Trminos clave

Alveolo: sacos diminutos donde ocurre el intercambio de gases

Branquia: son las estructuras respiratorias de muchos animales acuticos.

Bronquios: son dos ramificaciones grandes que desembocan en los pulmones.

Bronquiolo: tubos pequeos en los que se ramifican los bronquios, miden aproximadamente un mm de dimetro.

Centro respiratorio: se localiza en la mdula y se encarga de originar los impulsos de las clulas nerviosas.

Cuerdas vocales: bandas de tejido elstico controladas por msculos.

Diafragma: lmina muscular que tiene la forma de domo hacia arriba cuando est relajado.

Epiglotis: estructura sostenida por cartlago.

Espirculo: aberturas localizadas a los largo de cada costado del cuerpo de los insectos.

Exhalacin: es cuando el aire sale de los pulmones.

Faringe: forma parte de la parte conductora del sistema respiratorio, compartida con el tubo digestivo.

Flujo masivo: los lquidos o gases se mueven en volumen a travs de espacios relativamente extensos, desde reas de mayor presin hasta reas de menor presin.

Hemoglobina: protena que da color a los glbulos rojos.

Inhalacin: cuando el aire entra en los pulmones.

Intercambio a contracorriente: para intercambiar gases con agua.

Laringe: o caja de voz, es donde se producen los sonidos.

Maniobra de Heimlich: si una persona presenta dificultades para respirar por motivo de tener un objeto atorado, esta maniobra es muy efectiva y ha salvado muchas vidas.

Membrana respiratoria: a travs de ella se extienden los gases.

Parte conductora: transporta aire a los pulmones.

Parte de intercambio de gases: los alveolos son el lugar donde ocurre el intercambio de gases.

Pulmn: son cmaras que contienen superficies respiratorias hmedas protegidas en el cuerpo.

Respiracin: es el proceso que proporciona energa a las clulas.

Trquea: tubo flexible cuyas paredes se encuentran reforzadas con bandas semicirculares de cartlago duro.

Trqueas: tubos de aire con ramificaciones elaboradas reforzadas con quitina.

Razonamiento de conceptos:

1 Qu porcin de la parte conductora del sistema respiratorio es compartida con el tracto digestivo? FARINGE Qu estructura normalmente evita que la comida entre a la laringe? EPIGLOTIS Luego de pasar por la laringe, el aire viaja en secuencia a travs de TRQUEA, BRONQUIOS y BRONQUIOLOS, despus de lo cual entra en la parte donde se realiza el intercambio de gases del sistema respiratorio, que ocurre en LOS ALVEOLOS.

2. En los pulmones, el oxgeno se difunde a los vasos sanguneos conocidos como CAPILARES. La mayor parte del oxgeno en la sangre es transportado por una protena llamada HEMOGLOBINA. La mayor parte del dixido de carbono en la sangre es transportado en forma de iones BICARBONATO. Las clulas requieren de oxgeno y liberan dixido de carbono porque generan energa mediante el proceso de RESPIRACIN.

3. La membrana respiratoria se encuentra en los ALVEOLOS. Dicha membrana consta de la pared de un(a) CLULA EPITELEAL y la pared de un(a) CLULA ENDOTELIAL., unidas por tejido conectivo. El interior de la membrana respiratoria est revestido con un lquido que contiene SURFACTANTE O TENSOACTIVO.

4. El aire es inhalado cuando el PULMN y los msculos de las costillas se contraen, haciendo que la cavidad torcica SE AGRANDE. En contraste, la exhalacin es un proceso de EXPULSIN, provocado por las clulas y permite que estos msculos SE RELAJEN. La respiracin es impulsada por las neuronas de la ------------- localizadas en el ----- del cerebro. La frecuencia respiratoria disminuye cuando los receptores detectan un exceso de OXGENO en la sangre.

5. Menciona tres enfermedades que se presentan con mayor frecuencia en los fumadores: ENFISEMA, BRONQUITIS CRNICA y TOS DEL FUMADOR. Menciona tres trastornos (empeorados por el tabaquismo pasivo) que son mucho ms frecuentes hijos de fumadores que en hijos de no fumadores: ASMA, CNCER DE PULMN y ALERGIAS.

