Las mitocondrias son los orgánulos celulares encargados de suministrar
la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular, actúan por
tanto, como centrales energéticas de
la célula y sintetizan ATP a expensas de los carburantes metabólicos (glucosa,
ácidos grasos y aminoácidos).
Una característica de las mitocondrias es que se cree que eran,
antiguamente, bacterias aeróbicas que vivían en forma independiente, ya que
poseen ribosomas y su propio ADN, lo que les brinda cierta autonomía, y que
fueron ingeridas ("tragadas", pero NO digeridas), por células
anaeróbicas ancestrales, produciéndose una continuo mutualismo (simbiosis).
Esta hipótesis fue planteada por L. Margulis y D. Sagan, en la teoría endosimbiótica, que intenta
explicar la aparición de las células eucariotas, basándose en el hecho de que
las mitocondrias tienen su propio ADN, al igual que los cloroplastos, que
pertenecen a las células vegetales, y realizan la fotosíntesis, que lograron
adaptarse y sobrevivir a los cambios.
La ultraestructura mitocondrial está en relación con las funciones que
desempeña: en la matriz se localizan los enzimas responsables de la oxidación de
los ácidos grasos, los aminoácidos, el ácido pirúvico y el ciclo de Krebs.
En la membrana interna están los sistemas dedicados al
transporte de los electrones que se desprenden en las oxidaciones anteriores y
un conjunto de proteínas encargadas de acoplar la energía liberada del
transporte electrónico con la síntesis de ATP, estas proteínas le dan un
aspecto granulado a la cara interna de la membrana mitocondrial.
También se encuentran dispersas por la matriz una
molécula de ADN circular y unos pequeños ribosomas implicados
en la síntesis de un pequeño número de proteínas mitocondriales.
Las mitocondrias están
rodeadas por dos membranas, una externa que es lisa y una interna que se pliega
hacia adentro formando crestas. Dentro del espacio interno de la mitocondria en
torno a las crestas, existe una solución densa (matriz o estroma) que contiene
enzimas, coenzimas, agua, fosfatos y otras moléculas que intervienen en la
respiración.
La membrana externa es
permeable para la mayoría de las moléculas pequeñas, pero la interna sólo permite
el paso de ciertas moléculas como el ácido pirúvico y ATP y restringe el paso
de otras. Esta permeabilidad selectiva de la membrana interna, tiene una
importancia crítica porque capacita a las mitocondrias para destinar la energía
de la respiración para la producción de ATP.
RESPIRACION
CELULAR
El proceso por el cual las células degradan
las moléculas de alimento para obtener energía recibe el nombre de RESPIRACIÓN
CELULAR.
La respiración celular es una reacción
exergónica, donde parte de la energía contenida en las moléculas de alimento es
utilizada por la célula para sintetizar ATP. Decimos parte de la energía porque
no toda es utilizada, sino que una parte se pierde.
Aproximadamente el 40% de la energía libre
emitida por la oxidación de la glucosa se conserva en forma de ATP. Cerca del
75% de la energía de la nafta se pierde como calor de un auto; solo el 25% se
convierte en formas útiles de energía. La célula es mucho más eficiente.
La respiración celular es una combustión biológica
y puede compararse con la combustión de carbón, bencina, leña. En ambos casos
moléculas ricas en energía son degradadas a moléculas más sencillas con la
consiguiente liberación de energía.
Tanto la respiración como la combustión son
reacciones exergónicas.
Sin embargo
existen importantes diferencias entre ambos procesos. En primer lugar la
combustión es un fenómeno incontrolado en el que todos los enlaces químicos se
rompen al mismo tiempo y liberan la energía en forma súbita; por el contrarío
la respiración es la degradación del alimento con la liberación paulatina de
energía. Este control está ejercido por enzimas específicas.
En segundo lugar la combustión produce calor
y algo de luz. Este proceso transforma energía química en calórica y luminosa.
En cambio la energía liberada durante la respiración es utilizada
fundamentalmente para la formación de nuevos enlaces químicos (ATP).
