SISTEMA RESPIRATORIO - Colegio Humberstone

SISTEMA RESPIRATORIO
Guía de Estudio para I Medios
Significado Biológico de la Respiración
La energía como capacidad de efectuar trabajo requerida por los seres vivos (plantas y animales)
es obtenida a partir de la oxidación biológica (transferir hidrogeno o su electrón desde dadores
hasta aceptores de él)
Al hablar de respiración y su relación con la vida, debemos referirnos a los procesos a través de
los cuales los seres vivos utilizan el oxigeno, convierten la energía de los nutrientes en otras de
valor biológico como el ATP, producir como residuo CO2. Esto exige del animal o vegetal la
existencia en su organismo de mecanismos (simples o complejos) de obtención de oxigeno y
eliminación de CO2.
El paramecio, la hidra y otros seres acuáticos presentan un sistema simplificado: el oxigeno
disuelto en le agua difunde hacia el interior de ellos y, en sentido opuesto, viaja el CO2
(respiración directa). Otros, en cambio (reptiles, crustáceos, aves, mamíferos) desarrollan
sistemas más sofisticados, constituidos de tejidos y destinados a esta función, los que se
relacionan íntimamente con un flujo sanguíneo el cual conduce el oxigeno hasta las células y lo
cambia por CO2 (respiración indirecta).en ella distinguimos: la respiración externa, paso de
gases de el exterior a la sangre circulante teniendo un intermediario (pulmón) y respiración
interna o tisular, que es el intercambio de gases entre la sangre y las células.
En los vertebrados, con excepción de los peces, el pulmón es el encargado del intercambio de
gases entre el organismo y el ambiente, y la Hb (hemoglobina) es la responsable del transportar
esos gases hacia las células o hasta los pulmones.
Sistema respiratorio humano: está formado por un conjunto de conductos ubicados en
la cabeza, el cuello y el tórax, y los órganos respiratorios o pulmones donde ocurre el
intercambio de gases entre el organismo y el medio ambiente.
El proceso respiratorio comprende 3 etapas:
a) ventilación pulmonar: que es la entrada y salida de aire desde y hacia los
pulmones.
b) Intercambio de gases, que es el intercambio de gases entre los pulmones y la
sangre, y la sangre y el interior de las células
c) Respiración celular, el proceso de utilización del oxígeno para la degradación
de los nutrientes y de producción del dióxido de carbono en la célula de manera
que proporcione la energía necesaria para mantener las funciones vitales del
organismo.
El Sistema Respiratorio es el sistema de
nuestro cuerpo que lleva el aire (oxígeno)
que respiramos hacia nuestro interior
para hacer posible el crecimiento y la
actividad. Es un proceso involuntario y
automático, en que se extrae el oxigeno
del aire inspirado y se expulsan los gases
de desecho con el aire espirado.
El sistema respiratorio se divide en dos
sectores:
1.
Las vías respiratorias altas o
superiores- la nariz, la boca (que
también forma parte del sistema
gastrointestinal) y la faringe.
2. Las vías respiratorias bajas o
inferiores- la laringe, la tráquea, los bronquios y los pulmones los cuales son los órganos
propios del aparato respiratorio.
La ventilación pulmonar
El aire que entra y sale de los pulmones atraviesa las vías respiratorias superiores y el aparato
bronco pulmonar para alcanzar las o alvéolos o formadores saculares ubicadas en los extremos
de los bronquiolos, rodeados de capilares sanguíneos, donde se realiza el intercambio gaseoso.
