Los gases, el combustible de la vida

El oxígeno es indispensable para la vida de los vertebrados. Los organismos usan el oxígeno para poder llevar a cabo la combustión de los “alimentos” y con ello poder generar moléculas donde almacenan la energía para cuando es necesaria. Contrario a como se piensa, no todos los vertebrados respiran solamente por la nariz, en el caso de algunos vertebrados acuáticos como los peces y anfibios (ranas y salamandras) tienen la capacidad de también respirar a través de su piel. El respirar por la piel les permite aprovechar el oxígeno que se encuentra disuelto en el agua aunque no tengan branquias.

El proceso de la respiración es más que introducir aire por la nariz a los pulmones. El sistema respiratorio está compuesto por diferentes estructuras como son nariz, faringe, laringe, tráquea, bronquios, bronquiolos y pulmones. Adicionalmente, se tiene al diafragma, que es el músculo que divide la cavidad torácica de la abdominal. El diafragma tiene dos movimientos, el de compresión de los pulmones para sacar el aire (espiración) o el de dilatación para que los pulmones se extiendan y el aire ingrese (inhalación). El diafragma solamente se encuentra presente en los mamíferos, aves y de los reptiles (en los cocodrilos y caimanes). Es considerado como una característica de los vertebrados superiores.

Al realizar el proceso de inhalación, entra aire que contiene oxígeno a los pulmones, componente esencial para producir energía partir de la glucosa en un proceso de combustión en el que se produce dióxido de carbono. Durante la exhalación se expulsa el aire de los pulmones, lo que en realidad realiza el cuerpo es eliminar dióxido de carbono, producto del desecho del metabolismo de las células.

Existen dos tipos de respiración, la respiración externa o ventilación y la interna. La respiración externa es la que vemos, se realiza por medio de la inhalación y exhalación. La inhalación o inspiración se inicia con el flujo de aire desde las fosas nasales hasta los bronquiolos. Para poder inspirar se dilata el diafragma, que baja mientras que otra serie de músculos se distienden ampliando la caja torácica para la óptima expansión de los pulmones de manera que puedan aumentar su volumen con la entrada del aire. Al exhalar los músculos de la caja torácica se relajan y el diafragma se contrae, por lo que el volumen total de la cavidad torácica disminuye lo que comprime a los pulmones produciendo la salida del aire.

Algunos mamíferos grandes como el berrendo (Antilocapra americana) tienen lo que se ha determinado como respiración “asistida”. La respiración asistida consiste en que durante el movimiento producido por la carrera, con intervalos de acelerar y desacelerar de manera continua, contribuye a que el área del torax se comprime y expanda, lo que ayuda a la expansión y contracción de los pulmones.

La respiración interna no es visible, ésta inicia durante la hematosis, que es el paso del oxígeno de los alvéolos a la sangre por difusión. Una vez que el oxígeno está en el torrente sanguíneo se transporta el oxígeno hasta las células para ingresar al líquido tisular donde se realiza la respiración celular. En la célula, a través de varias reacciones químicas se metaboliza el oxígeno que producen energía para todas las actividades de los organismos y también productos de desecho como agua y dióxido de carbono. Las moléculas energéticas se utilizan en la célula y los desechos se transportan y difunden a la sangre para ser transportados a los alvéolos pulmonares para finalmente ser expulsados del cuerpo durante la exhalación de la respiración externa. El agua de desecho de la respiración celular será utilizada en otros procesos dentro del organismo.

Muchas de las especies de mamíferos acuáticos como el lobo marino pueden retener la respiración (apnea) hasta una hora. El zifio de Cuvier logra hacerlo hasta por 85 minutos; mientras que los humanos promedio solamente podemos lograrlo entre 2 y 3 minutos. Los mamíferos acuáticos tienen estos tiempos de apnea debido a que tienen la capacidad de usar oxígeno que se encuentra almacenado en la sangre y en los músculos; además tienen la capacidad de limitar la respiración celular de regiones del cuerpo no vitales durante la actividad de buceo como es el aparato digestivo, lo que produce una optimización del uso del oxígeno. En un humano adulto la frecuencia respiratoria normal es de 16 a 20 respiraciones por minuto, cada una compuesta por alrededor de 500 ml de aire de los cuales 150 ml se quedan dentro del sistema (de nariz a bronquios).

En un día cotidiano, un individuo consume litros y litros de combustible gaseoso que le permite vivir y disfrutar de su vida, sin ni siquiera darse cuenta o estar consciente de la vida que el aire le da, pero unos pocos minutos si él, cambian la historia para siempre. 

 

	Autores
Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S. C. Instituto Politécnico Nacional 195, CP. 23205, La Paz, Baja California Sur, México. Email  (AGM-G),  (STA-C).