La exhalación (o espiración ) es el flujo de aire que sale de un organismo. En los animales, es el movimiento del aire desde los pulmones fuera de las vías respiratorias , hacia el ambiente externo durante la respiración . Esto sucede debido a las propiedades elásticas de los pulmones, así como a los músculos intercostales internos que bajan la caja torácica y disminuyen el volumen torácico. A medida que el diafragma torácico se relaja durante la exhalación, hace que el tejido que ha deprimido se eleve hacia arriba y ejerza presión sobre los pulmones para expulsar el aire. Durante la exhalación forzada , como cuando se apaga una vela, los músculos espiratorios, incluidos los músculos abdominales y los músculos intercostales internos, generan presión abdominal y torácica, lo que expulsa el aire de los pulmones.
El aire exhalado tiene 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 que juntas forman el ciclo respiratorio de una respiración.
La razón principal de la exhalación es eliminar del cuerpo el dióxido de carbono, que es el producto de desecho del intercambio de gases en los humanos. El aire ingresa al cuerpo mediante la inhalación. Durante este proceso, los pulmones aspiran aire. La difusión en los alvéolos permite el intercambio de O 2 hacia los capilares pulmonares y la eliminación de CO 2 y otros gases de los capilares pulmonares que se exhalan. Para que los pulmones expulsen el aire, el diafragma se relaja, lo que empuja los pulmones hacia arriba. Luego, el aire fluye a través de la tráquea y luego a través de la laringe y la faringe hasta la cavidad nasal y la cavidad bucal, donde es expulsado del cuerpo. [2] La exhalación lleva más tiempo que la inhalación y se cree que facilita un mejor intercambio de gases. Partes del sistema nervioso ayudan a regular la respiración en los humanos. El aire exhalado no es sólo 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]
Es durante la exhalación cuando se produce la contribución del olfato al sabor , en contraste con la del olfato ordinario que se produce durante la fase de inhalación. [5]
La espirometría es la medida de la función pulmonar. La capacidad pulmonar total (TLC), la capacidad residual funcional (FRC), el volumen residual (RV) y la capacidad vital (VC) son valores que se pueden probar con 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 detección simple y rentable. [6] Se puede realizar una evaluación adicional de la función respiratoria de una persona evaluando la ventilación minuto , la capacidad vital forzada (FVC) y el volumen espiratorio forzado (FEV). Estos valores difieren en 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 hombres el TLC promedio es de 6000,78 ml y en mujeres de 4200 ml. FRC es la cantidad de aire que queda en los pulmones después de una exhalación normal. Los hombres dejan una media de unos 2400 ml mientras que las mujeres retienen unos 1800 ml. RV es la cantidad de aire que queda en los pulmones después de una exhalación forzada. El RV medio en hombres es de 1200 ml y en mujeres de 1100 ml. VC es la cantidad máxima de aire que se puede exhalar después de una inhalación máxima. Los hombres tienden a consumir un promedio de 4800 ml y las mujeres de 3100 ml. [ cita necesaria ]
Los fumadores y las personas con asma y EPOC tienen una capacidad de flujo de aire reducida. Las personas con asma y EPOC muestran una disminución del 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. Numerosas cosas 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 de exhalar completamente se debe a la pérdida de elasticidad de los pulmones. El humo en los pulmones hace que se endurezcan y se vuelvan menos elásticos, lo que impide que se expandan o contraigan como lo harían normalmente. [ cita necesaria ]
El espacio muerto puede estar determinado por dos tipos de factores que son anatómicos y fisiológicos. Algunos factores fisiológicos son tener alvéolos sin perfusión pero ventilados, como una embolia pulmonar o fumar, una ventilación excesiva de los alvéolos, provocada en relación con la perfusión, en personas con enfermedad pulmonar obstructiva crónica, y el " espacio muerto de la derivación ", que es un error entre el pulmón izquierdo y derecho que mueve las concentraciones más altas de CO 2 en la sangre venosa hacia el lado arterial. [7] Los factores anatómicos son el tamaño de las vías respiratorias, las válvulas y los tubos del sistema respiratorio. [7] El espacio muerto fisiológico de los pulmones también puede afectar la cantidad de espacio muerto con factores que incluyen el tabaquismo y las enfermedades. El espacio muerto es un factor clave para el funcionamiento de los pulmones debido a las diferencias de presiones, pero también puede dificultar el funcionamiento de la persona. [ cita necesaria ]
Una de las razones por las que podemos respirar es por la elasticidad de los pulmones . La superficie interna de los pulmones en promedio en una persona sin enfisemia es normalmente de 63 m2 y puede contener alrededor de 5 litros de volumen de aire. [8] Ambos pulmones juntos tienen la misma cantidad de superficie que la mitad de una cancha de tenis. Enfermedades como el enfisema y la tuberculosis pueden reducir la cantidad de superficie y elasticidad de los pulmones. Otro factor importante en la elasticidad de los pulmones es fumar debido a los residuos que quedan en los pulmones al fumar. Se puede entrenar la elasticidad de los pulmones para que se expanda aún más. [ cita necesaria ]
