Intercambio de gases en alvéolos, capilares y células: transporte de CO2 y O2

Resumen

El texto explica cómo se difunden el O2 y el CO2 entre los alvéolos pulmonares, la sangre y las células del cuerpo, según sus presiones parciales. También describe el transporte del CO2 por la sangre, en gran parte como ion bicarbonato dentro de los glóbulos rojos. Incluye además una breve revisión de algunos tipos celulares y de los componentes de la matriz extracelular.

Puntos clave

El O2 pasa del alvéolo a la sangre por difusión simple, de 100 mmHg a 40 mmHg.
El CO2 pasa de la sangre al alvéolo, de 46 mmHg a 40 mmHg, y es muy soluble en lípidos.
El O2 entra en las células por difusión porque su presión parcial en sangre es mayor que en el interior celular.
El CO2 sale de las células porque su presión parcial en el interior celular es mayor que en la sangre, debido a la respiración mitocondrial.
Solo alrededor del 20% del CO2 se combina con la hemoglobina; el resto forma ácido carbónico y después bicarbonato e iones hidrógeno.
En los capilares del alvéolo, el bicarbonato se recombina con H+ y se libera CO2, que difunde hacia el alvéolo para ser expulsado.
La matriz extracelular está formada por fibras de colágeno, elastina y reticulina, y por sustancias no fibrosas como mucopolisacáridos, sales y agua.

Ponte a prueba

Difusión de Gases entre Alvéolos y Capilares

La composición del aire no es igual en los alvéolos que en el aire atmosférico:

El aire que entra en las vías respiratorias se humedece y gana vapor de agua.
Constantemente se absorbe O₂ y se suelta CO₂.

Las moléculas de gases chocan contra las membranas donde se encuentran encerradas, y esto constituye la presión parcial del gas. Los gases pasan la membrana del alvéolo y la pared de los capilares por difusión simple a favor del gradiente de concentración:

El O₂ pasa hacia la sangre (100 mmHg --> 40 mmHg).
El CO₂ pasa de la sangre al alvéolo (46 mmHg --> 40 mmHg).

La solubilidad del CO₂ en lípidos hace que su intercambio sea eficaz.

Difusión de Gases de Capilares Sanguíneos a Células del Cuerpo

La presión parcial de O₂ en sangre es mayor que en las células, entra al citoplasma por difusión y se utiliza para la respiración celular. La presión parcial de CO₂ en sangre es menor que en el interior de la célula, a causa de la respiración mitocondrial. El CO₂ sale de la célula por difusión y entra en los capilares sanguíneos.

Transporte de Gases por la Sangre

En el plasma se encuentran los glóbulos rojos y el resto de elementos celulares. Casi todo el CO₂ se difunde a los capilares y entra en los glóbulos rojos, donde se transforma en ácido carbónico. Solo un 20% del CO₂ se combina con la hemoglobina. El resto reacciona con agua y forma ácido carbónico. Este se disocia, por su inestabilidad, en iones bicarbonato e iones hidrógeno que salen al plasma. Cuando la sangre llega a los capilares del alvéolo, los iones bicarbonato entran otra vez a los glóbulos rojos y se combinan con iones hidrógeno para formar ácido carbónico, que se disocia en H₂O y CO₂. Por diferencia de presiones, el CO₂ difunde hacia el alvéolo para ser expulsado, y el agua es expulsada en forma de vapor de agua.

Células

Fibroblastos: Fibras que forman la sustancia intercelular con forma alargada o estrellada.
Mastocitos: Células redondeadas con gran cantidad de heparina y otras que coagulan la sangre.
Macrófagos: Células de gran tamaño, fagocitarias y migratorias.

Matriz Extracelular

1. Fibras

1.1 Colágeno: Fibras consistentes y elásticas en forma de haces. Se llaman fibras blancas. Por cocción forman gelatina.
1.2 Elastina: Proteína fibrosa que se estira y recupera su forma. Se llaman fibras amarillas. No se disuelven por cocción.
1.3 Reticulina: Misma disposición que la elastina, pero en forma de red.

2. Sustancias no Fibrosas

2.1 Mucopolisacáridos: Compuestos proteicos y glucídicos (ácido hialurónico).
2.2 Sales: Fosfatos y carbonatos.
2.3 Agua: Componente esencial para los tejidos.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se transporta el CO2 en la sangre?

Casi todo el CO2 entra en los glóbulos rojos y se transforma en ácido carbónico. Solo un 20% se une a la hemoglobina, y el resto forma bicarbonato e iones hidrógeno que se disocian en el plasma y los glóbulos rojos.

¿Por qué el O2 pasa de los alvéolos a la sangre?

Porque la presión parcial de O2 en el alvéolo es mayor (100 mmHg) que en la sangre (40 mmHg), y los gases difunden a favor del gradiente de concentración.

¿Qué diferencia hay entre el colágeno y la elastina?

El colágeno forma fibras consistentes y elásticas en haces, llamadas fibras blancas, que dan gelatina por cocción. La elastina es una proteína que se estira y recupera su forma, forma fibras amarillas y no se disuelve por cocción.