaciones sucesivas de las moléculas de glucosa (la llamada glucólisis); en este proceso se libera dióxido de carbono y agua.

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