Preguntas de repaso

1.

1.1 Aqu los dos fluidos se mueven en sentidos opuestos, lo que permite que el sistema pueda mantener ungradientecasi constante entre ellos a lo largo de la ruta de movimiento. A medida que la ruta de flujo sea ms larga y que la velocidad del movimiento de los fluidos sea ms lenta, la tasa de transferencia ser mayor, sin embargo esto se debe a que los dos fluidos son "iguales" en algn sentido. Por ejemplo, si tenemos en cuenta la transferencia de masa de una cierta cantidad desolutopor una cantidad determinada (en volumen o masa) desolvente, la velocidad de ladisolucindebe ser la misma en las dos corrientes. En el caso detransferencia de calor, el producto delcalor especfico(el promedio en el rango de temperatura involucrado) y el flujo de masa, tambin deben ser iguales. Si los dos fluidos no son los mismos, por ejemplo si el calor est siendo transferido del agua al aire o vice-versa, entonces la conservacin de la masa o energa requiere que las corrientes vayan con concentraciones o temperaturas diferentes a las indicadas en la figura.

1.2 El intercambio por contracorriente es extensivamente usado en sistemas biolgicos, para una amplia variedad de propsitos. Un claro ejemplo son lospeces, que usan este sistema en susbranquiaspara transferir el oxgeno del agua circundante a su sangre.

2.

Los mamferos como elementos caractersticos de su respiracin pulmonar presentan los alveolos que es el lugar en donde se produce el intercambio de gases con la sangre y el diafragma que separa la cavidad torcica de la cavidad abdominal y que sirve para realizar los movimientos respiratorios con el objetivo de introducir el aire en los pulmones o expulsarlos.

3. Larespiracin cutneaes propia de losanlidos,anfibios(en combinacin en estos dos casos con otro tipo de respiracin) y de ciertosequinodermos.

En este tipo de respiracin hay que distinguir eltegumentocorporal, que configura la estructura respiratoria, y la piel, a travs de la cual se realiza el intercambio gaseoso, la cual debe ser muy fina, hmeda y estar bien irrigada por el medio interno del animal.

El intercambio gaseosose realiza a travs de laepidermis, siempre y cuando lacutculaexterna est hmeda; algo que se consigue porque estn intercaladas entre lasclulascbicas delepitelio(de una sola capa), hay clulas glandulares.

Los animales que respiran por la piel o por tegumento viven en el medio acutico o en lugares muy hmedos, ya que solo en estos ambientes es eficaz. Poseen este tipo de respiracin las lombrices de tierra; medusas y anmonas; los sapos y las ranas.

Los anfibios, cuando se encuentran en estado larvario, respiran en el interior del agua a travs debranquias; cuando sufren su metamorfosis para entrar en la edad adulta, pierden esas branquias y desarrollan unos pulmones para poder respirar en tierra. Poseen una epidermis muy fina y unadermisbien vascularizada para poder transportar eloxgenoa todo el cuerpo a travs de lasangre.

La respiracin cutnea junto a la branquial, traqueal y pulmonar, uno de los cuatro tipos de respiracin que pueden presentar los animales. Consiste en realizar el intercambio gaseoso a travs de la piel o de ciertas reas como la cavidad bucal o en cavidades internas que, repletas de agua, constituyen los llamados pulmones acuticos de holoturias y ciertos moluscos gasterpodos.

4.

La respiracin no podra producirse sin la ayuda del sistema respiratorio, que incluye nariz, garganta, laringe, trquea y pulmones. Cada vez que respiramos, tomamos aire rico en oxgeno por la nariz y la boca, y los pulmones se llenan y se vacan. Y aunque el aire que respiramos est sucio o contaminado, nuestro sistema respiratorio puede defenderse de las sustancias y organismos extraos que penetran por la nariz y la boca. Los contaminantes se exhalan de nuevo, se tosen, se tragan, salen por los intestinos o son destruidos por los jugos gstricos o devorados por los macrfagos, un tipo de celula de la sangre que recorre el cuerpo buscando grmenes para destruirlos. En la parte superior del sistema respiratorio, losorificios nasales(tambin denominadosnarinas) toman el aire, llevandolo a la nariz, donde el mismo se entibia y humidifica. Los pequeos vellos, denominados cilios, protegen los conductos nasales y otras partes del tracto respiratorio, filtrando el polvo y otras partculas que entran a la nariz a travs del aire que respiramos.