Las características y funciones de estas estructuras son:
Nariz o cavidad nasal: Constituye una vía de paso del aire y colaboran, además, en el
calentamiento, humedecimiento y limpieza del gas. La cavidad nasal está divida por un tabique
central en dos fosas nasales y presenta varias proyecciones llamadas cornetes que aumentan su
superficie. Está tapizada internamente por una membrana mucosa, muy irrigada de vasos
sanguíneos. Esta vascularización es mayor en la parte anterior de la mucosa (pituitaria roja) ,
cuya función es entibiar el aire que ingresa a las fosas nasales. y menor en la posterior, en
la que abundan terminaciones nerviosas, que es de color amarillo (pituitaria amarilla), se
perciben los olores. La mucosa nasal es la superficie interna de la nariz; un tejido
epitelial de revestimiento de glándulas productoras de mucus que detienen el polvo y los
agentes extraños.
La región interna de la nariz se une a los senos paranasales; unas cavidades
óseas llenas de aire. Estas cavidades actúan como caja de resonancia en la función
de hablar.
Las fosas nasales se comunican con el exterior por los orificios nasales y con el
interior, por otros orificios llamados coanas.
Faringe: Conducto que mide 13 cm. de longitud. Se comunica con fosas nasales a
través de las coanas. La faringe se divide en tres porciones: nasofaringe, bucofaringe
Laringofaringe. Tubo de paredes con fibras musculares, conectado con la porción
posterior de las fosas nasales y situado en forma paralela a las vértebras cervicales. En ella
se entrecruzan las vías digestivas y respiratorias, las cuales se separan por la acción de la
epiglotis, especie de válvula que funciona en forma refleja. También está conectado con le
oído a través de la Trompa de Eustaquio.
Laringe o caja de la voz: Está formada de anillos cartilaginosos, músculos y tejido fibroso.
Une la faringe con la tráquea y contiene las cuerdas vocales (repliegues de epitelio que vibran al
pasar el aire por ellos)
Tráquea: Tubo que mide alrededor de 12 cm. de largo por unos 2,5 cm. de diámetro, ubicado
delante del esófago y constituido por anillos cartilaginosos que permiten su abertura
permanente, especialmente durante la inspiración, cuando la presión del aire dentro de la
tráquea es menor a la atmosférica (lo
que ocasión su cierre). Posee cierta
elasticidad, facilitando su adaptación
a los cambios de postura y a la
presión ejercida por los alimentos
durante la deglución. Internamente
está revestido de mucosa que filtra el
aire y mantiene la humedad de éste.
Bronquios: Son dos ramificaciones
de la tráquea a nivel de la primera
costilla, cada una de las cuales se dirige a un pulmón, penetrándolos por la zona central del
hilio. En el interior de los pulmones, de cada bronquio se subdivide en bronquíolos y éstos en
conductos más finos, hasta constituir los alvéolos, sacos de 0,2 mm. de diámetro. De paredes
delgadas, formados de células epiteliales planas y rodeadas de capilares y tejido conectivo
elástico. Los pulmones contienen aproximadamente 300 millones de alvéolos, que desplegados
ocuparían una superficie de 93 metros cuadrados aproximadamente, unas 40 veces la extensión
de la piel. Es a través de la paredes de los sacos alveolares que las moléculas de O 2 y CO2
difunden desde los pulmones al flujo sanguíneo y viceversa.
Pulmones: Son dos masas de forma
piramidal formados por tejido esponjoso
elástico, situados en la cavidad torácica,
limitados por la columna vertebral, las
costilla s, el esternón y el diafragma: El
peso
de
ambos
pulmones
es,
aproximadamente, 1200 gramos: el
pulmón izquierdo es de menor tamaño que
le derecho. El primero está formado de
dos lóbulos (presenta una escotadura que
alberga al corazón); el segundo posee tres
lóbulos. Cada pulmón está envuelto por
una membrana serosa doble llamada
pleura. La parte de la membrana en
contacto con los pulmones es la pleura
visceral y la aplicada a cavidad torácica,
pleura parietal. El espacio que queda entre
ambas pleuras se denominada cavidad pleural y posee un líquido lubricante y purificador
(contiene glóbulos blancos y macrófagos) secretado por las pleuras. Al inflamarse estas
membranas, provoca el aumento del a cantidad de líquido y dolor al respirar: es la enfermedad
conocida como pleuresía o pleuritis.
