BIOLOGIA

  Intercambio de oxigeno y dióxido de carbono.

Al desplazarse la sangre a través del cuerpo, entrega  su oxígeno y nutrientes a varios tejidos y células.  El oxígeno pasa de la sangre  a los tejidos a través de los capilares.  En el proceso inverso, el dióxido de carbono y los desechos pasan a través de los capilares a la sangre.Cada vez que respiramos, los alvéolos reciben un suministro de aire rico en oxígeno.  El oxígeno pasa a una fina red de capilares pulmonares, que está en estrecho contacto con los alvéolos.  De hecho, los capilares en los pulmones están situados en las paredes de los alvéolos.  Las paredes de los capilares y de los alvéolos son extremadamente delgadas.  Por tanto, el aire en los alvéolos y la sangre de los capilares están separados por dos capas muy delgadas de tejido (membrana alvéolo-capilar).El oxígeno y el dióxido de carbono pasan rápidamente a través de capas delgadas de tejido por medio de difusión (proceso conocido como hematosis).  La difusión es un proceso pasivo en el cual se mueven moléculas de una concentración más alta a un área de menor concentración.  Por ejemplo; un gas como el sulfuro de hidrógeno (huevo podrido), se mueve de un área de alta concentración por movimiento espontaneo, hasta que el olor llena el cuarto.  Hay más moléculas de oxígeno en el alvéolo que en la sangre y por lo tanto las moléculas de oxigeno se mueven del alvéolo a la sangre.  Como hay más moléculas de dióxido de carbono en la sangre que en el alvéolo, el dióxido de carbono se mueve de la sangre al alvéolo.

La sangre no usa todo el oxígeno inspirado al pasar por el cuerpo.  El aire respirado contiene 16% de oxígeno y de 3 a 5% de dióxido de carbono; el resto es nitrógeno.
Este 16% de concentración de oxigeno es adecuado para dar soporte a la ventilación artificial.   Así pues si le proporciona ventilaciones artificiales a un paciente que no está respirando, ese paciente está recibiendo una concentración de oxigeno del 16% en cada ventilación.

La principal función del aparato respiratorio es el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono. El oxígeno inhalado penetra en los pulmones y alcanza los alvéolos. Las capas de células que revisten los alvéolos y los capilares circundantes se disponen ocupando el espesor de una sola célula y están en contacto estrecho unas con otras. Esta barrera entre el aire y la sangre tiene un grosor aproximado de una micra (1/10 000 cm). El oxígeno atraviesa rápidamente esta barrera aire–sangre y llega hasta la sangre que circula por los capilares. Igualmente, el dióxido de carbono pasa de la sangre al interior de los alvéolos, desde donde es exhalado al exterior.

La sangre oxigenada circula desde los pulmones por las venas pulmonares y, al llegar al lado izquierdo del corazón, es bombeada hacia el resto del organismo (ver Biología del corazón : Función del corazón). La sangre con déficit de oxígeno y cargada de dióxido de carbono vuelve al lado derecho del corazón a través de dos grandes venas: la vena cava inferior y la vena cava superior. A continuación, la sangre es impulsada a través de la arteria pulmonar hacia los pulmones, donde recoge el oxígeno y libera el dióxido de carbono.Intercambio de gases entre los alveolos y los capilares

Para mantener el intercambio entre oxígeno y dióxido de carbono, entran y salen de los pulmones entre 5 y 8 L de aire por minuto, y cada minuto se transfiere alrededor del 30% de cada litro de oxígeno desde los alvéolos hasta la sangre, aun cuando la persona esté en reposo. Al mismo tiempo, un volumen similar de dióxido de carbono pasa de la sangre a los alvéolos y es exhalado. Durante el ejercicio, es posible respirar más de 100 L de aire por minuto y extraer de este aire 3 L de oxígeno por minuto. La velocidad de entrada del oxígeno en el organismo es una medida importante de la cantidad total de energía consumida por este. La inspiración y la espiración se llevan a cabo gracias a los músculos respiratorios.
El aire entra al cuerpo primero a través de la boca o la nariz, se desplaza rápidamente por la faringe (garganta) pasa a través de la laringe, entra a la tráquea, que se divide en bronquios derecho e izquierdo en los pulmones y luego se divide aún más en ramas cada vez más pequeñas llamadas bronquiolos. Los bronquiolos más pequeños terminan en pequeños sacos de aire llamados alvéolos, los cuales se inflan durante la inhalación y se desinflan durante la exhalación.
El intercambio de gases es la provisión de oxigeno de los pulmones al torrente sanguíneo y la eliminación de dióxido de carbono del torrente sanguíneo a los pulmones. Esto tiene lugar en los pulmones entre los alvéolos y una red de pequeños vasos sanguíneos llamados capilares, los cuales están localizados en las paredes de los alvéolos.Las paredes de los alvéolos en realidad comparten una membrana con los capilares en la cual el oxígeno y el dióxido de carbono se pueden mover libremente entre el sistema respiratorio y el torrente sanguíneo. Las moléculas de oxígeno se adhieren a los glóbulos rojos, los cuales regresan al corazón. Al mismo tiempo, las moléculas de dióxido de carbono en los alvéolos son expulsadas del cuerpo con la siguiente exhalación.

¿Qué son los pulmones y el sistema respiratorio y qué función desempeñan?