5.

Inspiracin

La inspiracin o inhalacin es el proceso por el cual entra aire, que contiene el oxgeno desde un medio exterior hacia el interior de los pulmones. La comunicacin de los pulmones con el exterior se realiza por medio de las vas areas superiores (trquea, laringe, faringe, cavidades nasal y bucal).

Este proceso es realizado con la intervencin del diafragma y la ampliacin del trax con la contribucin de los msculos intercostales externos, esternocleidomastoideos, serratos anteriores y escalenos en la respiracin forzada.

Este proceso se lleva a cabo gracias a la diferencia de presiones tales como la presin pleural (presin del lquido interpleural), alveolar (presin del aire ubicado en el interior de los alveolos) y transpulmonar (diferente presin existente entre el interior y exterior de los pulmones).

Biomecnica de la inspiracin

Para inspirar, es necesario que se produzca una contraccin del diafragma; para ello, toma punto fijo su insercin en el reborde costal, y produce un descenso del centro frnico(aumenta as el dimetro vertical del trax). Este descenso llega a su fin, cuando el centro frnico se encuentra con la resistencia de las vsceras abdominales. Por tanto, el diagragma toma punto fijo el centro frnico, y eleva las costillas inferiores y superiores gracias al esternn (aumenta as el dimetro transversal del trax). Durante el proceso de la inspiracin, la tensin de los msculos abdominales decrece, mientras que la tensin del diafragma aumenta. Esto es lo que se llama relacin de antagonismo-sinergia entre el diafragma y los msculos abdominales.

En resumen, durante la inspiracin, aumenta la capacidad torcica de la siguiente manera:

Dimetro vertical: aumenta por el descenso del diafragma.

Dimetro transversal: aumenta por una elevacin de las costillas inferiores.

Dimetro anteroposterior: aumenta por una elevacin de las costillas superiores mediante el esternn.

Espiracin

La exhalacin o espiracin es el fenmeno opuesto a lainspiracin, durante el cual el aire sale de los pulmones eliminando el dixido de carbono. Es una fase pasiva de la respiracin, porque el trax se retrae y disminuyen todos sus dimetros por su propiedad fsica de elasticidad, sin intervencin de la contraccin muscular, volviendo a recobrar eltraxsu forma primitiva. Los msculos puestos en juego, al dilatarse el trax, se relajan en esta fase; las costillas vuelven a su posicin inicial as como el diafragma.

Biomecnica de la espiracinDurante la fase de espiracin, los dos msculos principales que intervienen son el diafragma y los msculos abdominales. En un primer momento, lo que hacen es disminuir los dimetros anteroposterior y transversal del trax de forma simultanea, debido a la relajacin del diafragma y a la contraccin de los msculos abdominales, que hacen que descienda el orificio inferior del trax.

Como consecuencia de esto, existe un aumento en la presin intraabdominal, lo que disminuye el dimetro vertical del trax, ya que los msculos nombrados provocan un desplazamiento ascendente de las vsceras, que a su vez provoca una elevacin del centro frnico, cerrndose los fondos de saco pleurales. Por ello, se dice que los msculos abdominales son antagonistas del diafragma, debido a que provocan la disminucin simultnea de los tres dimetros del trax, mientras que el diafragma provoca su aumento simultneo.

En resumen, durante la espiracin, lo que ocurre es una disminucin de la capacidad torcica, como consecuencia de la disminucin ya citada de los siguientes dimetros:

Dimetro vertical: disminuye debido al ascenso del centro frnico.

Dimetro trasverso: disminuye debido al descenso de las costillas inferiores.

