Transporte de Oxígeno y Dióxido de Carbono en la Sangre: Mecanismos y Regulación
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Transporte de Oxígeno y Dióxido de Carbono en la Sangre
Transporte de Oxígeno
El transporte de oxígeno en la sangre se realiza principalmente a través de la hemoglobina:
- El 97% del oxígeno se transporta unido a la hemoglobina, formando oxihemoglobina. La hemoglobina contiene cuatro átomos de hierro (ión ferroso), cada uno uniéndose reversiblemente a una molécula de oxígeno.
- El 3% restante se transporta disuelto en el plasma sanguíneo.
Es importante destacar que la hemoglobina tiene una afinidad aproximadamente 200 veces mayor por el monóxido de carbono (CO) que por el oxígeno. En presencia de CO, se forma carboxihemoglobina, que no puede transportar oxígeno, causando hipoxia sin cianosis (coloración azulada de la piel).
Transporte de Dióxido de Carbono
El dióxido de carbono (CO2) se transporta en la sangre de tres maneras:
- El 65% como ión bicarbonato (HCO3-) disuelto en el plasma.
- El 25% unido a la hemoglobina, formando carbaminohemoglobina.
- El 10% disuelto directamente en el plasma.
Respiración Celular: Obtención de Energía
La respiración celular es un proceso metabólico donde los nutrientes se combinan con el oxígeno, liberando energía. Este proceso ocurre en las mitocondrias de las células.
La energía liberada se utiliza para sintetizar moléculas de ATP (adenosín trifosfato), que a su vez se utilizan en otros procesos celulares como la biosíntesis y la contracción muscular.
Respiración Aerobia
En la respiración aerobia, el oxígeno actúa como aceptor final de electrones. Este proceso se desarrolla en varias etapas:
- Glucólisis
- Oxidación del ácido pirúvico
- Ciclo de Krebs
- Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa
Control y Regulación Nerviosa de la Respiración
El patrón cíclico de la respiración se modifica por diversos estímulos, incluyendo:
- Cambios en el pH o en la concentración de CO2 y O2.
- Situaciones como el ejercicio, emociones, y cambios en la presión arterial y temperatura.
Mecanismos de Regulación
El control nervioso se basa en mecanorreceptores ubicados en pulmones, vías respiratorias, articulaciones y músculos. Estos receptores transmiten información a los centros respiratorios.
El aumento de la concentración de CO2 o de iones hidrógeno en sangre estimula los quimiorreceptores en los cuerpos carotídeo y aórtico, incrementando la velocidad de la respiración para eliminar el exceso de CO2.
Aunque los movimientos respiratorios son involuntarios, pueden modificarse voluntariamente gracias a las conexiones con la corteza cerebral.
Hiperventilación
La hiperventilación puede ocurrir por respirar demasiado rápido o profundamente. Esto incrementa los niveles de O2 y disminuye los de CO2.
La falta de CO2 es detectada por el cerebro, que intenta corregir la situación, dificultando la respiración. La disminución de CO2 en sangre aumenta el pH, produciendo mareos, palpitaciones y temblores.
Para equilibrar los niveles de gases, se puede respirar en una bolsa de papel, tapando nariz y boca, durante unos minutos.