Universidad Nacional Autónoma de México

Colegio de Ciencias y HumanidadesPlantel Sur

Práctica 1. Funcionamiento del aparato respiratorio humano

Grupo: 628

Equipo: 1

Autores: García de la Cruz Alexis Medina Mateos Andrea Alejandra Silva de Paz Daniel Fernando Vázquez Becerril Alba Vilchis Conde José Manuel

Actividad experimental 1. Funcionamiento del aparato respiratorio humano

Funcionamiento del aparato respiratorio humanoPreguntas generadoras:1. ¿Cuál es la función principal del aparato respiratorio humano?2. ¿Qué relación hay entre la frecuencia respiratoria y el ritmo cardiaco?3. ¿Qué relación existe entre el aparato respiratorio pulmonar del ser humano y la

respiración de las células?4. ¿De dónde proviene el C02 que se produce durante la respiración?

Planteamiento de las hipótesis: ¿Qué relación existe entre frecuencia respiratoria y ritmo cardiaco?

Nosotros podemos predecir que en esta práctica podremos ver que al aumentar el gasto de energía con la actividad física, aumentara además la frecuencia respiratoria porque el cuerpo necesitara más oxígeno para las células así como un mayor ritmo cardiaco para poder abastecer de manera adecuadas a las células de todo el cuerpo.

IntroducciónDespués que un organismo ingiere y dirige el alimento, las substancias nutritivas deben pasar por todas las células del cuerpo, esto se realiza mediante la circulación.El sistema circulatorio humano consta de un corazón con dos ventrículos (expulsan la sangre) y dos aurículas (Reciben la sangre), arterias (transportan la sangre oxigenada) y venas (transportan la sangre desoxigenada).

La sangre humana contiene cuatro tipos de leucocitos, linfocitos, plaquetas así como eritrocitos (importantes en el intercambio entre el oxígeno y el bióxido de carbono).En los vertebrados superiores, el aire, que proporciona oxígeno y elimina el bióxido de carbono, entre y sale de los pulmones. Esto se realiza gracias a los cambios de presión torácica que se inician por contracciones del diafragma y de los músculos intercostales y extracostales. Los organismos inferiores obtienen el oxígeno para vivir en una variedad de formas, entre las que se encuentran la captación mediante los integumentos húmedos.

La respiración tiene como función incorporar al organismo el oxígeno que todas las células requieren para realizar los procesos metabólicos y permite eliminar el CO2 hacia el exterior.

El aparato respiratorio humano consta de: Cavidad nasal, faringe, laringe, tráquea, bronquios, bronquiolos, pulmones y alvéolos pulmonares (Parte de intercambio).

Objetivos: Comprobar la relación que existe entre el aparato respiratorio y circulatorio a través

del registro de cambios en la frecuencia respiratoria y el ritmo cardiaco ocasionado por la exposición a una actividad física (ejercicio).

Utilizar el sensor de gas CO2 para determinar los cambios en la concentración de CO2

debidos a la respiración de un ser humano. Relacionar el mecanismo respiratorio pulmonar del ser humano con la respiración a

nivel celular. Reconocer que el dióxido de carbono desechado durante la exhalación es resultado

de la respiración individual de las células.

Procedimiento:A. Frecuencia respiratoria y ritmo cardiaco.Toma la frecuencia cardiaca de un integrante de tu equipo que debe estar en reposo. Para ello, con los dedos índice y medio localiza en la parte lateral del cuello la carótida y presiona levemente hasta sentir pulsaciones. Cuantifica cuantas pulsaciones se perciben en un minuto y registra este dato en tu cuaderno. Lo normal son 80 pulsaciones por minuto.Del mismo compañero toma ahora la frecuencia respiratoria, para hacerlo observa los movimientos de su tórax; un ascenso y un descenso del diafragma equivalen a un movimiento respiratorio. Lo normal es de 16 a 20 movimientos por minuto. Posteriormente el mismo estudiante deberá realizar 20 sentadillas, subir escaleras o ejecutar brevemente algún ejercicio, después de terminar esta actividad física se deberán realizar nuevamente las dos mediciones anteriores. Registra tus datos en un cuadro como el siguiente:

Cuantificación Antes de la actividad física Después de la actividad física

Pulsaciones / min.Frecuencia respiratoriaAscensos-descenso/ min.

Repite la operación al menos con una persona más y compara los datos registrados.

