1. Practica #1 Funcionamiento delAparato RespiratorioHumano
Preguntasgeneradoras:
1. ¿Cuál esla funciónprincipal del aparatorespiratoriohumano?
Su funcióneslade abastecerde oxígenoal organismo,principalmenteal cerebro,mediante la
incorporaciónde aire ricoen oxígenoyla expulsiónde aire enrarecidoporel anhídridocarbónico.
2. ¿Qué relaciónhayentre la frecuenciarespiratoriayel ritmocardiaco?
La frecuenciarespiratoriase define comolasvecesque se respira(ciclode respiración:se contraen
y se expandenlospulmones)porunidadde tiempo,normalmente enrespiracionesporminuto.
El ritmocardiaco sonloslatidosdel corazón,medidosenpulsosporminutoyesunindicadorde la
condiciónfísicaconfiable yfácil de medir.Conel podemossaberel nivel de esfuerzoennuestro
ejercicio.
3. ¿Qué relaciónexiste entre el aparatorespiratoriopulmonardel serhumanoylarespiraciónde
lascélulas?
Que la respiraciónde lascélulasindividualesdepende de losmecanismos empleadosparahacer
llegarel oxígenohastaellasyde la eliminacióndel dióxidode carbonoque se produce durante su
actividadrespiratoria.Eneste sentidolospulmonesjueganunpapel relevante enel proceso
respiratoriode lossereshumanosyaque se encargande removercontinuamentelosgasesque se
introducenodesechandurante estafunción.
4. ¿De dónde proviene el C02que se produce durante larespiración?
Se produce enlas célulasdurante ladegradaciónde laglucosa.
Hipótesis.
Cuandose haga ejercicio,larespiraciónvaaacelerarigual que el pulsocardiaco.
En reposola pulsaciónvaa sernormal y a medidaque laactividadaumente,el pulsoyla
respiraciónse aceleraránhastaciertopuntoyya en reposose va a estabilizarporel procesode
homeostasis.El pulsode lamujerse acelerarámásrápido.
2. Objetivos.
Comprobarla relaciónque existeentre el aparatorespiratorioycirculatorioatravésdel
registrode cambiosenla frecuenciarespiratoriayel ritmocardiacoocasionadoporla exposicióna
una actividadfísica(ejercicio).
Utilizarel sensorde gas CO2 para determinarloscambiosenlaconcentraciónde CO2 debidosala
respiraciónde unserhumano.
Relacionarel mecanismorespiratoriopulmonardel serhumanoconlarespiraciónanivel
celular.
Reconocerque el dióxidode carbonodesechadodurante laexhalaciónesresultadode la
respiraciónindividual de lascélulas.
Introducción
El procesode respiraciónconsiste de unprocesode dostiempos;inhalación (entradade aire,
oxígeno) yexhalación(salidade aire,bióxidode carbono).Este procesodepende engranmanera
del trabajodel diafragma.Durante lainhalaciónse contraenlosmúsculosque levantanlascostillas
a la vezque se contrae el diafragma.En los alvéolosque estándentrode lospulmones,se produce
la fase principal del procesode respiración,lasangre intercambiabióxidode carbonoporel
oxígenoque entracuandoinhalamos.
El SistemaRespiratorioesel sistemaresponsable de distribuirel oxígenoque se encuentraenel
aire a los diferentestejidosde nuestrocuerpoyde eliminarel bióxidode carbono(CO2).Esta
funciónprincipal de este sistemaocurre de lasiguientemanera:
1. La sangre retirael bióxidode carbonode lostejidosylosllevaalosalvéolospulmonares,donde
a travésde laexhalaciónse eliminade nuestrocuerpo.
2. A la vezque se eliminael bióxidode carbono,lasangre “recoge”el oxígenoparaser distribuido
entodo nuestrocuerpo.
El primerórganoque recibe oxígenoesel corazón.
El componente de lasangre que esresponsable delprocesode respiraciónesel glóbulorojo.El
glóbulorojoactúacomo mediode transporte tantopara el oxígeno(flechacolorvioleta) como
para el bióxidode carbono(flechacoloramarilla). Este contienelahemoglobinaque al combinarse
con el oxígenole dael color rojoa lasangre.
Aparatorespiratorio.
El términorespiración,sirve paradesignarel procesofisiológico,porel cual tomamosoxígenodel
medioque nosrodeay eliminamosel dióxidode carbonode lasangre (conocidocomorespiración
externa).Perotambiénsirve paradesignarel procesode liberaciónde energíaporparte de las
células,procedente de lacombustiónde moléculascomoloshidratosde carbonoylas grasas
3. (respiracióninterna) Se puededecirque larespiraciónexternaesimprescindibleparaque tenga
lugarla interna.Ademásnecesitamosrespirarcontinuamenteyaque nuestrascélulasnecesitanel
oxígenoysin él mueren,yporlo tantola muerte de nuestrascélulasnos conduce ala nuestra
propia.
