Funcionalmente, el sistema respiratorio se compone de un
grupo de procesos regulados entre sí entre los que se incluyen la ventilación
pulmonar (respiración), el intercambio gaseoso en los pulmones y tejidos, el
transporte de los gases por la sangre y la regulación de la respiración en su
totalidad.
- Ventilación
pulmonar: El mecanismo que produce la ventilación pulmonar es el que
establece la existencia de un gradiente de presión entre la atmósfera y el aire
alveolar. Cuando la presión atmosférica es mayor que la que existe en el
pulmón, el aire tiende a disminuir este gradiente; ello implica que el aire se va
a mover desde la atmósfera hacia los pulmones. En otras palabras, se lleva a
cabo una inspiración.
Cuando
la presión en el pulmón es mayor que la atmosférica, el aire tiende a disminuir
el gradiente, por lo que se mueve en la dirección opuesta, desde los pulmones
hacia la atmósfera. Así el mecanismo de la ventilación pulmonar debe establecer
2 tipos de gradientes; uno, en el que la presión intraalveolar (presión en los
alveolos pulmonares) es menor que la atmosférica para inspirar, y otro, en el
que es mayor para espirar.
Estos
gradientes de presión se establecen mediante cambios en el tamaño de la cavidad
torácica, que se debe a su vez a la contracción y relajación muscular.
Inspiración: La
contracción del diafragma de forma aislada o junto con los músculos
intercostales externos es la responsable de la inspiración en reposo. A medida
que se contrae, el diafragma desciende, lo que se traduce en un aumento de la
cavidad torácica. La contracción de los músculos intercostales externos tira de
los extremos de las costillas hacia arriba y hacia afuera; ello hace también
que el esternón suba, lo que produce un aumento del tamaño torácico. A medida
que el tamaño del tórax aumenta, la presión intratorácica y la presión
intraalveolar disminuyen, lo que da lugar a la inspiración.
Espiración:
Suele ser un proceso pasivo que comienza cuando los gradientes que se
alcanzaron en la inspiración comienzan a revertir. Los músculos inspiratorios
se relajan, dando lugar a una disminución del tamaño del tórax y a un aumento
de la presión intratorácica, se establece un gradiente de presión positiva
desde el alvéolo a la atmósfera, produciéndose la espiración cuando el aire
fluye hacia el exterior a través de las vías respiratorias.
- Intercambio gaseoso en los pulmones: El
intercambio de gases en los pulmones tiene lugar entre el aire alveolar y la
sangre que fluye por los capilares. Los gases se mueven en ambas direcciones a
través de la membrana respiratoria. El oxígeno entra en la sangre gracias a que
la PO2 (presión parcial de oxígeno) alveolar es mayor que la de la
sangre que llega. Otra manera de expresarlo sería diciendo que lo que hace
realmente el oxígeno es difundirse para “bajar” el gradiente de presión.
Simultáneamente, las moléculas de CO2 (dióxido de carbono) salen de
la sangre, intentando disminuir el gradiente de CO2 que poseen con
el alvéolo. Este transporte de gas bidireccional entre el aire alveolar y la
sangre capilar pulmonar convierte la sangre desoxigenada en oxigenada.
- Transporte gaseoso: La sangre transporta
el O2 y el CO2 como solutos y como parte de las moléculas
de determinados compuestos químicos. Inmediatamente después de entrar en la
sangre, tanto el O2 como el CO2 se disuelven en el
plasma, pero dado que los líquidos solo pueden llevar pequeñas cantidades de
gas en solución, casi todo el O2 y el CO2 forman
rápidamente una unión química con otros constituyentes de la sangre. De este
modo pueden transportarse comparativamente mayores volúmenes de gases. Para
lograr una mayor eficiencia, el O2 se combina con la hemoglobina
para formar la oxihemoglobina; si la sangre estuviese formada únicamente por
plasma sólo podría transportar un máximo de 0,3ml de O2 por cada
100ml, gracias a la hemoglobina que contienen los eritrocitos, la sangre puede
transportar unos 20ml de O2 por cada 100ml.
En
resumen, podemos afirmar que el oxígeno viaja de 2 maneras: como O2
disuelto en plasma, y asociado con la hemoglobina (oxihemoglobina); de estas
dos formas de transporte, la oxihemoglobina lleva casi todo el oxígeno total
que se transfiere.
El
CO2 es transportado en la sangre de diversas formas; un pequeño
porcentaje se disuelve en el plasma y es transportado como soluto; asimismo la
hemoglobina es la principal proteína que se combina con el CO2, el
compuesto formado posee el nombre de carbaminohemoglobina.
