Respiración

Es el término utilizado para referir al proceso de intercambio de gases por el cual animales y vegetales utilizan el oxígeno, producen bióxido de carbono y convierten la energía en formas biológicamente útiles como ATP (respiración celular).  

Este mecanismo asegura la provisión del oxígeno molecular necesario para los procesos metabólicos de las células en los distintos órganos del cuerpo y la eliminación del anhídrido carbónico producido. Este intercambio gaseoso se denomina hematosis. Para su realización el aparato respiratorio consta de un sistema de vías de conducción o vías respiratorias, una porción respiratoria, a cuyo nivel se realizan los intercambios gaseosos y un aparato músculo - elástico que asegura el transporte de los gases. 

Aparato Respiratorio Humano 

Está compuesto por:

Vías respiratorias: que comprenden las fosas nasales, la nasofaringe, la laringe, la tráquea, el árbol bronquio - bronquiolar. 

Estas estructuras calientan, humedecen y filtran el aire inspirado antes de su llegada a la porción respiratoria pulmonar. 

Nariz: la cavidad nasal, que comienza a partir de las ventanas de la nariz, está situada encima de la boca y debajo de la caja craneal. 

Contiene los órganos del sentido del olfato, y está tapizada por un epitelio secretor de moco. Al circular por la misma, el aire se purifica, humedece y calienta. Si sus capilares se dilatan y el moco se secreta en exceso, la nariz queda obstruida, síntoma característico del resfrío. 

El órgano olfativo del sentido del olfato es la mucosa que tapiza la parte interior y superior de las fosas nasales, llamada mucosa amarilla, para distinguirla de la roja, que es la que cubre la parte inferior. La mucosa roja es de este color por ser muy rica en vasos sanguíneos, y contiene glándulas que segregan un mucus que mantiene húmeda la región. La mucosa amarilla es muy rica en terminaciones nerviosas del nervio olfativo. 

Las fosas nasales presentan tres repliegues, los cornetes, separados por surcos o meatos que se dividen en superior, medio e inferior. Los dos inferiores recubren los cornetes óseos, y su función es aumentar en poco espacio la superficie sensorial. Los productos volátiles o gases olorosos que se desprenden de las diversas sustancias, al ser inspirados, entran en las fosas nasales y se disuelven, si es que no están suficientemente volatizados, en el mucus que impregna la mucosa. Disgregados en él, excitan las terminaciones nerviosas del nervio olfativo diseminadas en la mucosa. Transmitidas estas excitaciones al centro olfativo de la corteza cerebral, nos producen la sensación de olor.

Faringe: en la faringe se entrecruzan los conductos de los aparatos digestivo y respiratorio. Los alimentos pasan de la faringe al esófago y de ahí al estómago; el aire pasa por la laringe y tráquea a los pulmones. Para evitar que los alimentos penetren en los conductos de la respiración, siempre que se deglute se aplica al orificio superior de la laringe, la nasofaringe, una especie de válvula llamada epiglotis (movimiento reflejo). 

Laringe: Es una estructura alargada de forma irregular que conecta la faringe con la tráquea. Tiene un esqueleto formado por diversas piezas cartilaginosas y elásticas, unidas por tejido conectivo fibroelástico. Su contorno se percibe desde fuera por lo que se llama la "nuez" o "bocado de Adán"; contiene las cuerdas vocales, repliegues de epitelio que vibran al pasar el aire entre ellas, produciendo el sonido.

Tráquea: es un tubo hueco que se origina en la base de la laringe y termina dividiéndose o transformándose en los dos bronquios principales. Su pared consta de una capa interna epitelial, una capa externa de tejido conectivo y una capa media - donde se encuentran los anillos cartilaginosos - que le sirve de sostén a fin de que la luz traqueal esté siempre abierta. 

Pulmones: son dos órganos de estructura esponjosa y tienen forma de pirámide con la base descansando sobre el diafragma. El derecho es mayor que el izquierdo, pues consta de tres partes o lóbulos, mientras que el otro sólo tiene dos. Cada pulmón se compone de numerosos lobulillos, los cuales a su vez contienen los alvéolos, que son dilataciones terminales de los bronquios. Las pleuras son membranas que recubren los pulmones y los fijan en la cavidad torácica. La función principal del pulmón es la hematosis, en la que tanto el oxígeno como el dióxido de carbono atraviesan la barrera sangre - aire en forma pasiva, por diferencias de concentración (difusión) entre las dos fases. También participa en la regulación de la temperatura corporal. 