Resultados:

CuantificaciónAntes de la

actividad física

Después de la actividad física

(Baja)

Después de la actividad física

(Media)

Después de la actividad física

(Intensa)Pulsaciones / min. 69 75 123 164

Frecuencia respiratoria Ascensos-descenso/ min. 12 14 19 29

1 2 3 40

20406080

100120140160180

Gráfica: Hombre

Pulsaciones/ min+ Respiraciones/min

CuantificaciónAntes de la

actividad física

Después de la actividad física

(Baja)

Después de la actividad física

(Media)

Después de la actividad física

(Intensa)Pulsaciones / min. 76 95 136 159

Frecuencia respiratoria Ascensos-descenso/ min. 18 24 30 39

1 2 3 40

20406080

100120140160180

Gráfica: Mujer

Pulsaciones/ min Respiraciones/min

A. Frecuencia respiratoria y ritmo cardiaco. Responde los siguientes cuestionamientos:

¿Porque cuando se realiza algún ejercicio físico vigoroso se incrementa el número de inhalaciones y exhalaciones?Al necesitar mayor cantidad de energía el cuerpo, se necesita una mayor producción de la misma que se realiza gracias a la respiración, ello implica una necesidad mayor de oxígeno que se obtendrá con la inhalación.

¿Para qué debemos respirar más rápido en esta situación? Para tener más oxígeno y mayor energía en todas las células del cuerpo.

¿Qué sucede con la frecuencia cardiaca y respiratoria durante el ejercicio?Aumenta

¿Qué pasa con los niveles de oxígeno en tus pulmones durante el ejercicio?Se tiene que aumentar debido a que se necesita una mayor cantidad en el cuerpo.

¿Qué relación hay entre el aumento de la frecuencia cardiaca y el aumento de la frecuencia respiratoria durante la actividad física? Al gastar mayor cantidad de energía, la respiración aumentará para que ingrese al cuerpo dicha cantidad de oxígeno que intervendrá en la transformación química, una vez ingresado el oxígeno, se necesitará llevar a la misma velocidad a todo el cuerpo, por ello el ritmo cardiaco aumentará proporcionalmente con la respiración y así se garantiza la llegada del oxígeno a las células.

Fotos de los sujetos muestra sometidos a actividad física.

Realiza la caracterización de los conceptos: Inhalación, exhalación, pulmones, alvéolos, difusión de gases, diafragma, glóbulos rojos.Inhalación: Acción y efecto de inhalar. La inhalación es la aspiración por parte de una persona o animal de un gas, de un vapor o de una sustancia pulverizada

Exhalación: Acción y efecto de exhalar o exhalarse. En el proceso por el que el aire sale de los pulmones (espiración): movimiento respiratorio. El los mamíferos, el volumen de la cavidad torácica es reducido por la contracción de los músculos intercostales y la relajación del diafragma, por aumento de presión de los órganos abdominales: el resultado es un aumento de presión en el tórax que eleva la de los pulmones por encima de la atmosférica, y el aire sale de los pulmones hasta que la presión se iguala. El término exhalación se aplica a la emisión de un gas, vapor u olor.

Pulmones: Órganos de la respiración del hombre y de los vertebrados que viven o pueden vivir fuera del agua.

Alveolos: En los pulmones de los vertebrados, cada uno de los sacos en que terminan las últimas ramificaciones de los bronquiolos.

Difusión de gases: El movimiento espontáneo de partículas desde un área de alta concentración a un área de baja concentración. En el caso de los gases es la expansión en el medio en el que se encuentran.

Diafragma: Membrana musculosa que en el cuerpo de los mamíferos separa la cavidad torácica de la abdominal.

Glóbulos rojos: células presentes en la sangre de nuestro organismo. Su principal función es la de transportar oxígeno hacia todas las partes de nuestro cuerpo y son los elementos más numerosos que se encuentran en nuestra sangre.

Análisis de resultados:Analiza con tu equipo las gráficas que hicieron y respondan las siguientes preguntas:

¿Para qué piensas que se hizo el registro del dispositivo “control”?Para así poder tener una medida inicial de la cual tomaríamos referencia tras someter a los sujetos a pruebas físicas y ver claramente los cambios en sus frecuencias y ritmos.

¿Hubo alguna diferencia entre el registro de la respiración “en reposo” y “después de un ejercicio?Si, claramente se ve que la respiración aumento conforme a la actividad física lo hacía.

Realiza la caracterización de los conceptos: Degradación de glucosa, aire, respiración pulmonar, reacción química, energía.

Degradación de glucosa: Cuando la glucosa que llega a las células es degradada, en un proceso denominado glucólisis, con ayuda del oxígeno. Como producto de este proceso se reconvierte en agua (que eliminamos o reutilizamos) y anhídrido carbónico (que exhalamos por medio de la respiración).

Aire: Mezcla gaseosa que forma la atmósfera de la Tierra. El aire se compone principalmente de oxígeno y nitrógeno.

Respiración pulmonar: Forma de respiración de los vertebrados superiores en la cual se requieren de órganos llamados pulmones para el aprovechamiento del aire.

