- Aparato respiratorio
-
Aparato respiratorio 
diagrama del sistema respiratorioLatín systema respiratorium Función Cambio de gases entre el cuerpo y la atmósfera Estructuras básicas Tráquea, Pulmones El aparato respiratorio es el encargado de captar oxígeno O2 y eliminar el dióxido de carbono CO2 procedente del metabolismo celular.[1]
El aparato respiratorio generalmente incluye tubos, como los bronquios, usados para cargar aire en los pulmones, donde ocurre el intercambio gaseoso. El diafragma, como todo músculo puede contraerse y relajarse. En la inhalación, el diafragma se contrae y se allana y la cavidad torácica se amplía. Esta contracción crea un vacío que succiona el aire hacia los pulmones. En la exhalación, el diafragma se relaja y retoma su forma de domo y el aire es expulsado de los pulmones.
En humanos y otros mamíferos, el sistema respiratorio consiste en vías aéreas, pulmones y músculos respiratorios que median en el movimiento del aire tanto dentro como fuera del cuerpo.
El intercambio de gases es el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono, del animal con su medio. Dentro del sistema alveolar de los pulmones, las moléculas de oxígeno y dióxido de carbono se intercambian pasivamente, por difusión, entre el entorno gaseoso y la sangre. Así, el sistema respiratorio facilita la oxigenación con la remoción contaminante del dióxido de carbono y otros gases que son desechos del metabolismo y de la circulación.
El sistema también ayuda a mantener el balance entre ácidos y bases en el cuerpo a través de la eficiente remoción de dióxido de carbono de la sangre.
Contenido
En seres simples
Los protozoarios (organismos unicelulares), así como las hidras y las medusas (organismos pluricelulares que están compuestas por dos capas de células), respiran a través de su membrana celular (por medio de difusión) y la mitocondria (véase respiración celular). La respiración es el proceso por el cual ingresamos aire (que contiene oxígeno) a nuestro organismo y sacamos de él aire rico en dióxido de carbono. Un ser vivo puede estar varias horas sin comer, dormir o tomar agua, pero no puede dejar de respirar más de tres minutos. Esto grafica la importancia de la respiración para nuestra vida.
El sistema respiratorio de los seres humanos está formado por:
Las vías respiratorias: son las fosas nasales, la faringe, la laringe, la tráquea, los bronquios y los bronquíolos. La boca también es, un órgano por donde entra y sale el aire durante la respiración.
Las fosas nasales son dos cavidades situadas encima de la boca. Se abren al exterior por los orificios de la nariz (donde reside el sentido del olfato) y se comunican con la faringe por la parte posterior. En el interior de las fosas nasales se encuentra la membrana pituitaria, que calienta y humedece el aire que inspiramos. De este modo, se evita que el aire reseque la garganta, o que llegue muy frío hasta los pulmones, lo que podría producir enfermedades. No confundir esta membrana pituitaria con la glándula pituitaria o hipófisis.
(Ver: La nariz y el olfato)
La faringe se encuentra a continuación de las fosas nasales y de la boca. Forma parte también del sistema digestivo. A través de ella pasan el alimento que ingerimos y el aire que respiramos.
La laringe está situada en el comienzo de la tráquea. Es una cavidad formada por cartílagos que presenta una saliente llamada comúnmente nuez. En la laringe se encuentran las cuerdas vocales que, al vibrar, producen la voz.
La tráquea es un conducto de unos doce centímetros de longitud. Está situada delante del esófago.
Los bronquios son los dos tubos en que se divide la tráquea. Penetran en los pulmones, donde se ramifican una multitud de veces, hasta llegar a formar los bronquiolos.
Los pulmones
Son dos órganos esponjosos de color rosado que están protegidos por las costillas. Mientras que el pulmón derecho tiene tres lóbulos, el pulmón izquierdo sólo tiene dos, con un hueco para acomodar el corazón. Los bronquios se subdividen dentro de los lóbulos en otros más pequeños y éstos a su vez en conductos aún más pequeños. Terminan en minúsculos saquitos de aire, o alvéolos, rodeados de capilares.
Una membrana llamada pleura rodea los pulmones y los protege del roce con las costillas.
