Fisiología del Sistema Respiratorio Humano

La Respiración es el proceso mediante el cual los seres vivos intercambian gases con el medio exterior. Consiste en la entrada de O2 al cuerpo de un ser vivo y la salida de CO2 del mismo.

Sucesos Funcionales de la Respiración

1. Ventilación alveolar: Es el intercambio de aire entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares, y viceversa.
2. Hematosis: Intercambio de gases entre los alvéolos pulmonares y la sangre del capilar pulmonar.
3. Transporte de gases: Se realiza a través de la sangre.
4. Difusión de gases: Ocurre entre la sangre y las células a nivel tisular.
5. Respiración real: Es la utilización de O2 y producción de CO2 por parte de las células.

Membrana Respiratoria

La membrana respiratoria está compuesta por varias capas:

• Una monocapa de líquido que cubre la superficie interior del alvéolo y que contiene el surfactante.
• El epitelio alveolar, formado por neumocitos tipo 1 y neumocitos tipo 2 (este último sintetiza el surfactante).
• La membrana basal alveolar.
• El espacio intersticial entre alvéolo y capilar pulmonar (Contiene una delgada capa de líquido).
• Membrana basal capilar.
• Endotelio capilar.

Hematosis

La Hematosis es el proceso de intercambio gaseoso entre el ambiente exterior y la sangre, cuya finalidad es la fijación de O2 y la eliminación de CO2 durante la respiración.

Ventilación Pulmonar

La Ventilación Pulmonar se refiere al conjunto de procesos que hacen fluir el aire entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares a través de los actos alternantes de la inspiración y la espiración.

Centro Respiratorio

El Centro Respiratorio (CR) se encuentra en la médula oblonga, que es la parte más baja del tronco del encéfalo.

El CR recibe señales de control de sustancias químicas, neuronales y hormonales y controla la velocidad y la profundidad de los movimientos respiratorios del diafragma y otros músculos respiratorios. La respiración se realiza a consecuencia de la descarga rítmica de neuronas motoras situadas en la médula espinal que se encargan de inervar los músculos inspiratorios.

A su vez, estas motoneuronas espinales están controladas por dos mecanismos nerviosos separados pero independientes:

• Sistema Voluntario: Localizado en la corteza cerebral, por el que el ser humano controla su frecuencia y su profundidad respiratoria voluntariamente.
• Sistema Involuntario: Localizado en el tronco del encéfalo que ajusta la respiración a las necesidades metabólicas del organismo. Es el centro respiratorio cuya actividad global es regulada por dos mecanismos:
  • Un control químico motivado por los cambios de composición química de la sangre arterial: CO2, O2 e H+.
  • Un control no químico debido a señales provenientes de otras zonas del organismo.

Volúmenes y Capacidades Pulmonares

Volúmenes Pulmonares

• VC o VT (Volumen Corriente o Tidal): Es el volumen que se respira en condiciones normales involuntariamente, aproximadamente 500 ml.
• VRI (Volumen de Reserva Inspiratorio): Es el volumen que cabe en los pulmones después de una inspiración normal, aproximadamente 3.000 ml.
• VRE (Volumen de Reserva Espiratorio): Es el volumen de aire que aún se puede espirar después de una espiración normal, aproximadamente 1.100 ml.
• VR (Volumen Residual): Es el volumen de aire que permanece en las vías respiratorias y pulmones después de una espiración máxima, aproximadamente 1.200 ml.

Capacidades Pulmonares

Combinando estos volúmenes obtenemos lo que llamamos capacidades pulmonares:

• A) CI (Capacidad Inspiratoria): Es el volumen que una persona puede inspirar después de una espiración normal, aproximadamente 3.500 ml. Fórmula: CI = VC + VRI.
• B) CRF (Capacidad Residual Funcional): Es el volumen que queda en los pulmones después de una espiración normal. Sirve para mantener constantes las presiones parciales de O2 y CO2; supone unos 2.300 ml. Fórmula: CRF = VR + VRE.
• C) CV o CVF (Capacidad Vital o Capacidad Vital Forzada): Es la cantidad de aire que los pulmones son capaces de mover, o lo que se puede espirar tras una inspiración profunda. Es la suma de Volumen Corriente (VC), Volumen de Reserva Inspiratorio (VRI) y Volumen de Reserva Espiratorio (VRE).

Puntos Clave Adicionales

7) Si un paciente adulto presenta una frecuencia respiratoria de 40 respiraciones por minuto no es normal y está hiperventilando, ya que su frecuencia respiratoria normal estando en reposo oscila entre 15 y 20 respiraciones por minuto. Si se trata de un recién nacido o de un bebé de hasta 6 meses, esa frecuencia respiratoria es normal.

8) La PaCO2 es una medida fidedigna de la ventilación alveolar de un paciente y no la PaO2, ya que el CO2 posee mayor capacidad de difusión.