Introducción al Sistema Respiratorio.

Las células de nuestro organismo requieren continuamente Oxígeno (O2) para realizar las reacciones metabólicas que les permiten captar la energía de las moléculas de los alimentos y producir ATP. Al mismo tiempo, estas reacciones liberan Dióxido de Carbono (CO2). El exceso de CO2 produce acidez que puede ser tóxica para las células, por lo cual debe eliminarse de manera rápida y eficaz. Los dos sistemas que contribuyen al aporte de O2 y eliminación de CO2 son el cardiovascular y el respiratorio. Este último realiza el intercambio de gases. La falla de uno u otro altera la homeostasis al causar la muerte rápida de las células por falta de O2 y acumulación de productos de desecho.

¿Qué es la Respiración?

El término respiración se usa para referirse a dos procesos totalmente diferentes. Uno describe una etapa del metabolismo celular en la que participa un organelo citoplásimco denominado mitocondria y que se denomina respiración celular. El otro proceso se desarrolla a nivel del sistema respiratorio y consiste en hacer llegar grandes cantidades de aire hacia las superficies respiratorias ubicadas en los pulmones (alvéolos), a fin de realizar rápidamente el intercambio gaseoso entre la sangre y el medio ambiente, que es lo que se conoce como ventilación pulmonar. Esto reside fundamentalmente en movilizar grandes cantidades de masas de aire hacia los pulmones (inspiración), y de la misma manera movilizar volúmenes de aire hacia el exterior (espiración).

Fases y Ventilación Repiratoria

Video de CD-ROM carozzi.

"Anatomía Respiratoria"

Imagen Guía preuniversitario Pedro de Valdivia

El sistema respiratorio, en estrecha unión con el circulatorio, se encarga de suministrar a todas las células del cuerpo el oxígeno vital y de eliminar el dióxido de carbono potencialmente nocivo. La boca y la nariz canalizan el aire del exterior a través de un sistema de conductos cada vez más pequeños, que finalmente llegan a los dos pulmones situados en la cavidad torácica a ambos lados del corazón.

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Varios órganos participan en el funcionamiento de este sistema, dentro de estos se encuentran:

*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).

*Vello Nasal: situado a la entrada de las fosas nasales, ayuda a filtrar grandes partículas de polvo y residuos.

*Faringe: tubo corto que empieza al final de la cavidad nasal y termina en la laringe (caja vocal)

*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.

*Laringe: tubo cartilaginoso que une la faringe a la tráquea junto con las cuerdas vocales, tiene un papel esencial en el habla.

*Tráquea: 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 cartílagos en forma de C.

*Pulmón Derecho: es algo más grande que el izquierdo, con un promedio del 55-60% del volumen pulmonar total.

*Lóbulos del pulmón izquierdo: solo tiene dos lóbulos (el derecho tiene tres) para hacer sitio al corazón.

*Bronquio Primario: uno de los dos grandes bronquios que van cada uno a un pulmón y se ramifican en vías aéreas cada vez menores.

*Bronquio Secundario: una de las cinco ramas de casa bronquio primario. Casa una cubre un segmento pulmonar y se divide en vías de diámetros cada vez menor, llamadas bronquios terciarios y bronquiolos.

*Bronquiolos: finas ramas terminales de los bronquios; en los alvéolos de sus extremos se realiza el intercambio gaseoso.

*Alvéolos: son conocidos como sacos de aire necroscópicos. Son estructuras elásticas de paredes finas agrupadas al final de los bronquiolos como uvas en un racimo, aunque están fusionados en parte unos con otros. en su superficie interna están presentes unos glóbulos blancos que ingieren y destruyen los elementos irritantes que contiene el aire, como bacterias, sustancias químicas y polvo. Éstos están rodeado por redes de capilares. Hay más de 300 millones de alvéolos.

*Arteria Pulmonar: vaso de pared gruesa que lleva sangre desoxigenada a los pulmones desde el lado derecho del corazón.

*Vena Pulmonar: vaso que lleva sangre oxigenada, de color rojo vivo, desde cada pulmón hasta el lado izquierdo del corazón para distribuirla al resto del cuerpo.

*Corazón: enclavado en la cavidad pericárdia.

Órganos que forman parte del movimiento respiratorio:

*Cavidad Pericárdia: formada principalmente por un espacio en el pulmón izquierdo.

*Costillas: los doce pares de costillas curvas de la caja torácica protegen pulmones y corazón de daños físicos.

*Músculos Intercostales: doble capa 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.

*Membrana Pleural: saco compuesto por dos finas capas membranosas que rodea cada pulmón. El líquido segregado por una de las membranas permite que se deslicen suavemente una sobre la otra al respirar.

*Cavidad Pleural: espacio ocupado por los pulmones, tapizado por la doble capa lubricada de la membrana pleural.

*Diafragma: músculo abombado que separa el tórax y el abdomen. Junto con los músculos intercostales, es el principal músculo respiratorio: al contraerse, se aplana y aumenta el tamaño de la cavidad torácica.

Libro: CUERPO HUMANO de Dorling Kindersley www.dk.com

Funciones del Sistema Respiratorio:

• Intercambio de gases respiratorios (O2 y CO2), entre la atmósfera y la sangre, a nivel de los alveólos pulmonares (hematosis). Además también existe un intercambio gaseoso entre la sangre y los téjidos del organismo pasando de esta forma oxigeno a las células y el carbono proveniente de éstas a la sangre.
  
• Regulación del grade de acidez sanguínea (pH), mediante la regulación de la concentración de CO2 en la sangre.
• Excreción de sustancias volátiles nocivas (cuerpos cetónicos, anestésicos, entre otros).
• Excreción de H2O, lo que ayuda a la regulación de la temperatura corporal.
  