La respiración celular puede ser considerada
como una serie de reacciones de óxido-reducción en las cuales las moléculas
combustibles son paulatinamente oxidadas y degradadas liberando energía. Los
protones perdidos por el alimento son captados por coenzímas.
La respiración ocurre en distintas
estructuras celulares. La primera de ellas es la glucólisis que
ocurre en el citoplasma. La segunda etapa dependerá de la presencia o ausencia
de O2 en el medio, determinando en el primer caso la respiración
aeróbica (ocurre en las mitocondrias), y en el segundo caso la respiración
anaeróbica o fermentación (ocurre en el citoplasma).
Podemos clasificar a la respiración celular, como proceso químico -
biológico, en tres etapas:
- la glucólisis o glicólisis
- el ciclo de Krebs
- la cadena respiratoria
GLUCOLISIS
La glucólisis, lisis o escisión de la glucosa, tiene
lugar en una serie de nueve reacciones, cada una catalizada por una enzima
específica, hasta formar dos moléculas de ácido pirúvico, con la producción
concomitante de ATP. La ganancia neta es de dos moléculas de ATP, y dos de NADH
por cada molécula de glucosa.
Las reacciones de la
glucólisis se realizan en el citoplasma, como ya adelantáramos y pueden darse
en condiciones anaerobias; es decir en ausencia de oxígeno.
Los primeros cuatro pasos
de la glucólisis sirven para fosforilar (incorporar fosfatos) a la glucosa y
convertirla en dos moléculas del compuesto de 3 carbonos gliceraldehído fosfato
(PGAL). En estas reacciones se invierten dos moléculas de ATP a fin de activar
la molécula de glucosa y prepararla para su ruptura.
En la primera parte se necesita energía, que es suministrada por dos
moléculas de ATP, que
servirán para fosforilar la
glucosa y la fructosa. Al final de esta fase se obtienen, en la
práctica, dos moléculas de PGAL,
ya que la molécula de DHAP (dihidroxiacetona-fosfato), se transforma en PGAL.
En la segunda fase, que afecta a las dos moléculas de PGAL, se forman
cuatro moléculas de ATP y
dos moléculas deNADH. Se produce
una ganancia neta de dos moléculas
de ATP.
Al final del proceso la molécula de glucosa queda transformada
en dos moléculas de ácido pirúvico,
es en estas moléculas donde se encuentra en estos momentos la mayor parte de la
energía contenida en la glucosa.
RESPIRACIÓN AERÓBICA
En presencia de oxígeno,
la etapa siguiente de la degradación de la glucosa es la respiración, es decir
la oxidación escalonada del ácido pirúvico a dióxido de carbono y agua.
La respiración aeróbica
se cumple en dos etapas: el ciclo de Krebs y el transporte de electrones y la
fosforilación oxidativa (estos dos últimos procesos transcurren acopladamente).
En las células
eucariotas estas reacciones tienen lugar dentro de las mitocondrias; en las
procariotas se llevan acabo en estructuras respiratorias de la membrana
plasmática.
Ingreso al CICLO DE
KREBS
El ácido pirúvico sale
del citoplasma, donde se produce mediante glucólisis y atraviesa las membranas
externa e interna de las mitocondrias. Antes de ingresar al Ciclo de Krebs, el
ácido pirúvico, de 3 carbonos, se oxida. Los átomos de carbono y oxígeno del
grupo carboxilo se eliminan como dióxido de carbono (descarboxilación
oxidativa) y queda un grupo acetilo, de dos carbonos. En esta reacción
exergónica, el hidrógeno del carboxilo reduce a una molécula de NAD+ a NADH.
Ahora la molécula
original de glucosa se ha oxidado a dos moléculas de CO2, y dos grupos acetilos
y, además se formaron 4 moléculas de NADH (2 en la glucólisis y 2 en la
oxidación del ácido pirúvico).
