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Control de la respiración

Por Noah Lechtzin, MD, MHS, Associate Professor of Medicine and Director, Adult Cystic Fibrosis Program, Johns Hopkins University School of Medicine

El centro respiratorio, situado en la parte inferior del cerebro, controla de forma involuntaria la respiración, que, en general, es automática. La respiración continúa durante el sueño e incluso cuando se está inconsciente. Una persona también puede controlar la respiración según la necesidad, por ejemplo durante el habla, al cantar o conteniéndola de forma voluntaria. El cerebro, la arteria aorta y las arterias carótidas cuentan con unos pequeños órganos sensoriales que analizan la sangre y detectan los niveles de oxígeno y dióxido de carbono. Normalmente, una elevada concentración de dióxido de carbono es el estímulo más potente para respirar de manera más profunda y con mayor frecuencia. Por el contrario, cuando la concentración de dióxido de carbono es baja, el cerebro disminuye la frecuencia y la profundidad de la respiración. La frecuencia respiratoria del adulto durante el reposo es de unas 15 inspiraciones (inhalaciones) y espiraciones (exhalaciones) por minuto.

Función que desempeña el diafragma en la respiración

Cuando el diafragma se contrae y se desplaza hacia abajo, la cavidad torácica se agranda, reduciendo la presión en el interior de los pulmones. Para igualar la presión, entra aire en su interior. Cuando el diafragma se relaja y retorna a su posición, la elasticidad de los pulmones y de la pared torácica empuja el aire hacia fuera de los pulmones.

Los pulmones no poseen músculos esqueléticos propios. El trabajo de la respiración lo realiza principalmente el diafragma y, en menor medida, los músculos intercostales, cervicales y abdominales. El diafragma, un músculo laminar en forma de cúpula que separa la cavidad torácica del abdomen, es el músculo más importante para la inhalación o inspiración. El diafragma se adhiere a la base del esternón, el borde inferior de la caja torácica y la columna vertebral. A medida que el diafragma se contrae, aumenta la longitud y el diámetro de la cavidad torácica de manera que los pulmones se expanden. Los músculos intercostales participan en la respiración ayudando a movilizar la caja torácica. Los músculos utilizados en la respiración pueden contraerse solo si los nervios que los conectan con el cerebro están intactos. En algunas lesiones del cuello o de la espalda, la médula espinal se puede seccionar, rompiéndose así la conexión del sistema nervioso entre el cerebro y los músculos, de modo que la persona afectada puede morir si no recibe ventilación artificial.

El proceso de exhalación o espiración es habitualmente pasivo cuando no se están realizando esfuerzos. La elasticidad de los pulmones y de la pared de la caja torácica, que se abre enérgicamente durante la inspiración, les permite recuperar su posición de reposo y expulsar el aire de los pulmones cuando los músculos respiratorios se relajan. Por lo tanto, cuando una persona está en reposo, no se requiere ningún esfuerzo para espirar. Durante el ejercicio intenso, sin embargo, ciertos músculos participan en la espiración. Los músculos abdominales son los más importantes en esa situación. Estos músculos se contraen, elevan la presión abdominal y empujan el diafragma relajado contra los pulmones, con lo que el aire es expulsado.

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