El aparato respiratorio

MATURITA DE BIOLOGÍA
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Rafael A. Medel Martínez
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LA FUNCIÓN DE NUTRICIÓN. SISTEMA RESPIRATORIO.
1. INTRODUCCIÓN.
2. ANATOMÍA DEL APARATO RESPIRATORIO.
3. VENTILACIÓN PULMONAR.
4. INTERCAMBIO DE GASES.
5. ENFERMEDADES RELACIONADAS CON EL APARATO RESPIRATORIO.
6. ACTIVIDADES.
1. INTRODUCCIÓN.
Todas las células necesitan continuamente energía. Ésta energía procede de la que contienen los
nutrientes resultantes de la digestión de los alimentos, y se libera mediante la respiración. Se define
respiración celular, al proceso químico mediante el cual los nutrientes se degradan, en presencia de
oxígeno, y liberan la energía que contienen, de forma que pueda ser utilizada por las células.
Ésta degradación se produce en las células a través de una serie de reacciones químicas, de tipo
oxidativo, que tiene lugar en las mitocondrias.
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6H2O+ ENERGÍA
Todos los organismos necesitan absorber oxígeno y expulsar dióxido de carbono, es decir realizar el
intercambio de gases con el medio que los rodea. Para ello el oxígeno ha de atravesar la superficie
corporal antes de llegar a las células, y el dióxido de carbono tiene que hacer lo mismo para poder ser
expulsado al exterior.
El aparato respiratorio tiene la misión de intercambiar los gases entre la atmósfera y la sangre, y está
íntimamente relacionado con el circulatorio que es el encargado de transportar los gases entre los
pulmones y todas las células del organismo.
2. ANAMOMÍA DEL SISTEMA RESPIRATORIO.
El aparato respiratorio está formado por las vías respiratorias y los pulmones.
2.1 Vías respiratorias.
Son conductos por los que pasa el aire desde el exterior hasta los pulmones y viceversa. Los órganos que
los componen son: fosas nasales, faringe, laringe, tráquea y bronquios, que se ramifican en el interior
de los pulmones en bronquiolos. Estos terminan en unas pequeñas bolsas ciegas de paredes muy finas:
alvéolos pulmonares.
El aire entre por las fosas nasales donde se filtra, se calienta y se humedece y pasa a la faringe
(garganta), que es común al aparato respiratorio y digestivo. De aquí pasa a la laringe que presenta un
pliegue membranoso llamado epiglotis que impide la entrada de alimentos a las vías respiratorias. De
aquí pasamos ya a la tráquea, que es un tubo con anillos de cartílago abiertos rígidos. La tráquea se
divide en dos bronquios que se ramifican en bronquiolos. Todo este conjunto se llama árbol bronquial.
Los bronquios también tienen anillos cartilaginosos. Los bronquiolos terminan en conductos alveolares
que forman los alvéolos pulmonares.
La laringe tiene un papel esencial en la producción de la voz. Unos pliegues de su pared, llamadas
cuerdas vocales, vibran cuando el aire que sale de los pulmones pasa por ellos. Así se produce el sonido.
La producción de voz exige la coordinación de los músculos respiratorios, cuerdas vocales, labios y
lengua.

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2.2 Pulmones.
Están situados en la cavidad torácica,
protegidos por las costillas y
rodeados por la pleura, una doble
membrana rellena de líquido pleural,
que impide la fricción y permite la
expansión - compresión de los
pulmones. Están formados por el
conjunto de bronquiolos, alvéolos y
por la red de capilares sanguíneos
que los irriga, rodeados de tejido
conjuntivo. Su pared inferior se
adapta al diafragma. Las paredes de
los alvéolos están constituidas por
endotelio (capa de células) rodeadas
de numerosos capilares sanguíneos,
formadas por las últimas
ramificaciones de las arterias
pulmonares.
Definición de términos:
Cavidad nasal La principal vía de paso del aire hacia y desde los pulmones, tapizada por una membrana cubierta de
moco que atrapa polvo y gérmenes , y dividida en dos fosas nasales por una placa de cartílago
(tabique nasal). En la parte superior están los órganos sensoriales del olfato (epitelios olfatorios).
Vello nasal Situado en la entrada de las fosas nasales, ayuda a filtrar grandes partículas de polvo y residuos.
Faringe Tubo corto que empieza en la cavidad nasal y termina en la laringe, formada por nasofaringe
(permite el paso del aire), orofaringe (permite el paso de alimentos y líquidos), laringofaringe
(permite el paso de alimentos y líquidos).
Epiglotis Lámina de cartílago que se inclina sobre la entrada de la laringe al tragar para que no entren en la
tráquea comida , bebida y saliva.
Tráquea La principal vía aérea hacia los pulmones. Mide unos 11 cm de largo y permanece abierta pese a la
presión de los órganos circundantes gracias a unos anillos de cartílago con forma de C .
Costillas y
músculos
intercostales
Los doce pares de costillas curvas de la caja torácica protegen pulmones y corazón de daños físicos.
La doble membrana muscular entre cada par de costillas, la externa eleva y adelanta las costillas al
contraerse para que los pulmones se ensanchen y entre el aire. La externa actúa de manera contraria
y fuerza al aire a salir.