Cada grupo acetilo es
aceptado por un compuesto llamado coenzima A dando un compuesto llamado
acetilcoenzima A (acetil CoA). Esta reacción es el eslabón entre la glucólisis
y el ciclo de Krebs.
CICLO DE KREBS
El ciclo de Krebs también conocido como ciclo del
ácido cítrico es la vía común final de oxidación del ácido pirúvico, ácidos
grasos y las cadenas de carbono de los aminoácidos.
La primera reacción del ciclo ocurre cuando la
coenzima A transfiere su grupo acetilo (de 2 carbonos) al compuesto de 4
carbonos (ácido oxalacético) para producir un compuesto de 6 carbonos (ácido
cítrico).
El ácido cítrico inicia una serie de pasos durante los
cuales la molécula original se reordena y continúa oxidándose, en consecuencia
se reducen otras moléculas: de NAD+ a NADH y de FAD+ a FADH2. Además ocurren
dos carboxilaciones y como resultado de esta serie de reacciones vuelve a
obtenerse una molécula inicial de 4 carbonos el ácido oxalacético.
El proceso completo puede describirse como un ciclo de
oxalacético a oxalacético, donde dos átomos de carbono se adicionan como acetilo
y dos átomos de carbono (pero no los mismos) se pie.
Dado que por cada molécula de glucosa inicial se
habían obtenido dos de ácido pirúvico y, por lo tanto dos de acetil CoA, deben
cumplirse dos vueltas del ciclo de Krebs por cada molécula de glucosa. En
consecuencia los productos obtenidos de este proceso son el doble del esquema
que se detalla a continuación.
Cuadro 9.1 -BALANCE
PARCIAL DE LA RESPIRACIÓN
PROCESO
SUSTRATO
PRODUCTOS
GLUCÓLISIS
Glucosa
2 ácido pirúvico
2 ATP
2 NADH
ENTRADA
AL CICLO DE KREBS
2 ácido pirúvico
2 Acetil CoA
2 CO2
2 NADH
CICLO
DE KREBS
2 Acetil CoA
4 CO2
2 GTP (equivalentes a 2
ATP)
6 NADH
2 FADH2
Glucosa
6 CO2 2 ATP 2 GTP 10 NADH 2 FADH2
Observando el balance parcial del ciclo de Krebs, se
comprueba que en este proceso no se obtiene energía directamente bajo la forma
de ATP (sólo se obtiene 1 GTP que es equivalente a 1 ATP). En cambio se
obtienen cantidades de coenzimas reducidas (NADH y FADH2), y es a través de la
oxidación posterior que se obtendrá la energía para sintetizar ATP.
Cada coenzima NADH equivale a 3 ATP y cada coenzima
FADH2 equivale a 2 ATP.
TRANSPORTE DE ELECTRONES O CADENA RESPIRATORIA
En esta
etapa se oxidan las coenzimas reducidas, el NADH se convierte en NAD+ y el
FADH2 en FAD+. Al producirse esta reacción, los átomos de hidrógeno (o
electrones equivalentes), son conducidos a través de la cadena respiratoria por
un grupo de transportadores de electrones, llamados citocromos. Los citocromos
experimentan sucesivas oxidaciones y reducciones (reacciones en las cuales los
electrones son transferidos de un dador de electrones a un aceptor).
En consecuencia, en esta etapa final de la
respiración, estos electrones de alto nivel energético descienden paso a paso
hasta el bajo nivel energético del oxígeno (último aceptor de la cadena),
formándose de esta manera agua.
Cabe aclarar que los tres primeros aceptores
reciben el H+ y el electrón conjuntamente. En cambio, a partir del cuarto
aceptor, sólo se transportan electrones, y los H+ quedan en solución.
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
El flujo de electrones está íntimamente
acoplado al proceso de fosforilación, y no ocurre a menos que también pueda
verificarse este último. Esto, en un sentido, impide el desperdicio ya que los
electrones no fluyen a menos que exista la posibilidad de formación de fosfatos
ricos en energía. Si el flujo de electrones no estuviera acoplado a la
fosforilación, no habría formación de ATP y la energía de los electrones se
degradaría en forma de calor.
