INTRODUCCION
El termino respiración, sirve para designar el proceso fisiológico, por el cual tomamos oxígeno del medio que nos rodea y eliminamos el dióxido de carbono de la sangre (conocido como respiración externa). Pero también sirve para designar el proceso de liberación de energía por parte de las células, procedente de la combustión de moléculas como los hidratos de carbono y las grasas (respiración interna). Se puede decir que la respiración externa es imprescindible para que tenga lugar la interna. Además necesitamos respirar continuamente ya que nuestras células necesitan el oxígeno y sin él mueren, y la muerte de nuestras células nos conduce a la nuestra propia. Pero el sistema respiratorio no actúa por si solo en todo el proceso respiratorio. Éste es ayudado en gran medida por el sistema circulatorio, que es quien se encarga de transportar el oxigeno hasta las células y recoger el anhídrido carbónico de las mismas.
1
S I S T E M A R E S P I RA T O R I O H U M A N O
SISTEMA RESPIRATORIO HUMANO El aparato
respiratorio o sistema
respiratorio es
el
encargado
de
captar oxígeno (O2) y eliminar el dióxido de carbono(CO2) procedente del metabolismo celular. El aparato respiratorio generalmente incluye tubos, como los bronquios, las fosas nasales usadas 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. 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.
ESTRUCTUCTURA DEL SISTEMA RESPIRATORIO
Conductos: Fosas nasales, Cavidad nasal, Faringe, Laringe y Tráquea
Pulmones
Cavidad Pleural
Tórax: Huesos y Músculos
2
ORGANIZACIÓN ANATÓMICA FUNCIONAL 1. Orificios nasales. Son dos orificios que comunican el exterior con las ventanas nasales, en el interior de las cuales hay unos pelos que filtran el aire y unas glándulas secretoras de moco que retienen el polvo y humedecen el aire.
2. Fosas nasales. Son dos amplias cavidades situadas sobre la cavidad bucal. En su interior presentan unos repliegues denominados cornetes, que frenan el paso del aire, favoreciendo así su humidificación y calentamiento.
3. Faringe. Es un conducto de unos 14cm que permite la comunicación entre las fosas nasales, la cavidad bucal, el oído medio (a través de las trompas de Eustaquio), la laringe y el esófago.
4. Boca. Permite la entrada de aire pero sin el filtrado de polvo y la humidificación que proporcionan las fosas nasales.
5. Lengua. Este órgano presiona el alimento contra el paladar para introducir los alimentos.
6. Epiglotis. Es una lengüeta que cuando es empujada por un bolo alimenticio se abate sobre la glotis cerrando el acceso e impidiendo así que el alimento se introduzca dentro de la tráquea.
7. Laringe. Es un corto conducto de unos 4cm de longitud que contiene las cuerdas vocales.
8. Cuerdas vocales. Son dos repliegues musculares y fibrosos que hay en el interior de la laringe. El espacio que hay entre ellas se denomina glotis y da paso a la tráquea. Constituyen el órgano fonador de los humanos.
9. Cartílago tiroides. Es el primer cartílago de la tráquea. Está más desarrollado en los hombres. En estos provoca una prominencia en el cuello denominada la nuez de Adán y una voz más grave.
10. Esófago. Es un conducto del aparato digestivo que se encuentra detrás de la tráquea.
11. Tráquea. Conducto de unos 12cm de longitud y 2cm de diámetro, constituido por una serie de cartílagos semianulares cuyos extremos
3
posteriores están unidos por fibras musculares. Esto evita los roces con el esófago, cuando por este pasan los alimentos.
12. Pulmones. Son dos masas globosas. El pulmón derecho tiene tres lóbulos y el izquierdo sólo dos.
13. Arteria pulmonar . Contiene sangre pobre en oxígeno y rica en dióxido de carbono, que se mueve desde el corazón hacia los pulmones.