Reacción química: La reacción química es aquel proceso químico en el cual dos sustancias o más, denominados reactivos, por la acción de un factor energético, se convierten en otras sustancias designadas como productos.

Energía: Capacidad que tiene la materia de producir trabajo en forma de movimiento, luz, calor, etc.

Replanteamiento de las predicciones de los alumnos: Tras nuestra hipótesis planteada, la cual establecía:“Nosotros podemos predecir que en esta práctica podremos ver que al aumentar el gasto de energía con la actividad física, aumentara además la frecuencia respiratoria porque el cuerpo necesitara más oxígeno para las células así como un mayor ritmo cardiaco para poder abastecer de manera adecuadas a las células de todo el cuerpo.”

Podemos decir que nuestra hipótesis fue completa, sin embargo omitimos algunos detalles sobre en qué proporción creeríamos que aumentaría el ritmo y la frecuencia, así como el establecer la existencia de un límite en el cuerpo humano que lleva a la fatiga.

Conceptos clave: Ritmo cardiaco

El ritmo o la regularidad con que ocurren los latidos del corazón, normalmente son dos ruidos y deben ser rítmicos y regulares, ocurriendo de 60 a 100 veces en un minuto, esto último es lo que se denomina frecuencia cardiaca. Los latidos cardíacos tienen como finalidad impulsar la sangre a través del sistema circulatorio, esto origina ondas en las arterias que son percibidas al ser palpadas mediante impulsos conocidos como pulso.

Cavidad torácica

Conjunto de los huesos que contienen las vértebras dorsales, las costillas y el esternón, que contiene el corazón y los pulmones.

Centro respiratorioUbicado en el bulbo raquídeo, manda impulsos (a través de fibras nerviosas) a los músculos intercostales y al diafragma, produciendo su contracción rítmica. Cuando, en cada inspiración, los pulmones se han expandido, las terminaciones nerviosas fijas en los músculos lisos de los conductos pulmonares son estimuladas y envían impulsos nerviosos al centro respiratorio

Frecuencia respiratoriaEs la cantidad de respiraciones que una persona hace por minuto. La frecuencia se mide por lo general cuando una persona está en reposo y consiste simplemente en contar la cantidad de respiraciones durante un minuto cada vez que se eleva el pecho. La frecuencia respiratoria puede aumentar con la fiebre, las enfermedades y otras afecciones médicas. Cuando se miden las respiraciones, es importante tener en cuenta también si la persona tiene dificultades para respirar.La frecuencia respiratoria normal de un adulto que esté en reposo oscila entre 12 y 16 respiraciones por minuto.

Ciclo respiratorioEl proceso respiratorio pulmonar se desarrolla de manera secuencial y cíclica, mediante el llenado de aire o inspiración y su vaciado o espiración. En cada ciclo respiratorio normal o basal se distinguen, por lo tanto, dos fases debidas a la expansión y retracción de la caja torácica mediante contracción muscular. El desplazamiento de la pared torácica arrastra los pulmones, de tal forma, que al aumentar o disminuir el volumen de la cavidad torácica se producirá un cambio en el mismo sentido en el volumen pulmonar.

Sensor El sensor es un dispositivo el cual está capacitado para detectar acciones o estímulos externos y responder en consecuencia. Estos aparatos pueden transformar las magnitudes físicas o químicas en magnitudes eléctricas

Relaciones. Con esta sencilla actividad los alumnos podrán comenzar a relacionar el proceso respiratorio con la liberación de la energía que se requiere para realizar cualquier actividad o trabajo. Además se da apertura a la concepción de la respiración como un proceso que se realiza a nivel celular. Por otro lado involucra a los alumnos en el uso de equipos poco convencionales para comprender fenómenos biológicos y les permite aplicar conocimientos de otras disciplinas para interpretar los resultados que obtuvieron del monitoreo.

Conclusiones: Con esta práctica, podemos concluir que existe una relación proporcional entre la respiración y el sistema circulatoria ya que, la respiración se encargará de proporcionar el oxígeno necesario para que el organismo lleve a cabo sus funciones, sin embargo, para que dicho oxígeno pueda llegar a todas las células, es necesaria la distribución del mismo a través del sistema circulatorio.

Fuentes:Programa del curso de Biología III PAPIME UNAM Fundamentos de zoología. Boolotianwww.rae.eshttp://www.biologia.edu.ar/glosario/glosa.htm#Ehttp://www.wordreference.com/definicion/alveolohttp://www.wordreference.com/definicion/diafragmahttp://www.definicionabc.com/salud/globulos-rojos.php http://www.definicionabc.com/ciencia/reaccion-quimica.phphttp://www.biopsicologia.net/el-proyecto/n3-participacion-plastica-y-funcional/122-61-glucosahttp://www.wordreference.com/definicion/energia