Cada respiración que tomas: el proceso de respiración explicado

Introducción

La primera pregunta que se hace en una situación de emergencia es: «¿está respirando la persona?”. También es a menudo la primera pregunta sobre los recién nacidos y la última pregunta sobre los moribundos., ¿Por qué es tan importante respirar? ¿Qué hay en la respiración que tanto necesitamos? ¿Qué pasa cuando dejamos de respirar? Estas pueden parecer preguntas obvias, pero los mecanismos de la respiración a menudo se entienden mal, y su importancia en las evaluaciones y diagnósticos de salud a menudo se pasa por alto. Este artículo describe la anatomía y fisiología de la respiración.,

colaborando con plantas verdes

necesitamos energía para alimentar todas las actividades en nuestro cuerpo, como contraer músculos y mantener un potencial de descanso en nuestras neuronas, y tenemos que trabajar para obtener la energía que usamos.

Las plantas verdes toman su energía directamente de la luz solar y la convierten en carbohidratos (azúcares). No podemos hacer eso, pero podemos usar la energía almacenada en los carbohidratos para alimentar todas las demás reacciones en nuestros cuerpos. Para hacer esto, necesitamos combinar el azúcar con el oxígeno., Por lo tanto, necesitamos acumular tanto azúcar como oxígeno, lo que nos obliga a trabajar. De hecho, gastamos gran parte de nuestra energía obteniendo el azúcar y el oxígeno que necesitamos para producir energía.

obtenemos carbohidratos de plantas verdes o animales que han comido plantas verdes, y obtenemos oxígeno del aire. Las plantas verdes liberan oxígeno como producto de desecho de la fotosíntesis; usamos ese oxígeno para alimentar nuestras reacciones metabólicas, liberando dióxido de carbono como producto de desecho. Las plantas utilizan nuestro producto de desecho como fuente de carbono para los carbohidratos.,

romper enlaces químicos

para obtener energía debemos liberar la energía contenida en los enlaces químicos de moléculas como los azúcares. Los alimentos que comemos (como carbohidratos y proteínas) se digieren en nuestro tracto gastrointestinal en moléculas (como azúcares y aminoácidos) lo suficientemente pequeñas como para pasar a la sangre. La sangre transporta los azúcares a las células, donde las mitocondrias rompen sus enlaces químicos para liberar la energía que contienen. Las células necesitan oxígeno para poder llevar a cabo ese proceso. Como cada célula de nuestro cuerpo necesita energía, cada una de ellas necesita oxígeno.,

La energía liberada es almacenada en un compuesto químico llamado trifosfato de adenosina (ATP), que contiene tres grupos fosfato. Cuando necesitamos energía para llevar a cabo una actividad, el ATP se descompone en adenosina difosfato (ADP), que contiene solo dos grupos fosfato. Romper el enlace químico entre el tercer grupo fosfato y el ATP libera una alta cantidad de energía.

respiración interna y externa

nuestros pulmones suministran oxígeno del aire exterior a las células a través de la sangre y el sistema cardiovascular para permitirnos obtener energía., A medida que respiramos, el oxígeno entra en los pulmones y se difunde en la sangre. Se lleva al corazón y se bombea a las células. Al mismo tiempo, los residuos de dióxido de carbono de la descomposición de los azúcares en las células del cuerpo se difunde en la sangre y luego se difunde de la sangre a los pulmones y se expulsa a medida que exhalamos. Un gas (oxígeno) se intercambia por otro (dióxido de carbono). Este intercambio de gases tiene lugar tanto en los pulmones (respiración externa) como en las células (respiración interna). La figura 1 resume el intercambio de gases en humanos.,

trayendo aire a los pulmones

nuestro sistema respiratorio comprende una zona de conducción y una zona respiratoria. La zona de conducción lleva el aire del ambiente externo a los pulmones a través de una serie de tubos a través de los cuales el aire viaja. Estos son:

• cavidad Nasal;
• faringe (parte de la garganta detrás de la boca y la cavidad nasal),
• laringe (laringe),
• tráquea (tráquea);
• bronquios y bronquiolos.,

además de conducir el aire a los pulmones, estos tubos también:

• calientan el aire entrante;
• filtran las partículas pequeñas;
• Lo humedecen para facilitar el intercambio de gases en los pulmones.

la cavidad nasal tiene una gran cantidad de capilares diminutos que llevan sangre caliente a la nariz fría. El calor de la sangre se difunde en el aire frío que entra en la nariz y la calienta.,

