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EL APARATO RESPIRATORIO



INTRODUCCIÓN

         Mediante este trabajo de investigación que estaremos presentando, hablaremos sobre el aparato respiratorio, su importancia, su funcionamiento a través de los distintos mecanismos que hacen posible la respiración.


         Hablaremos sobre la respiración interna y externa. Sobre los factores que intervienen en la oxigenación sanguínea a través de los mecanismos de respiración. También trataremos sobre los distintos volúmenes y capacidades que hacen referencia a los pulmones en su trabajo de respiración humana.


APARATO RESPIRATORIO

1-      FISIOLOGÍA DE LA RESPIRACIÓN.

            La fisiología respiratoria es una la rama de la fisiología humana que se enfoca en el proceso de respiración, tanto externa, captación de oxígeno (O2) y eliminación de dióxido de carbono (CO2), como interna, utilización e intercambio de gases a nivel tisular.
           
1.1- PRESIONES.

            En fisiología se llama ventilación pulmonar al conjunto de procesos que hacen fluir el aire entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares a través de los actos alternantes de la inspiración y la espiración. Los factores que intervienen en esta mecánica son las vías aéreas internas, el diafragma, la cavidad toráxica formada por la columna vertebral, el esternón y las costillas, así como la musculatura asociada. La ventilación se lleva a cabo por los músculos que cambian el volumen de la cavidad torácica, y al hacerlo crean presiones negativas y positivas que mueven el aire adentro y afuera de los pulmones. Durante la respiración normal, en reposo, la inspiración es activa, mientras que la espiración es pasiva. El diafragma, que provoca el movimiento de la caja torácica hacia abajo y hacia afuera, cambiando el tamaño de la cavidad torácica en la dirección horizontal, es el principal músculo inspiratorio. Otros músculos que participan en la ventilación son: los músculos intercostales, los abdominales y los músculos accesorios.

            Por convenio en el aparato respiratorio las presiones se miden tomando como referencia la presión atmosférica. Una presión será negativa cuando sea menor de 760 mmHg y positiva si es mayor. Durante la inhalación normal la presión dentro de los pulmones presión intralveolar, es cerca de -2 cm de agua.

1.2- RESPIRACIONES INTERNAS Y EXTERNAS.

-          La respiración externa es aquella donde el intercambio gaseoso ( O2- CO2 ) se realiza diréctamente a nivel de la membrana plasmática, es decir, no intervienen estructuras respiratorias internas, el O2 disuelto en el agua entra por Difusión simple y el CO2 sale por el mismo mecanismo fisiológico, por ej todos los Protozoos ( ameba, paramecio, etc) y otros microorganismos como las bacterias anaerobios facultativas y aerobias poseen este tipo de respiración.

-          La respiración interna es el intercambio de gases a nivel de los tejidos. Es el proceso que se cumple a nivel de todos los tejidos del cuerpo y consiste en el pasaje, por osmosis, de O2 desde los capilares arteriales hasta las células y de CO2 desde las células hasta los capilares venosos, es el proceso de la respiración en la cual se produce el intercambio de gases entre la sangre y los tejidos, dicho de otra forma, el O2 es entregado a las células y utilizado o consumido por éstas en su actividad vital. Se trata del último proceso respiratorio y también el más complicado, pues se producen una serie de reacciones bioquímicas celulares en las cuales se obtiene energía mediante oxidaciones sucesivas de las moléculas de glucosa (la llamada glucólisis); en este proceso se libera CO2 y H2O. El pigmento respiratorio más común es la  hemoglobina, que está presente en la sangre. Es una proteína globulina con un grupo hemo y un ion hierro. La propiedad más importante de los pigmentos respiratorios es la afinidad que poseen por el oxígeno. La hemoglobina forma una combinación química reversible con el oxígeno cuando está en contacto con un medio rico en este gas, como es la atmósfera, formando la oxihemoglobina. Este contacto tiene lugar en los capilares de los órganos respiratorios. La hemoglobina en combinación con el O2 (la oxihemoglobina) es más ácida y, en consecuencia, provoca la disociación de los iones bicarbonato y carbonato de sodio del plasma sanguíneo. Cuando la sangre oxigenada (rica en oxihemoglobina) llega a los tejidos, el balance de O2 se invierte y la hemoglobina libera O2. Al volverse más básica, provoca la liberación de iones sodio que se combinan con el CO2 procedente de los tejidos para formar bicarbonato de sodio.

1.3- FACTORES QUE FACILITAN LA COMBINACIÓN DEL OXÍGENO CON HEMOGLOBINA. TRANSPORTE DE GASES.