14. Vena pulmonar . Contiene sangre rica en oxígeno y pobre en dióxido de carbono que se mueve desde los pulmones hacia el corazón.
15. Músculos intercostales externos. Son los que levantan las costillas para aumentar el volumen de la cavidad torácica y así producir la inspiración.
16. Costillas. Son huesos planos y curvos, que en su conjunto forman la caja torácica.
17. Pleuras. Son dos membranas que rodean los pulmones. El espacio que hay entre ellas está lleno del denominado líquido pleural. Su finalidad es evitar el roce entre los pulmones y las costillas.
18. Cavidad torácica. Es la cavidad formada por las costillas y el esternón, dónde se alojan los pulmones.
19. Bronquios. Son los dos conductos en los que se bifurca la tráquea. 20. Bronquiolos. Son las ramificaciones de los bronquios. Las últimas ramificaciones originan los denominados capilares bronquiales que finalizan en los sáculos pulmonares, que son cavidades con numerosas expansiones globosas denominadas alvéolos pulmonares. Considerando los dos pulmones hay unos 500 millones de alvéolos pulmonares.
21. Cavidad cardíaca. Es una concavidad en el pulmón izquierdo en la que se aloja el corazón.
22. Diafragma. Se trata de una membrana musculosa que durante la inspiración desciende permitiendo la dilatación pulmonar y durante la espiración asciende favoreciendo el vaciado de los pulmones.
4
CAPACIDADES Y VOLUMENES Capacidades Las capacidades pulmonares se refieren a los distintos volúmenes de aire característicos en la respiración humana. Un pulmón humano puede almacenar alrededor de 6 litros de aire en su interior, pero una cantidad significativamente menor es la que se inhala y exhala durante la respiración. Al describir los procesos del ciclo pulmonar, a veces es deseable considerar juntos dos o más volúmenes pulmonares, estas combinaciones de volúmenes son llamados capacidades pulmonares:
Capacidad Inspiratoria (CI): Es la cantidad de aire que una persona puede respirar comenzando en el nivel de una espiración normal y distendiendo al máximo sus pulmones (3,500mL aprox). CI = VC + VRI.
Capacidad Residual Funcional (CRF): Es la cantidad de aire que permanece en el sistema respiratorio. Esa cantidad es la mínima que hay dentro de un pulmón, y no puede ser expulsada. Es la cantidad de aire que queda en los pulmones tras una espiración normal (2,300mL aprox). CRF = VRE + VR.
Capacidad Vital (CV): Es la cantidad de aire que es posible expulsar de los pulmones después de haber inspirado completamente. Son alrededor de 4.6 litros. Es la máxima cantidad de aire que puede expulsar una persona de los pulmones después de una inspiración máxima y espiración máxima (4,600mL aprox). CV = VRI + VC + VRE.
Capacidad Pulmonar Total (CPT): Es el volumen de aire que hay en el aparato respiratorio, después de una inhalación máxima voluntaria. Corresponde a aproximadamente 6 litros de aire. Es el máximo volumen al que pueden expandirse los pulmones con el máximo esfuerzo posible (5,800mL aprox). CPT = CV + VR.
5
Volúmenes Pulmonares Volumen corriente o tidal (VC ó VT) : volumen de aire inspirado o espirado en cada respiración normal; es de unos 500mL aproximadamente.
Volumen de reserva inspiratorio (VRI): volumen adicional máximo de aire que se puede inspirar por encima del volumen corriente normal; habitualmente es igual a unos 3,000mL.
Volumen de reserva espiratorio (VRE): cantidad adicional máxima de aire que se puede espirar mediante espiración forzada, después de una espiración corriente normal, normalmente es de unos 1,100mL.
Volumen residual (VR): volumen de aire que queda en los pulmones tras la
espiración
forzada,
supone
en
promedio
unos
1,200mL
aproximadamente.