Dimetro anteroposterior: disminuye debido al descenso de las costillas superiores a travs del esternn.

Por tanto, durante el proceso de la espiracin, aumenta la tensin en los msculos abdominales, mientras que en el diafragma disminuye. Esto nos da la razn de lo anteriormente dicho, que entre estos msculos existe un equilibrio dinmico, de tal forma que cuando se desplaza uno de ellos en un sentido, el otro se desplazar en el contrario.

De los dos la exhalacin es el activo.

6.

Efectos del tabaco

El tabaco es un estimulante el sistema nervioso central que, sin embargo, en los adictos produce relajacin. El hbito de fumar aumenta la tolerancia (se aguanta ms), con lo que los efectos agudos (mareos, vmitos, sudoracin), se notan cada vez menos.

A largo plazo, el tabaco afecta principalmente a los sistemas bronco pulmonar y cardiovascular. Las estadsticas sealan que el tabaco es la principal causa de cncer de pulmn, aunque por supuesto existen otras causas, como la contaminacin industrial.El tabaco tambin se asocia con los cnceres de boca y del tracto respiratorio, sin olvidar que otras enfermedades respiratorias (bronquitis, enfisema...) inciden ms en los fumadores que en los que no lo son, especialmente cuando ambos estn expuestos a la contaminacin industrial o urbana.

Existen muchos datos que indican que el fumador es ms propenso a sufrir otro tipo de dolencias, como lceras de estmago, enfermedades cardacas y de los vasos sanguneos y que, por si esto fuera poco, tiene menos inmunidad a las infecciones que los que no fuman.La evidencia de que fumar es uno de los principales riesgos para la salud es aplastante. Hasta tal punto es as que, segn el Real Colegio Britnico de Mdicos, cada cigarrillo acorta la vida del fumador en ms de 5 minutos.

8.

Hematosis

Lahematosis(del griego [aimtosis], cambio en sangre)1es el proceso de intercambio gaseoso entre elambiente exteriory lasangrede unanimal, cuya finalidad es la fijacin deoxgeno(O2) y la eliminacin dedixido de carbono(CO2) durante larespiracin.2En todos los organismos se produce pordifusin simple, es decir, a favor del gradiente depresin parcialy sin gastoenergtico.3Por ello la presin parcial del oxgeno en el ambiente exterior es determinante en el proceso, y el organismo responde de diversas maneras a las variaciones de esta magnitud.

9.

Losalvolos pulmonaresson los divertculos terminales del rbolbronquial, en los que tiene lugar el intercambio gaseosoentre el aire inspirado y lasangre.

Cadapulmnadulto suman unos 150 millones de alvolos. Si los estirsemos ocuparan alrededor de unos 75 metros cuadrados.

Pulmonar

En losmamferosla hematosis se produce en la barreraalvolo-capilar, y en el resto de los animalespulmonadosen sus estructuras equivalentes (sacos pulmonaresengasterpodos,peces pulmonadosyurodelos;faveolosen losanuros;septosen losreptilesyparabronquiosen lasaves).

El oxgenoinspiradofluye de los alvolos o estructuras equivalentes en que se encuentra en alta presin parcial a la sangre desoxigenada y de baja presin parcial para ser llevado a lasclulas, que lo necesitan para obtener energa (respiracin celular aerbica). Por otra parte, el CO2se obtiene como desecho del metabolismo celular y se concentra en elplasma sanguneoen forma debicarbonato(HCO3-) hasta llegar a lospulmones, donde se difunde en sentido contrario a los alvolos o estructuras equivalentes para ser eliminado mediante laexhalacin.

La efectividad de la hematosis est fuertemente ligada tambin a lo que se conoce comorelacin ventilacin perfusin, esto es la relacin entre el volumen de aire que circula por los pulmones y la cantidad de sangre que circula por los capilares pulmonares. Esta relacin se altera en determinadas enfermedades y tambin por los cambios de posicin corporal, lo cual explica por qu algunas enfermedades respiratorias se agravan al colocar al paciente endecbito supino(recostado sobre la espalda) y mejoran al colocar al paciente en posicin sentado.