            El PH de la sangre es aproximadamente de 7.El bióxido de carbono reacciona con el agua para formar un ácido carbónico, H2CO3,por lo que el incremento de la concentración de bióxido de carbono aumenta la acidez de la sangre, lo que a su vez hace disminuir la capacidad de la hemoglobina para acarrear el oxígeno, o sea, que en parte de la capacidad de que la hemoglobina se combine con el oxígeno está regulada por la cantidad presente de bióxido de carbono. De esto resulta un sistema de transporte de gran eficacia: en los capilares de los tejidos la concentración de bióxido de carbono es elevada, de modo que el oxígeno se libera de la hemoglobina por la ación conjunta de la tensión baja de oxígeno y alta de bióxido de carbono. En los capilares de los pulmones, la tensión de bióxido de carbono es baja, lo que permite que la hemoglobina se combine con el oxígeno, puesto que éste se encuentra en tensión elevada. Es desde luego conveniente recordar que el aumento de bióxido de carbono acidifica la sangre y que la capacidad de la hemoglobina de llevar el oxígeno disminuye en una solución ácida.

            El transporte de bióxido de carbono plantea al organismo un problema especial por el hecho de que cuando este gas se disuelve, reacciona reversiblemente con agua para formar ácido carbónico.

            Las células del hombre en reposo elaboran unos 200 ml de bióxido de carbono por minuto. Si esta cantidad tuviese que disolverse en el plasma ( el cuál sólo puede llevar en solución 4.3 ml CO2 por litro),la sangre tendría que circular a razón de 47 litros por minuto en vez de cuatro o cinco. Además dicha cantidad de bióxido de carbono daría a la sangre un ph de 4.5,condición imposible, pues las células únicamente viven dentro de un corto margen en el lado alcalino de la neutralidad (entre 7.2 y 7.6).

            En el órgano respiratorio, pulmón, el oxígeno se difunde hacia en interior de los glóbulos rojos desde el plasma, y se combina con la hemoglobina (Hb) para formar oxihemoglobina (HbO2): Hb + O2 = HbO2. La reacción es reversible y la hemoglobina libera el oxígeno cuando llega a una región donde la tensión oxígeno es baja,en los capilares de los tejidos. La combinación de oxígeno con la hemoglobina y su liberación de oxihemoblobina están controlados por la concentración de oxígeno y en menor grado por la concentración de bióxido de carbono.

1.4- REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN.

            La respiración es un proceso automático y rítmico mantenido constantemente que puede modificarse bajo el influjo de la voluntad, pudiendo cambiar tanto la profundidad de la respiración como la frecuencia de la misma. La respiración no siempre es un proceso absolutamente regular y rítmico, ya que ha de ir adaptándose constantemente a las necesidades del organismo, para aportar el oxígeno necesario al metabolismo celular y eliminar el anhídrido carbónico producido durante el mismo.

            La respiración rítmica basal, o eupnea, está regulada por los centros respiratorios nerviosos situados en el encéfalo que recogen información proveniente del aparato respiratorio y de otras partes del organismo, para dar lugar a una respuesta a través de los órganos efectores o musculatura respiratoria que determinará la profundidad de la respiración, o volumen corriente, y la frecuencia. La corteza cerebral también participa cuando se interviene de forma voluntaria en el proceso respiratorio.

            La génesis del ritmo básico de la respiración se basa en la actividad alternada de los centros bulbares inspiratorios y espiratorios, que constituyen el generador central del ritmo respiratorio.

            En condiciones de respiración basal o de reposo, la actividad inspiratoria se genera automáticamente, produciendo la contracción del diafragma. Después esta actividad se detiene, lo que ocasionará la relajación del diafragma, tras los cuales volverán a descargar de nuevo. En esta situación, la actividad espiratoria está inhibida. Durante el ejercicio o ante necesidades que requieran mayor intensidad y frecuencia ventilatoria, se incrementará la actividad de las neuronas inspiratorias, provocando la contracción de los músculos inspiratorios accesorios, pero también activando a las neuronas espiratorias, que inducirá la contracción de la musculatura espiratoria accesoria.


2-      VOLÚMENES AÉREOS.

2.1- VOLUMEN CIRCULANTE.

            Es el correspondiente a la respiración habitual, la que desarrollamos en estado de reposo o de actividad física muy moderada, por ejemplo al dar un paseo tranquilo.

            Al ser el volumen propio de la respiración normal no se puede modificar de modo voluntario, sino que se ajusta automáticamente en función de las necesidades de oxígeno del organismo, de ahí que pueda variar sensiblemente con los cambios de postura, o al realizar movimientos simples (elevar un brazo para coger algo de una estantería).

            Puesto que un individuo adulto normal respira unas doce veces en cada minuto, el volumen medio de aire movilizado por minuto rondaría los seis litros.


2.2- RESERVA INSPIRATORIA Y ESPIRATORIA.

- Reserva inspiratoria: el volumen de reserva inspiratorio nos indica la cantidad de aire adicional que podemos almacenar en nuestras vías respiratorias cuando nos esforzamos en inspirar más aire del inhalado por el volumen corriente.

            El volumen de reserva inspiratorio (VRI), el cual nos indica la cantidad de aire adicional que podemos acumular en nuestras vías respiratorias, una vez que hemos llegado al límite de nuestra respiración normal (volumen corriente de aire).