El revestimiento de la faringe y la laringe (que forman el tracto respiratorio superior) y el revestimiento de la tráquea (tracto respiratorio inferior) tienen células pequeñas con pequeños pelos o cilios. Estos pelos atrapan pequeñas partículas en el aire, como el polvo, e impiden que lleguen a los pulmones.

el revestimiento de la cavidad nasal, el tracto respiratorio superior y el tracto respiratorio inferior contiene células caliciformes que secretan moco. El moco humedece el aire a medida que entra, lo que lo hace más adecuado para el entorno interno del cuerpo., También atrapa partículas, que los cilios luego barren hacia arriba y lejos de los pulmones para que se traguen en el estómago para la digestión, en lugar de quedar atrapados en los pulmones. Este mecanismo de mover las partículas atrapadas de esta manera se conoce como la escalera mecánica mucociliar.

los pulmones son un poco como globos: no se inflan por sí mismos, sino que solo lo hacen si se sopla aire en ellos. Podemos soplar en los pulmones e inflarlos, que es una de las dos técnicas utilizadas para la reanimación cardiopulmonar, pero eso no sucede en la vida diaria normal de las personas sanas., Tenemos que inhalar y exhalar aire nosotros mismos. ¿Cómo lo hacemos?

controlando el volumen de aire en los pulmones

tenemos dos pulmones (derecho e izquierdo) contenidos en la cavidad torácica (pecho). Alrededor de los pulmones hay costillas, que no solo los protegen del daño, sino que también sirven como anclas para los músculos intercostales. Debajo de los pulmones hay un gran músculo en forma de cúpula, el diafragma. Todos estos músculos están unidos a los pulmones por las membranas parietales y viscerales (también llamadas pleura parietal y visceral).,

la membrana parietal está unida a los músculos y la membrana visceral está unida a los pulmones. El líquido entre estas dos membranas, el líquido pleural, las une al igual que los paneles de vidrio se pegan cuando están mojados.

como la membrana visceral cubre, y es parte de, los pulmones y está pegada por el líquido pleural a la membrana parietal, cuando los músculos en el tórax se mueven, los pulmones se mueven con ellos., Si el aire entra entre las membranas, se desprenden y, aunque los músculos todavía pueden contraerse y relajarse, ya no están unidos al pulmón, como resultado, el pulmón colapsa. Esta acumulación anormal de aire en el espacio pleural se denomina neumotórax. Si el líquido del líquido pleural se infecta, la persona desarrolla pleuresía.

cuando los músculos intercostales se contraen, se mueven hacia arriba y lejos de la cavidad torácica. Cuando el diafragma se contrae, se mueve hacia el abdomen., Este movimiento de los músculos hace que los pulmones se expandan y se llenen de aire, como un fuelle (inhalación). Por el contrario, cuando los músculos se relajan, la cavidad torácica se hace más pequeña, el volumen de los pulmones disminuye y se expulsa aire (exhalación).

igualando la presión

Cuando los músculos torácicos se contraen, el volumen de los pulmones se expande por lo que de repente hay menos presión dentro de ellos. El aire que ya está en los pulmones tiene más espacio, por lo que no está empujando contra las paredes pulmonares con la misma presión. Para igualar la presión, el aire se precipita hacia adentro hasta que la presión es la misma dentro y Fuera., Por el contrario, cuando los músculos se relajan, el volumen de los pulmones disminuye, el aire en los pulmones tiene menos espacio y ahora está a alta presión, por lo que el aire se expulsa hasta que la presión se iguala. En resumen:

• Cuando el volumen (V) aumenta, la presión (P) disminuye, lo que resulta en que el aire se precipita hacia los pulmones – inhalamos;
• cuando V disminuye, p aumenta, lo que resulta en que el aire se exprima fuera de los pulmones – exhalamos.

intercambio de gases

el trabajo de la zona de conducción es introducir aire en los pulmones mientras se calienta, humedece y filtra en el camino., Una vez que el aire está en la zona respiratoria (compuesta por los conductos alveolares y los alvéolos), puede tener lugar el intercambio de gases externos (Fig 2).

los pulmones contienen capas delgadas de células que forman sacos de aire llamados alvéolos, cada uno de los cuales está rodeado por capilares sanguíneos pulmonares que están vinculados a las arterias pulmonares que salen del corazón. Los alvéolos se mantienen abiertos por secreciones líquidas (surfactante pulmonar) para que no se peguen cuando el aire es expulsado de los pulmones., Los bebés prematuros no tienen suficiente surfactante pulmonar, por lo que necesitan rociarlos en sus pulmones.

