Fisiología Humana: Respiración, Circulación Sanguínea y Nutrición

El Intercambio Gaseoso y la Respiración

Para que el oxígeno (O₂) llegue a las células del organismo, se realizan dos procesos fundamentales de intercambio gaseoso. El primero ocurre entre los pulmones y la sangre, y el segundo, entre la sangre y las células de los tejidos. Estos procesos se conocen como intercambio alveolar y respiración celular, respectivamente.

Intercambio Alveolar

Este proceso ocurre entre los alvéolos pulmonares y los capilares sanguíneos que los rodean. El oxígeno (O₂), que se encuentra muy concentrado en los alvéolos después de la inspiración, se difunde hacia los capilares, donde su concentración es menor. De forma simultánea, el dióxido de carbono (CO₂), que está muy concentrado en la sangre de los capilares como desecho del metabolismo, se difunde hacia los alvéolos, donde su concentración es baja, para ser posteriormente eliminado del cuerpo mediante la espiración.

Respiración Celular

La respiración celular es el proceso metabólico que tiene lugar dentro de las células, específicamente en las mitocondrias. El oxígeno (O₂) que llega a través de la sangre ingresa a las mitocondrias, donde se utiliza para oxidar moléculas orgánicas (como la glucosa) y obtener energía. Como resultado de esta oxidación, se produce dióxido de carbono (CO₂), agua y energía en forma de ATP.

La Sangre: Composición y Funciones

La sangre es un tejido líquido vital que cumple la función principal de transporte de nutrientes, gases, hormonas y desechos. Está compuesta por un plasma líquido y diversas células: los eritrocitos (glóbulos rojos), los leucocitos (glóbulos blancos) y las plaquetas.

Glóbulos Rojos o Eritrocitos

Tienen forma de disco bicóncavo, miden entre 7 y 8 micrones y su función principal es el transporte de oxígeno y dióxido de carbono. La sangre contiene alrededor de 5 millones de eritrocitos por milímetro cúbico (mm³).

Glóbulos Blancos o Leucocitos

Su función esencial es la defensa del organismo contra infecciones y agentes extraños. Su tamaño varía aproximadamente entre 8 y 20 micrones, su forma es generalmente redonda y, a diferencia de los glóbulos rojos, poseen núcleo. Se transportan entre 6.000 y 10.000 glóbulos blancos por mm³ de sangre.

Plaquetas o Trombocitos

Son fragmentos celulares anucleados cuya función principal es la coagulación sanguínea. Tienen forma irregular, similar a pequeñas placas, y hay aproximadamente entre 150.000 y 400.000 por mm³.

El Proceso de Coagulación

Cuando ocurre una herida, las plaquetas se activan y liberan proteínas que inician una cascada de reacciones para crear un tapón o coágulo. Este proceso se desarrolla en varias fases:

1. Contracción vascular: El vaso sanguíneo dañado se contrae para reducir el flujo de sangre.
2. Agregación plaquetaria: Las plaquetas se adhieren al sitio de la lesión y se agrupan, formando un tapón plaquetario inicial que obstruye la herida.
3. Formación del coágulo: Las proteínas liberadas por las plaquetas, junto con factores de coagulación como el fibrinógeno y la protrombina, y en presencia de Calcio (Ca²⁺), forman una red de fibrina que atrapa a las células sanguíneas y sella la herida de forma definitiva.

El Sistema Circulatorio

El sistema circulatorio humano es doble y completo, y se divide en dos grandes circuitos: el circuito menor o pulmonar y el circuito mayor, corporal o sistémico.

Circuito Menor o Pulmonar

Se establece entre el corazón y los pulmones. La sangre carboxigenada (rica en CO₂) sale del ventrículo derecho por la arteria pulmonar. En los pulmones, se realiza el intercambio gaseoso alveolar, por el cual la sangre se oxigena. Finalmente, la sangre oxigenada vuelve al corazón, ingresando a la aurícula izquierda a través de las venas pulmonares.

Circuito Mayor o Sistémico

Ocurre entre el corazón y el resto del cuerpo. La sangre oxigenada sale del ventrículo izquierdo por la arteria aorta y se distribuye a todos los órganos y tejidos. En el cuerpo, la sangre cede el oxígeno y recoge el dióxido de carbono, carboxigenándose. Esta sangre regresa al corazón por las venas cavas superior e inferior, desembocando en la aurícula derecha.

Arterias Coronarias

Son las arterias que se pueden diferenciar sobre la superficie del corazón y son las encargadas de irrigar al propio músculo cardíaco. Cuando se produce una obstrucción en alguna arteria coronaria principal o en alguna de sus ramificaciones, se interrumpe el paso de la sangre, lo que puede producir un infarto de miocardio.

Principios de Nutrición y Organización Biológica

Alimentación

Se define como alimentación la ingesta de toda sustancia, natural o artificial, que introducida en el organismo aporta materia y/o energía para sus funciones vitales.

Clasificación de los Alimentos

• Según su origen:
  • Natural: Mineral (agua, sales), animal (carnes, lácteos) y vegetal (frutas, verduras).
  • Artificial: Alimentos procesados.
• Según su composición química:
  • Inorgánicos: Agua y sales minerales.
  • Orgánicos: Lípidos (grasas), carbohidratos (harinas, azúcares), proteínas (carnes, legumbres) y vitaminas (frutas, verduras).
• Según su función:
  • Estructural: Proteínas y algunos minerales, construyen y reparan tejidos.
  • Reguladora: Vitaminas y minerales, controlan las reacciones químicas del cuerpo.
  • Energética: Carbohidratos y lípidos, proporcionan la energía necesaria para las actividades diarias.

Niveles de Organización de la Naturaleza

La materia viva se organiza en una jerarquía de niveles de complejidad creciente:

1. Átomo
2. Molécula
3. Célula
4. Tejido
5. Órgano
6. Sistema de órganos
7. Organismo
8. Población
9. Comunidad
10. Ecosistema
11. Bioma
12. Biosfera