Las fases de la respiración, y cómo se producen en el cuerpo humano
La respiración es un proceso que llevamos a cabo en todo momento, ya sea de forma consciente como inconscientemente. Todo el mundo sabe que dejar de respirar implica la muerte del sujeto por asfixia.
Lo que no todos saben son las fases que comprende este proceso fisiológico, y cuales son sus particularidades además de los criterios existentes a la hora de aplicarlos.
En este artículo vamos a ver todas las fases de la respiración y qué partes del organismo se ven implicadas en cada una de ellas.
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¿Qué es la respiración?
Antes de entrar con más detalle sobre las fases de la respiración, es necesario dar una breve descripción sobre este proceso e introducir cuales son sus principales fases.
La respiración es un proceso físico mediante el cual un organismo realiza un intercambio de gases con el medio ambiente. El objetivo de ello es introducir oxígeno dentro del organismo para que pueda llegar hasta las células, las cuales desempeñarán sus funciones metabólicas. Una vez realizadas las mismas, éstas células producirán como residuo otro gas, el dióxido de carbono, el cual será expulsado hacia el medio exterior.
En el caso de la respiración humana, ésta se divide en dos fases principales: la inspiración o inhalación, que supone la entrada de oxígeno hacia los pulmones, y la otra, la espiración o exhalación, que supone la expulsión del dióxido de carbono. Estas dos fases son posibles gracias a la acción de múltiples músculos los cuales, contrayéndose y relajándose, permiten modificar la capacidad volumétrica de la caja torácica y los pulmones.
La frecuencia respiratoria de los seres humanos varía en función de la edad y de las características físicas de la persona. De promedio, una persona adulta con un estado de salud normal inspira y expira entre 10 y 16 veces por minuto, mientras que en el caso de los niños su frecuencia respiratoria es mayor, de entre 15 y 20 veces por minuto. Los recién nacidos y personas que practican deporte con frecuencia pueden llegar a respirar casi 60 veces por minuto.
Fases de la respiración
A continuación veremos las fases de la respiración, pero bajo dos criterios. El primero, más de tipo tradicional, hace referencia a las características anatómicas del proceso, es decir, qué músculos se encuentran implicados durante esta fase, cual es el grado de esfuerzo físico del organismo y también qué músculos se encuentran implicados.
El segundo caso es una clasificación de las fases de la respiración desde una perspectiva más orgánica, es decir, teniéndose en cuenta los procesos bioquímicos implicados en la entrada y salida de óxigeno y dióxido de carbono sobre el organismo, respectivamente.
Fases tradicionales
Estas fases están definidas en base a si los músculos torácicos están ejerciendo o no algún tipo de fuerza para introducir o sacar aire de los pulmones.
1. Inspiración
Durante la inspiración, o inhalación, el aire que se encuentra involucrado, especialmente el oxígeno, es introducido en el interior del organismo, llegando hasta los pulmones.
Este proceso es activo, y se da mediante la contracción de los músculos intercostales y el descenso del diafragma. Los pulmones se expanden, y la presión dentro de estos órganos es negativa en comparación con la de la atmósfera.
Los pulmones se distienden, guiados por la pleura y el líquido pleural. La presión intrapulmonar desciende, por debajo del nivel de la presión atmosférica. Para equilibrar ambas presiones, los pulmones se llenan de aire del exterior. Aumenta la capacidad volumétrica de la caja torácica. Así, el aire entra en los pulmones y se da el enriquecimiento de oxígeno en la sangre.
Durante la fase de inspiración, los principales músculos implicados en este proceso son: diafragma, serrato anterior, intercostales externos, dorsales, escalenos, supracostal, esternocleidomastoideo y pectorales.
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2. Espiración
La espiración, también llamada exhalación, es la fase de la respiración en la que se elimina el dióxido de carbono del organismo. Se produce cuando el diafragma asciende y los músculos intercostales se relajan, haciendo que se dé un aumento de la presión en los pulmones.
Se reduce el volumen en la caja torácica y los pulmones, dándose un aumento en la presión intrapulmonar, la cual llega a ser superior que la atmosférica. Así, se liberan los gases de los pulmones hacia el exterior.