Valores constantes Volumen circulante: 500ml. Volumen de reserva inspiratorio: 3000ml (con esfuerzo inspiratorio). Volumen de reserva espiratorio: 1000ml (con esfuerzo espiratorio). Volumen residual: 1200ml. Capacidad vital: volumen de reserva inspiratorio (3000ml) + volumen de reserva espiratoria (1000ml)+volumen circulante (500ml) = 4500ml.
Capacidad inspiratoria: volumen circulante (500ml) + volumen de reserva inspiratoria (3000ml) = 3500ml.
Capacidad espiratoria: volumen residual (1200ml) + volumen de reserva espiratoria (1000ml)= 2200ml.
Capacidad pulmonar total: capacidad vital (4500ml) + volumen residual (1200ml)= 5700ml.
6
FUNCION DE LAS VIAS RESPIRATORIAS La función principal del aparato respiratorio es conducir el oxígeno al interior de los pulmones, transferirlo a la sangre y expulsar las sustancias de desecho, en forma de anhídrido carbónico. El oxígeno inspirado penetra en los pulmones y alcanza los alvéolos. Las paredes de los alvéolos están íntimamente en contacto con los capilares que las rodean, y tienen tan sólo el espesor de una célula. El oxígeno pasa fácilmente a la sangre de los capilares a través de las paredes alveolares, mientras que el anhídrido carbónico pasa desde la sangre al interior de los alvéolos, siendo espirado por las fosas nasales y la boca. El intercambio de oxígeno y de dióxido de carbono (hematosis) tiene lugar entre los alvéolos y los capilares del pulmón a través de la membrana alveolo capilar, que es semipermeable. Con la inspiración, el aire ingresa a los pulmones porque la presión dentro de ellos es menor a la presión atmosférica. La respiración externa o “ventilación” en los humanos. La respiración
externa o ventilación comprende de las tres siguientes etapas:
1. Inspiración. En ella los músculos intercostales externos se contraen y suben las costillas y el esternón, y el diafragma desciende. Todo ello aumenta la capacidad de la caja torácica, provocando que los pulmones se dilaten y entre aire rico en O 2.
2. Intercambio de gases. En ella el aire rico en O 2 llega hasta los alvéolos pulmonares, las paredes de los cuales son tan finas que permiten el intercambio
gaseoso.
Como
están
recubiertos
de
finos capilares
sanguíneos que contienen sangre cargada de CO2 y pobre en O2, el CO2 pasa al interior de los alvéolos y el O 2 pasa a la sangre que hay en los capilares sanguíneos.
3. Espiración. En ella los músculos intercostales externos se relajan y bajan las costillas y el esternón y el diafragma asciende. Todo ello disminuye la 7
capacidad de la caja torácica, provocando que los pulmones. y, por lo tanto, que salga aire rico en CO 2.
Factores que Influyen en la Respiración Externa La Altitud Con la altitud la presión parcial del oxígeno atmosférico disminuye, disminuyendo al mismo tiempo la presión parcial de oxígeno alveolar por lo que una cantidad menor de oxígeno se difunde hacia la sangre. Los síntomas mas comunes con la altitud incluyen el acortamiento de la respiración, fatiga, náusea entre otros.
La Superficie Total de Intercambio de Gases Cualquiera alteración pulmonar que disminuya la superficie funcional formada por la membrana alveolo-capilar disminuye la eficacia de la respiración externa.
Volumen por Minuto de la Respiración Existen drogas como la morfina que disminuye la cantidad de oxígeno y bióxido de carbono que se pueda intercambiar entre el alvéolo y la sangre, pudiendo causar la muerte en caso de sobredosis.
8
REGULACION DE LA RESPIRACION El objetivo de la regulación de la respiración es mantener los niveles de O2 y CO2 en sangre dentro de unos márgenes estrechos que permitan la funcionalidad celular. Para ello se regula la ventilación pulmonar mediante un sistema automático complejo, en el que participa el control nervioso y el humoral. Además, la respiración debe integrarse con el sistema digestivo, la emisión de sonidos, la tos, etc. 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.