            Si bien el volumen corriente alcanza el medio litro aproximadamente, el volumen de reserva inspiratorio multiplica la capacidad respiratoria por cinco o por seis, ya que puede alcanzar los dos o tres litros y medio según las personas.

            Así este volumen de reserva inspiratorio puede ser utilizado total o parcialmente según la cantidad de aire que necesitemos o que queramos inspirar, ya que tenemos la posibilidad de influir voluntariamente en nuestra respiración.

- Reserva espiratorio (VRE), el cual nos indica la cantidad de aire que podemos expulsar de nuestras vías respiratorias cuando espiramos a fondo, es decir cuando forzamos nuestra espiración por encima de la espiración normal.

            Este volumen puede alcanzar 1 litro o 1,2 litros de aire según las personas, y depende no sólo del tamaño de nuestras vías respiratorias, sino también de la flexibilidad de nuestra caja torácica.

            Esta reserva de aire es la que utilizamos cuando soplamos las velas de una tarta para apagarlas, o cuando intentamos inflar un globo; actividades algo fatigosas, lo que nos indica el esfuerzo físico que hay que desarrollar para movilizar este volumen de aire.

            Por otro lado, el volumen de reserva espiratorio nos ayuda a expulsar las partículas nocivas de nuestras vías respiratorias, por ejemplo cuando tosemos.

2.3- VOLUMEN RESIDUAL.

            Es el volumen de aire que queda en nuestros pulmones tras una espiración máxima, es decir, cuando ya no somos capaces de expulsar más aire, ni siquiera tosiendo.
            La conservación de un cierto volumen de aire en las vías respiratorias cuando ya no somos capaces de expulsar más aire en la espiración forzada, es esencial para mantener un equilibrio en la presión interna de los alvéolos, aspecto vital para que los pulmones puedan mantener su actividad con normalidad.
            Si nuestros pulmones no conservaran permanentemente un cierto volumen de aire residual, los alvéolos se vaciarían normalmente, acabando aplastados y con ello colapsados por el aumento de la presión de succión que se produce en su interior para compensar este vacío. Este volumen de aire residual oscila entre 1 y 1,2 litros de aire según las personas.

2.4- CAPACIDAD VITAL.

            La capacidad vital es la cantidad máxima de aire que una persona puede expulsar de los pulmones tras una inhalación máxima.Disminuye con el envejecimiento por la disminución de la elasticidad de los pulmones y de la caja torácica. Puede ser de 4-5 litros en hombres jóvenes sanos y de 3-4 litros en mujeres jóvenes sanas. Valores de 6-7 litros no son infrecuentes en sujetos de elevada estatura y de 7-8 l en atletas de resistencia aeróbica de alto nivel. Estas grandes medidas se deben a sus características físicas y a su genética.1 En la espirometría, la capacidad vital es igual al volumen de reserva inspiratoria más el volumen corriente más el volumen de reserva espiratorio.

            La capacidad vital de una persona puede ser medida por un espirómetro bien sea húmedo o normal. En combinación con otras medidas fisiológicas, la capacidad vital puede ayudar a hacer un diagnóstico de ciertas enfermedades pulmonares subyacentes.

3-      REGULACIÓN RESPIRATORIA DEL EQUILIBRIO ÁCIDO BASE.

            El equilibrio ácido-básico es un proceso complejo en el cual participan múltiples órganos para mantener relativamente constantes una serie de balances interrelacionados, tales como: pH, equilibrio eléctrico, equilibrio osmótico y volemia. Si se producen cambios en alguno de estos elementos, la respuesta del organismo será tratar de volverlos a sus límites normales, afectando en un mínimo a otros equilibrios.

            El aparato respiratorio dispone de sensores exquisitamente sensibles a las variaciones de pH. Su estimulación por un aumento de la concentración de hidrogeniones, como ocurre por la producción de ácido láctico en el ejercicio, determina un incremento de la ventilación que elimina una mayor cantidad de CO2, lo que tiende a mantener constante el pH. A la inversa, una caída de la concentración de hidrogeniones deja de estimular la ventilación. Lo valioso de este mecanismo en su rapidez, pero es limitado porque la ventilación tiene también   otras exigencias que cumplir.




CONCLUSIÓN

         Mediante este trabajo de investigación que hemos desarrollado, hablamos sobre el aparato respiratorio, su importancia, su funcionamiento a través de los distintos mecanismos que hacen posible la respiración.

         Aprendimos mucho también sobre la respiración interna y externa. Sobre los factores que intervienen en la oxigenación sanguínea a través de los mecanismos de respiración. También hemos hablado sobre los distintos volúmenes y capacidades que hacen referencia a los pulmones en su trabajo de respiración humana.

         Gracias a este trabajo pudimos entender y comprender la importante función que desempeña el aparato respiratorio. Esperamos que el trabajo haya sido del agrado y beneficio de todos los compañeros.








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