SISTEMA RESPIRATORIO Anatomía Ventilación Pulmonar Intercambio de Gases en el Pulmón Adaptación del Organismo al Esfuerzo Intercambio de Gases en las Plantas

Introducción Proceso respiratorio que es involuntario y

automático, en que se extrae el oxigeno del aire atmosférico inspirado y se expulsan los gases de desecho (dióxido de carbono) con el aire espirado.

En el hombre en estado de reposo, las células consumen aprox. 200 ml de Oxígeno por minuto.

En mayor demanda esto puede aumentar hasta tres veces

Se eliminan cantidades equivalentes de Dióxido de carbono

La mayoría de las células del organismo obtienen su energía con reacciones químicas relacionadas con el oxígeno

El proceso respiratorio global comprende tres etapas:

Ventilación pulmonar Intercambio de gasesRespiración celular

RESPIRACIÓN CELULAR

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Nariz

Cavidad nasal

Faringe

4LaringeTráquea

Pulmón

Bronquio

Bronquiolo

Diafragma

Bronquio

Bronquiolo

Saco alveolar

Alvéolo

Cavidad Nasal

Faringe

Laringe

Tráquea

Bronquios

Las vías aéreas

Fosas Nasales o NARINASy Cavidad Nasal

pelos gruesos

vibrisas

Pituitaria Rojase encarga de calentar y humedecer el aire que pasa camino de los pulmones

Pituitaria amarilla tiene numerosas células olfativas que recogen las sensaciones olorosas y las envían al bulbo olfativo (Solo esta zona es sensible a los olores y no la inferior)

Senos cavidades óseas tapizadas por mucosa respiratoria, desembocan en las fosas nasales:

Senos frontales, Senos etmoidales, , Senos esfenoidales, Senos maxilares

La mucosa de los senos produce mucus se vacía hacia la cavidad nasal.Función mucus atrapa partículas pequeñas como polen o humo. estructuras pilosas (cilios) recubren la membrana mucosa y desplazan las partículas atrapadas en el mucus fuera de la nariz

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El aire se inhala por la El aire se inhala por la nariz, donde se calienta y , donde se calienta y humedece. Luego, pasa a la faringe.humedece. Luego, pasa a la faringe.

faringefaringe

•De 13 centímetros de largo, se divide en tres partes: porción nasal o rinofaringe(a través de las coanas); porción bucal u orofaringe (a través del istmo de las fauces) ; y porción laríngea o laringofaringe (hacia abajo con el esófago).

•tapizada internamente por mucosa.•Acción peristáltica

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•A continuación de las fosas nasales nos encontramos con la faringe, que tiene la característica de ser un segmento común al sistema respiratorio y al sistema digestivo.• Se ubica delante de la columna cervical, se extiende desde la base del cráneo hasta la sexta vértebra cervical.

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La LaringeLa Laringe

La La laringe es el órgano donde se produce la voz, contiene las es el órgano donde se produce la voz, contiene las cuerdas vocales y una especie de tapón llamado epiglotis para que cuerdas vocales y una especie de tapón llamado epiglotis para que los alimentos no pasen por las vías respiratorias. los alimentos no pasen por las vías respiratorias.

La laringe es un órgano La laringe es un órgano móvil, ya que se mueve con móvil, ya que se mueve con la fonación, la voz y la la fonación, la voz y la deglucióndeglución. .

Durante la deglución Durante la deglución adquiere mayor movilidad. adquiere mayor movilidad.

La epiglotis, al dejar de La epiglotis, al dejar de respirar por unos respirar por unos segundos, evita la segundos, evita la penetración de los penetración de los alimentos en la tráquea.alimentos en la tráquea.

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Los cartílagos que la conforman son:epiglotis con forma de paleta, tiroides con forma de libro abierto hacia atrás, cricoides de forma de anillo, aritenoides de forma

piramidal y los corniculados en forma de gancho. Estos

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Angulo saliente manzana de Adán

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Cuerdas vocales

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Las funciones de la laringe son:

-Transfiere el aire de la cavidad faríngea hacia la traquea.

