Los seres humanos disponen de dos pulmones, órganos esponjosos situados en la caja torácica, un armazón cónico y flexible formado por las costillas, el esternón y la columna vertebral, cuya base es un músculo llamado diafragma. El pulmón derecho tiene 3 lóbulos y el izquierdo 2, con una cavidad en la parte interna donde se aloja el corazón. Ambos están envueltos en una membrana llamada pleura, en cuyo interior se encuentra el líquido pleural, que actúa de lubricante para favorecer el movimiento de los pulmones durante la respiración.
Los pulmones presentan superficies internas humedecidas para captar el oxígeno del aire y desprender el dióxido de carbono, pero para que tenga lugar el intercambio de gases, el aire debe recorrer un intrincado laberinto de conductos que recibe el nombre de vías respiratorias.
Vías Respiratorias
- El aire entra por las fosas nasales o por la boca y desciende por la faringe y la laringe, hasta la tráquea.
- Esta se divide en dos ramas, denominadas bronquios, que a su vez, se ramifican en conductos más pequeños llamados bronquiolos.
- Los bronquiolos conducen el aire hasta unas diminutas burbujas de paredes permeables, llamadas alveolos pulmonares.
La tráquea, los bronquios y bronquiolos están tapizados por epitelio ciliado, cuyos cilios vibran al unísono. Entre las células ciliadas se localizan numerosas células glandulares secretoras de moco: el conjunto se denomina aparato mucociliar. Las partículas inhaladas (polvo, bacterias, hongos…) son atrapadas por la capa mucosa y no llegan a los alveolos, ya que los cilios las arrastran hacia la laringe; al llegar a este nivel, son expulsadas por la tos hasta la boca para ser tragadas o expectoradas.
Ventilación Pulmonar
La ventilación pulmonar consiste en la renovación constante del aire que está en contacto con las paredes alveolares y se realiza mediante procesos de inspiración y espiración generados por movimientos de contracción y relajación del diafragma y de los músculos intercostales situados en las costillas.
Intercambio de Gases
Hay cerca de 300 millones de alveolos pulmonares, tapizados por una red de capilares sanguíneos, donde tiene lugar el intercambio de gases, esto es, la respiración externa. La alveolización proporciona a los pulmones una superficie cercana a los 100 m2 para el intercambio de gases entre el sistema respiratorio y el sistema circulatorio.
El intercambio de oxígeno y de dióxido de carbono entre el aire inspirado y la sangre tiene lugar a través de una doble barrera: el epitelio de los alveolos y la delgada pared de los capilares, que se dispone a su alrededor formando una red.
El oxígeno se difunde en el torrente sanguíneo, donde es captado por la hemoglobina de los glóbulos rojos, que se transforma en oxihemoglobina, lo cual hace que los hematíes adopten un color rojo brillante. Al mismo tiempo se libera el dióxido de carbono (producto de la respiración celular) que la sangre había recogido de los tejidos y se encontraba disuelto en el plasma. Durante ese proceso también se elimina cierta cantidad de agua en forma de vapor.
Los Pigmentos Respiratorios
La sangre, como cualquier otro líquido acuoso, contiene muy poco oxígeno disuelto (menos del 1% del volumen). Pero los animales con elevadas tasas metabólicas necesitan más oxígeno del que está disuelto en sus líquidos corporales y, como consecuencia de ello, desarrollaron unos compuestos llamados pigmentos respiratorios: son proteínas sanguíneas capaces de captar el oxígeno en las superficies respiratorias y cederlo más tarde allí donde se necesite.
Estos pigmentos se movían en principio disueltos en la sangre, pero dificultaban la circulación debido a la viscosidad que se adquiría con ellos. Para evitar esta dificultad los pigmentos se concentraron en unas células especiales: los glóbulos rojos, que llegan a perder su núcleo en los mamíferos, excepto en el camello, para aumentar la capacidad de almacenar hemoglobina. Se destacan los siguientes pigmentos respiratorios:
- Hemoglobina: es una proteína que contiene hierro asociado a un grupo hemo, y proporciona a la sangre su color rojo. Se encuentra en vertebrados, equinodermos, algunos moluscos, crustáceos y anélidos y en ciertas larvas de insectos.
- Hemocianina: se trata de una proteína que contiene cobre y le proporciona a la sangre color azul. Se encuentra en moluscos y artrópodos, generalmente disuelta en el plasma.
- Hemeritrina: es una proteína férrica de color rojo violeta. Se encuentra en algunos anélidos y crustáceos, entre otros invertebrados.
- Clorocruorina: es una proteína que contiene hierro, pero en este caso le confiere color verde. Se encuentra en algunos anélidos y gusanos poliquetos disuelta en el plasma sanguíneo.