Sistema respiratorio

La inhalación y la exhalación son ventilación pulmonar: eso es respirar
El sistema respiratorio ayuda a respirar, también llamado ventilación pulmonar. En la ventilación pulmonar, el aire se inhala a través de las cavidades nasal y oral (la nariz y la boca). Pasa a través de la faringe, la laringe y la tráquea hasta los pulmones. Luego se exhala el aire y éste regresa por el mismo camino. Los cambios en el volumen y la presión del aire en los pulmones desencadenan la ventilación pulmonar. Durante la inhalación normal, el diafragma y los músculos intercostales externos se contraen y la caja torácica se eleva. A medida que aumenta el volumen de los pulmones, la presión del aire disminuye y el aire entra rápidamente. Durante la exhalación normal, los músculos se relajan. Los pulmones se vuelven más pequeños, la presión del aire aumenta y se expulsa el aire.

La respiración externa intercambia gases entre los pulmones y el torrente sanguíneo
Dentro de los pulmones, el oxígeno se intercambia por dióxido de carbono residual mediante el proceso llamado respiración externa. Este proceso respiratorio se lleva a cabo a través de cientos de millones de sacos microscópicos llamados alvéolos. El oxígeno del aire inhalado se difunde desde los alvéolos hacia los capilares pulmonares que los rodean. Se une a las moléculas de hemoglobina en los glóbulos rojos y se bombea a través del torrente sanguíneo. Mientras tanto, el dióxido de carbono de la sangre desoxigenada se difunde desde los capilares hacia los alvéolos y se expulsa mediante la exhalación.

La respiración interna intercambia gases entre el torrente sanguíneo y los tejidos corporales
El torrente sanguíneo suministra oxígeno a las células y elimina el dióxido de carbono residual mediante la respiración interna, otra función clave del sistema respiratorio. En este proceso respiratorio, los glóbulos rojos transportan el oxígeno absorbido desde los pulmones por todo el cuerpo, a través de la vasculatura. Cuando la sangre oxigenada llega a los capilares estrechos, los glóbulos rojos liberan oxígeno. Se difunde a través de las paredes capilares hacia los tejidos corporales. Mientras tanto, el dióxido de carbono se difunde desde los tejidos hacia los glóbulos rojos y el plasma. La sangre desoxigenada transporta el dióxido de carbono de regreso a los pulmones para su liberación.

El aire que hace vibrar las cuerdas vocales crea sonido
La fonación es la creación de sonido por estructuras en el tracto respiratorio superior del sistema respiratorio. Durante la exhalación, el aire pasa desde los pulmones a través de la laringe o "laringe". Cuando hablamos, los músculos de la laringe mueven los cartílagos aritenoides. Los cartílagos aritenoides juntan las cuerdas vocales o cuerdas vocales. Cuando las cuerdas se juntan, el aire que pasa entre ellas las hace vibrar, creando sonido. Una mayor tensión en las cuerdas vocales crea vibraciones más rápidas y sonidos más agudos. Una tensión menor provoca una vibración más lenta y un tono más bajo.

El olfato o el olfato es una sensación química
El proceso del olfato comienza con las fibras olfativas que recubren las cavidades nasales dentro de la nariz. A medida que el aire ingresa a las cavidades, algunas sustancias químicas del aire se unen a los receptores del sistema nervioso en los cilios y los activan. Este estímulo envía una señal al cerebro: las neuronas toman la señal desde las cavidades nasales a través de aberturas en el hueso etmoides y luego a los bulbos olfatorios. Luego, la señal viaja desde los bulbos olfatorios, a lo largo del par craneal 1, hasta el área olfatoria de la corteza cerebral.