Información extraída de guías Pedro de Valdivia de 3ro

Intercambio gaseoso

Esto es por la diferente concentración de gases que hay entre el exterior e interior de los alvéolos; por ello, el O₂ pasa al interior de los alvéolos y el CO₂ pasa al espacio muerto (conductos respiratorios).

A continuación se produce el intercambio de gases entre el aire alveolar y la sangre.

Cuando la sangre llega a los pulmones tiene un alto contenido en CO₂ y muy escaso en O₂. El O₂ pasa por difusión a través de las paredes alveolares y capilares a la sangre. Allí es transportada por la hemoglobina, localizada en los glóbulos rojos, que la llevará hasta las células del cuerpo donde por el mismo proceso de difusión pasará al interior para su posterior uso.

El mecanismo de intercambio de CO₂ es semejante, pero en sentido contrario, pasando el CO₂ a los alvéolos.

El CO₂, se transporta disuelto en el plasma sanguíneo y también en parte lo transportan los glóbulos rojos.

Proceso paso a paso desde los alvéolos.

Intercambio en los pulmones: el aire rico en oxígeno que llega a los alvéolos debe atravesar varias capas hasta alcanzar los glóbulos rojos de la sangre, pero estas capas son tan finas que la distancia total es de sólo 0.001mm.

1. El oxígeno del aire se disuelve en el líquido que recubre el alvéolo y se difunde a través de la pared alveolar y la capilar.

2. El oxígeno entra en el plasma sanguíneo dentro del capilar.

3. El oxigeno se une rápidamente a la hemoglobina de los glóbulos rojos.

La sangre desoxigenada es bombeada por el corazón hasta los pulmones

4. El dióxido de carbono sale del plasma sanguíneo por difusión y entra aire al alvéolo

5. La sangre oxigenada es llevada gracias al impulso de la aorta a todos los tejidos del cuerpo.

6. Intercambio en los tejidos: el nivel de oxígeno es más alto en la sangre que en los tejidos circundantes. Esta diferencia de niveles fuerza al oxígeno a romper sus enlaces con la hemoglobina de los glóbulos rojos y difundirse desde la sangre a las células adyacentes. A la inversa el CO2 se difunde desde los tejidos al plasma sanguíneo.

Información de profesor en línea.

Centro Respiratorio.

El Centro Respiratorio está constituido por varios núcleos neuronales ubicados tanto en el bulbo raquídeo (grupos respiratorios dorsal y ventral) como en la protuberancia anular (centros neumotáxico y apneústico). Mientras los núcleos del bulbo se encargan de dar ritmicidad a la respiración (esto es, luego de un movimiento inspiratorio viene otro espiratorio), los de la protuberancia anular se encargan de cambiar la frecuencia respiratoria (número de inspiraciones por minuto).

Grupo Respiratorio Dorsal:
- Se extiende a lo largo de la mayor parte de la longitud del bulbo raquideo.
- El ritmo básico* de la respiración se genera en esta zona.
- Envía señales a los musculos inspiratorios, como el diafragma
- Inerva principalmente las motoneuronas espinales que constituyen el nervio frénico que inerva el diafragma , determinando su contracción.
- Tiene actividad rítmica y espontánea
- Inerva las neuronas espiratorias de los núcleos ventrales, inhibiéndolas.

Rampa Inspiratoria: es la señal nerviosa que se transmite a los músculos respiratorios principalmente el diafragma.


Grupo Respiratorio Ventral:
- Las neuronas de este grupo permanecen casi totalmente inactivas durante la respiración tranquila normal.
- No participan en la oscilación rítmica básica que controla la respiración.
- Producen tanto la espiración como la inspiración.
- Son especialmente importantes para suministrar señales espiratorias potentes a los músculos abdominales durante la espiración muy intensa.
- Ayuda como mecanismo de sobre estimulación cuando son necesarios niveles altos de ventilación pulmonar, en especial durante el ejercicio interno.

Centro Neumotaxico:
- Controla la fase de desconexción de la rampa inspiratoria, controlando de esta manera la duración de la fase de llenado del ciclo pulmonar.
- Función: principalmente limitar la inspiración. Como efecto secundario aumenta la frecuencia de la respiración.
- Si esta zona es estimulada, se producirá una respiración rápida y superficial, aumentará la frecuencia respiratoria y disminuirá la profundidad, se producirá un grado similar, pero no se producirá una modificación del volumen respiratorio por minuto.
- Está constituido por grupos de neuronas ubicadas en el puente de Varoglio.
- Es responsable de que los movimientos respiratorios sean suaves y medias en algunas respuestas reflejas.

Centro Apneustico: refuerza señales del sistema inspiratorio. Activa y prolonga la inspiración por lo que ihibe la espiracíon.

Otras formas de controlar la Respiración:
- Los pulmones emiten señales sensitivas que contribuyen a regular la respiración.
- Los receptores de distención mas importantes están ubicados en las porciones musculares en las paredes de bronquios y bronquiolos y transmiten emiciones a través de los vagos hacia el grupo respiratorio dorsal de neuronas cuando los pulmones están sobreestendidos.
- Reflejo de Hering- Breuer: Cuando los pulmones se insuflan excesivamente, los receptores de distención activan una respuesta de retroalimentación adecuada que desconecta la rampa inspiratoria y de esta forma interrumpe la inspiración adicional.
Aumenta la frecuencia de la respiración igual que el centro neumotáxico.


Fuentes: Libro Biologia 3ro medio del Gobierno edición 2009.
slideshare. Respiración hecha por el usuario: Paulknew
Slideshow: Dr Hugo Nazario Valdez Gómez. Medico Cirujano