VOLUMENES Y CAPACIDADES PULMONARES- INTERCAMBIO DE GASES

VOLÚMENES Y CAPACIDADES PULMONARES

Las capacidades pulmonares se refieren a los distintos volúmenes de aire característicos en la respiración humana. Un pulmón humano puede almacenar alrededor de 5 litros de aire en su interior, pero una cantidad significativamente menor es la que se inhala y exhaladurante la respiración.

VOLÚMENES PULMONARES

• Volumen corriente (VC): volumen de aire inspirado o espirado en cada respiración normal. En adulto sano es de 6 o 7 ml/kg (unos 600 ml aproximadamente).
• Volumen de reserva inspiratorio (VRI): volumen adicional máximo de aire que se puede inspirar por encima del volumen corriente normal mediante inspiración forzada; habitualmente es igual a unos 3.000 ml.
• Volumen de reserva espiratorio (VRE): cantidad adicional máxima de aire que se puede espirar mediante espiración forzada, después de una espiración corriente normal, normalmente es de unos 1.100 ml.
• Volumen residual (VR): volumen de aire que queda en los pulmones y las vías respiratorias tras la espiración forzada, supone en promedio unos 1.200 ml aproximadamente. Este volumen no puede ser exhalado.

CAPACIDADES PULMONARES

Al describir los procesos del ciclo pulmonar, a veces es deseable considerar juntos dos o más volúmenes pulmonares, estas combinaciones de volúmenes son llamados capacidades pulmonares:

• Capacidad inspiratoria (CI): Es la cantidad de aire que una persona puede respirar comenzando en el nivel de una espiración normal y distendiendo al máximo sus pulmones (3.500 ml aproximadamente). CI = VC + VRI

• Capacidad residual funcional (CRF): Es la cantidad de aire que queda en los pulmones tras una espiración normal (2.300 ml aproximadamente). CRF = VRE + VR

• Capacidad vital (CV): Es la cantidad de aire que es posible expulsar de los pulmones después de haber inspirado completamente. Son alrededor de 4,6 litros. CV = VRI + VC + VRE

• Capacidad pulmonar total (CPT): Es el volumen de aire que hay en el aparato respiratorio, después de una inhalación máxima voluntaria. Corresponde a aproximadamente a 6 litros de aire. Es el máximo volumen al que pueden expandirse los pulmones con el máximo esfuerzo posible (aproximadamente 5.800 ml). CPT = VC + VRI + VRE + VR.

ALGUNOS VALORES CONSTANTES

• Volumen corriente: 500 ml

• Volumen de reserva inspiratorio: 3.000 ml (con esfuerzo inspiratorio)

• Volumen de reserva espiratorio: 1.000 ml (con esfuerzo espiratorio)

• Volumen residual: 1.200 ml

• Capacidad vital: volumen de reserva inspiratorio (3.000 ml) + volumen de reserva espiratoria (1.000 ml) + volumen circulante (500 ml) = 4.500 ml

• Capacidad inspiratoria: volumen circulante (500 ml) + volumen de reserva inspiratoria (3.000 ml) = 3.500 ml

• Capacidad espiratoria: volumen residual (1.200 ml) + volumen de reserva espiratoria (1.000 ml) = 2

INTERCAMBIO DE GASES

La hematosis es el proceso de intercambio gaseoso entre el ambiente exterior y la sangre de un animal, cuya finalidad es la fijación de oxígeno (O₂) y la eliminación de dióxido de carbono (CO₂) durante la respiración.

En todos los organismos se produce por difusión simple, es decir, a favor del gradiente de presión parcial y sin gasto energético. Por ello la presión parcial del oxígeno en el ambiente exterior es determinante en el proceso, y el organismo responde de diversas maneras a las variaciones de esta magnitud.

Tipos de intercambio

Cutánea: Los organismos más pequeños, de mejor relación superficie exterior/volumen, y de metabolismo poco activo, como los gusanos cilíndricos, pueden sobrevivir sin estructuras anatómicas específicas para la hematosis, empleando simplemente la superficie exterior de su cuerpo para efectuar el intercambio gaseoso.

Otros organismos mayores y más activos, como los anfibios, emplean el intercambio cutáneo como hematosis complementaria de la branquial o pulmonar.

Tubos traqueales: En los insectos y otros artrópodos terrestres, animales pequeños pero de metabolismo más activo, la superficie exterior no es suficiente, y la hematosis se lleva a cabo en el extremo de finos tubos traqueales que conectan el exterior con los tejidos del animal, ramificándose por el interior de su cuerpo.

Este mecanismo de respiración impone a estos animales una estricta limitación de su tamaño, pues no resulta eficaz en organismos demasiado grandes.

Branquial: En los peces y en el resto de los animales acuáticos con branquias (moluscos, anélidos, renacuajos de anfibios ) la hematosis se realiza en las laminillas de los filamentos branquiales. El oxígeno que intercambian estos animales no es el que compone la molécula de agua, si no oxígeno en disolución acuosa.

La hematosis branquial es mucho más eficaz que la pulmonar, lo que compensa la baja concentración de oxígeno disuelto en el agua, en comparación con el 21 % de oxígeno en la atmósfera. En los vasos sanguíneos de las branquias de los peces la sangre circula en sentido contrario al del agua que el animal bombea entre las branquias, lo que mejora aún más la eficacia de la hematosis.

Pulmonar: El oxígeno inspirado fluye de los alvéolos o estructuras equivalentes en que se encuentra en alta presión parcial a la sangre desoxigenada y de baja presión parcial para ser llevado a las células, que lo necesitan para obtener energía (respiración celular aeróbica). Por otra parte, el CO₂ se obtiene como desecho del metabolismo celular y se concentra en el plasma sanguíneo en forma de bicarbonato (HCO₃^-) hasta llegar a los pulmones, donde se difunde en sentido contrario a los alvéolos o estructuras equivalentes para ser eliminado mediante la exhalación.