-Impide la entrada de alimento o agua a las vías respiratorias bajas.

-Produce vibraciones en la columna de aire para convertirlos en sonidos.

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Forma de C

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La tráqueaLa tráqueaLa tráqueaLa tráquea

La La tráquea es un tubo formado por unos veinte anillos cartilaginosos es un tubo formado por unos veinte anillos cartilaginosos incompletos (forma de C) que la mantienen siempre abierta, mide app.12cmincompletos (forma de C) que la mantienen siempre abierta, mide app.12cm

tapizada pro mucosa respiratoriatapizada pro mucosa respiratoria

se divide en dos ramas: los bronquios.se divide en dos ramas: los bronquios.

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Los Bronquios y los bronquiolosLos Bronquios y los bronquiolos

Los Los bronquios y los bronquiolos son las diversas ramificaciones del son las diversas ramificaciones del interior del interior del pulmón, terminan en unos sacos llamadas , terminan en unos sacos llamadas alvéolos pulmonares que tienen a su vez unas bolsas más pequeñas o que tienen a su vez unas bolsas más pequeñas o vesículas pulmonares, están rodeadas de una multitud de capilares vesículas pulmonares, están rodeadas de una multitud de capilares por donde pasa la por donde pasa la sangre y al realizarse el intercambio gaseoso se y al realizarse el intercambio gaseoso se carga de oxígeno y se libera de CO2.carga de oxígeno y se libera de CO2.

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Bronquios y BronquiolosSon conductos formados por anillos cartilaginosos unidos por musculatura lisa.

Cada bronquio, derecho o izquierdo, se divide en bronquios lobulares. Tres en el derecho y dos en el izquierdo.

Luego estos se dividen en bronquios segmentares y éstos a su vez en conductos de menor calibre, los bronquíolos.

Al ramificarse se reduce su calibre y la cantidad de cartílagos, la que es reemplazada por musculatura lisa.

Por lo tanto a nivel de los bronquíolos, la pared es sólo de musculatura lisa.

Anatomía sistema respiratorio

• Vías respiratorias• Pulmones• Estructuras anexas

Pulmones 2 órganos con forma piramidal y color rojizo, ubicados en la caja torácica

(protegidos por costillas).

Cubiertos por una capa (lubricada o serosa) de hoja doble llamada pleura pulmonar (parietal y visceral)

Presentan divisiones independientes o lóbulos: 3 en el pulmón derecho (superior, medio e inferior) y 2 en el izquierdo (superior e inferior.)

Entre las pleuras (visceral y parietal) hay un espacio virtual llamado cavidad o espacio pleural, que contiene una delgada capa de líquido pleural fabricada por estas mismas pleuras.

La función del líquido pleural es lubricar las superficies de las pleura y permitir que el pulmón acompañe a la pared torácica durante los momentos respiratorios.

Alveolos pulmonares Pequeños sacos (300~700 millones ) El conjunto de alveolos al termino de un

bronquiolo se llama saco alveolar.

o Cubiertos por sustancia fosfolipídica llamada «surfactante» cuya función es disminuir la tensión superficial en el alveolo e impedir que este colapse (los mantiene abiertos)

o Rodeados por capilares sanguíneos.

Función Permitir la «HEMATOSIS» o  intercambio gaseoso (entre O2 y el CO2)

RN normal RN prematuro

Estructuras anexas al sistema respiratorio

Son aquellas estructuras que colaboran con la ventilación pulmonar:

DiafragmaMúsculos intercostales Músculos del tóraxMúsculos abdominales.

Es un músculo que divide la cavidad del cuerpo en dos compartimentos:

La cavidad abdominal, que contiene al estomago, el hígado, los intestinos, etc., La cavidad torácica, en la que se encuentran el corazón y los pulmones.

Estructuras anexas al sistema respiratorio

Función expandir la caja torácica hacia abajo durante la inspiración.

Músculos intercostales (internos y externos)

Se ubican a ambos lados de la caja torácica.

Durante los movimientos respiratorios se contraen y relajan.

