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Exhalación

Diagrama que muestra la fecha de vencimiento La exhalación (o espiración ) es la expulsión del aire de un organismo. En los animales, es el movimiento del aire desde los pulmone...

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Diagrama que muestra la fecha de vencimiento

La exhalación (o espiración ) es la expulsión del aire de un organismo. En los animales, es el movimiento del aire desde los pulmones hacia el exterior, a través de las vías respiratorias, durante la respiración . Esto se debe a la elasticidad de los pulmones y a los músculos intercostales internos , que descienden la caja torácica y disminuyen el volumen torácico. Al relajarse el diafragma torácico durante la exhalación, el tejido que ha comprimido se eleva y ejerce presión sobre los pulmones para expulsar el aire. Durante una espiración forzada , como al apagar una vela, los músculos espiratorios, incluidos los abdominales y los intercostales internos, generan presión abdominal y torácica, lo que expulsa el aire de los pulmones.

El aire exhalado contiene un 4 % de dióxido de carbono , [ 1 ] un producto de desecho de la respiración celular durante la producción de energía, que se almacena como ATP . La exhalación tiene una relación complementaria con la inhalación , las cuales juntas conforman el ciclo respiratorio de una respiración.

Cuando una persona pierde peso, la mayor parte de ese peso se exhala en forma de dióxido de carbono y vapor de agua .

Fisiología

La razón principal de la exhalación es eliminar el dióxido de carbono del cuerpo, que es el producto de desecho del intercambio de gases en los seres humanos. El aire entra en los pulmones mediante la inhalación. La difusión en los alvéolos permite el intercambio de O₂ en los capilares pulmonares y la eliminación de CO₂ y otros gases de los capilares pulmonares para ser exhalados. Para que los pulmones expulsen el aire, el diafragma se relaja, empujando los pulmones hacia arriba. El aire fluye entonces a través de la tráquea, luego a través de la laringe y la faringe hasta la cavidad nasal y la cavidad oral, donde es expulsado del cuerpo. [ 2 ] La exhalación dura más que la inhalación y se cree que facilita un mejor intercambio de gases. Partes del sistema nervioso ayudan a regular la respiración en los seres humanos.

Composición

El aire exhalado no es solo dióxido de carbono; contiene una mezcla de otros gases. El aliento humano contiene compuestos orgánicos volátiles (COV). Estos compuestos consisten en metanol, isopreno, acetona, etanol y otros alcoholes. La mezcla exhalada también contiene cetonas, agua y otros hidrocarburos. [ 3 ] [ 4 ]

Oler

Es durante la exhalación cuando se produce la contribución olfativa al sabor , a diferencia de la del olor ordinario, que se produce durante la fase de inhalación. [ 5 ]

Espirometría

La espirometría es la medida de la función pulmonar. La capacidad pulmonar total (CPT), la capacidad residual funcional (CRF), el volumen residual (VR) y la capacidad vital (CV) son valores que se pueden evaluar mediante este método. La espirometría se utiliza para ayudar a detectar, pero no a diagnosticar, problemas respiratorios como la EPOC y el asma. Es un método de cribado sencillo y económico. [ 6 ] Se puede realizar una evaluación más completa de la función respiratoria de una persona evaluando la ventilación minuto , la capacidad vital forzada (CVF) y el volumen espiratorio forzado (VEF). Estos valores difieren entre hombres y mujeres porque los hombres tienden a ser más grandes que las mujeres.

TLC es la cantidad máxima de aire en los pulmones después de una inhalación máxima. En los hombres, el promedio de TLC es de 6000 ml, y en las mujeres es de 4200 ml. FRC es la cantidad de aire que queda en los pulmones después de una exhalación normal. Los hombres dejan alrededor de 2400 ml en promedio, mientras que las mujeres retienen alrededor de 1800 ml. RV es la cantidad de aire que queda en los pulmones después de una exhalación forzada . El promedio de RV en los hombres es de 1200 ml y en las mujeres de 1100 ml. VC es la cantidad máxima de aire que se puede exhalar después de una inhalación máxima. Los hombres tienden a tener un promedio de 4800 ml y las mujeres de 3100 ml.

Los fumadores y las personas con asma y EPOC presentan una capacidad reducida de flujo de aire. Las personas con asma y EPOC muestran una disminución en el aire exhalado debido a la inflamación de las vías respiratorias. Esta inflamación provoca un estrechamiento de las vías respiratorias, lo que permite exhalar menos aire. Numerosos factores causan inflamación; algunos ejemplos son el humo del cigarrillo y las interacciones ambientales como las alergias, el clima y el ejercicio. En los fumadores, la incapacidad para exhalar completamente se debe a la pérdida de elasticidad en los pulmones. El humo en los pulmones provoca que se endurezcan y pierdan elasticidad, lo que impide que los pulmones se expandan o contraigan como lo harían normalmente.

