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La respiración en la obtención de energía para el funcionamiento
del cuerpo humano
Aspira. Siente cómo pasa el aire por tus fosas nasales. El oxígeno invade las
cavidades minúsculas en los pulmones y viaja por los vasos capilares, listo para
llevar combustibles a cada célula de nuestro organismo. Estás vivo.
Los seres vivos requerimos energía para realizar todas nuestras funciones.
Siempre se menciona que los alimentos son los que nos la aportan, pero, ¿qué
sucede para extraer esta energía contenida en los alimentos?, ¿qué relación
existe entre la obtención de energía con el proceso de la respiración?
Cotidianamente nos referimos a la respiración como el acto de inhalar y exhalar
(Imagen 1.0) aire a
través de la nariz. Sin
embargo
debe
reconocerse a este
intercambio de gases
como
respiración
externa.
Esto
es
apenas una parte de
todo el proceso. En
los seres humanos se
reconocen otros dos
tipos de respiración
(además de la ya
mencionada).
La respiración externa: consiste principalmente en la entrada de aire atmosférico
que penetra por la nariz y la boca, y a través de una serie de conductos
denominados vías respiratorias llegan a los alveolos. Las vías respiratorias van
desde la boca hasta el pulmón y son los siguientes: la faringe, la laringe, la
tráquea y los bronquios (contemplando también a sus subramificaciones: los
bronquiolos). La faringe es un conducto en el que se desembocan las cavidades
oral y nasal. Es una vía común para el aparato digestivo y el respiratorio. Se
comunica con la tráquea a través de la laringe, que “alberga a las cuerdas
vocales, estructuras que al vibrar producen los sonidos que muchos vertebrados
incluyendo al ser humano, utilizan para comunicarse”( Sacramento, 2001). En la
epiglotis, cuya función es impedir el paso de los alimentos a la tráquea cuando
se ingieren. La tráquea es un conducto que lleva anillos cartilaginosos de
refuerzo, con los que se brinda un soporte. El interior está recubierto por células
ciliadas, que al vibrar expulsan cualquier elemento extraño que pudiera haberse
alojado ahí. Por lo que durante el paso del aire por estas estructuras ocurre un
proceso de filtración del mismo. La tráquea se divide a su vez en dos tubos más
pequeños llamados bronquios; continúa por ramificaciones aún más pequeñas
derivadas de éstos, los bronquiolos, que se encuentran dentro de los pulmones.
Las estructuras antes mencionadas y
descritas conforman lo que conocemos
como el aparato respiratorio (Imagen
1.1) en el ser humano y otros mamíferos.
Los bronquiolos son los que finalmente
conducen el aire inhalado a un grupo de
pequeños sacos huecos llamados
alveolos, los cuales tienen una
apariencia de racimo de uvas. Cada
alveolo está rodeado por una red de
vasos capilares sanguíneos por los
cuales se lleva a cabo el intercambio de
gases: el oxígeno pasa de los alveolos a
la sangre y el dióxido de carbono de la
sangre a los alveolos.
La respiración interna, ocurre cuando los
gases que inhalamos y exhalamos son
transportados desde la nariz hasta cada
célula del cuerpo.
La respiración celular es un proceso
bioquímico que tiene lugar en el interior de las células, dicho proceso tiene como
finalidad “romper los enlaces químicos de la glucosa para obtener energía
metabólica en forma de ATP.”(Valdivia,et., al, 2011). Primero se debe desdoblar
la glucosa. Esto ocurre durante la glucólisis. Posteriormente en la respiración
aerobia la vía metabólica que requiere oxígeno para la obtención de energía,
sucede la segunda fase: el ciclo de Krebs el descubrimiento y descifrado de este
ciclo también conocido como del ácido cítrico se realizó con varias
investigaciones realizadas por distintos científicos. Por ejemplo con bases de A.