durante la inhalación, cada alvéolo recibe aire que contiene varios gases: nitrógeno (casi 80%), oxígeno (casi 20%) y otros gases, incluido el 0,04% de dióxido de carbono., El intercambio gaseoso externo tiene lugar, utilizando el principio de difusión:

• El oxígeno se difunde desde los alvéolos hacia los capilares pulmonares porque hay una alta concentración de oxígeno en los pulmones y una baja concentración en la sangre;
• El dióxido de carbono se difunde desde los capilares pulmonares hacia los alvéolos porque hay una alta concentración de dióxido de carbono en la sangre y una baja concentración en los pulmones;
• El nitrógeno se difunde en ambos sentidos.,

En otras palabras: inhalamos, altas concentraciones de oxígeno que luego se difunde desde los pulmones a la sangre, mientras que altas concentraciones de dióxido de carbono se difunde desde la sangre a los pulmones, y exhalamos. Una vez en la sangre, el oxígeno se une a la hemoglobina en los glóbulos rojos, se lleva a través de la vena pulmonar al corazón, se bombea al sistema vascular sistémico y, finalmente, se lleva a todas las células del cuerpo.

controlar la respiración

la señal principal de que no estamos respirando no es tanto la falta de oxígeno como la acumulación de dióxido de carbono., Cuando nuestros músculos realizan actividades, el oxígeno se agota y el dióxido de carbono, el producto de desecho, se acumula en las células. El aumento de la actividad muscular significa un mayor uso de oxígeno, una mayor producción de ATP formadora de glucosa y, por lo tanto, un aumento de los niveles de dióxido de carbono.

El dióxido de carbono se difunde de las células a la sangre. La sangre desoxigenada es transportada por las venas hacia el corazón. Entra en el lado derecho del corazón y se bombea hacia el sistema pulmonar. El dióxido de carbono se difunde en los pulmones y es expulsado a medida que exhalamos.,

mientras que la sangre desoxigenada viaja por las venas, los detectores en el cerebro y los vasos sanguíneos (quimiorreceptores) miden el pH de la sangre. los quimiorreceptores periféricos, aunque sensibles a los cambios en los niveles de dióxido de carbono y pH, así como los niveles de oxígeno, monitorean principalmente el oxígeno. Los quimiorreceptores centrales, ubicados en el cerebro, constituyen los centros de control de la respiración, ya que son especialmente sensibles a los cambios de pH en la sangre., A medida que aumentan los niveles de dióxido de carbono, el pH de la sangre disminuye; esto es captado por los quimiorreceptores centrales y, a través de mecanismos de retroalimentación, se envían señales para alterar la respiración.

alterar la respiración

cambiamos nuestra respiración para que coincida con nuestra actividad. Cuando movemos los músculos esqueléticos, usamos energía y por lo tanto necesitamos más azúcar y oxígeno. Los músculos tienen un buen suministro de sangre, trayendo oxígeno y glucosa y eliminando el dióxido de carbono., A medida que los músculos se mueven más, por ejemplo, si pasamos de caminar a correr, el corazón bombea más rápido (aumento de la frecuencia cardíaca) para aumentar el suministro de sangre y respiramos más rápido (aumento de la frecuencia respiratoria) para obtener más oxígeno en la sangre.

la frecuencia respiratoria se puede aumentar o disminuir para adaptarse a la cantidad de oxígeno necesaria. Para aumentar la frecuencia respiratoria, los efectores en los pulmones se activan para ventilar (inhalar y exhalar) más rápido, por lo que se elimina el dióxido de carbono y el oxígeno entra más rápidamente., Al mismo tiempo, el cerebro envía mensajes al corazón para que lata más rápido, bombeando sangre oxigenada a las células más rápidamente. La profundidad de la respiración también se puede alterar de modo que un volumen más grande o más pequeño de aire se toma en los pulmones.

la frecuencia respiratoria es uno de los signos vitales respiratorios (recuadro 1). Para diagnosticar cualquier problema respiratorio, estos signos vitales deben medirse en reposo y en el trabajo (Cedar, 2017). La frecuencia respiratoria es difícil de medir, porque cuando se les dice a los pacientes que se va a medir, generalmente comienzan a respirar más lento o más rápido de lo normal., Puede ser beneficioso para las enfermeras decirle a los pacientes que van a medir su temperatura, y luego medir su frecuencia respiratoria al mismo tiempo.

medir con precisión la frecuencia respiratoria y la profundidad en reposo proporciona una medida clave de la función pulmonar y el flujo de oxígeno., Los cambios en la frecuencia respiratoria y la profundidad en reposo no solo nos hablan de cambios físicos en el cuerpo, sino también de cambios mentales y emocionales, ya que nuestro estado mental y nuestros sentimientos tienen un efecto en nuestra respiración.