Alvéolos: son cavidades diminutas que se encuentran formando los pulmones, en las paredes de los vasos más pequeños y de los sacos aéreos. Por fuera de los alvéolos hay redes de capilares sanguíneos. Sus paredes son muy tenues y están compuestas únicamente por una capa de células epiteliales planas, por lo que las moléculas de oxígeno y de dióxido de carbono pasan con facilidad a través de ellas.

Árbol bronquio - bronquiolar: los bronquios, comienzan en la tráquea, penetran en el pulmón después de un corto trayecto y allí se dividen originando 3 bronquios secundarios en el pulmón derecho y 2 en el izquierdo. A partir de éstos, el árbol bronquial se ramifica dicotómicamente en forma desigual. Las primeras 9 a 12 divisiones constituyen los bronquios; las ramificaciones siguientes constituyen los bronquiolos, dentro de los cuales se distinguen sucesivamente los bronquiolos propiamente dichos, los bronquiolos terminales y los bronquiolos respiratorios. Estos se ramifican dando lugar a los conductos alveolares que a su vez originan los sacos alveolares o alvéolos donde se produce el intercambio gaseoso. En los bronquios intrapulmonares, los anillos son remplazados por placas irregulares distribuidas en toda la circunferencia del conducto y cuya importancia decrece gradualmente hasta que desaparecen en los bronquiolos. Los bronquios carecen de cartílago y poseen un armazón de fibras elásticas y reticulares que se prolongan hasta la pared alveolar.

Dinámica de la respiración 

En el ser humano, el proceso de respiración consta de tres fases: inspiración, transporte por la corriente sanguínea y exhalación. Los movimientos respiratorios de inspiración y exhalación son los procesos mecánicos que permiten el traslado del aire del exterior del organismo a su interior (inspiración) y viceversa (exhalación). El aire penetra por las ventanas de la nariz, que se abren en la cavidad nasal. Sigue adelante por la faringe, laringe (contiene las cuerdas vocales), tráquea. La tráquea se divide en dos bronquios cartilaginosos, cada uno dirigido a cada pulmón. En el interior de éste, cada bronquio se subdivide en bronquiolos, los cuales a su vez se vuelven a dividir en conductos de diámetro cada vez más pequeño, hasta las cavidades finales llamadas sacos aéreos o alvéolos. En las paredes de los vasos más pequeños y de los sacos aéreos se encuentran unas cavidades diminutas llamadas alvéolos, por fuera de las cuales se disponen tupidas redes de capilares sanguíneos.

En los pulmones el oxígeno pasa de los alvéolos a los capilares pulmonares y el dióxido de carbono se traslada en sentido opuesto, de los capilares pulmonares al interior de los alvéolos. Esto ocurre simplemente por el fenómeno físico de la difusión (cada gas va de una región donde está más concentrado a otra de menor concentración).

En los capilares de todos los tejidos del cuerpo, donde ocurre la respiración interna, el oxígeno por difusión, va de los mismos a las células en tanto el dióxido de carbono pasa en igual forma de las células a los capilares.

El metabolismo ininterrumpido de glucosa y otras sustancias en la intimidad celular da lugar a la producción constante de dióxido de carbono y utilización de oxígeno; en consecuencia, la concentración de oxígeno siempre es baja y la de dióxido de carbono siempre es alta en las células con respecto a los capilares. En todo el sistema el oxígeno pasa de los pulmones a la sangre y de ésta a los tejidos, de puntos de mayor a menor concentración, hasta ser finalmente utilizado por las células; el dióxido de carbono pasa de las células, donde se produce, a la sangre, a los pulmones y al exterior, siempre hacia zonas de menor concentración (diferencia de presiones).

Cantidad de aire respirado

En estado de reposo, el aire que entra y sale en cada movimiento respiratorio de un hombre adulto tiene un volumen de 500 ml. Una vez que ese aire ha sido expulsado, puede obligarse a salir otro litro y medio de aire mediante una expulsión forzada y aún queda aproximadamente otro litro que no puede salir ni con esfuerzo.

Queda claro que durante una respiración normal queda en los pulmones una reserva de 2,5 litros que se mezclan con los 500 ml que penetran en la inspiración. Después de la inspiración de 500 ml, es posible, respirando profundamente, hacer penetrar tres litros más, y durante el ejercicio se puede aumentar el aire inspirado, de 500 ml a 5.000 ml en cada ciclo respiratorio.

Regulación de la respiración

Como las necesidades de oxígeno por el organismo son distintas en el reposo o en la actividad, la frecuencia y profundidad de los movimientos deben alternarse para ajustarse en forma automática a las condiciones variables. Es el centro respiratorio, ubicado en el bulbo raquídeo y la protuberancia, el que coordina los movimientos armónicos de músculos (separados) para llevar a cabo el proceso de la respiración.