Cada lóbulo pulmonar recibe una rama de los bronquios acompañada de una rama de la arteria
pulmonar. Están formados de numeroso lobulillos (unidad estructural del pulmón, de forma
piramidal con la base dirigida a la cara externa del pulmón y el vértice, hacia el hilio de éste)
Como anexo de este aparato se considera al diafragma. Es una hoja muscular en forma de
bóveda que separa el tórax del abdomen. Está inervado por los nervios frenéticos que nacen del
tercer, cuarto y quinto pares de ostillas cervicales. Es el principal músculo respiratorio.
Mecánica Respiratoria
La ventilación pulmonar (entrada y salida de aire
de los pulmones) se consigue a través de dos
movimientos: el de inspiración (entrada de aire)
y espiración (salida del aire). Todo esto es
posible debido la hermetismo de la caja torácica
y a la presencia de determinados músculos.
La inspiración se consigue la aumentar el
volumen de la cavidad torácica por contracción
de los músculos intercostales (que determinan el
arrastre de las terminaciones anteriores de las costillas hacia fuera y arriba) y el diafragma, que
se aplana. El aumento de volumen determina descenso de presión en los pulmones con respecto
al a presión atmosférica, posibilitando la entrada del aire a las vías respiratorias.
En la espiración, se relajan los músculos intercostales, las costillas vuelven a su lugar y el
diafragma recupera su forma determinado la disminución de volumen de la cavidad torácica, la
contracción de los pulmones, el aumento de la presión y al expulsión del aire.
La cantidad de aire respirado se estima e una cifra cercana a 500 ml. la que se combina con la
reserva de 2,5 litros existente en los pulmones. Se denomina capacidad vital a la totalidad de
aire que puede entrar o salir de los pulmones.
Composición del aire atmosférico y el aire alveolar en porcentaje
Aire atmosférico
Aire alveolar
Nitrógeno
79,0
75,3
Oxígeno
20,96
13,2
Anhídrido Carbónico
0,04
5,3
Variable
6,2
Vapor de agua
Volúmenes pulmonares
Cuando una persona respira, ingresa a su organismo cierta cantidad o volumen de aire. Se ha
calculado que en reposo se inspiran y espiran unos 500ml de aire, el llamado volumen de
ventilación pulmonar.
De los 500ml de aire que ingresa a las vías respiratorias. Sólo el 70% ( 350ml) llega hasta los
alvéolos pulmonares para ser utilizado. La cantidad de aire que queda sin utilizar recibe el
nombre de volumen de aire muerto que ocupa espacio en los qe no se hace intercambio
gaseoso.
Si una persona, al final de una espiración normal, realiza una inspiración profunda, introducirá a
sus pulmones entre 1500ml y 2000ml más de aire. Este volumen se llama volumen de reserva
inspiratoria.
Los pulmones nunca se vacían totalmente de aire, ni siquiera en la espiración más esforzada.
Siempre permanecerá cierto volumen de aire, que corresponde al volumen de reserva
espiratoria, cuyo valor es alrededor de los 1200ml. Aún así, todavía permanece aire en los
alvéolos debido a que la diferencia de presiones los mantienen levemente hinchados. Este
corresponde al volumen residual y tiene un valor aproximado de 1200ml.
La capacidad de mantener cierto volumen de aire residual se debe a que la presión intrapleural
normal es más baja que la presión atmosférica. Es así que cuando la presión intrapleural normal
sufre variaciones puede ocurrir un colapso total o parcial del pulmón o atelactasia pulmonar.
La totalidad del aire que un individuo inspira durante un minuto se llama volumen de
respiración por minuto, y se calcula multiplicando el volumen de ventilación pulmonar por la
frecuencia respiratoria normal por minuto. La frecuencia respiratoria de una persona adulta sana
y en reposo es de aproximadamente 12 respiraciones por minuto.