Estructuras anexas al sistema respiratorio

Son músculos que se encuentran en posición anterior, posterior y lateral de la caja torácica. Su principal función es mantener la rigidez de la pared del tórax durante los movimientos respiratorios.

Son los músculos que están en la parte superior del abdomen y tienen la función de comprimir la cavidad abdominal, con lo cual empujan el diafragma hacia arriba.

Estructuras anexas al sistema respiratorio

esternocleidomastoideo

escaleno

Serrato anterior

Pectoral mayor

Abdominales superiores

Abdominales inferiores

oblicuos

Serrato anterior

Pectoral mayor

Ventilación Pulmonar o Mecánica Respiratoria

Conjunto de procesos que hacen fluir el aire entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares a través de las fases alternadas de la inspiración y la espiración.

Inspiración:

«El ingreso de aire a los pulmones se debe a la diferencia de presiones entre el exterior y el interior del organismo»

Ventilación Pulmonar o Mecánica Respiratoria

760mm/Hg

760mm/Hg

Antes de la inspiración, la presión del aire en los pulmones

(intrapulmonar) es igual a la presión atmosférica= 760 mm Hg

1. Contracción del diafragma y músculos intercostales.

2. Descenso del diafragma y elevación de las costillas.

3. Aumento de volumen (tamaño) de la cavidad torácica y de los pulmones.

4. Disminución de la presión intrapulmonar de 760 a 758 mm Hg.

5. Disminución de la presión intrapleural de 756 a 754 mm Hg.

Espiración:«El aire sale de los pulmones ya que la presión

intrapulmonar es mayor que la presión atmosférica»

Ventilación Pulmonar o Mecánica Respiratoria

1. Relajación del diafragma y músculos intercostales.

2. Elevación del diafragma y descenso de las costillas.

3. Disminución del volumen en la cavidad torácica y de los pulmones.

4. Aumento de la presión intrapulmonar de 760 a 763 mm Hg.

5. Aumento de la presión intrapulmonar de 754 a 756 mm Hg.

Intercambio Gaseoso

Es el proceso por el que se intercambia O2 y CO2 entre el medio externo y el interno (difusión).

La difusión respiratoria es el movimiento de los gases desde una región donde hay mayor presión, a otra de presión menor.

La difusión respiratoria ocurre en dos sectores: entre los alvéolos y los capilares sanguíneos entre los capilares sanguíneos y el interior de las células.

Gases atmosféricos

Intercambio Gaseoso

«Proceso que ocurre por la diferencia de presión gaseosa entre el aire disuelto en la sangre y el contenido en los alvéolos pulmonares»

Como la presión del oxígeno en el aire inspirado (105 mm Hg) es mayor que la que tiene el oxígeno en la sangre del capilar alveolar (40 mm Hg), este se difunde hacia los capilares venosos (venas pulmonares), para ser distribuido a todas las regiones del cuerpo por la arteria aorta.

Difusión entre alvéolos y capilares sanguíneos:

El CO2 es transportado por la arteria pulmonar y capilares arteriales hasta los alvéolos, para ser posteriormente espirado.

La difusión de oxígeno y dióxido de carbono entre las paredes de los alvéolos y de los capilares mantienen un equilibrio de presiones dentro y fuera de los pulmones.

105mm/Hg40mm/Hg

Intercambio GaseosoDifusión entre los capilares sanguíneos y las células:

105mm/Hg40mm/Hg

«Proceso que se realiza entre las paredes de los capilares que transportan la sangre rica en oxígeno y las membranas celulares»

La sangre oxigenada contenida en los capilares arteriales mantiene una presión parcial de O2 (105 mm Hg) mayor que la que existe a nivel celular (40 mm Hg). Debido a la diferencia de presión, el oxigeno se difunde desde los capilares arteriales hasta el líquido intersticial y luego a las células hasta que se establece un equilibrio entre ambas presiones.