Este proceso es pasivo, dado que implica que los músculos implicados en la fase anterior, esto es, la inhalación, se relajen, soltándose el aire, producto de deshecho, que se encuentra dentro de los pulmones. Durante esta fase, están implicados los siguientes músculos: intercostales internos, oblicuos, abdominales, transverso y pectoral mayor.
La espiración puede ser controlada y voluntaria o pasiva e involuntaria. Hablamos de espiración voluntaria cuando los gases que se encuentran en los pulmones son retenidos de forma conscientemente controlada. Esto puede ser debido a diferentes motivos, como por ejemplo el hecho de estar hablando, cantando, realizando deporte o, simplemente, porque se quiere controlar la respiración como cuando se está buceando.
En el caso de la espiración involuntaria, la cual es totalmente pasiva, obedece a las funciones metabólicas del organismo. Es la que se presenta durante el sueño o mientras se está haciendo cualquier actividad en la que no se requiera tener un control directo sobre la entrada y salida de aire del organismo.
Fases orgánicas
En primer lugar, es necesario hacer una distinción entre respiración externa y respiración interna.
La respiración externa ocurre fuera de las células pero dentro del organismo, consistiendo fundamentalmente en el intercambio de gases en los pulmones y su transporte por el torrente sanguíneo.
La respiración interna es el proceso de introducción de oxígeno hacia el interior de las células del organismo.
1. Respiración externa
Se entiende por respiración externa al intercambio de gases entre el cuerpo y el ambiente externo, particularmente la obtención del oxígeno exterior y la eliminación del dióxido de carbono interior.
Este tipo de respiración también recibe el nombre de ventilación, y es el proceso en el que los alvéolos pulmonares transfieren oxígeno a los glóbulos rojos sanguíneos.
Dentro de la respiración externa, se pueden mencionar tres subfases:
Primero se da la ventilación pulmonar, que es cuando hay fluido de gases hacia adentro y afuera de los alvéolos pulmonares, permitiendo el intercambio de gases.
Luego viene la difusión pulmonar o intercambio de gases, que se da cuando los alvéolos absorben el oxígeno procedente del medio exterior que ha logrado llegar hasta los pulmones y se expulsa el dióxido de carbono hacia el exterior.
Y finalmente ocurre el transporte de gases, que consiste en que la sangre con oxígeno viaje hacia las células que requieren de este gas para funcionar y recoger el dióxido de carbono residual producto de sus actividades metabólicas.
2. Respiración interna
Se entiende por respiración interna al proceso en el que los glóbulos rojos, quienes han obtenido oxígeno cedido por los alvéolos pulmonares, ceden este mismo gas a las células para que puedan llevar a cabo sus procesos metabólicos.
A su vez, las células dan a los glóbulos rojos el dióxido de carbono residual, el cual se ha obtenido tras haberse realizado las reacciones fisicoquímicas dentro de las células.
Este proceso se da gracias a los procesos de la ósmosis y difusión. La presión del oxígeno es mayor en la sangre que en los tejidos, haciendo que este gas acabe siendo absorbido por las células que conforman estos tejidos mediante los capilares.
A su vez, el dióxido de carbono, que presenta una presión mayor en el tejido que no en la sangre, va a parar al torrente sanguíneo, viajando a través de la hemoglobina.
La sangre con dióxido de carbono viaja hasta el corazón, siendo bombeada de vuelta a los pulmones para realizar de nuevo el intercambio, obteniendo oxígeno y repitiéndose otra vez el ciclo.
Referencias bibliográficas:
- Hall, J. (2011). Guyton and Hall textbook of medical physiology (12th ed.). Philadelphia, Pa.: Saunders/Elsevier.
- Koen, C- L.; Koeslag, J. H. (1995). "On the stability of subatmospheric intrapleural and intracranial pressures". News in Physiological Sciences. 10: 176–178.
- West, J. B. (1985). Respiratory physiology: the essentials. Baltimore: Williams & Wilkins. pp. 21–30, 84–84, 98–101.