PRACTICA 5 “APARATO RESPIRATORIO ”
INTRODUCCIÓN El sistema respiratorio, está relacionado con el intercambio de gases entre las superfcies del organismo y su ambiente. En los casos más sencillos junto con difusi sión ón pasi pasiva va.. Sin el sist sistem ema a cir circula culato tori rio o cont contri ribu buye yen n al proc proces eso o de difu emba em barg rgo, o, la diu diusi sión ón pasi pasiva va por por sí sola sola no es sufc sufcie ient nte e para para cubr cubrir ir las las nece necesi sida dade dess de orga organi nism smos os plur pluric icel elul ular ares es.. Lo Loss sist sistem emas as cir circula culato tori rio o y respiratorio aceleran este proceso (ardong., !"""#. El ritmo de diusión pasiva entre un organismo y su ambiente depende de varios actores. $no de ellos es la superfcie disponible. El aumento de la superf superfcie cie dispon disponibl ible e incre incremen menta ta las posibi posibilid lidade adess de %ue %ue las mol&c mol&cula ulass atraviesen una superfcie epitelial. 'or ejemplo, en vertebrados los órganos para para el inter intercam cambio bio gaseos gaseoso o están están muy muy subdiv subdividi ididos dos para para incre incremen mentar tar la superfcie disponible para la transerencia de gases desde el aire a la sangre. tro actor es la distancia. )l aumentar la distancia, se incrementa el espacio %ue *an de recorrer las mol&culas para alcan+ar su destino. Los tejidos gruesos tienen diusión lenta, mientras %ue los delgados ayudan al proceso. $n tercer actor es la resistencia de los propios tejidos a la diusión (ardong., !"""#. $no de los actores más importante %ue aectan a la tasa de diusión es la dierencia de las presiones parciales de los gases a trav&s de la superfcie de intercambio (ardong., !"""#. anto anto el sistema respiratorio respiratorio como el circulatorio circulatorio tienen -bombas para mover los /uidos como el aire (respiración# o el agua (circulación#. En los peces la principal bomba es el aparato bran%uial %ue *ace %ue el agua atraviese las bran%uias. En los tetrápodos, una bomba bien conocida como caja torácica, %ue a veces es ayudada por el diaragma, diaragma, %ue *ace %ue el aire se mueva de un lado a otro por el interior de los pulmones. 0oviendo los /uidos %ue contiene los gases estas bombas act1an manteniendo unos gradientes elevados de las presiones parciales a trav&s de las superfcies de intercambio (ardong., !"""#. El proceso de respiración, trata sobre el reparto de o2ígeno a los tejidos y la eliminación de los productos de desec*o, principalmente dió2ido de carbono.
La respiración externa es el intercambio de gases entre el ambiente y la sangre a trav&s de una superfcie respiratoria (ardong., !"""#. 3urante la respiración e2terna, los gases se diunden entre el ambiente y el organismo4 el o2ígeno entra y el dió2ido de carbono sale. La ventilación es el proceso activo de movimientos del medio respiratorio, el agua o aire, a trav&s de una superfcie de intercambio. El bombeo de sangre a trav&s de los capilares de un órgano se conoce como perfusión. Los órganos respiratorios de ventilación están especiali+ados para entregar el o2ígeno y e2traer el dió2ido de carbono acumulado durante la perusión. La ventilación %ue implica movimiento de agua es muc*o más costosa %ue la %ue implica el movimiento de aire. Los pulmones están estructuralmente reor+ados para poder reali+ar su unción en el aire. La ventilación en los pulmones es generalmente bidireccional (de oleadas o de u!o " reu!o#, ya %ue el aire entra y sale por las mismas vías. El aire resco in#alado entra en los pulmones, se me+cla con l aire ya usado y es ex#alado. ) trav&s de los capilares de los pulmones se reali+a el intercambio con el aire de orma periódica, no continua (ardong., !"""#. $NT%C%D%NT%& El aparato respiratorio se sit1a en la cabe+a, cuello y tóra2, y está compuesto por las osas nasales, aringe, laringe, trá%uea, bron%uios, bron%uiolos y pulmones (ardong., !"""#.
