Los protozoarios (organismos unicelulares), así como las hidras y las medusas (organismos

pluricelulares que están compuestas por dos capas de células), respiran a través de su

membrana celular (por medio de difusión) y sus mitocondria (véase respiración celular).

En organismos complejos[editar]

Los insectos, en cambio, bombean aire directamente a los tejidos corporales por medio de una

red de tubos, llamados tráqueas, que se abren a los costados del cuerpo. La zona final del

sistema traqueal está formada por finísimos conductos denominados «traqueolas».

Los peces introducen agua a través de su boca bañando las branquias donde captan oxígeno

y liberan el dióxido de carbono; luego expulsan el agua a través del opérculo (una abertura

que tienen a cada lado del cuerpo).

Los anfibios mudan su sistema respiratorio durante su paso desde su vida acuática (cuando

son jóvenes) a la terrestre (cuando son adultos). Así, los renacuajos respiran por medio de

branquias, igual que los peces; pero una vez realizada la metamorfosis (por ejemplo como

ranas o sapos) respiran por medio de pulmones y en algunos casos, por la respiración

cutánea.

En las aves, los órganos que intervienen en la respiración son llamados sacos aéreos, que

están comunicados con los pulmones. Estos "sacos" sirven para almacenar el aire, pero no

extraen el oxígeno, mientras que los pulmones si lo hacen. Existen sacos aéreos anteriores

situados en la cavidad torácica y los sacos posteriores situados en el abdomen.

En el ser humano[editar]

En los seres humanos, el sistema respiratorio consiste en las vías aéreas, pulmones y

músculos respiratorios, que provocan el movimiento del aire tanto hacia adentro como hacia

afuera del cuerpo. El intercambio de gases es el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono,

del cuerpo con su medio. Dentro del sistema alveolar de los pulmones, las moléculas de

oxígeno y dióxido de carbono se intercambian pasivamente, por difusión, entre el entorno

gaseoso y la sangre. Así, el sistema respiratorio facilita la oxigenación con la remoción

contaminante del dióxido de carbono (y otros gases que son desechos del metabolismo) de la

circulación.

El sistema también ayuda a mantener el balance entre ácidos y bases en el cuerpo a través

de la eficiente remoción de dióxido de carbono de la sangre.

El hombre utiliza respiración pulmonar, su aparato respiratorio consta de:

Sistema de conducción : fosas

nasales, boca, epiglotis, faringe, laringe, tráquea, bronquios principales, bronquios

lobulares, bronquios segmentarios y bronquiolos.

Sistema de intercambio: los conductos y los sacos alveolares. El espacio muerto

anatómico, o zona no respiratoria (donde no hay intercambios gaseosos) del árbol

bronquial incluye las 16 primeras generaciones bronquiales, siendo su volumen de unos

150 ml.

La función del aparato respiratorio consiste en desplazar volúmenes de aire desde la

atmósfera a los pulmones y viceversa. Lo anterior es posible gracias a un proceso conocido

como ventilación.

La ventilación es un proceso cíclico y consta de dos etapas: la inspiración, que es la entrada

de aire a los pulmones, y la espiración, que es la salida. La inspiración es un fenómeno activo,

caracterizado por el aumento del volumen torácico que provoca una presión intrapulmonar

negativa y determina el desplazamiento de aire desde el exterior hacia los pulmones. La

contracción de los músculos inspiratorios principales, diafragma e intercostales externos, es la

responsable de este proceso. Una vez que la presión intrapulmonar iguala a la atmosférica, la

inspiración se detiene y entonces, gracias a la fuerza elástica de la caja torácica, esta se

retrae, generando una presión positiva que supera a la atmosférica y determinando la salida

de aire desde los pulmones.

En condiciones normales la respiración es un proceso pasivo. Los músculos respiratorios

activos son capaces de disminuir aún más el volumen intratorácico y aumentar la cantidad de

aire que se desplaza al exterior, lo que ocurre en la espiración forzada.

Mientras este ciclo ventilario ocurre, en los sacos alveolares, los gases contenidos en

el aire que participan en el intercambio gaseoso, oxígeno y dióxido de carbono, difunden a

favor de su gradiente de concentración, de lo que resulta la oxigenación y detoxificación de la

sangre.

El volumen de aire que entra y sale del pulmón por minuto, tiene cierta sincronía con

el sistema cardiovascular y el ritmo circadiano (como disminución de la frecuencia de

inhalación/exhalación durante la noche y en estado devigilia/sueño). Variando entre 6 a

80 litros (dependiendo de la demanda).

