La inspiración es la atracción del aire, mientras que la espiración
es la expulsión del aire en ambos casos el aire se mueve por gradientes de presión.
La ley de Boyle afirma que la presión y el volumen de un gas son inversamente proporcionales, el
producto de la presión por el volumen (pV) es constante para un determinado número
de moléculas de gas en un espacio cerrado (k):
pV = k
La ventilación se produce cuando la presión atmosférica difiere
de la presión intrapulmonar, el aire fluye hacia los pulmones cuando la presión
atmosférica supera a la presión intrapulmonar y viceversa; al no tener control
de la presión atmosférica, movemos el aire mediante la alteración de la presión
intrapulmonar mediante la alteración de volumen torácico, lo que determina el
volumen pulmonar (V). La disminución de V aumenta la presión intrapulmonar (p)
y viceversa; de tal forma que según la ley de Boyle el aire sale de los
pulmones debido a que el producto de la presión (P) por el volumen (V) es
constante (k).
La secuencia de cambios de presión y volumen durante una
respiración única se denomina ciclo respiratorio. En reposo entre cada respiración,
la presión intrapulmonar es de 760 mmHg, durante la inspiración se reduce la presión
intrapulmonar por debajo de la presión atmosférica debido al aumento del
volumen pulmonar, el aire fluye por el gradiente de presión desde la atmosfera
hasta los pulmones hasta que entrado un volumen suficiente de aire para
aumentar la presión volviendo a un equilibrio con la presión atmosférica. Durante
la espiración ocurre lo contrario, aumenta la presión intrapulmonar por encima
de la atmosférica mediante la reducción del volumen pulmonar, por lo que el
aire fluye desde los pulmones a la atmosfera; el aire que sale reduce la presión
intrapulmonar hasta que de nuevo se iguala con la presión atmosférica y el
flujo de aire se detiene. La presión intrapulmonar siempre alcanza un
equilibrio con la presión atmosférica en dos momentos durante el ciclo
respiratorio, al final de la inspiración y al final de la espiración.
Entre la inspiración y la espiración hay un punto de transición
donde todos los músculos están relajados, la inspiración aumenta el volumen del
tórax más allá del punto de transición, lo que necesita de tres grupos
musculares:
Diafragma: es el musculo inspiratorio más importante, al
contraerse se aplana y empuja el contenido abdominal hacia abajo y hacia
afuera.
Escalenos: se contraen y elevan el esternón y las costillas
superiores expandiendo la cavidad torácica junto con los pulmones.
Esternocleidomastoideo realiza la misma acción que los
escalenos para aumentar aún más las dimensiones verticales de la caja torácica
durante las amplias inhalaciones asociadas a una actividad extenuante.
En reposo una persona promedio respira alrededor de 12 veces
por minuto, cada respiración mueve alrededor de 500 ml de aire dentro y fuera
de las zonas de conducción respiratoria (volumen corriente), la cantidad total
de aire movida de los pulmones en 1 min es la ventilación por minuto; sin
embargo solo el 70% llega a la zona respiratoria y participa en el intercambio
de gases, el 30% queda atrapado en la zona de conducción llamado el espacio
muerto anatómico.
El espirómetro cuantifica el volumen y la velocidad del
flujo de aire hacia dentro y hacia afuera.