Ventilación pulmonar x frecuencia respiratoria= volumen de respiración por minuto
500ml
x
12 respiraciones/min= 6000 ml/min
Para cada individuo adulto normal, el volumen de respiración por minuto es de 6000ml/min
Intercambio de gases en los pulmones
Este ocurre a través de las paredes de los alvéolos y los capilares que los rodean: el O2 pasa por
difusión de los primeros a los segundos, y el co2 realiza el movimiento en sentido contrario. La
hemoglobina es la encargada de trasportar ambos gases.
Transporte de los gases respiratorios.
El transporte de los gases respiratorios en el organismo se realiza a través de la sangre gracias
a la hemoglobina presente en glóbulos rojos, compuesto formado por hierro y una proteína.
La mayor parte del oxígeno se combina con la hemoglobina formando un nuevo compuesto
llamado oxihemoglobina, de acuerdo a la siguiente ecuación:
Hb +
O2
HbO2
Cuando la hemoglobina se convierte por completo en oxihemoglobina se dice que está
saturada.
El dióxido de carbono es transportado por diversas formas por la sangre. Alrededor del 7% se
encuentra disuelto en el plasma y otro 23% se combina con la hemoglobina formando un
compuesto formando un compuesto llamado carbominohemoglobina, de acuerdo a la siguiente
ecuacione:
Hb
+
CO2
HbCO2
El 70% restante es transportado por el plasma como iones bicarbonatos. El dióxido de carbono,
al combinarse con el agua presente en el plasma, da origen al ácido carbónico, que al mismo
tiempo se disocia en el ión hidrógeno o hidrogenión (H +) y el ión bicarbonato (HCO3- )
CO2
+
H2O
H2CO3
H+ +
HCO3-
Regulación del a respiración
Los músculos que participan en los movimientos respiratorios están regulados por células
especiales del bulbo raquídeo y protuberancia (centro respiratorio) que envían impulsos
nerviosos al diafragma (nervios frenéticos) y a los músculos intercostales. Se conjetura la
existencia de cuatro centros en cada lado: dos bulbares (inspirador, espiratorio) y dos
protuberanciales (apnéusico y neumatáxico, de carácter inhibidor). También interviene el nervio
vago como inhibidor del centro respiratorio.
Existen diversas formas de regulación nerviosa, por ejemplo, el dolor agudo provoca
aceleración refleja de la respiración, algunos receptores de la faringe y laringe determinan
inhibición; el aumento de CO2 en la sangre también estimula, como el que realiza el seno
carotídeo, etc.
Algunas enfermedades del Aparato Respiratorio
Faringitis: Es la inflamación de a faringe causada por la bacteria estreptococo o por un virus
que ha facilitado e ingreso de la bacteria. Se reconoce por un dolor de garganta característico y
a dificulta para tragar
Bronquitis: Inflamación de los bronquios. Las partículas de polvo, las bacterias, los virus o
gases como los oxido de azufre, irritan las células que producen el mucus y se inicia la típica
ronquera y l expectoración que dificulta respirar bien
Neumonía: conjunto de infecciones que inflaman el tejido del pulmón, la infección es causada
por bacterias o virus. En los pulmones inflamados se reduce el espacio de ventilación por la
acumulación de líquido en su interior, haciendo difícil la respiración.
Asma: Se caracteriza por ventilación corta, dificultosa y con tos. El ataque de asma es
provocado por una sustancia presente en le aire o en lo alimentos, que causa un estrechamiento
rápido del árbol bronquial. Hay también un aumento de secreciones de mucus en lo conductos.
Efisema pulmonar: Enfermedad causada por minúsculas lesiones de los sacos alveolares.
Como consecuencia, al ventilación pulmonar disminuye gravemente, hay un jadeo que hace
difícil respirar ya que el tejido pulmonar pierde su elasticidad.