El espacio muerto puede estar determinado por dos tipos de factores: anatómicos y fisiológicos. Algunos factores fisiológicos son la presencia de alvéolos no perfundidos pero ventilados, como en el caso de una embolia pulmonar o el tabaquismo; la ventilación excesiva de los alvéolos, causada por una perfusión deficiente, en personas con enfermedad pulmonar obstructiva crónica; y el " espacio muerto de derivación ", que es un error entre el pulmón izquierdo y el derecho que desplaza las concentraciones más altas de CO₂ de la sangre venosa hacia el lado arterial. [ 7 ] Los factores anatómicos son el tamaño de las vías respiratorias, las válvulas y los conductos del sistema respiratorio. [ 7 ] El espacio muerto fisiológico de los pulmones también puede verse afectado por factores como el tabaquismo y las enfermedades. El espacio muerto es un factor clave para el funcionamiento de los pulmones debido a las diferencias de presión, pero también puede dificultar la función pulmonar.

Una de las razones por las que podemos respirar es la elasticidad de los pulmones . La superficie interna de los pulmones, en promedio, en una persona sin enfisema es de 63 m² y puede contener aproximadamente 5 litros de aire. [ 8 ] Ambos pulmones juntos tienen la misma superficie que la mitad de una cancha de tenis. Enfermedades como el enfisema y la tuberculosis pueden reducir la superficie y la elasticidad de los pulmones. Otro factor importante que afecta la elasticidad pulmonar es el tabaquismo, debido a los residuos que deja en ellos. La elasticidad de los pulmones se puede entrenar para expandirlos aún más.

Implicación cerebral

El control cerebral de la exhalación se divide en control voluntario e involuntario. Durante la exhalación voluntaria, el aire se retiene en los pulmones y se libera a un ritmo constante. Ejemplos de espiración voluntaria incluyen cantar, hablar, hacer ejercicio, tocar un instrumento y la hiperpnea voluntaria . La respiración involuntaria comprende la respiración metabólica y la conductual.

Caducidad voluntaria

La vía neurológica de la exhalación voluntaria es compleja y no se comprende completamente. Sin embargo, se conocen algunos aspectos básicos. Se sabe que la corteza motora dentro de la corteza cerebral controla la respiración voluntaria porque controla el movimiento muscular voluntario. [ 9 ] Esto se conoce como la vía corticoespinal o vía respiratoria ascendente. [ 9 ] [ 10 ] La vía de la señal eléctrica comienza en la corteza motora, va a la médula espinal y luego a los músculos respiratorios. Las neuronas espinales se conectan directamente a los músculos respiratorios. Se ha demostrado que el inicio de la contracción y relajación voluntaria de los músculos costales internos y externos tiene lugar en la porción superior de la corteza motora primaria. [ 9 ] Posterior a la ubicación del control torácico (dentro de la porción superior de la corteza motora primaria) se encuentra el centro para el control del diafragma. [ 9 ] Los estudios indican que hay muchos otros sitios dentro del cerebro que pueden estar asociados con la espiración voluntaria. La porción inferior de la corteza motora primaria podría estar involucrada, específicamente, en la exhalación controlada. [ 9 ] También se ha observado actividad en el área motora suplementaria y la corteza premotora durante la respiración voluntaria. Esto se debe probablemente a la concentración y preparación mental del movimiento muscular voluntario. [ 9 ]

La espiración voluntaria es esencial para muchos tipos de actividades. La respiración fonética (generación del habla) es un tipo de espiración controlada que se utiliza a diario. La generación del habla depende completamente de la espiración, como se puede observar al intentar hablar mientras se inhala. [ 11 ] Mediante el flujo de aire de los pulmones, se puede controlar la duración, la amplitud y el tono. [ 12 ] Al ser expulsado, el aire fluye a través de la glotis, provocando vibraciones que producen sonido. Dependiendo del movimiento de la glotis, el tono de la voz cambia y la intensidad del aire que pasa a través de ella modifica el volumen del sonido producido.

expiración involuntaria

La respiración involuntaria está controlada por centros respiratorios ubicados en el bulbo raquídeo y la protuberancia. El centro respiratorio medular se puede subdividir en porciones anterior y posterior. Se denominan grupos respiratorios ventral y dorsal, respectivamente. El grupo respiratorio pontino consta de dos partes: el centro neumotáxico y el centro apneústico . [ 10 ] Estos cuatro centros se encuentran en el tronco encefálico y trabajan juntos para controlar la respiración involuntaria. En nuestro caso, el grupo respiratorio ventral (GRV) controla la exhalación involuntaria.