El SistemaRespiratorio,estáformadopordospulmones,bronquios,bronquíolos
y alvéolos.Dosmovimientosesencialesenel trabajoventilatorioson:el movimientode
inspiración,enel que intervienenlosmúsculosinspiratoriosque asciendenel tórax comosonlos
músculosescalenos,pectoral mayor,pectoral menor,esternocleidomastoideoylosmúsculos
intercostales;yel otromovimientoeslaespiración,funciónpasivaatravésde la relajaciónde los
inspiradores.Músculoespiratorioporexcelenciaesel rectodel abdomen.Losmúsculos
intercostalessonlosresponsablesde losmovimientoscostalesinspiratorioyespiratorio.El
músculode más importanciadel aparatorespiratorioesel diafragma,responsable de la
ventilacióny responsablede lamovilizacióndel80% de las secreciones.
Dividimosel SistemaRespiratorioendosgrandesgrupos:
• ZonaExtra torácica, estáfuerade la cavidadtorácica, esla entradadel aire por lanariz y los
cornetosnasalesyel oído medio.
• ZonaIntratorácica,formadapor la tráquea,dosbronquiosprincipales(unoparacada pulmón) y
dichosbronquiosse vandividiendoenbronquiosde menortamaño,formandoel árbol bronquial,
a su vezenbronquíolosyfinalmente enalvéolos.
Los pulmonescontienenaproximadamente 300millonesde alvéolos,que desplegadosocuparían
una superficiede 70 metroscuadrados,unas40 vecesla extensiónde lapiel.Proporcionael
oxígenoque el cuerponecesitayeliminael dióxidode carbonoogas carbónicoque se produce en
todaslas células.El sistemarespiratoriose encuentraformadoporlasestructurasque realizanel
intercambiode gasesenlaatmósferayla sangre.El oxígeno(O2) esintroducidodentrodel cuerpo
para su posteriordistribuciónalostejidosyel dióxidode carbono(CO2).Producidoporel
metabolismocelular,eseliminadoal exterior.Ademásinterviene enlaregulacióndel pHcorporal,
enla protecciónconlosagentespatógenosylassustanciasirritantesque soninhaladosyenla
vocalización,yaque al moverse el aire atravésde lascuerdasvocales,produce vibracionesque
son utilizadasparahablar,cantar,gritar.
AparatoCirculatorio.
Los sistemascardiovascularesconsisten,básicamente enunaredde conductospor loscuáles
circulala hemolinfa(eninvertebrados) olasangre (envertebrados)yunao eventualmentevarias
bombas –corazones- capacesde generarel trabajonecesarioparala circulación.
La necesidadde distribuirO2y nutrientes,asícomorecolectardesechosmetabólicos,escomúna
todoslosorganismospluricelulares.Losdiversosgruposde organismosposeendiferentes
mecanismosque lespermitenllevaracabo estasfunciones.
4. Los animalespequeñosysencilloscomolasesponjas,losnematodosnopresentanunsistema
vasculardiferenciado.Enanimalesmáscomplejos,comolosmoluscosylosartrópodos,el sistema
circulatorioesabierto:uncorazónse conectacon un sistemade vasosque vuelcanlasangre a
espaciosque se encuentranentre lostejidos.Enlosanélidos,el sistemacirculatorioescerrado.
Entre losvertebrados,lospecesposeenuncircuitosimple,conuncorazón de dos cavidades,
mientrasque el restode losvertebradosposeenuncircuitodoble,conuncorazónde tres o cuatro
cavidades,que comprende unacirculacióngeneral que irrigalamayorparte de lostejidos,así
como unacirculaciónespecial que irrigalospulmones.
Plasma.Este componente de lasangre estáformadoporun 90% de aguay por lotanto funciona
químicamente comounsolvente polar,contieneproteínasplasmáticascomo:albúmina,que
transportacolesterol,lípidosyciertashormonas;fibrinógeno,que participaenlacoagulacióny
globulinas,comolasinmunoglobinas,que participanenladefensacontraagentesexternos.
Disueltasenel plasmase encuentrandiversassales,especialmente bicarbonatode sodio,que
juntocon la hemoglobinade losglóbulosrojosylasproteínasplasmáticasactúancomo
importantesamortiguadoresque mantienenlaconstanciadel pHsanguíneo.
CélulasSanguíneas.
