Respiración pulmonar: características, proceso, fases
La respiración pulmonar es el proceso de intercambio de gases que ocurre en el interior de los pulmones, donde se le suministra al organismo el oxigeno necesario directamente en la sangre y le libera del dióxido de carbono. La respiración en humanos ocurre aproximadamente entre doce y veinte veces por minuto gracias a la acción del sistema respiratorio.
A pesar de que se tiene cierto control consciente sobre la respiración, la gran mayoría de las veces es un acto involuntario e instintivo. El centro respiratorio (CR) ubicado en la médula oblonga está a cargo de este proceso.
Dependiendo de las necesidades del cuerpo y niveles de oxígeno versus dióxido de carbono, el CR recibe señales químicas, hormonales y del sistema nervioso, con las cuales controla la frecuencia y velocidad en la que el sistema respiratorio actúa.
Índice del artículo
- 1 Anatomía de la respiración pulmonar
- 2 Etapas o fases del proceso de respiración
- 3 Relación con la presión en aire
- 4 Datos curiosos relacionados con la respiración
- 5 Referencias
Los dos pulmones son los órganos primarios del sistema respiratorio que se expanden o contraen gracias a la acción del diafragma ubicado por debajo de estos. Los pulmones están cubiertos por la caja torácica y las costillas, las cuales tienen cierto radio de expansión para permitir a los pulmones llenarse de aire.
La boca y la nariz son los responsables de filtrar el aire que entra al organismo. Seguidamente es transportado a través de la garganta hacia la tráquea.
La tráquea se divide en dos canales de aire llamados bronquios y estos a su vez se van ramificando dentro de cada pulmón en tubos más pequeños llamados bronquiolos.
Los bronquiolos finalizan en los diminutos sacos llamados alveolos, siendo aquí donde finalmente tiene lugar el intercambio de gases, específicamente donde los alveolos se conectan con los capilares sanguíneos.
De este punto en adelante, la distribución del oxigeno a todo el cuerpo es tarea del sistema circulatorio. El corazón bombea la sangre llevando oxigeno a todas las células; hasta los rincones más lejanos y/o escondidos del organismo.
Una vez logrado esto, el dióxido de carbono es trasportado en la sangre por el sistema circulatorio de regreso a los pulmones, donde los capilares sanguíneos lo desechan en los alveolos y estos lo expulsan por los bronquios, hacia la garganta y es liberado últimamente en el ambiente.
El acto de respirar se describe como el movimiento del aire entrando y saliendo de los pulmones. El proceso se inicia con la inhalación o inspiración: el músculo del diafragma al contraerse hacia abajo crea un vacío que expande la cavidad torácica y, por consiguiente, los pulmones se expanden haciendo que el aire ingrese succionado desde la nariz o la boca.
El aire pasa a través de la tráquea y es distribuido por los intrincados canales del árbol braquial y entran en los diminutos sacos alveolares donde el oxigeno cruza por las paredes de los capilares sanguíneos. Aquí la proteína de la hemoglobina en los glóbulos rojos ayuda a transportar el oxígeno de los sacos a la sangre.
Al mismo tiempo, el dióxido de carbono es liberado de los capilares, vaciado al pulmón y dirigido al exterior del cuerpo con la exhalación o expiración. El diafragma se relaja moviéndose hacia arriba, haciendo que el espacio en la cavidad torácica se reduzca volviendo a su posición original.
El aire lleno de dióxido de carbono es expulsado del pulmón a la tráquea y luego sale por la boca o nariz al ambiente. Exhalar es considerado un movimiento pasivo, ya que el cuerpo no realiza ningún esfuerzo para expulsar el aire.
Según la ley de Boyle, en espacios cerrados la presión y el volumen están inversamente relacionados; con la reducción del volumen la presión de aire aumenta y si el volumen es ampliado la presión disminuye.
Otra ley nos dice que cuando dos medios con diferente presión de aire, al abrirse un canal de comunicación, el aire por naturaleza buscará distribuirse para igualar la presión en ambos medios. Este fenómeno da la sensación de que el aire está siendo succionado del medio con mayor presión al medio de menor presión.
Un ejemplo bastante conocido que ilustra esta ley son las cabinas de los aviones; específicamente si alguna compuerta es abierta mientras está en las alturas. De ocurrir esto, el aire interno del avión va a ser succionado completamente de la cabina hasta que se iguale a la presión atmosférica del exterior. En el planeta a mayor altura menor presión de aire.
En la respiración, el intercambio de aire entre los pulmones y el ambiente atmosférico depende también de la presión existente entre ambos medios. Para entender en detalle la mecánica de la respiración es necesario mantener en cuenta la relación inversa entre volumen y presión.
Durante el proceso de inhalación, cuando el volumen de los pulmones aumenta la presión en el interior disminuye. En relación al ambiente en el exterior, la presión en ese preciso momento es menor que la atmosférica.
Esta diferencia hace que el aire rápidamente pase de un medio de mayor presión a menor presión –equilibrando así ambos medios—, resultando en el llenado de los pulmones.
Durante la exhalación el proceso se invierte. La presión dentro de los pulmones aumenta cuando al relajarse el diafragma la cavidad torácica busca reducir su tamaño. Para liberar la presión el aire es expulsado hacia el ambiente equilibrando así con la presión atmosférica.
Como fue dicho anteriormente, la respiración es la responsable de abastecer de oxígeno a la sangre, y esta a su vez se encarga de oxigenar todo el organismo. Ninguna célula del cuerpo puede vivir sin ser oxigenada regularmente, esto hace de la respiración una de las funciones más importantes del ser humano.
El sistema respiratorio tiene en su interior elementos que ayudan a prevenir el ingreso de substancias peligrosas a los pulmones.
Desde pelos en la nariz que sirven para filtrar partículas grandes, a vellos microscópicos –llamados cilios—a lo largo del tracto respiratorio que mantienen los pasos de aire limpios. El humo del cigarro no permite que estos filamentos funcionen correctamente, causando problemas de salud y enfermedades respiratorias como la bronquitis.
La mucosidad producida por las células de la tráquea y tubos bronquiales mantienen el tracto respiratorio lubricado y ayuda a detener polvo, bacterias y virus, sustancias alérgicas, entre otras.
En este particular también existen funciones subordinadas a la respiración que sirven para auto-mantener los pasos de aire liberados; como toser y estornudar.
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