AlvéolosEn los alvéolos se realiza el intercambio gaseoso: cuando los alvéolos se llenan con el aire inhalado, el oxígeno se difunde hacia la sangre de los capilares, que es bombeada por el corazón hasta los tejidos del cuerpo. El dióxido de carbono se difunde desde la sangre a los pulmones, desde donde es exhalado.
El transporte de oxígeno en la sangre es realizado por los glóbulos rojos, quienes son los encargados de llevarlo a cada célula, de nuestro organismo, que lo requiera.Al no respirar no llegaría oxigeno a nuestras células y por lo tanto no podrían realizarse todos los procesos metabólicos que nuestro organismo requiere para subsistir, esto traería como consecuencia una muerte súbita por asfixia (si no llega oxígeno a los pulmones) o una muerte cerebral (si no llega oxígeno al cerebro.
Proceso de inspiración y exhalación del aire.
Inspiración
Cuando el diafragma se contrae y se mueve hacia abajo, los músculos pectorales menores y los intercostales presionan las costillas hacia fuera. La cavidad torácica se expande y el aire entra con rapidez en los pulmones a través de la tráquea para llenar el vacío resultante.
EspiraciónCuando el diafragma se relaja, adopta su posición normal, curvado hacia arriba; entonces los pulmones se contraen y el aire se expele.
En organismos complejos
Los insectos, en cambio, bombean aire directamente a los tejidos corporales por medio de una red de tubos, llamados tráqueas, que se abren a los costados del cuerpo. La zona final del sistema traqueal está formada por finísimos conductos denominados traqueolas.
Los peces introducen agua a través de su boca bañando las branquias donde captan oxígeno y liberan el dióxido de carbono; luego expulsan el agua a través del opérculo (una abertura que tienen a cada lado del cuerpo).
Los anfibios mudan su sistema respiratorio durante su paso desde su vida acuática (cuando son jóvenes) a la terrestre cuando son adultos. Así, los renacuajos respiran por medio de branquias, igual que los peces; pero una vez realizada la metamorfosis (por ejemplo como ranas o sapos) respiran por medio de pulmones y en algunos casos, por la respiración cutánea.
En el ser humano
En humanos, el sistema respiratorio consiste en vías aéreas, pulmones y músculos respiratorios que medían en el movimiento del aire tanto adentro como afuera del cuerpo. El intercambio de gases es el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono, del animal con su medio. Dentro del sistema alveolar de los pulmones, las moléculas de oxigeno y dióxido de carbono se intercambian pasivamente, por difusión, entre el entorno gaseoso y la sangre. Así, el sistema respiratorio facilita la oxigenación con la remoción contaminante del dióxido de carbono -y otros gases que son desechos del metabolismo- de la circulación.
El sistema también ayuda a mantener el balance entre ácidos y bases en el cuerpo a través de la eficiente remoción de dióxido de carbono de la sangre.
El hombre utiliza respiración pulmonar, su aparato respiratorio consta de:
- Sistema de conducción: fosas nasales, boca, epiglotis,faringe, laringe, tráquea, bronquios principales, bronquios lobulares, bronquios segmentarios y bronquiolos.
- Sistema de intercambio: conductos y los sacos alveolares. El espacio muerto anatómico, o zona no respiratoria (no hay intercambios gaseosos) del árbol bronquial incluye las 16 primeras generaciones bronquiales, siendo su volumen de unos 150 ml.
La función del aparato respiratorio consiste en desplazar volúmenes de aire desde la atmósfera a los pulmones y viceversa. Lo anterior es posible gracias a un proceso conocido como ventilación.
La ventilación es un proceso cíclico y consta de dos etapas: la inspiración, que es la entrada de aire a los pulmones, y la espiración, que es la salida. La inspiración es un fenómeno activo, caracterizado por el aumento del volumen toráxico que provoca una presión intrapulmonar negativa y determina el desplazamiento de aire desde el exterior hacia los pulmones. La contracción de los músculos inspiratorios principales, diafragma e intercostales externos, es la responsable de este proceso. Una vez que la presión intrapulmonar iguala a la atmosférica, la inspiración se detiene y entonces, gracias a la fuerza elástica de la caja toráxica, esta se retrae, generando una presión positiva que supera a la atmosférica y determinando la salida de aire desde los pulmones.
