RESPIRACIÓN CELULAR


En la respiración celular, las células que ya contienen oxígeno y nutrientes, ahora producen energía para el organismo.
La respiración celular es un conjunto de reacciones que permiten a las células obtener energía de las moléculas orgánicas al combinar sus átomos de carbono e hidrógeno con el oxígeno para producir dióxido de carbono y agua. La respiración celular o respiración aerobia tiene lugar en las mitocondrias en los organismos eucariotas.

Entonces, las células toman el oxígeno que les lleva la sangre y/o utilizan para quemar los alimentos que han absorbido, allí producen la energía que el cuerpo necesita y en especial el calor que mantiene la temperatura del cuerpo humano a unos 37 grados.
Intercambio de gases.
El mecanismo de intercambio gaseoso correcto del organismo con el exterior presenta dos etapas:
1.      Ventilación pulmonar,
2.      Intercambio de gases en los pulmones

Presiones respiratoria.
Hay cuatro presiones en el aparato respiratorio que han de ser consideradas a la hora de analizar los movimientos respiratorios.
1.      Presión bucal o atmosférica, corresponde a la del aire en la atmósfera
2.      Presión alveolar o intrapulmonar, es la presión del aire contenido en los alvéolos.
3.      Presión pleural o intrapleural, es la presión que se mide entre las dos hojas de la pleura. Debido a las propiedades elásticas de pulmón y tórax que traccionan en sentidos opuestos, el pulmón hacia adentro y el tórax hacia fuera, se genera una presión intrapleural negativa.
4.      Presión transpulmonar, es una de las presiones transmurales que puede medirse en el aparato respiratorio. Corresponde a la diferencia entre la presión alveolar menos la presión pleural.
Estas presiones se modifican a lo largo del ciclo respiratorio.
Movimientos respiratorios
A diferencia del aparato circulatorio en el que el movimiento del fluido se realizaba mediante la acción de una bomba situada en serie con el circuito, en el sistema respiratorio la entrada y salida de aire se produce por la acción de una bomba situada en el exterior del sistema. El aire se mueve por gradiente de presión. Si la presión externa es superior a la interna o pulmonar, se produce la entrada de aire; si la presión externa es inferior a la interna se produce la salida de aire. En condiciones normales la presión externa o medioambiental se mantiene constante alrededor de 760 mm hg que se considera el nivel de referencia o presión 0. Este hecho significa que, para llevar a cabo los flujos, la presión que debe modificarse es la presión interna, que ha de disminuir o aumentar para lograr el flujo aéreo en un sentido y otro. Si se considera el nivel de referencia 0, la creación de una presión negativa dará lugar a la aspiración o entrada de aire como un mecanismo de succión.la creación de una presión positiva producirá el empuje hacia fuera del aire o espiración.

Mecanismo que llevan y se oponen al colapso pulmonar.
El organismo puede considerarse como una máquina de combustión interna que quema principalmente grasas e hidratos de carbono y obtiene así la energía que necesita para realizar sus múltiples funciones. Este proceso consume oxígeno y produce anhídrido carbónico. El aire atmosférico suministra el primero y recibe el segundo.
Como la combustión tiene lugar en las células situadas profundamente en los tejidos, es necesario un medio de conexión con la atmósfera. Este nexo es la corriente sanguínea, que transporta los gases en solución física y en combinaciones físicoquímicas.
Se comprende que a mayor trabajo del organismo hay más gasto energético y, por lo tanto, mayor necesidad de transporte de gases entre las células y el ambiente. Este se logra aumentando el gasto cardíaco con redistribución del flujo sanguíneo hacia los órganos en actividad que, además, extraen una mayor cantidad de oxígeno de  la sangre que pasa por sus tejidos. Por estos mecanismos se puede llegar a aumentar diez veces el intercambio gaseoso entre células y sangre, lo que exige aumentar el intercambio entre sangre y atmósfera
Es evidente que si el aire de los alvéolos no se renueva en proporción a la perfusión sanguínea, el oxígeno se agotará rápidamente siendo reemplazádo por co2. Un fenómeno mecánico, la ventilación pulmonar, renueva en forma parcial y periódica el aire alveolar y mantiene dentro del pulmón una composición adecuada para el intercambio gaseoso o hematosis.
En suma: el pulmón es un intercambiador de gases que recibe, por un lado, aire que se renueva continuamente por acción del fuelle o bomba toracopulmonar y, por el otro, sangre que se mantiene en circulación entre tejidos y pulmón por acción de la bomba cardiaca.
La coordinación entre la función de estos dos sistemas entre sí y de ambos con las necesidades del organismo está a cargo del sistema nervioso, con sus centros respiratorios y circulatorios. La actividad de estos núcleos coordinadores es modulada por la información suministrada por receptores situados en diferentes regiones del organismo.
Esquema simplificado del sistema respiratorio. El oxígeno ambiental llega al alvéolo por efecto de la ventilación alveolar (va), la cual se distribuye en forma proporcional a la irrigación que reciben los alvéolos. El o2 luego difunde a través de la pared alvéolo capilar (dl) , pasa a la sangre capilar donde se une a la hemoglobina (hb), que lo transporta a través de las arterias hasta que llega los capilares tisulares de todo el organismo, desde donde difunde hacia las células que lo consumirán. El co2 producido en las células difunde a los capilares sistémicos y es transportado por las venas hasta el corazón derecho y de ahí al pulmón, donde difunde a los alvéolos. La ventilación eliminará este gas hacia el ambiente. Para mantener la ventilación adecuada a los requerimientos metabólicos existen sensores a nivel arterial que informan a los centros respiratorios de la presión de oxígeno y anhídrido carbónico en la sangre.
La separación del aparato respiratorio del aparato circulatorio, sistema nervioso, tejidos y sangre sólo se justifica por razones didácticas, y con esta misma justificación abordaremos la función respiratoria como si fuera una sucesión de fenómenos o etapas diferentes:
1. Ventilación pulmonar: fenómeno mecánico que asegura el recambio del aire contenido dentro de los alvéolos.
2. Distribución y relación ventilación/perfusión: renovación proporcional del aire y de la sangre a cada lado de la membrana de difusión.
3. Difusión o transferencia: intercambio de gases entre aire y sangre a través de la membrana alveolocapilar.
4. Transporte de o2 y co2 efectuado por la sangre entre el pulmón y las células.
5. Regulación de la respiración: conjunto de mecanismos de control de la respiración y coordinación con la circulación, demandas metabólicas, equilibrio acido-base, fonación, deglución, etc.
6. Hemodinámica de la circulación pulmonar.
7. Funciones del espacio pleural.
8. Mecanismos de defensa mecánicos, celulares y humorales, que tienen un importante papel, dado el amplio contacto del pulmón con los contaminantes ambientales a través de los más de 10.000 litros de aire que se ventilan diariamente.
Además, la entrada al aparato respiratorio está en la faringe y contigua a la boca, cavidades de gran población microbiana.

