Generalidades del sistema respiratorio

Para comenzar a ver lo que es sistema respiratorio, hablaremos en primer lugar de sus elementos generales, que incluye su división general, las funciones de este, las etapas de la respiración y el recorrido que hace el oxígeno dentro del alvéolo para llegar a la sangre.

(pixabay.com)

Vías respiratorias

• Vías respiratorias altas: Consiste en la cavidad nasal y luego la faringe en sus tres porciones (naso, oro y laringo), que tienen la doble función digestiva y respiratoria.
• Vías respiratorias bajas: Son la laringe, la tráquea y los bronquios y sus subsecuentes divisiones hasta llegar a la unidad respiratoria.

Esquema de sistema respiratorio.

Funciones:

• Cavidades nasales: acondicionamiento del aire y sentido del olfato.
• Distribución del aires.
• Intercambio de gases (O₂ y CO₂), llamado hematosis.
• Filtrar, calentar y humidificar el aire que respiramos.
• Regulación del pH (reteniendo o eliminando el CO₂).
• Regulación de la temperatura corporal.
• Conversión y producción de hormonas.
• Fonación.

Etapas de la respiración:

1. Ventilación: Entrada y salida del aire por las vías respiratorias para poder acercarse a la sangre y relaizar el intercambio de gases.
2. Intercambio de O₂ y CO₂ entre el alveolo y la sangre.
3. Transporte de O₂ hacia las células y tejidos del organismo.
4. Intercambio de CO₂ y O₂ entre la sangre y los tejidos (antes conocido como respiración celular).

1) Ventilación pulmonar:

• La unidad respiratoria está compuesta por el bronquiolo respiratorio, el conducto alveolar, los sacos alveolares y los alvéolos, en ese orden.

Unidad respiratoria
(Traducido desde OpenStax College, Anatomy and Phisiology, 2013. CC BY 3.0)

• Los diámetros de la cavidad torácica aumentan durante la inspiración y disminuyen durante la espiración.
• Todos los músculos que elevan las costillas aumentan de alguna forma los diámetros de la cavidad son inspiradores. Los que las descienden son inspiradores.

Caricatura que ilustra la inspiración (izquierda) y la exhalación (derecha) forzadas
(Cruithne9, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0)

2) Difusión:

• Todos los gases que intervienen en la mecánica respiratoria son gases nobles y la energía proviene del movimiento cinético de las moléculas que conforman estos gases. La presión (de O₂ o de CO₂) se origina por el impacto de estas moléculas en la superficie de las paredes alveolares.
• Requisitos:
  • Las moléculas van a chocar con mayor frecuencia y con mayor fuerza donde la presión parcial del gas sea más alta, pasando el gas de una zona de mayor presión a una de menor presión.
  • El CO₂ difunde hasta veinte veces (20x) más fácilmente que el O₂, por lo que una diferencia de presión menor facilitará el paso de este gas.
  • Cuando el O₂ pasa la barrera sangre-aire se va directamente al eritrocito, donde se acopla a la hemoglobina para su transporte.

Alvéolo en la respiración
(Hatsukari715 & OSH FPaD, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0)

• La presión de CO₂ dentro del capilar es de 45 mmHg y de 40 mmHg dentro del alveolo, por lo que el CO₂ alcanza al alveolo instantáneamente.
• En el caso del O₂ cuesta más trabajo, ya que en el alveolo la PO₂ es de 104 mmHg y en el capilar de 40 mmHg.

Membrana respiratoria (barrera sangre-aire):

1. Surfactante pulmonar: Capa de líquido que disminuye la tensión superficial para facilitar la difusión de los gases.
2. Epitelio alveolar: células epiteliales delgadas.
3. Membrana basal epitelial.
4. Espacio inersticial fino entre el epitelio alveolar y la membrana capilar.
5. Membrana basal del capilar, que en algunos sitios se fusiona con la membrana basal epitelial.
6. Membrana del endotelio capilar.

Esquema de la membrana respiratoria
(elaboración propia).

3) Transporte: del CO₂ y el O₂ de la sangre y los líquidos corporales a las células desde ellas.

Es importante el efecto de bomba del corazón para poder hacer que esa sangre circule y viaje.

4) Respiración celular:

Se realiza a través del sistema de capilares arteriales y venosos, es decir, el O₂ que viaja por las arterias pasa a las células para ser utilizado y el CO₂ de desecho pasa de las células a las venas para su eliminación.