Szent-Györgyi en 1935, de Carl Wilhelm Scheele que descubrió el ácido cítrico,
aportaciones de Carl Martius y Franz Knoop. Pero sin duda “el descubrimiento
que resolvió este rompecabezas y unificó el metabolismo fue hecho en 1937 por
Sir Hans Krebs y W.A. Johnson” (http://laguna.fmedic.unam.mx/) de ahí que
tomara el nombre de Krebs. “se realiza en el interior de la mitocondria en
presencia de oxígeno (Imagen 1.2) Está integrado por una serie de reacciones,
mediante las cuales el ácido pirúvico que se obtiene de la glucólisis se convierte
en ácido cítrico, se obtiene CO₂, átomos de hidrógeno y ATP.
La última fase es la cadena de transporte de electrones. Los productos obtenidos
durante las dos primeras fases activan esta tercera. Se lleva a cabo en las
crestas mitocondriales (Imagen 1.2). “Es un sistema de moléculas
transportadoras en el que participan los electrones y protones que se liberan
durante las oxidaciones y reducciones de la fases anteriores. Es en la fase donde
se genera mayor cantidad de energía” (Valdivia,et., al, 2011).
Tras la respiración celular, la célula libera dióxido de carbono que se produce en
estas reacciones químicas y la
sangre lo transporta hasta el pulmón;
de ahí es llevado a la nariz, donde se
expulsa al exhalar.
Con lo antes mencionado nos damos
cuenta de que en el proceso de la
respiración existen tres sistemas
participantes; el respiratorio, el
circulatorio
que
funciona
principalmente como trasporte y el
digestivo por el cual obtenemos
nutrimentos contenidos en los
alimentos principalmente la glucosa
(Imagen 1.3).
La respiración es un proceso fisiológico esencial para la existencia de los
organismos, es una acción involuntaria. Es cierto que podemos contener la
respiración, voluntariamente, para sumergirnos en el agua por ejemplo. Pero esa
acción no puede durar por mucho tiempo. Es imposible para una persona
contener la respiración por más tiempo del que el cuerpo puede resistir, ya que
los reflejos que se producen involuntariamente para respirar son tan intensos,
que el cuerpo se ve obligado a hacerlo. En caso de la falta de aire por otros
motivos, el resultado es la muerte, ya que la respiración (y por tanto la obtención
de energía) es necesaria para la vida.
Actualmente los avances científicos y tecnológicos permiten un desarrollo antes
inimaginable, al conocer el proceso de la respiración científicos Israelís han
desarrollado un dispositivo que detecta los sutiles movimientos necesarios para
inspirar aire por la nariz o la boca puede dirigir una silla de ruedas o permitir que
gente completamente paralizada escriba mensajes.
“Noam Sobel, del Instituto Científico Weizmann en Rehovot, Israel, y sus colegas
desarrollaron el dispositivo después de observar que el paladar blando, que
controla cómo se inspira y expira el aire, tiene muchos nervios conectados al
cerebro. Parte de esta función se conserva incluso después de una enfermedad
o lesión grave, razonaron. El dispositivo, que tiene un aspecto similar a los tubos
nasales que proporcionan oxígeno a los pacientes, mide la presión nasal y
genera señales eléctricas.” (http://avances-tecnologicos.euroresidentes.com/).
El instrumento no sustituye por ejemplo a un implante cerebral que permita a los
usuarios controlar dispositivos como un celular o un ordenador solo con el
pensamiento, pero para muchos pacientes el "controlador por inhalación"
funciona mejor que el parpadeo u otros métodos de comunicación.
Díaz García Alba Elena
Referencias consultadas
Campbell y Reece, (2007) Biología, Medica Panamericana, 7ma, España.
Parada, A. (2007) Biología, FCE, 2da, México.
Sacramento, N. (2001) Enciclopedia temática autoevaluativa, Ciencias Naturales, REYMO,
España.
Valdivia, B., et al., (2011) Biología, la vida y sus proceso, Patria, 8va reimp. México.
Vázquez,E. (2003) Ciclo de Krebs o de los ácidos tricarboxílicos, en
http://laguna.fmedic.unam.mx/
Euroresidentes Ityis Siglo XXI (2010) Control de máquinas con la respiración http://avancestecnologicos.euroresidentes.com/