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Pulmón derecho Es algo más grande que el izquierdo con un promedio del 55-60% del volumen pulmonar total.
Arteria pulmonar Vaso de pared gruesa que lleva sangre desoxigenada a los pulmones desde el corazón. La vena
pulmonar conduce la sangre oxigenada desde cada pulmón hacia la aurícula izquierda del corazón.
Cavidad pleural Espacio ocupado por los pulmones y tapizado por la membrana pleural. La membrana pleural es un
saco compuesto por dos finas capas membranosas que rodea cada pulmón. El líquido segregado, el
líquido pleural, por una de las membranas permite que se deslicen suavemente la una sobre la otra al
respirar.
Cavidad
pericárdica
Está formada por un espacio en el pulmón izquierdo, donde se inserta el corazón.
Diafragma Músculo abombado que separa el tórax del abdomen. Junto con los músculos intercostales es el
principal músculo respiratorio. Al contraerse se aplana y aumenta el tamaño de la cavidad torácica.
3. VENTILACIÓN PULMONAR
El cuerpo precisa un suministro continuo de oxígeno, ya que no lo almacena, y genera sin cesar dióxido
de carbono como residuo. El intercambio de estos gases tiene lugar en los pulmones y tejidos.
La entrada y salida del aire en los pulmones se denomina ventilación pulmonar y es debida a cambios de
volumen de la caja torácica. Se produce mediante los movimientos respiratorios. Al respirar cambia el
volumen del tórax, los pulmones siguen a la pared interna del tórax, por lo que al expandirse la cavidad,
se agrandan.
3.1. INSPIRACIÓN: es activa. Se debe a la acción combinada de los músculos que elevan las costillas
(intercostales) y a la contracción del diafragma (músculo laminar y abombado que separa las cavidades
torácica y abdominal). La contracción de ambos músculos provoca el ensanchamiento de la cavidad
torácica. Aumenta el volumen de la caja torácica y de los pulmones arrastrados por la pleura, disminuye
la presión en los alvéolos y el aire entra por las vías
respiratorias al interior de los pulmones.
3.2. ESPIRACIÓN: es el proceso inverso. La relajación
de los músculos anteriores produce la disminución del
tamaño de la cavidad torácica, lo que provoca la
salida pasiva del aire.
Los pulmones son elásticos, aunque carecen de
músculos. Están unidos a la caja torácica mediante las
pleuras, por ello, sus movimientos siguen
pasivamente la variación de volumen de aquella.
La inspiración y espiración forzadas son voluntarias
y son movimientos activos en los que participan otros
músculos, aunque el mecanismo de entrada y salida
del aire es el mismo.
El volumen de aire que entra y sale de los pulmones de una persona se mide con un espirómetro. En
reposo el diafragma realiza casi todo el trabajo y entran y salen 0,5 l de aire con cada ventilación