5ig. !.64 “Esquema de las partes del aparato respiratorio” 'osas nasales
7omien+an en los orfcios nasales u -ollares en la porción anterior de la cabe+a, ormando un *ocico triangular muy móvil, en sus cornetes, ormaciones membranosas, está locali+ado el sentido del olato (ardong., !"""#. En los mamíeros y las aves %ue enrían el aire antes de espirarlo, el enriamiento se produce por un mecanismo de contracorriente en las osas nasales. ) medida %ue el aire pasa a trav&s de las osas nasales *acia las narinas entra en contacto con superfcie cada ve+ más rías generadas por la in*alación previa. 'or lo tanto, el aire aspirado, se enría a medida %ue pasa por las osas nasales. Ese proceso de enriamiento reduce la presión de vapor de agua de saturación del aire y determina %ue agua presente en el aire se condense sobre las paredes de osas nasales. En los mamíeros pe%ue8os el grado de enriamiento nasal del aire espirado es muy elevado (9ill y :yse., ;66<#. (aringe =rgano musculoso, cartilaginoso, situado en el ondo de la laringe. La posición superior más notables es la glotis %ue protege la entrada del órgano (ardong., !"""#. Tr)*uea ubo>cartilaginoso ormado por anillos para impedís %ue se aplaste y %ue va unido a la laringe (ardong., !"""#. +ulones Los pulmones de los vertebrados están dise8ados para la ventilación a&rea. Se trata de bolsas elásticas locali+adas en el interior del cuerpo. Su volumen aumenta cuando el aire es in*alado y disminuye cuando es e2*alado. En la mayoría de los tetrápodos, los pulmones de los adultos generalmente son pares. cupan una posición ventral respecto al tubo digestivo y están comunicados con el medio e2terior a trav&s de la tr)*uea. La entrada en la trá%uea se produce por la glotis, %ue está protegida por unos m1sculos pe%ue8os %ue la abren y la cierran. ?eneralmente, la trá%uea se divide en dos bron*uios, uno *acia cada pulmón. En algunas especia cada bron%uio se va ramifcando sucesivas veces para dar una serie de pe%ue8os bron*uiolos, %ue fnalmente llevan el aire *asta las superfcie respiratorios del interior del pulmón (ardong., !"""#. La trá%uea, los bron%uios y bron%uiolos pueden retener un volumen de aire importante. )un%ue en cada e2*alación se e2pulsa la mayor parte del aire viciado del interior de los pulmones, gran parte de &l permanece dentro de &stas vías. 7on la siguiente in*alación, el aire -gastado retornará al interior de
los pulmones antes de %ue el aire resco del e2terior llegue *asta ellos y se me+cle con el aire ya usado. Este volumen de aire utili+ado %ue %ueda en el interior de las vías respiratorias se denomina espacio uerto o voluen residual. El volumen total in*alado en cada respiración se conoce como voluen de ventilación (ardong., !"""#. -aferos La ventilación de los pulmones de los mamíeros se produce gracias a una bomba de aspiración. Los cambios de orma de la caja torácica y la acción de &mbolo del musculoso diafraga, contribuyen en este mecanismo. En el diaragma se pueden dierenciar las regiones crural, costal " esternal, y todas ellas se re1nen en un tendón central. El diaragma de los mamíeros se encuentra por delante del *ígado y act1a directamente sobre las cavidades pleurales, en cuyo interior se encuentran los pulmones. Entre las costillas se encuentran los m1sculos intercostales. Los m1sculos abdominales transversos, serratos y rectos abdominales se insertan en las costillas y son los %ue producen la e2tensión de la caja torácica (ardong., !"""#. Ventilación
Es de tipo bidireccional y en ella intervienen el diaragma y la caja torácica. En cada in*alación se contraen los m1sculos intercostales e2ternos, las costillas gira y el esternón se despla+a *acia delante. 3ebido a su inclinación y a su orma ar%ueada, al girar las costillas se despla+an *acia uera y *acia delante. 7omo consecuencia, la caja torácica, en cuyo interior se encuentran los pulmones se e2pande. 7uando se contrae el diaragma, %ue tiene una orma abovedada, se aplana aumentando a1n más el tama8o de la cavidad torácica. Los pulmones, %ue son elásticos, se e2panden para ocupar todo el espacio de la cavidad torácica y el aire penetra en ellos (ardong., !"""#. 3urante la e2*alación, %ue es activa, los m1sculos intercostales internos, %ue están inclinados en dirección contraria a la de los m1sculos intercostales e2ternos, a*ora relajados, tiran de las costillas *acia atrás. La relajación del diaragma *ace %ue vuelva a su orma original, es decir abovedado. La retracción de las costillas y la relajación del diaragma *acen %ue disminuya el volumen de la caja torácica, or+ando el aire de los pulmones a salir. La energía elástica almacenada en los pulmones, y la uer+a de gravedad, %ue *acen %ue la caja torácica se vaya -plegando y su tama8o disminuya, pueden contribuir a la e2*alación del aire (ardong., !"""#. El pulmón posee unos receptores de distensión mecánica de adaptación lenta en el musculo liso de las vías a&reas superiores (trá%uea, bron%uios y bron%uiolos#. 7uando el pulmón se e2pande, estos receptores se activan y mandan impulsos al grupo respiratorio dorsal a trav&s de los nervios vagos. Esta inormación aerente tiende a in*ibir y de este modo act1a limitando la
