Intercambio de Gases - Anatomía & Fisiología

Introducción

El aire de los alvéolos se renueva regularmente gracias al proceso de ventilación. El intercambio gaseoso en los pulmones tiene lugar entre la sangre de la red de capilares que rodean a los alvéolos y el aire dentro del mismo alveolo.

Toda la sangre del ventrículo derecho circula a través de las arterias pulmonares hasta la red capilar que rodea a los alvéolos. Otro grupo de capilares pulmonares reciben pequeñas cantidades de sangre arterial procedente del ventrículo izquierdo, a través de las arterias bronquiales. Estos capilares proporcionan oxígeno y nutrientes al tejido que constituye los pulmones (circulación nutritiva de los pulmones).

Principios del Intercambio Gaseoso

El intercambio de gases entre el aire dentro de los alvéolos y los capilares pulmonares se produce por difusión. El oxígeno debe disolverse antes de pasar a través del epitelio respiratorio. Los gases se mueven de una región con una alta presión parcial a una región con baja presión parcial, es decir, se mueven debido a un gradiente de presión parcial. La presión parcial es un término que se utiliza para medir los gases, empleándose el símbolo 'P' para definirlo. La distancia entre el aire en los alvéolos y la sangre es de 0.7 micrómetros aproximadamente. Esta distancia se reduce durante la inhalación debido a la distensión pulmonar. Esta pequeña distancia permite una difusión muy rápida y eficiente.

Oxígeno

La PO₂ es siempre menor en los alvéolos en comparación con el medio externo debido a que el oxígeno difunde a través de la pared alveolar continuamente, y a que el CO₂ que entra en los alveolos tiene la capacidad de “diluir” el oxígeno, ya que viaja en dirección opuesta. La PO₂ en los alvéolos es aún mayor que en los capilares, por lo que el oxígeno difunde hacia la sangre de los mismos. Una vez atravesada las paredes alveolares y capilares, el oxígeno se combina con la hemoglobina para formar oxihemoglobina y es transportado en el torrente sanguíneo.

Dióxido de Carbono

El dióxido de carbono entra en el eritrocito como producto de desecho de las células. En los glóbulos rojos reacciona con agua para formar ácido carbónico, AC. El AC se disocia en iones bicarbonato e iones hidrógeno. Estas difunden al plasma, donde los H⁺ son almacenados por la hemoglobina. Aproximadamente el 5% del total de CO₂ del cuerpo se disuelve en el plasma, otro 5% aproximado del total de CO₂ del cuerpo se transporta como carboxihemoglobina en proteínas y aproximadamente el 90% es llevado en forma de iones bicarbonato en el plasma. La PCO₂ en los capilares es mayor que en los alvéolos, por lo que el CO₂ difunde hacia los alveolos, a través de los cuales es exhalado.

Relación de VQ

El intercambio pulmonar adecuado de gases se basa en la relación VQ (V: ventilación; Q: perfusión). Los alvéolos deben recibir una cantidad idónea de sangre y de gas para el intercambio gaseoso. En situaciones patológicas, la cantidad de aire suministrada puede ser reducida, la pared alveolar puede encontrarse engrosada o el área de superficie alveolar puede estar disminuida lo que significa que una menor cantidad de gas es capaz de difundir fuera del alveolo. Por otra parte, la circulación sanguínea puede verse afectada por lo que a pesar de existir una ventilación suficiente, el intercambio gaseoso llevado a cabo es insuficiente para mantener el cuerpo en niveles adecuados de oxigenación.

Diferencias Entre las Especies

Los vertebrados terrestres también tienen la capacidad para realizar el intercambio de gases a través de su piel, así como en los pulmones. Esto puede implicar a un 2% del intercambio total de gases que ocurre dentro del cuerpo. Esto es importante en la función de termorregulación lo que implica una reducción de la circulación cutánea cuando son sometidos a temperaturas frías.

Referencias

Sjaastad, O.V., Hove, K. and Sand, O. (2004) Physiology of Domestic Animals. Oslo: Scandinavian Veterinary Press.

Este artículo ha sido traducido de Inglés por 'Raquel Valero Toranzo' - 16.09.2011.