Cada día respiramos unas 20.000 veces. Todas estas respiraciones no podrían producirse sin la ayuda del sistema respiratorio, que incluye la nariz, la garganta, la laringe, la tráquea y los pulmones. En cada respiración, inspiramos aire a través de los orificios o ventanas nasales y la boca, y con ese aire llenamos los pulmones y luego los vaciamos al espirar. Cuando inhalamos, las mucosas que recubren el interior de la nariz y la boca calientan y humedecen el aire.Aunque no lo podamos ver, el aire que respiramos está compuesto por diversos gases. El oxígeno es el más importante para mantenernos vivos porque las células de nuestro cuerpo lo necesitan como fuente de energía y para crecer. Sin oxígeno, las células del cuerpo se morirían.El dióxido de carbono es el gas que se produce como producto de desecho cuando el carbono se combina con el oxígeno como parte del proceso de obtención de energía del cuerpo. Los pulmones y el sistema respiratorio permiten la entrada del oxígeno del aire en el organismo, así como la expulsión de dióxido de carbono al espirar.La respiración es el término que se utiliza para denominar el intercambio de oxígeno procedente del entorno por el dióxido de carbono que se produce en las células. El proceso de introducir aire en los pulmones se denomina inhalación o inspiración, mientras que el proceso de expulsarlo se denomina exhalación o espiración.A pesar de que el aire que respiramos está sucio o contaminado, nuestro sistema respiratorio filtra los elementos y organismos que entran en nuestros cuerpos a través de la nariz y la boca. Los contaminantes son espirados y tosidos, tragados y luego destruidos por los jugos gástricos o bien devorados por los macrófagos, un tipo de células sanguíneas que recorren el cuerpo detectando y aniquilando gérmenes invasores.Unos diminutos pelillos denominados cilias protegen los conductos nasales y otras partes de las vías respiratorias, filtrando el polvo y otras partículas que entran en la nariz junto con el aire espirado. Cuando inhalamos, las cilias se mueven hacia delante y hacia atrás, arrastrando cualquier elemento extraño (como el polvo), bien hacía las ventanas nasales, desde donde se expulsa al exterior, o bien hacia la faringe, desde donde llega al sistema digestivo y se expulsa junto con el resto de productos de desecho del cuerpo.

¿Qué son los pulmones y el sistema respiratorio y qué función desempeñan? (continuación)

Las dos aberturas de las vías respiratorias (la cavidad nasal y la boca) convergen en la faringe, o garganta, ubicada en la parte posterior de la nariz y de la boca. La faringe forma parte del sistema digestivo y del sistema respiratorio, porque transporta tanto alimentos como aire. Al final de la faringe, el conducto se bifurca en dos: una vía para los alimentos (el esófago, que desemboca en el estómago) y otra para el aire. La epiglotis, una pequeña telilla o colgajo de tejido, cubre la vía exclusivamente respiratoria cuando tragamos, impidiendo de este modo que alimentos y líquidos entren en los pulmones.

La laringe, u órgano fonador, es la parte más alta de la vía exclusivamente respiratoria. Este tubo de breve recorrido contiene en su interior un par de cuerdas vocales, que vibran para producir sonidos. La tráquea se extiende hacia abajo desde la base de la laringe, abarcando parte del cuello y parte del tórax. Las paredes de la tráquea están reforzadas por rígidos anillos cartilaginosos que la mantienen abierta para que el aire pueda fluir libremente hacia los pulmones. El interior de la tráquea también está recubierto de cilias, que se encargan de expulsar hacia el exterior los fluidos y partículas extrañas para que no entren en los pulmones.

En su extremo inferior, la tráquea se bifurca en dos tubos, uno a cada lado, denominados bronquios, que entran en los pulmones. Dentro de los pulmones, los bronquios se ramifican en unos tubitos más estrechos también denominados bronquios y otros todavía más pequeños denominados bronquíolos. Los bronquíolos, que son tan finos como un cabello, finalizan en unos diminutos sacos de aire denominados alvéolos. Cada uno de nosotros tiene cientos de millones de alvéolos en los pulmones, una cantidad suficiente para cubrir una pista de tenis si los extendiéramos sobre el suelo. Los alvéolos es donde se produce el intercambio entre oxígeno y dióxido de carbono.En cada inhalación, el aire llena una gran cantidad de los millones de alvéolos. Es un proceso denominado difusión, el oxígeno se desplaza desde los alvéolos hasta la sangre a través de los capilares (unos vasos sanguíneos diminutos) que recubren las paredes alveolares. Una vez en el torrente sanguíneo, el oxígeno es captado por una molécula denominada hemoglobina contenida en los glóbulos rojos. Seguidamente esta sangre rica en oxígeno fluye hasta el corazón, desde donde se bombea a través de las arterias hacia los tejidos hambrientos de oxígeno de todo el cuerpo.En los diminutos capilares de los tejidos corporales, el oxígeno se separa de la hemoglobina y entra en las células. El dióxido de carbono, que está formado por células que se producen durante el proceso de difusión, sale de las células a través de los capilares y la gran mayoría se disuelve en el plasma sanguíneo. La sangre rica en dióxido de carbono regresa al corazón a través de las venas. Desde el corazón, esta sangre rica en dióxido de carbono se bombea hacia los pulmones, donde el dióxido de carbono se transfiere a los alvéolos para ser exhalado.Los pulmones también contienen un tejido elástico que les permite inflarse y desinflarse sin perder la forma y están recubiertos por una fina membrana denominada pleura. El entramado de alvéolos, bronquíolos y bronquios se conoce como árbol bronquial.