Aparato respiratorio

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Aparato respiratorio
Respiratory system complete es.svg
Diagrama del sistema respiratorio.
Latín [TA]: systema respiratorium
TA A06.0.00.000
TH H3.05.00.0.00001
Función Cambio de gases entre el cuerpo y la atmósfera.
Estructuras
básicas
Tráquea, pulmones.

El aparato respiratorio o sistema respiratorio es el encargado de captar oxígeno (O2) y eliminar el dióxido de carbono (CO2) procedente del anabolismo celular.[1]

El aparato respiratorio generalmente incluye tubos, como los bronquios, las fosas nasales 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 respiratorias, 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 ser vivo 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 respiratorio también ayuda a mantener el balance entre ácidos y bases en el cuerpo a través de la eficiente eliminación de dióxido de carbono de la sangre.

En organismos simples[editar]

Los protozoarios (organismos unicelulares), así como 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).

En organismos complejos[editar]

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[editar]

En humanos, el sistema respiratorio consiste en las vías aéreas, pulmones y músculos respiratorios, que provocan el movimiento del aire tanto hacia adentro como hacia afuera del cuerpo. El intercambio de gases es el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono, del cuerpo 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) 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:

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 torácico 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 torácica, 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 intratorácico 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[editar]

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 altitud irá bajando la presión atmosférica y por lo tanto la concentración de oxígeno que inspiramos también disminuirá.

Se da entonces el fenómeno de la hipoxia 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[editar]

  • 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: Donde se produce la 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 que separa la cavidad torácica (pulmones, mediastino, etc.) de la cavidad abdominal (intestinos, estómago, hígado, etc.). Interviene en la respiración, descendiendo la presión dentro de la cavidad torácica 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.

Cifras gasométricas en sangre[editar]

  • PaO2: Presión arterial de oxígeno. Medida en mmHg o kPa (equivalencias en SI).
  • PaCO2: Presión arterial de dióxido de carbono.
  • PACO2: Presión alveolar de dióxido de carbono.
    • Presión alveolar de dióxido de carbono (PACO2)= 0,863 VCO2/VA
    • Diferencia o gradiente alvéolo-arterial de carbónico. Normalmente es cero ya que PACO2 = PaCO2
    • Diferencia o gradiente alvéolo-arterial de oxígeno = PAO2-PaO2×D (A-a) O2
  • PAO2: 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, aproximadamente 0,8 (relación entre consumo de O2 (VO2) y producción de CO2 (VCO2))
  • FiO2: Fracción inspiratoria de oxígeno (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 mmHg y la del dióxido de carbono es de 40 mmHg, lo que hace que la presión del aire alveolar seco sea de 713 mmHg (760 - 47 = 713).
  • VA: Ventilación alveolar, es la diferencia entre la ventilación pulmonar y la ventilación del espacio muerto.

Conceptos[editar]

  • 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).

Composición del aire atmosférico[editar]

Nitrógeno 78%
Oxígeno 21%
Argón y helio 0,92%
Dióxido de carbono 0,04%
Vapor de agua 0,04%

Composición del aire alveolar[editar]

Oxígeno 79%
Nitrógeno 16%
Dióxido de carbono 4%
Vapor de agua 1%

Véase también[editar]

Referencias[editar]

Enlaces externos[editar]