13.24: Respiración

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Uvas. ¿Por qué? ¿Qué tienen en común estos con un soplo de aire?

Abajo están las partes de los pulmones donde el oxígeno se mueve de los pulmones a la sangre. Si los alvéolos de abajo fueran morados, podrían parecerse a un racimo de uvas. Por supuesto, como los alvéolos están en los pulmones, deben ser muy pequeños para proporcionar suficiente área para el intercambio de gases. De hecho, hay alrededor de 300 millones de alvéolos en el pulmón adulto.

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Viaje de un soplo de aire

Tome un gran soplo de aire por la nariz. Al inhalar, es posible que sienta que el aire pasa por su garganta y note que su pecho se expande. Ahora exhala y observa los eventos opuestos que ocurren. Inhalar y exhalar puede parecer acciones simples, pero son solo parte del complejo proceso de respiración, que incluye estos cuatro pasos:

Ventilación
Intercambio de gases pulmonares
Transporte de gas
Intercambio de gas periférico

Ventilación

La respiración comienza con la ventilación. Este es el proceso de mover el aire dentro y fuera de los pulmones. Los pulmones son los órganos en los que se produce el intercambio de gases entre la sangre y el aire.

El aire ingresa al sistema respiratorio por la nariz. A medida que el aire pasa por la cavidad nasal, el moco y los pelos atrapan cualquier partícula en el aire. El aire también se calienta y humedece para que no dañe los tejidos delicados de los pulmones.
A continuación, el aire pasa por la faringe, un tubo largo que se comparte con el sistema digestivo. Un colgajo de tejido conectivo llamado epiglotis se cierra cuando se ingiere comida para evitar asfixia.
Desde la faringe, el aire pasa a continuación a través de la laringe, o caja de voz. La laringe contiene cuerdas vocales, las cuales nos permiten producir sonidos vocales.
Después de la laringe, el aire se mueve hacia la tráquea, o tráquea. Se trata de un tubo largo que conduce hasta el pecho.
En el pecho, la tráquea se divide a medida que ingresa a los pulmones para formar los bronquios derecho e izquierdo. Los bronquios contienen cartílago, lo que evita que se colapsen. El moco en los bronquios atrapa cualquier partícula restante en el aire. Pequeñas estructuras similares a pelos llamadas cilios recubren los bronquios y barren las partículas y la mucosidad hacia la garganta para que puedan ser expulsadas del cuerpo.
Finalmente, el aire pasa de los bronquios a pasajes más pequeños llamados bronquiolos. Los bronquiolos terminan en diminutos sacos aéreos llamados alvéolos.

Intercambio de gases pulmonares

El intercambio de gases pulmonares es el intercambio de gases entre el aire inhalado y la sangre. Ocurre en los alvéolos de los pulmones. Los alvéolos (singulares, alvéolos) son racimos parecidos a uvas rodeados por redes de capilares pulmonares de paredes delgadas. Después de inhalar, hay una mayor concentración de oxígeno en los alvéolos que en la sangre de los capilares pulmonares, por lo que el oxígeno se difunde desde los alvéolos hacia la sangre a través de los capilares (ver Figura a continuación). El dióxido de carbono, en contraste, está más concentrado en la sangre de los capilares pulmonares que en los alvéolos, por lo que se difunde en sentido contrario.

Transporte de Gas

Después de que la sangre en los capilares pulmonares se satura de oxígeno, sale de los pulmones y viaja al corazón. El corazón bombea la sangre rica en oxígeno hacia las arterias, que la transportan por todo el cuerpo. Eventualmente, la sangre viaja a los capilares que abastecen los tejidos del cuerpo. Estos capilares se llaman capilares periféricos.

Intercambio Periférico de Gases

Las células del cuerpo tienen una concentración mucho menor de oxígeno que la sangre oxigenada en los capilares periféricos. Por lo tanto, el oxígeno se difunde desde los capilares periféricos hacia las células del cuerpo. El dióxido de carbono es producido por las células como subproducto de la respiración celular, por lo que está más concentrado en las células que en la sangre de los capilares periféricos. Como resultado, el dióxido de carbono se difunde en sentido contrario.

Regreso a los Pulmones

El dióxido de carbono de las células del cuerpo viaja en la sangre desde los capilares periféricos a las venas y luego al corazón. El corazón bombea la sangre a los pulmones, donde el dióxido de carbono se difunde hacia los alvéolos. Entonces, el dióxido de carbono sale del cuerpo a través de las otras estructuras del sistema respiratorio, llevando el proceso de respiración a un círculo completo.

Intercambio de gases y homeostasis

El intercambio de gases es necesario para proporcionar a las células el oxígeno que necesitan para la respiración celular. Las células no pueden sobrevivir por mucho tiempo sin oxígeno. También es necesario el intercambio de gases para llevar los desechos de dióxido de carbono. Parte del dióxido de carbono en la sangre se disuelve para formar ácido carbónico, que mantiene el pH de la sangre dentro de un rango normal.

El pH de la sangre puede desequilibrarse si la velocidad de respiración es demasiado rápida o demasiado lenta. Cuando la respiración es demasiado rápida, la sangre contiene muy poco dióxido de carbono y se vuelve demasiado básica. Cuando la respiración es demasiado lenta, la sangre contiene demasiado dióxido de carbono y se vuelve demasiado ácida. Claramente, para mantener un pH sanguíneo adecuado, se debe regular la velocidad de respiración.

Lectura adicional

Regulación de la respiración

Resumen

La respiración comienza con la ventilación, el proceso de mover el aire dentro y fuera de los pulmones.
El intercambio de gases en los pulmones tiene lugar a través de las delgadas paredes de las arterias pulmonares en pequeños sacos de aire llamados alvéolos.
La sangre oxigenada es transportada por el sistema circulatorio desde los pulmones hasta los tejidos de todo el cuerpo.
El intercambio de gases entre la sangre y las células del cuerpo ocurre a través de las paredes de los capilares periféricos.
El intercambio de gases ayuda a mantener la homeostasis al suministrar oxígeno a las células, llevar los desechos de dióxido de carbono y mantener el pH adecuado de la sangre.

Revisar

Delinear la vía de un soplo de aire desde la nariz hasta los alvéolos.
Describir cómo ocurre el intercambio de gases pulmonares.
Qué es el intercambio de gases periféricos.
A veces las personas que se sienten ansiosas respiran demasiado rápido y se marean. Esto se llama hiperventilación. La hiperventilación puede alterar el equilibrio del pH de la sangre, resultando en sangre demasiado básica. Explique por qué.

Imagen	Referencia	Atribuciones
	[Figura 1]	Licencia: CC BY-NC
	[Figura 2]	Crédito: Patrick J. Lynch, ilustrador médico Fuente: commons.wikimedia.org/w/index. phpsearch=lungs&title=especial:search&go=go&ns0=1&ns6=1&ns12=1&ns14=1&ns100=1&ns106=1&searchToken=6v9palshd46vgv5fahu29uwfc#%2FMedia=6v9palshd46vgv5fahu29uwfc#%2FMediMedia.org/w/index. A%2FArchivo %3ABronchial_anatomy.jpg Licencia:* CC BY 2.5
	[Figura 3]	Crédito: Hana Zavadska Fuente: Fundación CK-12 Licencia: CC BY-NC 3.0