La normalidad de estas funciones está íntimamente ligada a la normalidad de su sustrato morfológico. En el análisis de la función y clínica recurriremos repetidamente a diferenciar, en este aspecto, tres compartimentos (figura ii) que, si bien son partes inseparables de un todo, tienen ciertas particularidades que determinan su forma de funcionar, de enfermar y de manifestar su patología.
Mecánica ventilatoria
La ventilación es un fenómeno básicamente mecánico que renueva cíclicamente el aire alveolar alternando la entrada de aire o inspiración y la salida del mismo o espiración.

En relación con este aspecto, el aparato respiratorio puede ser comparado con un fuelle, en el que conviene diferenciar los siguientes componentes:
·         Las vías aéreas, que son tubos de calibre regulable que comunican el ambiente exterior con la superficie de intercambio.
·         El tórax, que actúa como continente protector del pulmón y motor de la ventilación.
·         El pulmón, que es, en esencia, una extensa superficie de intercambio gaseoso entre aire y sangre

Las características estructurales y la función mecánica de este fuelle pueden describirse a través de:
1. Dimensiones del fuelle.
2. Presiones que se generan.
3. Fuerzas que lo mueven.
4. Resistencias que se oponen a la ventilación
5. Flujos resultantes.
6. Rendimiento y eficiencia mecánica.
Volúmenes y capacidades pulmonares.
Volumen de reserva espiratorio: cantidad máxima de aire que logramos espirar después de finalizar una espiración normal (1200 ml de aire).
Volumen residual: cantidad de aire que se queda en los pulmones después de finalizar una espiración máxima y profunda (1200 ml de aire).
Capacidad pulmonar total: cantidad de aire que se encuentra en nuestros pulmones después de realizar una inspiración máxima y profunda. La capacidad pulmonar total es el producto de la sumatoria de toso los volúmenes pulmonares (5400 ml de aire).
Capacidad vital pulmonar: cantidad máxima de aire que podemos respirar después de realizar una inspiración máxima y profunda (4200 ml de aire). Es el resultado de la sumatoria de todos los volúmenes pulmonares, exceptuando el volumen residual, cantidad de aire que nunca abandonará nuestros pulmones por muy grande que sea nuestro esfuerzo espiratorio.
·         Capacidad inspiratoria: cantidad máxima de aire que podemos inspirar después de finalizar una espiración normal en reposo (3000 ml de aire). Equivale a la sumatoria del volumen de ventilación pulmonar en reposo y del volumen de reserva inspiratorio.
·         Capacidad funcional residual: cantidad de aire que se encuentra en nuestros pulmones después de finalizar una espiración normal en reposo (2400 ml de aire). Es la sumatoria del volumen de reserva espiratorio y del volumen residual.
La capacidad vital pulmonar (cvp), depende en mucho del desarrollo de la musculatura respiratoria. Los nadadores, por ejemplo, obligados a realizar la espiración debajo del agua, poseen una poderosa musculatura respiratoria y por ende presentan, entre los diferentes deportistas, los calores más altos de la capacidad vital pulmonar. En una persona sana no deportista la cvp puede ser de alrededor de los 4200 ml de aire; e un deportista muy bien entrenado la cvp puede oscilar entre los 6500-7500 ml de aire.

Los cantantes de ópera pueden presentar valores muy altos de la capacidad vital pulmonar. La CVP se puede medir con la ayuda de un espirómetro.


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