Se debe tener cuidado con los peligros que implica la ventilación pulmonar ya que junto con

el aire también entran partículas sólidas que puede obstruir y/o intoxicar al organismo. Las de

mayor tamaño son atrapadas por los vellos y el material mucoso de la nariz y del tracto

respiratorio, que luego son extraídas por el movimiento ciliar hasta que son tragadas,

escupidas o estornudadas. A nivel bronquial, por carecer de cilios, se

empleanmacrófagos y fagocitos para la limpieza de partículas.

Control de la ventilación[editar]

La ventilación es controlada de forma muy cuidadosa y permite la regulación del intercambio

gaseoso, es decir que los niveles normales de PaO2 y PaCO2 arteriales se mantengan dentro

de límites estrechos a pesar de que las demandas de captación de O2 y eliminación de

CO2 varían mucho. El sistema respiratorio se puede considerar un sistema de control de lazo

cerrado ya que posee un grupo de componentes que regula su propia conducta, estos

componentes pueden ser clasificados como: sensores que reúnen información y con ella

alimentan al controlador central, en el encéfalo, que coordina la información y a su vez envía

impulsos hacia los músculos respiratorios efectores, que causan la ventilación.

Sensores (entradas).

Los sensores protagonistas en el control de la respiración son los quimiorreceptores, estos

responden a los cambios en la composición química de la sangre u otro líquido. Se han

clasificado anatómicamente como centrales y periféricos.

Quimiorreceptores centrales cerca de la superficie ventral del bulbo raquideo están

rodeados por el líquido extracelular del cerebro y responden a los cambios de H+ en

ese líquido. El nivel de CO2 en la sangre regula la ventilación principalmente por su

efecto sobre el pH del LCR.

Quimiorreceptores periféricos se hallan dentro de los cuerpos carotídeos, en la

bifurcación de las arterias carótidas primitivas, y en los cuerpos aórticos por encima y

por debajo del cayado aórtico, estos responden al descenso de la PO2 arterial y al

aumento de la pCO2 y de los H+, estos son los responsables de cualquier aumento de

la ventilación en el ser humano como respuesta de la hipoxemia arterial.

En los pulmones también existen receptores sensoriales que intervienen en el control

del calibre de las vías aéreas, la secreción bronquial, así como en la liberación de

mediadores por las células cebadas u otras células inflamatorias, esta información

llega a los centros superiores a través de las fibras sensoriales del nervio vago. Los

receptores asociados a la vía vagal son los siguientes:

Receptores de estiramiento pulmonar en el músculo liso de las vías aéreas, producen

impulsos cuando se distiende el pulmón, y su actividad persiste mientras el mismo se

encuentre insuflado.

Receptores de sustancias irritantes entre las células epiteliales de las vías aéreas y

son estimulados por gases nocivos y aire frío.2

Receptores J o yuxtacapilares las terminaciones nerviosas de estas fibras se

encuentran situadas en el parénquima pulmonar en la vecindad de las paredes

alveolares y los capilares pulmonares, son estimulados por el edema y la fibrosis

pulmonar intersticio y dan lugar a la sensación de disnea en estos pacientes, además

se señala que tiene un importante papel en la regulación de la secreción de

surfactante pulmonar.3

Existen otros receptores correspondientes al sistema de control

respiratorio o que de alguna manera pueden modificar la frecuencia

ventilatoria:

Receptores nasales y de las vías aéreas superiores la nariz, la nasofaringe, la laringe

y la tráquea poseen receptores que responden a la estimulación mecánica y química.

Se les atribuyen diversas respuestas reflejas, como estornudos, tos y

broncoconstricción.

Barorreceptores arteriales los barorreceptores de la aorta y los senos carotídeos por el

aumento de la presión arterial puede causar hipoventilación o apnea reflejas. La

disminución de la presión arterial causará hiperventilación.

Dolor y temperatura La estimulación de muchos nervios aferentes puede general

cambios en la ventilación. El dolor muchas veces causa un período de apnea seguido

de hiperventilación. El calentamiento de la piel puede causar hiperventilación.

Controlador central

El control de la ventilación es una compleja interconexión de

múltiples regiones en el cerebro que inervan a los diferentes

músculos encargados de la ventilación pulmonar. El proceso

automático normal de la respiración se origina en impulsos

que provienen del tallo cerebral, sin embargo, se puede tener

cierto control voluntario dentro de determinados límites ya

que los estímulos de la corteza se pueden priorizar respecto

a los del tallo cerebral.2

Tallo cerebral periodicidad de la inspiración y espiración es controlada por neuronas

ubicadas en la protuberancia y en el bulbo raquídeo, a estas se les denomina

los Centros respiratorios, es un conjunto algo indefinido de neuronas con diversos

componentes.

Centros respiratorios bulbares: la región dorsal del bulbo está a