una vida de respiración

Nuestros signos vitales respiratorios no solo cambian durante el transcurso de un día de acuerdo con nuestras actividades, sino también durante el transcurso de nuestras vidas.

antes del nacimiento, el embrión y luego el feto extraen oxígeno de la sangre de la madre a través de la placenta., Se producen cambios en la hemoglobina para permitir que el embrión/feto tome oxígeno de la sangre a una concentración más baja que la que encontrará en el aire después del nacimiento. Inmediatamente después del nacimiento, el recién nacido tiene que cambiar de extraer oxígeno de la sangre a inflar sus pulmones y tomar aire en ellos (Schroeder y Matsuda, 1958; Rhinesmith et al, 1957).

Los bebés tienen una frecuencia cardíaca y respiratoria mucho más rápidas que los adultos: toman aproximadamente 40 respiraciones por minuto porque tienen pulmones más pequeños (Royal College of Nursing, 2017)., La frecuencia cardíaca y respiratoria disminuyen con la edad, en parte porque los pulmones se vuelven menos capaces de expandirse y contraerse. Cada vez menos elásticos con la edad, todos nuestros músculos – no solo el músculo esquelético, sino también el músculo liso y el músculo cardíaco – reducen la velocidad a la que se expanden y contraen (Sharma y Goodwin, 2006).

cuando morimos, uno de los signos de muerte es el cese de la respiración. El oxígeno Deja de difundirse en la sangre y, a medida que el ATP se agota y somos incapaces de sintetizar más, nos volvemos cianóticos. Nos quedamos sin energía y todos los procesos del cuerpo cesan., En el cerebro, la diferencia de potencial (medida en voltios) se vuelve la misma dentro y fuera de las neuronas, y la actividad eléctrica se detiene. El cerebro cesa toda actividad, incluyendo la actividad involuntaria que se necesita para sostener la vida.

afecciones respiratorias

es probable que los profesionales de la salud encuentren pacientes con problemas respiratorios en cualquier entorno.,las ons son:

• asma – a menudo causada por ciertos productos químicos o contaminación, el asma afecta a los bronquiolos, que se inflaman crónicamente y son hipersensibles;
• trastorno pulmonar obstructivo crónico – a menudo causado por fumar o contaminación;
• neumonía – generalmente causada por una infección bacteriana, la neumonía es la hinchazón de los tejidos en uno o ambos pulmones;
• cánceres de pulmón – el tejido predominante en los pulmones es el tejido epitelial, por lo que los cánceres de pulmón son adenocarcinomas, carcinomas de células pequeñas), que son cánceres del tejido epitelial.,

la enfermedad pulmonar puede aparecer a cualquier edad, pero la susceptibilidad aumenta con la edad porque, a medida que envejecemos:

• La elasticidad de nuestros pulmones disminuye;
• nuestra capacidad vital disminuye;
• nuestros niveles de oxígeno en sangre disminuyen;
• Los efectos estimulantes de la disminución de dióxido de carbono;
• Hay un mayor riesgo de infección del tracto respiratorio.

emergencias respiratorias

Los pacientes que se deterioran rápidamente o están críticamente enfermos deben ser evaluados inmediatamente, y las intervenciones de enfermería pueden ayudar mucho para garantizar la recuperación (Fournier, 2014)., En una situación aguda, una de las primeras intervenciones es asegurar que las vías respiratorias (tracto respiratorio superior) estén claras para que el aire pueda ser atraído hacia los pulmones. Este es el primer paso de la lista de verificación de ABCDE. ABCDE significa:

• vía aérea;
• respiración;
• circulación;
• discapacidad;
• exposición.

el enfoque ABCDE se describe con más detalle aquí.

una incapacidad para respirar normalmente es extremadamente angustiante y cuanto más angustiada se vuelve una persona, más probable es que su respiración se vea comprometida., Si uno de nuestros pulmones colapsa, podemos manejarlo sin él, pero necesitamos al menos un pulmón que funcione. Tenemos alrededor de 90 segundos de ATP almacenado en nuestros cuerpos, que usamos constantemente, por lo que necesitamos ser capaces de obtener oxígeno.

una comprensión sólida de los signos respiratorios vitales, así como de los patrones respiratorios humanos (Recuadro 2) es clave. Armados con tales conocimientos, las enfermeras pueden reaccionar rápidamente a los cambios agudos, salvando potencialmente vidas y restaurando la salud (Fletcher, 2007).