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pulmonar. La frecuencia y volumen aumenta si el cuerpo necesita más oxígeno, por ejemplo al hacer
ejercicio. Así la inspiración forzada atrae 2 l más. La frecuencia respiratoria puede triplicarse, con un
intercambio total de 20 veces mayor que en reposo.
4. INTERCAMBIO DE GASES.
Tanto el aire inspirado como el espirado contienen O2 y CO2, aunque en una proporción diferente,
debido a que en los pulmones se produce un intercambio de gases con la sangre.
El O2 se transporta a través de la hemoglobina, ya que es poco soluble en el plasma sanguíneo. De todas
formas, existe una pequeña proporción que viaja disuelto en el plasma. La hemoglobina tiene un átomo
de hierro en su estructura en cada subunidad por lo que una molécula de hemoglobina puede transportar
cuatro de O2. La unión O2-Hb es reversible y forma oxihemoglobina.
El CO2 es transportado mayoritariamente disuelto en el plasma en forma de ión HCO3
-
(bicarbonato) y el
resto unido a la hemoglobina (carbahemoglobina).
El intercambio de gases entre el aire atmosférico del
medio externo y el medio interno se realiza en los
alvéolos. Cuando el aire llega a los alvéolos, una parte
del O2 que contiene pasa a la sangre. De igual modo, el
CO2 de la sangre pasa al aire a través de las finísimas
paredes de los capilares que rodean los alvéolos.
El O2 tomado es transportado por la sangre a todos los
órganos del cuerpo y, en ellos, pasa al interior de las
células, que lo utilizarán para llevar a cabo la
respiración celular. El CO2 procedente de este proceso
es expulsado por las células a la sangre. Tanto en un caso,
como en otro, el paso de los gases a través de las
membranas de las células se realiza por difusión, es decir,
desde el lugar donde la concentración de los gases es
mayor hasta donde es menor.
La superficie de los alvéolos, es enorme (100 m2
) y está
húmeda (los gases sólo pasan si están disueltos en agua).
Están rodeados por infinidad de capilares sanguíneos, por
los que circula sangre renovada constantemente por el
bombeo del corazón. La superficie de separación entre el
aire alveolar y la sangre es muy fina (sólo dos capas de
células: la del alvéolo y la del capilar).
5. ENFERMEDADES RELACIONADAS CON EL APARATO RESPIRATORIO
• GRIPE: enfermedad vírica que afecta a la nariz y a las vías respiratorias altas. Hay variedades del
virus que cambian cada año, produciendo epidemias durante el invierno. Los síntomas son
fiebre, dolor de cabeza y otras zonas del cuerpo, tos seca, irritación de las vías respiratorias.

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• ENFERMEDADES INFECCIOSAS; la zona afectada se
inflama y aumenta la secreción de mucus, tos y fiebre,
aunque también dolor localizado. Se distingue entre
catarro nasal, faringitis, amigdalitis (anginas),
bronquitis, bronquiolitis o neumonía, según afecte a la
nariz, faringe, amígdalas, bronquios, bronquiolos o
pulmones.
• ASMA: obstrucción de las vías respiratorias debido a la
contracción de los músculos de los bronquios y un
exceso de secreción, que dificultan el paso del aire
provocando una sensación de ahogo y angustia. Se debe
principalmente a reacciones alérgicas.
• NEUMOTÓRAX. Se produce cuando una o dos de las
membranas pleurales se rompen y el aire entra en el
espacio pleural, haciendo que el pulmón se colapse.
• CÁNCER: proliferación incontrolada de una masa de células que invade y destruye los tejidos
próximos. Puede ser de laringe, de tráquea o de pulmón (muy frecuente). Se produce en la
mucosa de los bronquios en su entrada al pulmón. Síntomas: pérdida de voz, tos creciente y
persistente, expectoraciones sanguinolentas y dolores en el tórax. Las personas fumadoras tienen
una mayor probabilidad de desarrollar dicha enfermedad. También los no fumadores, pero
expuestos a ambientes donde hay humo procedente del tabaco tienen mayor riesgo de sufrir
cáncer de pulmón.
• MAL DE ALTURA: a elevadas altitudes, la presión de los gases es menor por lo que la
hemoglobina de la sangre transporta menos oxígeno que a nivel del mar. Como, consecuencia,
las células reciben un aporte menor de este gas y se producen los síntomas: mareos, sofocos,
cansancio, vómitos, aumento del ritmo respiratorio.
• SÍNDROME DE DESCOMPRESIÓN O ENFERMEDAD DE LOS BUZOS: las botellas de oxígeno que
utilizan los buceadores, suministran aire a los pulmones a la presión del ambiente que rodea al
buzo. Esta presión es muy elevada y hace que la mayoría de los gases se disuelvan en la sangre.
A grandes profundidades, el contenido de nitrógeno disuelto en sangre es mucho mayor que a
nivel del mar. Si un buceador asciende rápidamente, se produce una descompresión brusca y el
nitrógeno empieza a formar burbujas de gas que pueden taponar los capilares impidiendo la
circulación de la sangre. Los síntomas son dolor en las articulaciones y parálisis.

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6. ACTIVIDADES.
• Fundamento químico de la respiración. Respiración celular.
• Explique la anatomía y funcionamiento del aparato respiratorio humano.
• Diga cómo se produce el intercambio de gases. Transporte de los gases en la
sangre.
• ¿ Por qué muchos deportistas profesionales realizan su preparación en centros
de alto rendimiento que se encuentran a gran altura?.
• ¿Por qué los buzos realizan el ascenso de forma programada y controlada?

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