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22.4: Intercambio gaseoso y transporte
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Gas Exchange and Transport
 
TRANSCRIPCIÓN

22.4: Gas Exchange and Transport

22.4: Intercambio gaseoso y transporte

Gas exchange, the intake of molecular oxygen (O2) from the environment and the outflow of carbon dioxide (CO2) into the environment, is necessary for cellular function. Gas exchange during respiration occurs largely via the movement of gas molecules along pressure gradients. Gas travels from areas of higher partial pressure to areas of lower partial pressure. In mammals, gas exchange occurs in the alveoli of the lungs, which are adjacent to capillaries and share a membrane with them.

When the lungs expand, the resultant decrease in pressure relative to the atmosphere draws oxygen into the lungs. Air entering the lungs from the environment has a higher oxygen concentration and a lower carbon dioxide concentration than the oxygen-depleted blood that travels from the heart to the lungs. Thus, oxygen diffuses from the alveoli to the blood in the capillaries, where it can be delivered to tissue. Carbon dioxide, by contrast, diffuses from the capillaries to the alveoli, where it can be expelled through exhalation.

Partial Pressure

Gas flow is determined by the pressure gradient of each gas, with each gas moving down its gradient. The pressure exerted by an individual gas in a mixture of gases is its partial pressure, and each gas moves from a higher to a lower partial pressure. Thus, the movement of O2 and CO2 are not directly related.

The Big Picture

Oxygen is used by the human body to convert sugar and other organic molecules into the energy compound ATP during the process of cellular respiration. A byproduct of cellular respiration is CO2, which needs to be removed from cells or it will change the pH and damage the cells. Because oxygen is necessary to provide energy for crucial cellular functions, and CO2 cannot be allowed to build up, the human body needs a constant flow of blood to and from all tissue to enable gas exchange.

Alveoli

The respiratory and circulatory systems structurally and functionally meet at the alveoli. Alveoli and capillaries are intertwined and physically touch, and because both are typically one cell thick, gas exchange occurs easily between the two. Even though the lungs are not large, the amount of O2 and CO2 that is exchanged is huge because there are so many alveoli—hundreds of millions per lung—with a surface area of around 100 m2!

El intercambio de gases, la ingesta de oxígeno molecular (O2)del medio ambiente y la salida de dióxido de carbono (CO2)al medio ambiente, es necesario para la función celular. El intercambio de gas durante la respiración se produce en gran medida a través del movimiento de moléculas de gas a lo largo de gradientes de presión. El gas viaja desde áreas de mayor presión parcial a áreas de menor presión parcial. En los mamíferos, el intercambio de gases se produce en los alvéolos de los pulmones, que son adyacentes a los capilares y comparten una membrana con ellos.

Cuando los pulmones se expanden, la disminución resultante de la presión en relación con la atmósfera extrae oxígeno a los pulmones. El aire que entra en los pulmones desde el medio ambiente tiene una mayor concentración de oxígeno y una menor concentración de dióxido de carbono que la sangre agotada por oxígeno que viaja del corazón a los pulmones. Por lo tanto, el oxígeno se difunde desde los alvéolos a la sangre en los capilares, donde se puede entregar al tejido. El dióxido de carbono, por el contrario, se difunde desde los capilares hasta los alvéolos, donde puede ser expulsado por exhalación.

Presión parcial

El flujo de gas está determinado por el gradiente de presión de cada gas, con cada gas moviéndose hacia abajo en su gradiente. La presión ejercida por un gas individual en una mezcla de gases es su presión parcial, y cada gas se mueve de una presión parcial más alta a una presión parcial más baja. Por lo tanto, el movimiento de O2 y CO2 no están directamente relacionados.

The Big Picture

El oxígeno es utilizado por el cuerpo humano para convertir el azúcar y otras moléculas orgánicas en el compuesto de energía ATP durante el proceso de respiración celular. Un subproducto de la respiración celular es el CO2,que necesita ser eliminado de las células o cambiará el pH y dañará las células. Debido a que el oxígeno es necesario para proporcionar energía para las funciones celulares cruciales, y no se puede permitir que el CO2 se acumule, el cuerpo humano necesita un flujo constante de sangre hacia y desde todo el tejido para permitir el intercambio de gas.

Alvéolos

Los sistemas respiratorios y circulatorios se encuentran estructural y funcionalmente en los alvéolos. Los alvéolos y los capilares están entrelazados y físicamente táctiles, y debido a que ambos son típicamente una célula de espesor, el intercambio de gas se produce fácilmente entre los dos. A pesar de que los pulmones no son grandes, la cantidad de O2 y CO2 que se intercambia es enorme porque hay tantos alvéolos —cientos de millones por pulmón— con una superficie de alrededor de 100m2!


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