Test Drive | Page 267

254 BIOLOGÍA Los pulmones de los vertebrados representan una de las adaptaciones evolutivas más importantes para la vida en el medio terrestre. Gracias a la internalización de la superficie respiratoria húmeda dedicada al intercambio gaseoso con el aire circundante (ambiente), los organismos pulmonados pudieron modificar su piel con otros fines. El mejor ejemplo de transición de la respiración branquial a la respiración pulmonar son los anfibios, la clase de vertebrados cuyo nombre (de amphi, "ambos" y tíos, "vida") indica que tienen dos formas de vida. Casi todos los anfibios inician su vida como larvas pisciformes branquiadas. Luego sufren una serie de cambios radicales denominados colectivamente metamorfosis y cuyo resultado es la formación de un adulto pulmonado. La transición entre el renacuajo larvario y la rana adulta es todo un proceso filogenético (relativo al transcurso de la evolución) resumido en el desarrollo de un solo individuo. presión parcial de oxígeno (pO2) y una baja presión parcial de dióxido de carbono (pCO2). Los gradientes de presión así formados conducen a una rápida difusión de esos dos gases a través de las paredes capilares y alveolares: el oxígeno entra en los capilares y es transportado hacia los tejidos; el dióxido de carbono entra en los pulmones y es expulsado al exhalar. 19.2 La superficie respiratoria generada por el sistema alveolar de los mamíferos es mucho mayor que la superficie resultante de las estructuras básicamente lisas de los pulmones de los anfibios. En los reptiles, cuya piel ya no es importante como superficie respiratoria, también se observa un pulmón poroso y esponjoso muy parecido al de los mamíferos. El pulmón de los mamíferos tiene un papel fundamentalmente pasivo en cuanto a los movimientos respiratorios: inhalación y exhalación. La cavidad pulmonar se expande y contrae en forma alternada mediante las contracciones del diafragma y de los músculos intercostales. El incremento volumétrico de la cavidad introduce aire en los pulmones. Al relajarse los músculos, la reducción de ese volumen empuja el aire hacia afuera. El diafragma constituye la base de la cavidad pulmonar (pleural) piramidal y es una estructura que sólo se observa en los mamíferos. Los intercostales son músculos situados entre las costillas y cuya contracción eleva y mueve toda la caja torácica hacia arriba y hacia afuera. La inhalación empieza cuando el nervio frénico estimula al diafragma; la estimulación se debe principalmente al incremento de la concentración de CO2 en la sangre. Los intercostales son estimulados junto con el diafragma y el aumento concomitante del volumen de la cavidad pleural reduce la presión dentro de ésta, generando así una fuerza de succión. El aire entra pasivamente en los pulmones debido a esa fuerza. Puesto que la única entrada a la cavidad torácica es la tráquea, el aire debe entrar en los pulmones en cuanto desciende la presión dentro de la cavidad pleural. Después de la inhalación, las concentraciones de CO, en la sangre se reducen y disminuye la estimulación frénica del diafragma y de los músculos intercostales. El diafragma se relaja y el incremento de su diámetro hace que éste se combe hacia la cavidad torácica. También se RESPIRACIÓN EN LOS MAMÍFEROS Un ejemplo del aparato respiratorio de los mamíferos es el del ser humano (Fig. 19.4). Los mamíferos son colonizadores muy eficientes del medio terrestre y su aparato respiratorio refleja ese éxito (sin embargo, el aparato respiratorio de las aves es aun más eficiente; véase el Prob. 19.10). El aire ingresa en el árbol respiratorio a través de la nariz o la boca, aunque el aire se tibia y filtra mejor cuando es inhalado a través de tos conductos más largos de la nariz. Las vías nasales desembocan en la faringe nasal y están separados de la boca por un tabique llamado paladar. Este último se denomina paladar óseo en la región anterior inmediatamente por detrás de los dientes y velo del paladar conforme se vuelve cada vez menos rígido en la región posterior. El aire que entra (inhalado), sea a través de la boca o la nariz, pasa a través de la faringe y luego ingresa en la tráquea, un tubo rígido situado frente al esófago. El orificio de la tráquea (glotis) está ocluido por una válvula tipo solapa llamada epiglotis. La laringe o aparato vocal se encuentra en el origen de la tráquea. Esta última se bifurca dando origen a un bronquio derecho y otro izquierdo. Cada uno de esos bronquios se subdivide en muchos bronquiolos, los cual es constituyen las pequeñas ramificaciones del árbol respiratorio. La bronquitis es una inflamación de estos tubos ramificados. Cada bronquiolo termina en un racimo ciego de diminutos sacos aéreos llamados alvéolos, los cuales están dotados de abundantes capilares. Los principales fenómenos de la respiración externa ocurren precisamente a través de la membrana alveolar. Los capilares que rodean a los alvéolos conducen hacia ellos la sangre desoxigenada y saturada con dióxido de carbono proveniente de las arterias pulmonares. Por otra parte, después de la inhalación los alvéolos contienen una alta EJEMPLO 1 El aire inhalado contiene 20.96% de oxigeno y una tensión aproximada de 160 mm de mercurio (Hg). El aire exhalado contiene 15.8% de oxígeno y una tensión relativamente apredable de 120 mm de Hg. Desde luego, esto significa que los pulmones extraen alrededor de 25% del oxígeno presente en el aire inhalado. La cantidad aproximada de dióxido de carbono presente en el aire inhalado es de 0.03 a 0.05%, pero se eleva a 4% en el aire exhalado. Por tanto, la tensión de CO2 en el aire exhalado es unas 100 veces mayor que la del aire inhalado.