En condiciones normales la respiración es un proceso pasivo. Los músculos respiratorios activos son capaces de disminuir aún más el volumen intratoráxico y aumentar la cantidad de aire que se desplaza al exterior, lo que ocurre en la espiración forzada.
Mientras este ciclo ventilario ocurre, en los sacos alveolares, los gases contenidos en el aire que participan en el intercambio gaseoso, oxígeno y dióxido de carbono, difunden a favor de su gradiente de concentración, de lo que resulta la oxigenación y detoxificación de la sangre.
El volumen de aire que entra y sale del pulmón por minuto, tiene cierta sincronía con el sistema cardiovascular y el ritmo circadiano (como disminución de la frecuencia de inhalación/exhalación durante la noche y en estado de vigilia/sueño). Variando entre 6 a 80 litros (dependiendo de la demanda).
Se debe tener cuidado con los peligros que implica la ventilación pulmonar ya que junto con el aire también entran partículas sólidas que puede obstruir y/o intoxicar al organismo. Las de mayor tamaño son atrapadas por los vellos y el material mucoso de la nariz y del tracto respiratorio, que luego son extraídas por el movimiento ciliar hasta que son tragadas, escupidas o estornudadas. A nivel bronquial, por carecer de cilios, se emplean macrófagos y fagocitos para la limpieza de partículas.
Adaptación a alturas
El organismo siempre conserva una atracción inspirada de oxígeno de 21% (FiO2) porque la composición de la tierra es constante pero a medida que va aumentando la talla del pecho irá bajando la presión atmósférica y por lo tanto la presión de oxígeno que inspiramos.
Generalmente sucede que nos apunamos, (nos indisponemos por el efecto de la falta de oxígeno y la baja presión atmosférica), si subimos una montaña muy alta, eso es porque el organismo aún no se acostumbra a tanto cambio de presiones, se habla entonces de una hipoxia de alturas, cuyas consecuencias son:
- Inmediatas
Hay taquicardia y aumento del gasto cardíaco, aumento de la resistencia de la arteria pulmonar, hiperventilación (que si es excesiva puede llevar a una alcalosis metabolica), cambios psicóticos, el aumento de la frecuencia respiratoria y aumento de la presión venosa es por aumento del tono enérgico.
- Crónicas
Aumento de la masa de glóbulos rojos, aumento del p50, compensación renal de la alcalosis respiratoria, aumento de la densidad de capilares musculares y aumento del número de mitocondrias y sus enzimas oxidativas.
Definición de los órganos
- Vía Nasal: Consiste en dos amplias cavidades cuya función es permitir la entrada del aire, el cual se humedece, filtra y calienta a una determinada temperatura a través de unas estructuras llamadas cornetes.
- Faringe: es un conducto muscular, membranoso que ayuda a que el aire se vierta hacia las vías aéreas inferiores.
- Epiglotis: es una tapa que impide que los alimentos entren en la laringe y en la tráquea al tragar. También marca el límite entre la orofaringe y la laringofaringe.
- Laringe: es un conducto cuya función principal es la filtración del aire inspirado. Además, permite el paso de aire hacia la tráquea y los pulmones y se cierra para no permitir el paso de comida durante la deglución si la propia no la ha deseado y tiene la función de órgano fonador, es decir, produce el sonido.
- Tráquea: Brinda una vía abierta al aire inhalado y exhalado desde los pulmones.
- Bronquio: Conduce el aire que va desde la tráquea hasta los bronquiolos.
- Bronquiolo: conduce el aire que va desde los bronquios pasando por los bronquiolos y terminando en los alvéolos.
- Alvéolo: hematosis (Permite el intercambio gaseoso, es decir, en su interior la sangre elimina el dióxido de carbono y recoge oxígeno).
- Pulmones: la función de los pulmones es realizar el intercambio gaseoso con la sangre, por ello los alvéolos están en estrecho contacto con capilares.
