Fisiología del Intercambio Gaseoso

Oxígeno (O₂)

En estado de reposo, el flujo de O₂ es de aproximadamente 1200 ml/min. El flujo de O₂ venoso no consumido por los tejidos es de unos 100 ml/min. No es necesario que descienda el flujo venoso de O₂, ya que con el mismo valor de reposo se alcanzarían 1400 ml/min.

Dióxido de Carbono (CO₂)

El volumen de CO₂ eliminado en reposo es de 225 ml/min.

Los Efectos Bohr y Haldane Combinados

Estos efectos son importantes en condiciones de ejercicio intenso o en situaciones de hipoxia. El efecto Haldane, durante el ejercicio, tiene por objeto disminuir al mínimo posible la diferencia entre la presión parcial de CO₂ y la concentración de protones. Cuanto mayor sea la proporción de la energía procedente del metabolismo anaeróbico, mayor será la importancia de los efectos Bohr y Haldane.

Control Nervioso de la Respiración

Control Bulboprotuberancial

Como resultado de numerosos y complejos estudios neurofisiológicos, se han localizado el centro neumotáxico y el centro apnéustico en la protuberancia, y los centros respiratorios en el bulbo raquídeo.

  • El centro neumotáxico está formado por tres tipos de neuronas con carácter inspiratorio, espiratorio y de transición.
  • El centro apnéustico inspiratorio protuberancial está formado por un grupo de neuronas de carácter inspiratorio.

Control Espinal y Vagal

Las motoneuronas espinales respiratorias reciben información tanto de los receptores periféricos como de estructuras superiores, de manera que su actividad puede verse afectada.

Receptores Localizados en las Vías Respiratorias Altas

Provocan respuestas reflejas a través del nervio vago. Muchos de los reflejos desencadenados a consecuencia de la estimulación de estos receptores carecen de importancia en el ser humano o se pierden tras el nacimiento.

Receptores Localizados en las Vías Respiratorias Bajas y en el Pulmón

Los receptores mecánicos que responden al estiramiento, y su estimulación, conducen a un importante reflejo conocido como reflejo de inflación de Hering-Breuer. Estos autores observaron en animales anestesiados que, cuando los pulmones se mantenían distendidos, se producía un descenso de la frecuencia de estimulación de los músculos respiratorios.

Receptores Alveolares Nociceptivos (Receptores J o de las Fibras C)

Estos son estimulados por la acumulación de líquido en el intersticio o de moléculas como la histamina y la serotonina, y la respuesta es un incremento de la frecuencia respiratoria.

Receptores Mecánicos Localizados en el Tórax

La activación de estos receptores puede incrementar por vía refleja la actividad de las motoneuronas de los intercostales. Estos reflejos podrían regular la fuerza de contracción, un hecho trascendente con elevadas cargas de esfuerzo, como sucede durante el ejercicio.

Quimiorreceptores Pulmonares Localizados en el Corazón Derecho

Algunos investigadores plantean la existencia de receptores en el corazón derecho para explicar las enormes hiperventilaciones en un esfuerzo máximo, que no pueden justificarse completamente por la hipercapnia arterial.

Respuesta Integrada de los Quimiorreceptores

Se puede decir que los primeros (quimiorreceptores) intervienen en el control de la oxigenación de los tejidos, mientras que los segundos protegen al cerebro de las variaciones del pH. El estudio por separado de ambos no ofrece una visión global de lo que sucede en el organismo intacto, por lo que para completar su estudio es necesario conocer cómo actúan conjuntamente o en contraposición ante determinadas situaciones (hipoxia y acidosis metabólica).

Acidosis Metabólica

Igual que en la hipoxia, en una situación aguda de carga ácida, se produce una contraposición entre los dos quimiorreceptores. El resultado final es el incremento de la ventilación, limitado por la hipocapnia resultante que inhibe a los quimiorreceptores periféricos. Debido a la impermeabilidad de la barrera capilar, el pH del líquido cefalorraquídeo no se modifica inicialmente y solo responden los quimiorreceptores periféricos, los cuales modifican la PpCO₂ de la sangre y el líquido cefalorraquídeo, desviando el pH cerebral en sentido inverso al pH arterial.

Regulación del Estado Ácido-Básico

Al ácido y la base débil se les denomina par conjugado, que cuando se disuelve en el agua se denomina tampón, amortiguador o buffer.

  • (H₂O + ácido débil/sal de ácido)
  • (H₂O + ácido carbónico (H₂CO₃)/bicarbonato sódico (NaHCO₃))

Papel del Pulmón en el Equilibrio Ácido-Básico

La respiración interviene en el sentido de las reacciones de transporte del CO₂, manteniendo un balance nulo entre la producción y la eliminación. Desde el punto de vista del equilibrio ácido-básico, el aparato respiratorio es un sistema abierto que opera según la ecuación de Henderson-Hasselbalch, regulando la eliminación de CO₂.

Hipoventilación Alveolar

Se produce un desplazamiento hacia la derecha de la reacción del CO₂ con el agua, y su consiguiente ionización. Esta situación de desequilibrio ácido-básico se llama acidosis respiratoria.

Hiperventilación Alveolar

Se produce una desviación de la reacción hacia la izquierda y disminuye la concentración de hidrogeniones. Esta situación de desequilibrio ácido-básico se denomina alcalosis respiratoria.