Una vez que se ha producido la ventilación pulmonar (inhalación de una bocanada de aire) y los pulmones están llenos de aire, tiene lugar la segunda etapa de la respiración, el intercambio gaseoso pulmonar.

El intercambio pulmonar de gases tiene lugar en los pulmones entre los alvéolos y la sangre. También se denomina «respiración externa», ya que implica los procesos respiratorios que tienen contacto con el medio ambiente externo.

El proceso de intercambio gaseoso pulmonar elimina el CO2 de la sangre y repone el suministro de O2 de la sangre.

El intercambio de gases se produce a través de un gradiente de presión, mediante un proceso conocido como «difusión». Cuando respiramos, inspiramos aire compuesto por una mezcla de gases que incluye O2 y CO2.

Cada uno de estos gases tiene una presión relacionada con su concentración dentro de la mezcla de gases. Estas presiones individuales se denominan presiones parciales.

Las diferencias en las presiones parciales entre los gases en los alvéolos y la sangre crean un gradiente de presión a través de la membrana respiratoria (membrana que separa los alvéolos y los capilares sanguíneos).

Si la presión a cada lado de la membrana fuera la misma no habría intercambio de gases ni movimiento de O2 y CO2. Cuando las presiones parciales de O2 y CO2 son diferentes se produce el intercambio de gases.

Los gases se mueven desde una zona de alta concentración (alta presión) a una zona de baja concentración (baja presión). Como el aire recién inspirado en los alvéolos tiene un alto contenido de O2, éste se difunde a través de la membrana respiratoria hacia la sangre, donde la concentración de O2 es baja. Esta sangre está ahora ‘oxigenada’ y se envía a los tejidos del cuerpo para su uso, como se ve en la siguiente imagen.

La sangre que ha llegado de los tejidos del cuerpo a los alvéolos tiene un alto contenido de CO2. El CO2 de esta sangre «desoxigenada» se difunde a través de la membrana respiratoria hacia los alvéolos hasta llegar a una zona de baja concentración de CO2, y posteriormente se expulsa (se respira) desde los pulmones. Esto también puede verse en la imagen anterior.

Para que el O2 sea absorbido por la sangre, se une a la hemoglobina (Hb), que es un compuesto que se encuentra en nuestros glóbulos rojos. La sangre oxigenada (transportada por las arterias) es de color rojo intenso debido a la unión de la hemoglobina y el oxígeno. La sangre desoxigenada (transportada por las venas) es de un rojo mucho más oscuro debido a la falta de oxígeno disponible para unirse a la hemoglobina.

La sangre desoxigenada suele denominarse «azul», en contraposición al rojo oscuro. Esta referencia se utiliza principalmente para diferenciar la sangre oxigenada de la desoxigenada para ayudar a la gente a entender las diferencias y para mostrar las diferencias en los diagramas. La sangre desoxigenada no es «azul» como el cielo en un día soleado (¡por favor, no se corte para comprobarlo!) sino de un rojo muy oscuro, que puede parecer azulado cuando se ve a través de las venas superficiales del cuerpo – compruebe el color de las venas de su antebrazo o de sus manos.