9
CENTROS RESPIRATORIOS A nivel central, la respiración está controlada por diversas zonas del tronco del encéfalo que se conocen con el nombre de centros respiratorios y que son:
a. Centros bulbares b. Centro apnéustico c. Centro neumotáxico d. Centros superiores 1. Los centros bulbares, inspiratorios se localizan en la región ventrolateral y constituyen el grupo respiratorio dorsal (GRD). Los centros bulbares espiratorios se denominan grupo respiratorio ventral (GRV). Ambos centros son pares y de localización bilateral, con comunicaciones cruzadas lo que les permite actuar sincrónicamente para obtener movimientos respiratorios simétricos, es decir, si uno se activa el otro se inhibe, y viceversa, coordinando el proceso respiratorio.
2. El centro apnéustico, se sitúa en la región inferior de la protuberancia, estimula el grupo respiratorio dorsal o centro inspiratorio bulbar, e induce una inspiración prolongada o apneusis.
3. El centro neumotáxico, en condiciones de respiración normal, este centro se encuentra inhibido, esta situado en la región superior de la protuberancia, que es estimulado por el grupo respiratorio dorsal o centro inspiratorio bulbar.
4. La
corteza cerebral, modifica la actividad de los centros bulbares y
constituye la actividad voluntaria de la respiración, induciendo
la
hiperventilación o la hipoventilación. La corteza también coordina la actividad contráctil alternada de los músculos inspiratorios y espiratorios para que actúen coordinadamente. El sistema límbico y el hipotálamo influyen 2sobre el tipo de respiración que se presenta en situaciones de ira o miedo.
10
MODELO DE REGULACIÓN 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.
11
CONCLUSION Nuestro cuerpo es una máquina que funciona gracias al trabajo conjunto de todos los sistemas que lo componen. El sistema respiratorio es un ejemplo de esto. Si por algún motivo nuestro sistema respiratorio no pudiese captar y procesar el oxígeno del medio ambiente, nuestro cuerpo no podría realizar ninguna función, y esto significaría la muerte. Actualmente podemos ver muchas enfermedades que afectan nuestro sistema respiratorio, algunas más graves que otras, pero igualmente preocupantes. Muchas de ellas se producen gracias a factores externos controlables por el hombre (Smog, cigarrillos, etc.). Como futuros trabajadores del área salud, es nuestro deber estar al tanto de los problemas medioambientales que amenazan la salud de la población, conocer los adelantos y descubrimientos que se realizan a nivel nacional e internacional, para así poder educar resguardando y advirtiendo a la población en forma consecuente sobre los peligros que amenazan su salud. Al mismo un profesional de la salud será un modelo que será ejemplo a seguir actuando consecuentemente, practicando una respiración saludable Debemos velar para que nuestro ambiente sea lo mas limpio posible y que la gente realice actividad física aeróbica (caminar, correr, nadar, andar en bicicleta) para que fortalezcan su sistema respiratorio y así su calidad de vida sea lo más saludable posible.
12
BIBLIOGRAFIA Libros Consultados:
Crespo, Xavier - Nuria Curell - Jordi Curell
“Anatomía Humana”.
Ediciones
Mistral 1996.
Guyton, Arthur C. “Fisiología Humana”. Sexta edición Editorial Interamericana 1980 pág. 187-188.
GARDNER. E, - GRAY D. “Anatomía, tercera Edición”. Editorial Salvat, 1980, Págs. 303 al 349, 848 al 869.
Vander, Arthur. Sherman, James. “Fisiología Humana”. Editorial MacGraw-Hill, México. 1978. Págs. 220 al 248.
Tortora G. “Principios de Anatomía. y Fisiología”. Sexta Edición. Editorial Harla. México. 1993. Págs. 1097, 850, 864. Capitulo 23.
13