Glóbulosrojosoeritrocitos.Sonlostransportadoresde O2y son losprincipalesresponsablesde la
viscosidadde lasangre.Comolosglóbulosrojoscarecende núcleo,nopuedensintetizarnuevas
moléculas.
Glóbulosblancosoeritrocitos.Soncélulascasi incoloras, sinhemoglobina,connúcleoyde mayor
tamañoque los glóbulosrojos.Sufunciónprincipal esladefensadel organismocontravirus,
bacteriasy partículasextrañas
Plaquetas.Sonpequeñosdiscosincoloros,fragmentosde célulasinusualmente grandes.No
contienennúcleos,perotienenmitocondrias,retículoendoplásmicolisoynumerososgránulos
donde se acumulandiversassustancias.Inicianlacoagulaciónde lasangre yobturan roturasde los
vasossanguíneos.
Corazón.
El corazónes un músculoconuna enorme fuerzade contracciónque actúa comouna verdadera
bomba.Cuandoel corazón se contrae la cavidadinternase reduce,lapresiónde lasangre ensu
interioraumentaylasangre es expulsada.
Método.
A. Frecuenciarespiratoriayritmocardiaco.
Toma la frecuenciacardiacade unintegrante de tuequipoque debe estarenreposo.Paraello,
con losdedosíndice y mediolocalizaenlaparte lateral del cuellolacarótiday presionalevemente
hasta sentirpulsaciones.Cuantificacuantaspulsacionesse percibenenunminutoyregistraeste
dato entu cuaderno.Lo normal son80 pulsacionesporminuto.
5. Del mismocompañerotomaahora la frecuenciarespiratoria,parahacerloobservalos
movimientosde sutórax;unascensoy un descensodel diafragmaequivalenaun movimiento
respiratorio.Lonormal esde 16 a 20 movimientosporminuto.
Posteriormente el mismoestudiantedeberárealizar20 sentadillas,subirescalerasoejecutar
brevementealgúnejercicio,despuésde terminarestaactividadfísicase deberánrealizar
nuevamente lasdosmedicionesanteriores.
Resultados.
Cuantificación Antes de la
actividad
física
(Reposo)
Actividad
física
(Baja)
Actividad
física
(Media)
Actividad
física
(Alta)
Pulsaciones / min.
(Promedio)
M 86.6 94.3 115.6 125
H 68 76.3 101.6 124.3
Frecuencia
respiratoria
(Promedio)
M 15.6 33 32 45
H 14.6 26.3 35.3 56.3
6. Análisisde Resultados.
· ¿Porque cuandose realizaalgúnejerciciofísicovigorosose incrementael númerode
inhalacionesyexhalaciones?
Porque lascélulasestántrabajando,porlostantogastan energíay necesitanmásoxígenopara
realizarlarespiración.
· ¿Para qué debemosrespirarmás rápidoenesta situación?
Para que el aire entre a lospulmonesyel oxígenose distribuyacorrectamenteatodaslas células
con la aceleraciónde laspulsaciones.
· ¿Qué sucede con la frecuenciacardiacayrespiratoriadurante el ejercicio?
Dependiendosuintensidad,se elevanlosnivelestantode pulsacionescomode inhalacionesy
exhalaciones
· ¿Qué pasa con losnivelesde oxígenoentuspulmonesdurante el ejercicio?
Se liberamásCO2
7. · ¿Qué relaciónhayentre el aumentode lafrecuenciacardiacayel aumentode la
frecuenciarespiratoriadurante laactividadfísica?
Poseenunarelaciónmuyestrecha,puestoque enel aumentode lafrecuenciarespiratoriase
absorbe másaire de lonormal para que el oxígenopase al aparato circulatorioyeste actúe
distribuyéndoloatodaslascélulas.
Replanteamientode hipótesis.
Cuandose haga ejercicio,larespiraciónvaaacelerarigual que el pulsocardiaco.
En reposola pulsaciónvaa sernormal y a medidaque laactividadaumente,el pulsoyla
respiraciónse aceleraránhastaciertopuntoyya en reposose va a estabilizarporel procesode
homeostasis.El pulsode lamujerse acelerarámásrápido.
Conclusiones.
Con larealizaciónde estapráctica,se pudoidentificarcomoel aparatorespiratorioestá
conformadoporlas fosasnasales,lafaringe,lalaringe,latráquea;lafrecuenciarespiratoriaen
diversosmomentosycomoaumentaydisminuye conel pasodel tiempo.Aprendimoscual sonlas
partesde la caja torácica, cual es la frecuenciarespiratoriaparadiversasetapasde laedadycomo
tomar correctamente lafrecuenciarespiratoria.
