ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DEL CUERPO HUMANO (357)

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S.N.C
CENTRO
RESPIRATORIO
+/– Activación
QUIMIORRECEPTORES
N. vago
N. glosofaríngeo
Nervios
motores
N. frénico
N. intercostales
MÚSCULOS
RESPIRATORIOS
Frecuencia
Fuerza+/–
SANGRE
AIRE
O2 CO2 +/–
Intercambio
respiratorio
+/– [O ]2 P +/– [CO ]2 P +/– [H ]
+
P
Figura 14-20. Regulación humoral de la respiración. Existen receptores sensibles a las variaciones de las concentraciones sanguíneas de
oxígeno, dióxido de carbono e hidrogeniones (pH), que son capaces de estimular el centro respiratorio para que éste a su vez actúe sobre
los músculos respiratorios y modifique los parámetros respiratorios de frecuencia o amplitud. Los cambios en estos parámetros corrigen las
desviaciones en las concentraciones plasmáticas de gases o del pH y disminuyen por tanto el estímulo sobre los quimiorreceptores.
nervioso central. Aquí se pueden diferenciar más neuronas
inspiratorias y otras espiratorias que actúan sobre los
músculos respiratorios (inspiratorios y espiratorios, respecti-
vamente) y ponen en marcha el ciclo respiratorio. Existe un
ritmo básico que consta de una fase inspiratoria de aproxi-
madamente dos segundos de duración y una fase espiratoria
de unos tres segundos. Dependiendo de las necesidades del
organismo este ciclo básico puede variar provocando cam-
bios en el volumen respiratorio. Estos cambios pueden ser: en
frecuencia (fases más cortas), en amplitud (mayor intensidad
en la contracción muscular y respiraciones más profundas) o
en ambos parámetros simultáneamente. Para el control de la
respiración existen dos tipos de regulación: una regulación
neurológica y una regulación de tipo humoral (química).
Regulación neurológica de la respiración. Está contro-
lada por el reflejo de Hering-Breuer: la distensión del parén-
quima pulmonar por insuflación de los pulmones provoca
un estímulo que inhibe la inspiración. De la misma forma,
el colapso pulmonar por pérdida de volumen provoca por
vía nerviosa un estímulo inhibidor de las neuronas espirato-
rias (Fig. 14.19).
Regulación humoral de la respiración. Permite ajustes
más finos y se basa en la presencia de quimiorreceptores
situados en la pared de la arteria carótida (glomo carotídeo)
y el arco aórtico. Estos receptores están conectados (a través
del nervio glosofaríngeo) con el centro respiratorio bulbar y
producen un estímulo inspiratorio cuando detectan un
aumento de la concentración plasmática de CO2, una dismi-
nución de la concentración de O2 o un aumento de la de H
+
(descenso del pH). La normalización en las concentraciones
plasmáticas de estos elementos disminuye la estimulación
de los quimiorreceptores e interrumpe el estímulo inspirato-
rio (Fig. 14.20).
14.5. DIFUSIÓN PULMONAR DE LOS GASES
RESPIRATORIOS
El oxígeno es un gas abundante de la atmósfera terrestre,
donde se encuentra mezclado con otros gases. Esta mezcla,
que llamamos aire, está compuesta principalmente por nitró-
geno (N2), que supone aproximadamente el 78% del volu-
men total, oxígeno (O2), que representa el 21%, dióxido de
carbono (CO2), que se encuentra en un porcentaje inferior al
0.4%, vapor de agua, que representa un 0.5%, y cantidades
muy pequeñas de otros gases, como gases nobles (argón,
criptón, helio) o compuestos contaminantes (derivados sul-
furosos, monóxido de carbono...). Para entender mejor el
comportamiento de los gases y en especial el del O2, se
deben recordar algunos conceptos físicos básicos.
14.5.1. Introducción a la física de los gases
14.5.1.1. Relación entre volumen y presión de un gas.
Esta relación se conoce como ley de Boyle-Mariotte, y
dice que el producto del volumen (V) que ocupa un gas
multiplicado por la presión (P) a que está sometido es
constante.
P × V = cte (1)
Los cambios de presión, en función del volumen del
tórax, explican la mecánica respiratoria, tal y como se ha
visto en el apartado anterior.
La presión del aire en la atmósfera varía con la altitud,
la humedad del ambiente y la temperatura, pero se consi-
dera como valor medio la presión a nivel del mar. Esta
presión corresponde a una atmósfera y es capaz de elevar
una columna de mercurio de 1 cm2 de base hasta una altura
de 760 mm. Esta equivalencia de 1 atmósfera = 760 mm
Hg es muy utilizada, y en medicina la unidad de milíme-
tros de mercurio se ha convertido en la más habitual para
medir las presiones que se pueden determinar en el cuerpo
humano.
Existe igualmente una relación entre el volumen y la
presión a que está sometido un gas y su temperatura (T).
Esta relación se conoce como ley de Gay-Lussac.
P × V
T
= cte (2)
338 Estructura y función del cuerpo humano