En el interior de las mitocondrias celulares, el O2 es utilizado en la respiración celular. Paralelamente, como la presión parcial de CO2 en las células (45 mm Hg) es mayor que la que hay en los capilares venosos (40 mm Hg), el CO2 sale desde la célula hacia el líquido intersticial e ingresa a los capilares venosos, que lo transportan hasta los pulmones para ser liberados hacia el exterior en la espiración.

105mm/Hg

40mm/Hg

El dióxido de carbono en la sangre actúa como una señal de alarma que afecta la parte del sistema nervioso que controla y regula la respiración.

La mayor concentración de CO2 en la sangre produce el aumento de la frecuencia respiratoria.

Volúmenes Pulmonares:Volumen de ventilación pulmonar Cantidad de aire (volumen) inspirado y espirado en reposo, se ha calculado que equivale a 500 ml de aire app.

Volumen de aire muerto Cantidad de aire inspirado y espirado que no es intercambiado ya que queda en las vías respiratorias, corresponde al 30%, es decir 150ml (sólo 350 ml llegan hasta los alvéolos pulmonares para ser utilizado)

Volumen de reserva inspiratoria corresponde al aire extra que ingresa en una inspiración profunda (no reposo), en total corresponde a 1.500 ml y 2.000 ml.

Volumen de reserva espiratoria aire que queda siempre dentro de vías respiratorias después de espiración (aunque sea esforzada) son 1.200 ml aprox.

Volumen residual aire que permanece en alveolos ( debido a que la diferencia de presiones los mantiene levemente hinchados), tiene un valor aprox de 1.200 ml

Volumen de respiración por minuto aire total que se inspira durante 1 minuto, se calcula:

La frecuencia respiratoria de una persona adulta sana y en reposo es de aprox 16 ciclos respiratorios por minuto. Para un individuo adulto normal, el volumen de respiración por min es de 8.000 ml/min.

Ventilación pulmonar x frecuencia respiratoria = volumen de respiración por minuto 500 ml x 16 respiraciones / min. = 8.000 ml/min.

Composición del aire intercambiado:

Aire inspirado misma composición que aire atmosférico.

Aire espirado alta concentración de CO2.

Inspirado Espirado

O2 21% 16%

CO2 0,03% 4%

N2 79% 79%

H20 gas variable abundante

Durante la ventilación pulmonar, el aire que ingresa a los alvéolos tiene una composición diferente del que sale.

La respiración celular usa, por una parte, alrededor de 30% del oxígeno que entra al organismo, y por otra, la cantidad de dióxido de carbono producido es más de 100 veces mayor al que ingresa,

Transporte de los gases respiratoriosSe realiza a través de la sangre gracias a la hemoglobina (Hb) la que presenta una mayor afinidad por el CO2.

Transporte de O2:O2 + Hb HbO2 (Oxihemoglobina)

Transporte de CO2:El dióxido de carbono es transportado de diversas formas por la sangre.Alrededor de 7 % se encuentra disuelto en el plasma23% se combina con la hemoglobina formando carboaminohemoglobina (HbCO2)

Hb + CO2 HbCO270% del CO2 restante es transportado por el plasma como iones bicarbonato. El dióxido, al combinarse con el agua presente en el plasma, da origen al ácido carbónico, que al mismo tiempo se disocia en el ión hidrógeno o hidrogenión (H+) y el ión bicarbonato (HCO3) de acuerdo a la ecuación que sigue:

CO2 + H2O H2CO3 -- H+ + HCO3 anhidrasa carbónica

Transporte de Dióxido de carbono

CO2 + H2O H2CO3

Ácido carbónico 

 H2CO3 HCO3- + H+ (67%)

BicarbonatoCO2 + Hb HbCO2

La función respiratoria está regulada por dos estructuras del sistema nervioso: (Centro respiratorio)

el bulbo raquídeo (o tronco encefálico) y la protuberancia anular (o puente de Varolio), ambas pertenecientes al tronco encefálico del sistema nervioso central.

Regulación de la respiración:

Trabajo de investigación(acumulativo)

Define: A.AsmaB.Enfisema pulmonarC.Neumonia o pulmoniaD.Pleuritis o pleuresiaE.NeumotoraxF.Fibrosis pulmonar