Puesto que la fosforilación del ADP para
formar ATP se encuentra acoplada a la oxidación de los componentes de la cadena
de transporte de electrones, este proceso recibe el nombre de fosforilación
oxidativa.
En tres transiciones de la cadena de
transporte de electrones se producen caídas importantes en la cantidad de
energía potencial que retienen los electrones, de modo que se libera una
cantidad relativamente grande de energía libre en cada uno de estos tres pasos,
formándose ATP.
RESPIRACION DE ANIMALES
La respiración es
el intercambio de gases: la llegada de oxígeno (O2) y la eliminación
de dióxido de carbono (CO2). Este proceso ocurre desde los animales
unicelulares hasta aquellos más especializados, como el hombre. Mientras más
complejo es el animal, su sistema respiratorio debe cumplir mayores exigencias,
por lo cual este sistema debe adaptarse a cada especie.
En animales
sencillos como protozoos, esponjas y celentéreos, el O2 disuelto
en el agua pasa por difusión a
las células y de la misma forma el CO2 se difunde al agua.
En animales que
viven en ambientes húmedos o acuáticos como ciertos anélidos, algunos artrópodos y anfibios (que además tienen pulmones) respiran a través de la piel: es la respiración cutánea.
En este tipo de respiración se necesita
que la piel sea fina y permeable a los gases, además de estar continuamente
húmeda.
El
saltamontes ilustra el sistema respiratorio de los
insectos. En éstos el aire es llevado desde el exterior hasta las células del
organismo por un sistema de tubos, de forma que el intercambio de gases ocurre
directamente entre las células y el ambiente.
Las orugas también son insectos y cómo tales respiran por medio del sistema
de tubos o traqueas, que comunican directamente el medio ambiente con el
interior de las células del organismo.
Cada segmento corporal del insecto
tiene un par de estos sistemas de conductos aéreos, los cuales, después de
ramificarse múltiples veces, llegan lo suficientemente cerca de cada célula
para que ocurra el intercambio de gases. Los gases entran y salen de este sistema
de tubos impulsados por los movimientos corporales. En la desembocadura de cada
tubo con el exterior existe un músculo especial que la abre y cierra. Es un
sistema respiratorio eficiente para pequeños organismos, que sería inadecuado
para los mayores por que el aire no llegaría rápidamente a grandes
profundidades.
Respiración traqueal
Propia de insectos y otros artrópodos
terrestres.
Este aparato está formado por una serie
de tubos, las tráqueas,
producidas por invaginaciones del tegumento, en las que el aire entra a través
de unos pequeños orificios de la superficie del cuerpo, llamados estigmas. Las tráqueas se van ramificando y disminuyendo de diámetro, hasta que
contactan directamente con las células, donde se realiza el intercambio gaseoso
por difusión. No necesitan, por tanto, un aparato circulatorio para el
transporte de gases.
A medida que aumenta la complejidad del
animal aparecen estructuras
especializadas para hacer más eficiente el proceso de la difusión.
Estructuras
especializadas
Respiración branquial
Las branquias son características de
animales acuáticos, como algunos anélidos, moluscos, crustáceos, equinodermos y
peces. Los gases son transportados hasta las células por el sistema
circulatorio.
Las branquias son proyecciones de la
superficie externa del cuerpo o de la capa interna del intestino hacia el
exterior del animal y, por tanto, proceden evolutivamente por evaginación.
Hay dos tipos de branquias: externas e internas. Las primeras evolutivamente son más primitivas.
Las branquias externas tienen la ventaja de que su simple movimiento moviliza el agua, pero pueden ser fácilmente dañadas por los agentes externos.
Las branquias internas, están situadas en una cavidad protectora por lo que es necesario un sistema de ventilación de la superficie de intercambio.
La forma de conseguir dicho sistema de ventilación en los distintos grupos zoológicos es muy variado: cilios, sifones, apéndices variados, movimientos contracorriente, etc
En los peces, cuyas branquias son siempre internas, se da una asociación entre éstas y una serie de hendiduras, las hendiduras branquiales.