El ritmocardiaco y lafrecuenciarespiratoriaaumentaránal realizaralgunaactividadfísica,yaque
existe unamayordemandade aire,oxígenoyCO2.
ConceptosClave.
Ritmocardiaco: El RitmoCardíaco, esel ritmoo la regularidadconque ocurrenloslatidosdel
corazón,normalmente sondosruidosydebenserrítmicosy regulares,ocurriendode 60 a 100
vecesenun minuto,estoúltimoesloque se denominafrecuenciacardíaca.El ritmodel corazón
viene dadopordos fasesque se alternan,unafase corresponde al llenadodel corazónyse
denominadiástole,mientrasque la otracorresponde ala fase de expulsiónde lasangre llamada
sístole.
Cavidadtorácica:La caja torácica esel esqueletoóseoque brindaprotecciónal corazón,
pulmones,grandesvasosyademás,sirve de inserciónparamuchosmúsculosnosóloanteriores
enel tórax,sinotambiénde laespalda.Se encuentraformadapor:
*12 vértebrastorácicasysus discosintervertebrales
8. *12 paresde costillasysuscartílagos costales
*Esternón.
Se encuentraenconexiónconel esqueletoapendicularatravésde las articulacionesentre
costillasyvértebras. Inferiormente,estáseparadade lacavidadabdominal ysucontenidoporel
contenidotoracoabdominal.
Centrorespiratorio:El centrorespiratorio se encuentraenel bulboraquídeo,que eslaparte más
baja del tronco del encéfalo.El centrorespiratoriorecibe señalesde control de sustancias
químicas,neuronalesyhormonalesycontrolalavelocidadylaprofundidadde losmovimientos
respiratoriosdel diafragmayotrosmúsculosrespiratorios.
Frecuenciarespiratoria:Lafrecuenciarespiratoriaesel númerode respiracionesque efectúaun
servivoenun lapsoespecífico(suele expresarse enrespiracionesporminuto).Movimientorítmico
entre inspiraciónyespiración,estáreguladoporel sistemanervioso.
Ciclorespiratorio:Lamecánicadel ciclorespiratorioconsisteenprocesosalternadosde inspiración
y espiración.Durante lainspiración,losmúsculosesqueléticoscomoel diafragmae intercostales
externosse contraen.Así,aumentael volumende lacavidadtorácica,desciende lapresión
intrapleural,yentraaire enlospulmones.
Espiración:En unarespiraciónenreposo,losmúsculosinspiratoriosse relajan,causandoque el
volumende lacavidadtorácicay los pulmonesse reduzcan.Estareducciónfuerzael aire a salir
hacia laatmósfera.Normalmentelaespiraciónespasiva.
Sensor:Un sensoresun dispositivocapazde detectarmagnitudesfísicasoquímicas,llamadas
variablesde instrumentación,ytransformarlasenvariableseléctricas.Lasvariablesde
instrumentaciónpuedenserporejemplo:temperatura,intensidadlumínica,distancia,
aceleración,inclinación,desplazamiento,presión,fuerza,torsión,humedad,movimiento,pH,etc.
Sensorde dióxidode carbono:Un sensorde dióxidode carbonoesuninstrumentoparala
mediciónde gasde dióxidode carbono.Losprincipiosmáscomunesparalossensoresde CO2son
sensoresinfrarrojosde gas(NDIR,porsussiglaseninglés) ysensoresde gasesquímicos.La
mediciónde dióxidode carbonoesimportante enlavigilanciade lacalidaddel aire interior,la
funciónde lospulmonesenformade dispositivo.
BibliografíayCibergrafía.
· CurtisB. (2008) Biología.Editorial MedicaPanamericana.7°Ediciónpp.698-709
9. · HigashidaB.(2001) Cienciasde laSalud.McGraw Hill 4ta. Ediciónpp.177-179
· Tovar M. (2010) Programa De BiologíaIIIdel Programa de Apoyoa Proyectosde Innovación
Educativa(PAPIME)
· SinFirma.“FrecuenciaCardiaca”(24 Enero 2015) Recuperadode:
http://www.fundaciondelcorazon.com/prevencion/riesgo-cardiovascular/frecuencia-cardiaca.html
· SinFirma“Carbon dioxidesensor”(24de Enero 2015) Recuperadode:
http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_dioxide_sensor
· SinFirma“Caja torácica – Definición”(24de Enero2015) Recuperadode:
http://salud.kioskea.net/faq/14579-caja-toracica-definicion
· SinFirma“Definiciónde RitmoCardiaco”(24de Enero2015) Recuperadode:
http://www.definicionabc.com/salud/ritmo-cardiaco.php