El control cerebral de la exhalación se puede dividir en control voluntario y control involuntario. Durante la exhalación voluntaria, el aire se retiene en los pulmones y se libera a un ritmo fijo. Ejemplos de espiración voluntaria incluyen: cantar, hablar, hacer ejercicio, tocar un instrumento e hiperpnea voluntaria . La respiración involuntaria incluye la respiración metabólica y conductual. [ cita necesaria ]
La vía neurológica de la exhalación voluntaria es compleja y no se comprende completamente. Sin embargo, se conocen algunos conceptos básicos. Se sabe que la corteza motora dentro de la corteza cerebral del cerebro controla la respiración voluntaria porque la corteza motora controla el movimiento muscular voluntario. [9] Esto se conoce como 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 voluntaria y la relajación de las costales internas y externas 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 de control del diafragma. [9] Los estudios indican que existen muchos otros sitios dentro del cerebro que pueden estar asociados con la espiración voluntaria. La porción inferior de la corteza motora primaria puede estar implicada, específicamente, en la exhalación controlada. [9] También se ha observado actividad dentro del área motora suplementaria y la corteza premotora durante la respiración voluntaria. Lo más probable es que esto se deba a la concentración y la preparación mental del movimiento muscular voluntario. [9]
La caducidad voluntaria es fundamental para muchos tipos de actividades. La respiración fónica (generación del habla) es un tipo de espiración controlada que se utiliza todos los días. La generación del habla depende completamente de la espiración, esto se puede ver al intentar hablar mientras se inhala. [11] Utilizando el flujo de aire de los pulmones, se puede controlar la duración, la amplitud y el tono. [12] Mientras se expulsa el aire, este fluye a través de la glotis provocando vibraciones, lo que produce sonido. Dependiendo del movimiento de la glotis, el tono de la voz cambia y la intensidad del aire a través de la glotis cambia el volumen del sonido producido por la glotis. [ cita necesaria ]
La respiración involuntaria está controlada por los centros respiratorios dentro del 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 apnéustico . [10] Estos cuatro centros están ubicados en el tronco del encéfalo y trabajan juntos para controlar la respiración involuntaria. En nuestro caso, el grupo respiratorio ventral (VRG) controla la exhalación involuntaria. [ cita necesaria ]
La vía neurológica de la respiración involuntaria se llama vía bulboespinal. También se la conoce como vía respiratoria descendente. [10] "La vía desciende a lo largo de la columna vertebral ventralateral. El tracto descendente para la inspiración autónoma se ubica lateralmente y el tracto para la espiración autónoma se ubica ventralmente". [13] La inspiración autónoma está controlada por el centro respiratorio pontino y ambos centros respiratorios medulares. En nuestro caso, el VRG controla la exhalación 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 bulboespinal que desciende del VRG permite que los centros respiratorios controlen la relajación muscular, lo que conduce a la exhalación. [ cita necesaria ]
El bostezo se considera un movimiento de gas no respiratorio. Un movimiento de gas no respiratorio es otro proceso que mueve aire dentro y fuera de los pulmones que no incluye la respiración. Bostezar 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 ambiente controlado con diferentes niveles de O 2 y CO 2 han refutado esa hipótesis. Aunque no existe una explicación concreta de por qué bostezamos, otros piensan que la gente exhala como un mecanismo de enfriamiento para nuestro cerebro. Los estudios en animales han respaldado esta idea y es posible que los humanos también estén relacionados con ella. [15] Lo que se sabe es que bostezar ventila todos los alvéolos de los pulmones. [ cita necesaria ]
Varios grupos de receptores en el cuerpo regulan la respiración metabólica. Estos receptores indican al centro respiratorio que inicie la inhalación o la exhalación. Los quimiorreceptores periféricos se encuentran en la aorta y las arterias carótidas. Responden a los cambios en los niveles sanguíneos de oxígeno, dióxido de carbono y H + enviando señales a la protuberancia y la médula. [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 de la médula también reconocen variaciones químicas en H + . Específicamente, monitorean el cambio de pH dentro del líquido intersticial medular y el líquido cefalorraquídeo. [10]
Yoguis como BKS Iyengar recomiendan tanto inhalar como 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 alumnos que "la nariz es para respirar, la boca es para comer". [17] [19] [20] [16]
{{cite web}}: |last=tiene nombre genérico ( ayuda )