La vía neurológica para la respiración involuntaria se llama vía bulbospinal. También se la conoce como vía respiratoria descendente. [ 10 ] "La vía desciende a lo largo de la columna ventrolateral espinal. El tracto descendente para la inspiración autónoma se encuentra lateralmente, y el tracto para la espiración autónoma se encuentra ventralmente." [ 13 ] La inspiración autónoma está controlada por el centro respiratorio pontino y ambos centros respiratorios medulares. En nuestro caso, el VRG controla la espiración autónoma. Las señales del VRG se envían a lo largo de la médula espinal a varios nervios. Estos nervios incluyen los intercostales, frénicos y abdominales. [ 10 ] Estos nervios conducen a los músculos específicos que controlan. La vía bulbospinal descendente del VRG permite a los centros respiratorios controlar la relajación muscular, lo que conduce a la espiración.

Bostezar

El bostezo se considera un movimiento de gases no respiratorio. Un movimiento de gases no respiratorio es otro proceso que mueve el aire dentro y fuera de los pulmones que no incluye la respiración. El bostezo es un reflejo que tiende a alterar el ritmo respiratorio normal y se cree que también es contagioso. [ 14 ] Se desconoce la razón por la que bostezamos. Una creencia común es que los bostezos son una forma de regular los niveles de O 2 y CO 2 del cuerpo, pero estudios realizados en un entorno controlado con diferentes niveles de O 2 y CO 2 han refutado esa hipótesis. Aunque no hay una explicación concreta de por qué bostezamos, otros piensan que las personas exhalan como un mecanismo de enfriamiento para nuestros cerebros. Estudios en animales han respaldado esta idea y es posible que los humanos también puedan estar relacionados con esto. [ 15 ] Lo que se sabe es que el bostezo ventila todos los alvéolos de los pulmones.

Receptores

Varios grupos de receptores en el cuerpo regulan la respiración metabólica. Estos receptores envían señales al centro respiratorio para iniciar la inhalación o la exhalación. Los quimiorreceptores periféricos se localizan en la aorta y las arterias carótidas. Responden a los cambios en los niveles sanguíneos de oxígeno, dióxido de carbono e H + mediante señales al puente troncoencefálico y al bulbo raquídeo. [ 10 ] Los receptores irritantes y de estiramiento en los pulmones pueden causar directamente la exhalación. Ambos detectan partículas extrañas y promueven la tos espontánea. También se les conoce como mecanorreceptores porque reconocen cambios físicos, no químicos. [ 10 ] Los quimiorreceptores centrales en el bulbo raquídeo también reconocen variaciones químicas en H + . Específicamente, monitorean el cambio de pH dentro del líquido intersticial medular y el líquido cefalorraquídeo. [ 10 ]