En los peces más evolucionados, que son los peces óseos, las branquias están formadas por unas laminillas muy vascularizadas que se insertan en el arco branquial y están tapadas por el opérculo. El agua penetra por la boca (figura 4) y saldrá por el opérculo, en este trayecto, las branquias toman el O2 disuelto en el agua.
A continuación están los anfibios, la
salamandra o la rana.
Los anfibios tienen pulmones que les permite respirar el aire. Éstos son
pequeños, poco desarrollados y hacen circular el aire de una manera peculiar.
Para inspirar abren las ventanas nasales y descienden el piso de la boca con lo
cual penetra el aire que llena esta cavidad. Entonces, cierran los orificios
nasales y suben el piso de la boca comprimiendo el aire y forzándolo a entrar
en los pulmones. Para respirar comprimen la cavidad con los orificios nasales
abiertos.
Además de la respiración por medio de
los pulmones, la rana obtiene la mitad de su oxígeno a través de la piel
húmeda, y si se sumerge en el agua fría, la piel le suministra todo el oxígeno
necesario.
Respiración
pulmonar.
Los pulmones son invaginaciones de las
superficies respiratorias rodeadas de capilares sanguíneos. Son bolsas de finas
paredes, que sirven para realizar el intercambio gaseoso, para lo que se
conectan con el exterior mediante una serie de conductos.
Según se asciende en la escala
animal, los pulmones van incrementando
su superficie interna, desde los anfibios (figura 5), cuyos pulmones son sacos sin ninguna tabicación, por
lo que complementan esta respiración con la cutánea, hasta llegar a las
aves (figura 6) y
los mamíferos, cuyos pulmones son los más desarrollados debido a los sacos
aéreos de las aves y a los alvéolos en mamíferos.
Estos mecanismos permiten a estos dos
grupos de vertebrados un considerable aumento de la superficie respiratoria.
Figura 5
Figura 6
Más avanzados en la escala evolutiva se
encuentran los reptiles que
tiene pulmones algo más desarrollados y respiran mediante movimientos de la
pared torácica.
Sistema
Respiratorio de los Reptiles
Respiran exclusivamente por medio de
pulmones, su piel seca y gruesa no permite intercambio de gases. Sus pulmones
están un poco más desarrollados que los de los anfibios. En los reptiles, como
la iguana, el aire entra y sale de los pulmones mediante movimiento musculares
corporales. Los músculos del tórax dilatan la cavidad torácica y dentro de ella
disminuye la presión. De esta forma el aire pasa desde la atmósfera, dónde hay
mayor presión, a la cavidad torácica, donde la presión es menor.
Las aves tienen pulmones con sacos aéreos que les permiten aumentar el
recambio de los gases y rellenar parte del cuerpo del ave disminuyendo su peso
corporal.
Los pulmones de los mamíferos son los más
desarrollados, porque mediante los alvéolos (ramificaciones del pulmón) han
logrado obtener una enorme superficie de intercambio de gases.
Sistema
Respiratorio de Mamíferos
Tienen un sistema de pulmones muy
complejo, formado por los finos conductos que desembocan en pequeños sacos
aéreos, los alvéolos, donde se realiza el intercambio de gases. Este sistema
permite que el pulmón tenga una gran superficie de intercambio. El aire entra y
sale mediante la contracción de músculos especiales, el diafragma, los
intercostales y otros. La ballena es un mamífero que respira aire. Sus pulmones
son capaces de mantener una gran cantidad de oxígeno lo que le permite
sumergirse por media hora o más sin salir a respirar. La ballena muere si queda
varada en la playa porque no puede realizar los movimientos respiratorios por
su enorme peso que la aplasta.
RESPIRACION DE PLANTAS
La respiración vegetal es el proceso de respiración que tiene lugar en
un vegetal. Se traduce en consumir O2 y expulsar CO2. No hay que confundirla con la emisión de oxígeno que se
produce durante la fotosíntesis. En la fotosíntesis el gas incorporado es el CO2 y
el gas expelido el O2.