inspiración. Este *ec*o se conoce con el nombre de refejo de infación pulmonar de Hering-Breuer. Si los pulmones se e2panden por acción de una presión positiva, la recuencia de los movimientos respiratorio disminuye, e incluso puede llegar a desaparecer (apnea#.En animales como el gato y el conejo, el re/ejo de 9ering>@reuer parece tener un papel importante en el control del ritmo respiratorio ('ococA y Bic*ards., ;66C#. El diaragma de los mamíeros se encuentra inmediatamente por detrás de los pulmones y separa la cavidad torácica, de la cavidad abdominal, en el %ue se encuentran el resto de los principales órganos internos. 7uando un animal está en reposo, el diaragma es el principal artífce de la ventilación de los pulmones. Sin embargo, durante la locomoción de los mamíeros cuadr1pedos la caja torácica puede variar ligeramente de orma como consecuencia de los impactos de las paras contra el suelo. )demás las vísceras abdominales algunas veces se mueven de un lado a otro en el interior del cuerpo, despla+ándose *acia delante y *acia atrás al ritmo %ue imponen los movimientos de las e2tremidades. En tales ocasiones las vísceras abdominales act1an como -&mbolos, en primer lugar despla+ándose *acia delante y presionando sobre la caja torácica, y luego volviendo *acia atrás y reduciendo su presión sobre los pulmones. 7uando un mamíero está corriendo, se aprovec*a del movimiento rítmico de sus vísceras, e2pulsando el aire cuando los órganos internos oprimen al tóra2 e in*alando cuando se despla+an *acia atrás. 'or lo tanto, en los mamíeros corredores, los mecanismos de ventilación y locomoción están muy relacionados (ardong., !"""#. Intercambio gaseoso
En los mamíeros, las vías respiratorias se van dividiendo repetidamente produciendo ramas cada más delgadas *asta %ue al fnal terminan en una serie de comportamiento ciego, los alv/olos, donde se produce el intercambio gaseoso. La trá%uea, los bron%uios y los bron%uiolos, por los %ue se transportan los gases *asta y desde los alv&olos orman lo %ue se conoce como )rbol respiratorio. En ninguno de los conductos del árbol respiratorio se produce intercambio gaseoso alguno. La superfcie de intercambio tan grande en los mamíeros es undamental, ya %ue de otra orma no podrían mantener la elevada tasa de entrada de o2igeno %ue necesitan como endotermos %ue son. Los conductos nasales no sólo orman parte del sistema de vías respiratorias, sino %ue tambi&n sirven para calentar y *umedecer el aire %ue los atraviesa (ardong., !"""#. O01%TI2O bservar e identifcar los componentes del aparato respiratorio del conejo. +R%DICCIÓN
Se observarán los dierentes componentes del aparato respiratorio del conejo. -$T%RI$( 3 -4TODO
-
7onejo adulto previamente sacrifcado y colocado en un recipiente con ormol y sin tegumento 7ubrebocas Estuc*e de disección ?uantes 7*arola de disección
> > >
?uantes. 7aja de 'etri. 0icroscopio estereoscópico
-
!. Sacar al conejo del recipiente lavarlo con agua para remover el
ormol y colocarlo en una c*arola. 7on ayuda del estuc*e de disección abrir desde la cavidad abdominal *asta el e2tremo inerior del *ocico. ;. Ddentifcar y remover los pulmones y la trá%uea, teniendo cuidado de no da8ar las vísceras, y caracteri+ar las estructuras observadas en el aparato respiratorio del conejo. . Beali+ar un corte de pulmón y observar su estructura en microscopio estereoscópico. R%&U(T$DO&
5ig. ;.64 muestra los pulmones de un conejo.
5ig. .64 muestra la vista anterior de los pulmones de conejo.
5ig. F.64 Se muestra la vista posterior de los pulmones de conejo.
5ig. C.6. Se observa el cartílago tiroides de los pulmones %ue da sost&n al cora+ón.
5ig. <.64 Se muestra el pulmón derec*o de conejo, el cual se encuentra dividido en lóbulos.
5ig. G.64 Se muestra el pulmón i+%uierdo de conejo, el cual se encuentra dividido en ; lóbulos.
5ig.H.64 0uestra una vena en la parte inerior i+%. entrando en el pulmón.
5ig. ".64 Se observa un bron%uio lleno de sangre en un corte pulmonar de conejo.