Ventilación pulmonar
La ventilación pulmonar es el proceso de hacer entrar y salir aire de los pulmones para facilitar el intercambio de gases. El sistema respiratorio utiliza tanto un sistema de presión negativa como la contracción de los músculos para lograr la ventilación pulmonar. El sistema de presión negativa del sistema respiratorio implica el establecimiento de un gradiente de presión negativa entre los alvéolos y la atmósfera externa. La membrana pleural sella los pulmones y los mantiene a una presión ligeramente inferior a la de la atmósfera cuando los pulmones están en reposo. Esto da como resultado que el aire siga el gradiente de presión y llene pasivamente los pulmones en reposo. A medida que los pulmones se llenan de aire, la presión dentro de los pulmones aumenta hasta igualar la presión atmosférica. En este punto se puede inhalar más aire mediante la contracción del diafragma y los músculos intercostales externos, aumentando el volumen del tórax y reduciendo nuevamente la presión de los pulmones por debajo de la de la atmósfera.

Respiración externa
La respiración externa es el intercambio de gases entre el aire que llena los alvéolos y la sangre en los capilares que rodean las paredes de los alvéolos. El aire que entra a los pulmones desde la atmósfera tiene una presión parcial de oxígeno más alta y una presión parcial de dióxido de carbono más baja que la sangre en los capilares. La diferencia de presiones parciales hace que los gases se difundan pasivamente a lo largo de sus gradientes de presión desde alta a baja presión a través del epitelio escamoso simple que recubre los alvéolos. El resultado neto de la respiración externa es el movimiento de oxígeno del aire a la sangre y el movimiento de dióxido de carbono de la sangre al aire. Luego, el oxígeno puede transportarse a los tejidos del cuerpo mientras que el dióxido de carbono se libera a la atmósfera durante la exhalación.

Respiración interna
La respiración interna es el intercambio de gases entre la sangre de los capilares y los tejidos del cuerpo. La sangre capilar tiene una presión parcial de oxígeno más alta y una presión parcial de dióxido de carbono más baja que los tejidos por los que pasa. La diferencia de presiones parciales conduce a la difusión de gases a lo largo de sus gradientes de presión desde alta a baja presión a través del revestimiento endotelio de los capilares. El resultado neto de la respiración interna es la difusión de oxígeno a los tejidos y la difusión de dióxido de carbono a la sangre.

Transporte de Gases
Los dos gases respiratorios principales, el oxígeno y el dióxido de carbono, se transportan a través del cuerpo a través de la sangre. El plasma sanguíneo tiene la capacidad de transportar algo de oxígeno disuelto y dióxido de carbono, pero la mayoría de los gases transportados en la sangre están unidos a moléculas de transporte. La hemoglobina es una importante molécula de transporte que se encuentra en los glóbulos rojos y que transporta casi el 99% del oxígeno de la sangre. La hemoglobina también puede transportar una pequeña cantidad de dióxido de carbono desde los tejidos a los pulmones. Sin embargo, la gran mayoría del dióxido de carbono se transporta en el plasma como ion bicarbonato. Cuando la presión parcial del dióxido de carbono es alta en los tejidos, la enzima anhidrasa carbónica cataliza una reacción entre el dióxido de carbono y el agua para formar ácido carbónico. Luego, el ácido carbónico se disocia en iones hidrógeno y iones bicarbonato. Cuando la presión parcial del dióxido de carbono es baja en los pulmones, las reacciones se invierten y el dióxido de carbono se libera hacia los pulmones para ser exhalado.

Control homeostático de la respiración
En condiciones normales de reposo, el cuerpo mantiene una frecuencia respiratoria tranquila y profunda llamada eupnea. La eupnea se mantiene hasta que la demanda corporal de oxígeno y la producción de dióxido de carbono aumentan debido a un mayor esfuerzo. Los quimiorreceptores autónomos del cuerpo controlan las presiones parciales de oxígeno y dióxido de carbono en la sangre y envían señales al centro respiratorio del tronco del encéfalo. Luego, el centro respiratorio ajusta la frecuencia y la profundidad de la respiración para devolver la sangre a sus niveles normales de presiones parciales de gas.

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