Energía y metabolismo II: respiración
Difusión y presión de aireEvolución de los sistemas
respiratoriosRespiración en animales grandes:algunos principiosEl sistema respiratoriohumanoMecanismo de larespiraciónTransporte e intercambiode gasesRegulación de laventilaciónLa presión atmosférica se mide habitualmente por medio de un barómetro de mercurio.
Capítulo 41. Energía y metabolismo II: respiración
Difusión y presión de aire
En todo organismo el intercambio gaseoso -es decir, el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono entre las células § y el ambiente que las circunda- ocurre por difusión §. La velocidad a la cual una sustancia difunde entre dos sitios está dada por la Ley de Fick. Los animales pueden maximizar la velocidad de difusión usando aire en lugar de agua, presentando una mayor área de intercambio gaseoso o un gradiente de concentración más pronunciado.
Para describir a un gas, es conveniente referirse a su presión y no a su concentración. A nivel del mar, el aire ejerce una presión de 1 atmósfera sobre nuestra piel, que es suficiente para sostener una columna de agua de aproximadamente 10 metros de alto o una columna de mercurio de 760 milímetros.
La presión total de una mezcla de gases, como el aire, es la suma de las presiones de cada gas en la mezcla y la presión de cada gas es proporcional a su concentración.
| Gas | % de volumen |
|---|---|
| Oxígeno | 21 |
| Nitrógeno | 77 |
| Argón | 1 |
| Dióxido de carbono | 0,03 |
| Otros gases* | 0,97 |
* Incluye hidrógeno, neón, kriptón, helio, ozono, xenón y ahora, desafortunadamente, en algunos ambientes, radón.
El oxígeno, por ejemplo, que constituye aproximadamente el 21%, en volumen, del aire seco, ejerce el 21% de la presión atmosférica -160 mm Hg-. Este valor se conoce como presión parcial de oxígeno (PO2).
La producción de CO2, producto del metabolismo, y el consumo de O2 se hallan relacionados y su intercambio se lleva a cabo en el alvéolo; en las vías respiratorias las concentraciones de estos gases se modifican. De acuerdo con sus respectivas presiones parciales estos gases se mueven de un compartimiento a otro, desde una región de presión parcial más alta a una región de presión parcial más baja.
En ambientes localizados a grandes alturas, la presión atmosférica es baja (y, por consiguiente, la PO2 es menor). Si una persona que vive a nivel del mar visita un lugar que está a una altitud comparativamente elevada., se sentirá ligeramente mareada al principio y se cansará con facilidad, debido a la menor PO2. Para vivir a grandes alturas y para escalar con éxito una montaña, se requiere que el organismo experimente una serie de adaptaciones fisiológicas.
En aguas profundas, la situación es opuesta -las presiones de gas son más elevadas-. Si un buzo asciende con demasiada rapidez, puede sufrir una embolia muy dolorosa y, en algunas ocasiones, mortal.
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