Yoga

Los yoguis como BKS Iyengar abogan por inhalar y exhalar por la nariz en la práctica del yoga , en lugar de inhalar por la nariz y exhalar por la boca . [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] Les dicen a sus estudiantes que "la nariz es para respirar, la boca es para comer". [ 17 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 16 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Carroll, Gregory T.; Kirschman, David L.; Mammana, Angela (2022). "Los niveles elevados de CO2 en el quirófano se correlacionan con el número de trabajadores sanitarios presentes: un imperativo para el control intencional de multitudes" . Patient Safety in Surgery . 16 (1): 35. doi : 10.1186/s13037-022-00343-8 . ISSN 1754-9493 . PMC 9672642. PMID 36397098 .   
  2. ↑ Sahin-Yilmaz, A.; Naclerio, RM (2011). "Anatomía y fisiología de las vías respiratorias superiores". Actas de la Sociedad Torácica Americana . 8 (1): 31– 9. doi : 10.1513/pats.201007-050RN . PMID 21364219 . 
  3. ↑ Fenske, Jill D.; Paulson, Suzanne E. (1999). "Emisiones de COV del aliento humano" . Journal of the Air & Waste Management Association . 49 (5): 594– 8. doi : 10.1080/10473289.1999.10463831 . PMID 10352577 . 
  4. ↑ Weisel, CP (2010). "Exposición al benceno: una visión general de los métodos de monitoreo y sus hallazgos" . Interacciones químico-biológicas . 184 ( 1–2 ): 58–66 . doi : 10.1016/j.cbi.2009.12.030 . PMC 4009073. PMID 20056112 .  
  5. ^ Masaoka, Yuri; Satoh, Hironori; Akai, Lena; Homma, Ikuo (2010). "Caducidad: Momento en el que experimentamos el olfato retronasal en el sabor". Cartas de Neurociencia . 473 (2): 92– 6. doi : 10.1016/j.neulet.2010.02.024 . PMID 20171264 . S2CID 2671577 .  
  6. ↑ Kivastik, Jana; Kingisepp, Peet-Henn (2001). "Valores de referencia espirométricos en escolares estonios" . Fisiología clínica . 21 (4): 490– 7. doi : 10.1046/j.1365-2281.2001.00352.x . PMID 11442581 . 
  7. 1 2 Hedenstierna, G; Sandhagen, B (2006). "Evaluación del espacio muerto. ¿Una variable significativa?" . Minerva Anestesiologica . 72 (6): 521– 8. PMID 16682925 . 
  8. ↑ Thurlbeck, WM (1967). " Superficie interna y otras mediciones en el enfisema" . Thorax . 22 (6): 483– 96. doi : 10.1136/thx.22.6.483 . PMC 471691. PMID 5624577 .  
  9. 1 2 3 4 5 6 McKay, LC; Evans, KC; Frackowiak, RSJ; Corfield, DR (2003). "Correlatos neuronales de la respiración voluntaria en humanos". Journal of Applied Physiology . 95 (3): 1170– 8. doi : 10.1152/japplphysiol.00641.2002 . PMID 12754178 . S2CID 15122094 .  
  10. 1 2 3 4 5 6 7 Caruana-Montaldo, Brendan (2000). "El control de la respiración en la práctica clínica". Chest . 117 (1): 205– 225. CiteSeerX 10.1.1.491.4605 . doi : 10.1378/chest.117.1.205 . PMID 10631221 .  
  11. ↑ Newman, D. "La fisiología de la producción del habla" (PDF) . Consultado el 31 de marzo de 2012 .
  12. ↑ Heman-Ackah, Yolanda D. (2005). "Fisiología de la producción de la voz: consideraciones para el intérprete vocal". Journal of Singing . 62 (2): 173– 6.
  13. ^ Homma, Ikuo; Masaoka, Yuri (2008). «Ritmos respiratorios y emociones» . Fisiología experimental . 93 (9): 1011– 21. doi : 10.1113/expphysiol.2008.042424 . PMID 18487316 . S2CID 2686895 .  
  14. ↑ Sarnecki, John (2008). "Contenido y contagio en el bostezo". Psicología filosófica . 21 (6): 721– 37. doi : 10.1080/09515080802513292 . S2CID 144972289 . 
  15. ↑ Corey, Timothy P.; Shoup-Knox, Melanie L.; Gordis, Elana B.; Gallup, Gordon G. (2012). " Cambios en la fisiología antes, durante y después del bostezo" . Frontiers in Evolutionary Neuroscience . 3 : 7. doi : 10.3389/fnevo.2011.00007 . PMC 3251816. PMID 22319494 .  
  16. 1 2 "Preguntas y respuestas: ¿Está bien respirar por la boca en el yoga?" . Yoga Journal . 12 de abril de 2017 . Consultado el 26 de junio de 2020 .
  17. 1 2 Payne, Larry. "Respiración yóguica: consejos para respirar por la nariz (la mayor parte del tiempo)" . Yoga para Dummies, 3.ª edición . Recuperado el 26 de junio de 2020 .
  18. ↑ Profesorado principal del Instituto del Himalaya, Profesorado principal del Instituto del Himalaya (13 de julio de 2017). "Respiración yóguica: una guía de estudio" . Instituto del Himalaya de Ciencia y Filosofía del Yoga . Consultado el 26 de junio de 2020 .
  19. ↑ Krucoff, Carol (2013). Yoga Sparks . New Harbinger Publications. ISBN 9781608827022. Consultado el 31 de mayo de 2020 .
  20. ↑ Jurek, Scott (2012). Comer y correr . Houghton Mifflin. ISBN 978-0547569659. Consultado el 31 de mayo de 2020 .

Lecturas adicionales

  • Nestor, James (2020). Breath: The New Science of a Lost Art . Riverhead Books. ISBN 978-0735213616.
  • Exhalación en los Encabezamientos de Materias Médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
  • Nosek, Thomas M. "Sección 4/4ch2/s4ch2_14" . Fundamentos de fisiología humana . Archivado del original el 24 de marzo de 2016.