También se dice que la respiración en los vegetales incluye H2O debido a
que en el proceso fotosintético se está capturando energía proveniente de las
ondas electromagnéticas del sol.
La Respiración de las plantas: En las plantas, hay un intercambio
gaseoso que se realiza principalmente a través de estomas y/o lenticelas.
Estomas o pneumátodos: Formados por un par de células epidérmicas
modificadas (células estomáticas o células oclusivas) de forma arriñonada. Para
el intercambio gaseoso forman un orificio denominado ostiolo que se cierra
automáticamente en los casos de exceso de CO2 o de falta de agua. Los estomas
suelen localizarse en la parte inferior de la hoja, en la que no reciben la luz
solar directa, también se encuentran en tallos herbáceos.
Lenticelas: Se encuentran diseminadas en la corteza muerta de tallos y
raíces. De modo típico, las lenticelas son de forma lenticular (lente
biconvexa) en su contorno externo, de donde se les viene el nombre.
De ordinario están orientadas vertical u horizontalmente sobre el tallo,
según la especie y varían en tamaño, desde apenas visible a tan grande como de
1 cm o aún de 2,5 de largo. En árboles con corteza muy fisurada, las lenticelas
se encuentran en el fondo de las fisuras. La función de las lenticelas es
permitir un intercambio neto de gases entre los tejidos parenquimáticos
internos y la atmósfera. También se denomina en el caso de los humanos cuando el
hombre inhala y exhala aire de su nariz para que el corazón tenga fuerzas y
pueda seguir latiendo para darle vida tanto a los humanos como a cualquier tipo
de animales.
Las plantas que acuáticas o que viven en terrenos pantanosos tienen en
sus raíces unas perforaciones llamadas neumatóforos. Las raíces de estas
plantas sobresalen del agua porque no pueden obtener el oxígeno disuelto que
hay en ella.
Cuando el vegetal recibe "luz",
absorbe el CO2 presente en el aire y
expulsa O2 (CO2-C=O2). Las célulasclorofílicas utilizan el CO2 para fabricar materia orgánica y
expulsan el oxígeno restante. Este fenómeno de elaboración de materia
orgánica, a partir de materia inorgánica se llama fotosíntesis. Las células capaces de
realizar fotosíntesis son células autótrofas. Cuando el vegetal está en la oscuridad, solo tiene
lugar la respiración. La planta absorbe del O2 y expulsa CO2 (O2+C=CO2).
LA RESPIRACION
Larespiraciónes un proceso vital el cual consiste en la entrada deoxígenoal cuerpo de un ser vivo y la salida dedióxido de carbonodel mismo, así como al procesometabólicoderespiración celular, indispensable para la vida de losorganismos aeróbicos.
Según los distintoshábitats, los distintos seres vivos aeróbicos han
desarrolladodiferentes sistemasde hematosis:cutáneo,traqueal,branquial,pulmonar. Consiste en un intercambio gaseosooxígeno, necesario para larespiración celular, y se desechadióxido de carbonoyvapor de agua, como producto del proceso decombustióndelmetabolismoenergético.
Plantasyanimales, lo mismo que otros organismos de metabolismo
equivalente, se relacionan a nivel macroecológicopor la dinámica que
existe entre respiración yfotosíntesis. En la respiración se emplean el oxígeno del
aire, que a su vez es un producto de lafotosíntesis oxigénica, y se desecha dióxido de carbono;
en la fotosíntesis se utiliza el dióxido de
carbono y se produce el oxígeno, necesario luego para la respiración aeróbica.
Lareacción químicaglobal de la respiración es la siguiente:
C6H12O6+ 6O2→ 6CO2+ 6H2O +energía(ATP)
La respiración no es solamente
una actividad de lospulmones. Todo el organismo respira a través del pulmón. Quien captura eloxígenoy quien expulsa el dióxido de carbono es todo el organismo. Sus miles de
millones decélulasconsumen oxígeno incansablemente para liberar de los glúcidos (azúcares) la
energía necesaria e indispensable para realizar sus
actividades.
