Intercambio gaseoso

La finalidad del sistema respiratorio es el intercambio de gases. Con la ventilación pulmonar, el aire llega a los alvéolos pulmonares para que se pueda producir el intercambio gaseoso.

El intercambio gaseoso se produce en dos lugares del cuerpo humano:

• En los pulmones.
• En los tejidos.

Respiración externa

En los pulmones se realiza la respiración externa. Es el intercambio de gases con el aire atmosférico, se produce en la membrana respiratoria de los alvéolos pulmonares, donde se capta oxígeno y se libera dióxido de carbono.

El intercambio de gases (O₂ y CO₂) entre el aire y la sangre se produce en los alvéolos pulmonares. Las paredes de los alvéolos pulmonares son muy finas y están rodeadas por una red de capilares sanguíneos. Las paredes de los alvéolos y de los capilares pulmonares están unidas en la membrana respiratoria, que es atravesada por los gases, entrando oxígeno hacia la sangre y saliendo dióxido de carbono. De este modo, la sangre se enriquece en oxígeno y el dióxido de carbono, producto de desecho de la respiración celular, es eliminado del organismo.

El intercambio de gases se realiza mediante un proceso físico llamado difusión, en el que las moléculas se desplazan desde donde hay más concentración a donde hay menos hasta que se igualan. No se requiere energía para el transporte de oxígeno y de dióxido de carbono a través de las membranas. La membrana respiratoria y la de los capilares sanguíneos son muy finas, por lo son muy permeables a los gases.

Los glóbulos rojos son los encargados de transportar el oxígeno en la sangre. El oxígeno se une al hierro de una proteína, llamada hemoglobina, que tienen los glóbulos rojos, y es así como se transporta. En cambio, el dióxido de carbono se transporta disuelto en el plasma sanguíneo (la parte líquida de la sangre).

¿Cómo se produce el intercambio gaseoso?

• El aire entra por las fosas nasales, faringe, laringe, continúa por la tráquea, los bronquios y bronquiolos. Los bronquiolos terminan en los alvéolos pulmonares, unos pequeños sacos que se inflan en la inspiración y se desinflan en la espiración.
• En los alvéolos pulmonares se produce el intercambio gaseoso, ya que las paredes de los alvéolos contienen numerosos capilares.
• La sangre llega a los alvéolos pobre en oxígeno y rica en dióxido de carbono.
• El aire que llega al alvéolo es rico en oxígeno y pobre en dióxido de carbono.
• Por difusión, los gases se desplazan desde donde hay más concentración hacia donde la concentración es menor, hasta que se igualan.
  • La difusión de los gases se realiza de forma pasiva, según la presión de oxígeno y de dióxido de carbono.
    • Como la presión de oxígeno es mayor en los alvéolos pulmonares que en los capilares pulmonares, el oxígeno pasa por difusión al interior de los capilares hasta que se igualen ambas presiones.
    • Como la presión de dióxido de carbono es mayor en los capilares que en los alvéolos pulmonares, el dióxido pasa por difusión hacia los alvéolos pulmonares hasta que se igualen ambas presiones.
  • El volumen de oxígeno que pasa por difusión al interior de los capilares pulmonares depende de:
    • El gradiente de presión del oxígeno entre el alvéolo pulmonar y el interior de los capilares pulmonares.
    • La superficie de la membrana alvéolo pulmonar - capilar pulmonar.
• Las moléculas de oxígeno se unen a los glóbulos rojos de la sangre que los llevarán hacia el corazón, mientras que el dióxido de carbono de los alvéolos pulmonares saldrá del cuerpo en la siguiente espiración.

Respiración interna

La respiración interna se realiza en los tejidos. Es el intercambio de gases con el medio interno, donde se libera oxígeno y se capta dióxido de carbono.

La respiración interna se produce de un modo muy parecido a la respiración externa, también por difusión, pero con los gradientes opuestos a los de le membrana respiratoria. La concentración de oxígeno en los tejidos es baja porque el oxígeno se utiliza constantemente para realizar la respiración celular. En cambio, la concentración de oxígeno en la sangre es mayor, por lo que el oxígeno se disocia de la hemoglobina y, por difusión, pasa a través del espacio intersticial y entra en el tejido. La hemoglobina que tiene poco oxígeno no tiene un color tan brillante como la sangre que tiene más oxígeno.

La respiración celular produce dióxido de carbono, por lo que la concentración de dióxido de carbono es menor en la sangre que en el tejido y hace que el dióxido de carbono atraviese el líquido intersticial y entre en la sangre. Después, va a los pulmones unido a la hemoglobina, disuelto en el plasma o en una forma convertida. Allí, en los pulmones, se vuelve a producir la respiración externa.