5ig. !6.64 Se muestra un corte transversal de pulmón de conejo.
5ig. !!.64 0uestra una muestra de un corte transversal de pulmón de conejo observada en el microscopio estereoscópico. DI&CU&IÓN 7omo se observa en los resultados, el aparato respiratorio del conejo, se compone, como se8ala (ardong., !"""# de una aringe, una laringe, trá%uea, los pulmones y el árbol respiratorio. 7abe destacar %ue dic*o árbol respiratorio,
es el lugar donde se reali+a el intercambio gaseoso, se encuentra dentro de los pulmones como se observa en la fg. ".6, donde se aprecia %ue se compone de ramifcaciones como los bron%uiolos, en los %ue no se reali+a el intercambio gaseoso, pero son los encargados de llevar el o2ígeno in*alado a los alv&olos donde dic*o intercambio sí se reali+aI como menciona (ardong., !"""#, estas ramifcaciones permiten la e2istencia de una superfcie relativamente grande de intercambio gaseoso necesaria para un buen aprovec*amiento de o2ígeno preciso para el metabolismo del organismo. 'or otro lado, al observar los pulmones de los conejos, se aprecia %ue muestran una morología similar a la presentada en la fg. !.6, correspondiente al aparato respiratorio de la mayoría de los mamíeros, en los cuales se aprecia una dierencia en el n1mero de lóbulos presentes entre el pulmón derec*o e i+%uierdo, de modo %ue el primero presenta tres lóbulos (superior, medio e inerior# separados entre sí por surcos transversales como se muestra en la fg. <.6, mientras %ue el i+%uierdo como el ejemplifcado en la fg. G.6, sólo posee dos lóbulos (superior e inerior# separados entre sí por un surco transversal. 3ebido a lo anterior, se observa %ue la estructura anatómica del conejo corresponde con la mostrada en la mayoría de los mamíeros, de modo %ue tanto el intercambio gaseoso como los mecanismos de ventilación se eect1an de la misma maneraI sin embargo pese a %ue &sta conormación permite la ventilación de tipo bidireccional, la bomba de aspiración difere en los animales cuadr1pedos, dependiendo de si están o no en reposo. En el conejo, se puede observar %ue al colocarlo en una posición similar a la locomoción, los órganos abdominales tienden a acercarse a los pulmones, mientras %ue la orma de la caja torácica difere, impidiendo %ue el diaragma act1e adecuadamente como &mbolo por lo %ue es necesario %ue el mecanismo de ventilación se lleve a cabo de orma dierente. Es así %ue, como se8ala (ardong., !"""#, cuando el animal se encuentra en reposo los mecanismos de ventilación se dan por la acción del diaragma como &mbolo y los cambios de orma de la caja torácica, pero durante la locomoción, al cambiar de orma la caja torácica y al eectuarse movimiento sobre las vísceras abdominales debido a las e2tremidades, se aprovec*a dic*o movimiento, de modo %ue las vísceras act1an como &mbolos %ue presionan la caja torácica para e2pulsar el aire y reducen la presión de los pulmones al despla+arse *acia atrás por el movimiento, para permitir la in*alación. CONC(U&ION%& >
El aparato respiratorio del conejo está compuesto por las osas nasales, aringe, laringe, trá%uea, bron%uios, bron%uiolo, alv&olos y pulmones.
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Los pulmones reali+an la ventilación por medio de una bomba de aspiración compuesta por el diaragma y la caja torácica.
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El intercambio gaseoso se reali+a en los alveolos del árbol respiratorio. $N%5O&
5ig. !;.64 0uestra las bran%uias de un pe+.
5ig. !.64 0uestra las bran%uias de un pe+ vistas en el microscopio estereoscópico.
5ig. !F.64 Se observan las fbras %ue representan los cartílagos en una muestra de un corte pulmonar de iguana.
5ig. !C.64 0uestra la trá%uea de un ganso.
5ig. !<.64 Se muestran los pulmones de un ganso (vista posterior i+%.# (vista anterior der.#
5ig. !G.64 0uestra los pulmones de un cuyo. R%'%R%NCI$& > >
9ill B., :yse ? (;66<#. 'isiologa $nial. 0adrid, Espa8a4 E3DBD)L 0J3D7) ')K)0EBD7)K). 'ág. HH. ardong., (!"""#. 2%RT%0R$DO&6 $natoa coparada, función, evolución (; ed.#. 0adrid, Espa8a4 07?B):>9DLL. pp. GG>F6!.
>
'ococA ?., Bic*ards, 7 (;66C#.'isiologa 7uana6 (a base de la edicina (; ed.#. @arcelona, Espa8a4 0)SSK, S.). 'ág. G6.