La respiración humana consta básicamente de
los siguientes procesos:
·Inhalaciónyexhalación: la entrada y salida de aire a nuestros pulmones.
·hematosis: intercambio gaseoso en los alvéolos pulmonares.
·Transporte de oxígeno a las células del
cuerpo.
·Respiración celular.
INHALACION
En el proceso deinhalación, llevamos oxígeno a la sangre y expulsamos el aire con eldióxido de carbonode desecho. En la inhalación también llevamos
consigo una gran cantidad de elementos contaminantes y polvo, pero la nariz
cuenta con una serie de cilios (pelos) que sirven de filtro para retener
aquellos de mayor tamaño. De ahí, que se
recomienda realizar el proceso de respiración por la nariz. La
boca no cuenta con estos filtros y desde luego no está preparada
para retener ese tipo de partículas nocivas para nuestra salud.
La inspiración o inhalación es el proceso
por el cual entra aire, que contiene el oxígeno desde un medio exterior hacia el
interior de los pulmones. La comunicación de los pulmones con el exterior se realiza
por medio de las vías aéreas superiores (tráquea, laringe,
faringe, cavidades nasal y bucal).
Este proceso es realizado con la intervención deldiafragmay la ampliación del tórax con la contribución de los músculos
intercostales internos , esternocleidomastoideos, serratos anteriores y
escalenos en la respiración forzada.
Este proceso se lleva a cabo gracias a la
diferencia de presiones tales como la presión pleural (presión del líquido
interpleural), alveolar (presión del aire ubicado en el interior de los alveolos)
y transpulmonar (diferente presión existente entre el interior y exterior de
los pulmones).
Para inspirar es necesario que se produzca
una contracción deldiafragma; para ello, toma punto fijo su inserción en el reborde
costal, y produce un descenso delcentro frénico(aumenta así el diámetro vertical deltórax).
Este descenso, llega a su fin, cuando el centro frénico se encuentra
con la resistencia de las vísceras abdominales. Por tanto, el diafragma
toma punto fijo el centro frénico, y eleva las costillas inferiores y
superiores gracias alesternón(aumenta así el diámetro transversal del tórax). Durante el
proceso de la inspiración, la tensión de los músculos abdominales
decrece, mientras que la tensión del diafragma aumenta. Esto es lo que se
llama relación de antagonismo-sinergia entre el diafragma
y los músculos abdominales.
EXHALACION
La exhalación o espiración es el fenómeno opuesto a lainspiración, durante el cual el aire sale de los
pulmones eliminando el dióxido de carbono. Es una fase pasiva de la
respiración, porque el tórax se retrae y disminuyen todos sus diámetros por su
propiedad física de elasticidad, sin intervención de la contracción muscular,
volviendo a recobrar eltóraxsu forma primitiva. Los músculos puestos en movimiento,
al dilatarse el tórax, se relajan en esta fase; las costillas
vuelven a su posición inicial así como el diafragma.
Durante la fase de espiración, los dos músculos principales
que intervienen son el diafragma y los músculos abdominales. En un primer momento, lo
que hacen es disminuir los diámetros anteroposterior y transversal del tórax de forma simultánea, debido a la
relajación del diafragma y a la contracción de los músculos abdominales, que hacen que
descienda el orificio inferior del tórax.
Como consecuencia de esto, existe un aumento
en la presión intra abdominal, lo que disminuye el diámetro vertical del tórax, ya que los músculos nombrados
provocan un desplazamiento ascendente de las vísceras, que a su vez provoca una
elevación del centro frénico, cerrándose los fondos de saco pleurales. Por
ello, se dice que los músculos abdominales son antagonistas del
diafragma, debido a que provocan la disminución simultánea de los tres diámetros del tórax, mientras que
el diafragma provoca su aumento simultáneo.