- Músculos intercostales: la función principal de los músculos intercostales es la de movilizar un volumen de aire que sirva para, tras un intercambio gaseoso apropiado, aportar oxígeno a los diferentes tejidos.
- Diafragma: músculo estriado que separa la cavidad toráxica (pulmones, mediastino, etc.) de la cavidad abdominal (intestinos, estómago, hígado, etc.). Interviene en la respiración, descendiendo la presión dentro de la cavidad toráxica y aumentando el volumen durante la inhalación y aumentando la presión y disminuyendo el volumen durante la exhalación. Este proceso se lleva a cabo, principalmente, mediante la contracción y relajación del diafragma.
Las vías nasales se conforman de:
- Células sensitivas.
- Nervio olfativo.
- Pituitaria.
- Cornetes.
- Fosas nasales.
Gasométricas
- P<:aO2: Presión arterial de oxígeno. Medida en mmHg o kPa (equivalencias en SI).
- PaCOsub>22: Presión arterial de dióxido de carbono.
- PACO2: Presión alveolar de dióxido de carbono.
- PAO32: Presión alveolar de oxígeno.
- Presión alveolar de oxígeno (PAO2)= PiO2- PaCO2/R
- PiO2: Presión inspiratoria de oxígeno.
- A nivel del mar esto supone: [(760-47)×FiO2]
- R= Cociente respiratorio, aprox 0,8 (relación entre consumo de O2 (VO2) y producción de CO2 (VCO2))
- FiO2= Fracción inspiratoria de oxigeno (aprox 21%, a nivel del mar).
- Para calcular los valores normales de la D (A-a) O2, en función de la edad se puede emplear la siguiente ecuación : D (A-a) O2= 2,5 + (0,21 × edad). En el nivel del mar, la presión parcial ejercida por el contenido de vapor de agua es de 47 mm Hg. y la del dióxido de carbono es de 40 mm Hg., lo que hace que la presión del aire alveolar seco sea de 713 mm Hg. (760 - 47 = 713).
- VA= Ventilación alveolar, es la diferencia entre la ventilación pulmonar y la ventilación del espacio muerto.
Conceptos
- Hipoxemia : disminución de la PaO2 < 80 mmHg.
- Hipoxia : disminución de la PaO2 a nivel celular.
- Insuficiencia respiratoria: disminución de la presión parcial de oxígeno (PaO2) por debajo de 60 mmHg a nivel del mar. Dos tipos:
- Parcial: disminución de la PaO2 con PaCO2 normal o baja.
- Global: disminución de PaO2 y aumento de PaCO2 (acidosis respiratoria).
aparato respiratorio
Composición del aire seco
Oxígeno 21% Nitrógeno 78% Anhídrido carbónico 0,03% Argón y helio 0,92% Vapor de agua 0,05% Composición del aire alveolar
Oxígeno 16% Nitrógeno 77% Anhídrido carbónico 5% Vapor de agua 2% Notas
- ↑ Aparato respiratorio en Google Books
Véase también
- Absceso pulmonar
- Asma
- Cáncer de pulmón
- Desarrollo del sistema respiratorio
- Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica
- Espirometría
- Espirómetro
- Hemoptisis
- Infección respiratoria alta
- Neumología
- Mecanismo de la respiración
- Meditación
- Mediastino
- Neumonía
- Oxígeno
- Pleura
- Pulmón
- Respiración
- Tórax
- Tuberculosis
- Tromboembolismo pulmonar
Enlaces externos
- NLM.nih.gov/MedlinePlus/Spanish/Ency/Article/000091.htm (Medline en español)
- CDC.gov/nchstp/tb (página CDC sobre tuberculosis)
- [1] Diafragma y pulmones, MedilinePlus
- greenfacts.org/es/enfermedades-respiratorias/index.htm (enfermedades respiratorias en la infancia, resumen realizado por GreenFacts de un informe de la Comisión Europea).
- mtsinai.org/pulmonary/papers/ox-hist/ox-hist-intro.html (150 años de historia de la oxigenoterapia).
Plantilla:Sistemas y órganos
Categorías:- Aparato respiratorio
- Términos zoológicos
Wikimedia foundation. 2010.
