Aparato respiratorio

El aparato respiratorio generalmente incluye tubos, como los bronquios, usados para cargar aire en los pulmones, donde ocurre el intercambio gaseoso. El diafragma como todo musculo puede contraerse y relajarse. Al relajarse los pulmones al contar con espacio se expanden para llenarse de aire y al contraerse el mismo es expulsado . Estos sistemas respiratorios varían de acuerdo al organismo.

En humanos y otros mamíferos, el sistema respiratorio consiste en vías aereas, pulmones y musculos respiratorios que medían en el movimiento del aire tanto adentro como afuera del cuerpo. Dentro del sistema alveolar de los pulmones, las moléculas de oxigeno y dióxido de carbonos se intercambian pasivamente, por difusión, entre el entorno gaseoso y la sangre. Así, el sistema respiratorio facilita la oxigenación con la remoción concomitante del dioxido 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 tráves de la eficiente remoción de dioxido de carbono de la sangre.

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En seres simples

Los protozooss (organismos unicelulares), así como las 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. (Ver respiración celular).

En organismos complejos

La lombriz de tierra realiza el intercambio de gases a través de su piel (respiración cutánea).

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

El hombre utiliza respiración pulmonar cuyo aparato respiratorio consta de:

• Sistema de conducción: fosas nasales, boca, faringe, laringe, tráquea, bronquios principales, bronquios lobares, bronquios segmentarios y bronquiolos.
• Sistema de intercambio: conductos y los sacos alveolares. El espacio muerto anatómico, o zona no respiratoria (no hay intercambios gaseosos) del árbol bronquial incluye las 16 primeras generaciones bronquiales, siendo su volumen de unos 150 ml.

Fisiología

Consiste de un primer momento de inhalación, en el que la expansión de la caja toráxica genera una pérdida de presión (vacío) que provoca el ingreso de aire atmósferico hasta los sacos alveolares donde la sangre libera principalmente dióxido de carbono e incorpora oxígeno por difusión. Luego, el tórax se contrae (llamado exhalación) expulsando este aire. Estos movimientos las personas lo realizan la mayor parte del tiempo de forma automática (controlado por el sistema nervioso autónomo), aunque también puede realizarse de manera controlada, sobre todo para mejorar el rendimiento deportivo, hasta la apnea.

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).

Para combatir 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

Siempre vamos a tener una fracción inspirada de oxígeno de 21% (FiO2) pero a medida que va aumentando la altura irá bajando la presión de oxígeno que inspiramos.

Generalmente sucede que nos apunamos si subimos una montaña muy alta, eso es porque el organismo aún no se acostumbra a tanto cambio de presiones, se habla entonces de una hipoxia de alturas, 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 respiratoria), cambios mentales, aumento de la frecuencia cardíaca y aumento de la presión arterial por aumento del tono adrenérgico

• 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

• Vías Nasales: son dos amplias cavidades que cuya función es permitir la entrada del aire, el cual se humedece y calienta a una determinada temperatura a través de unas estructuras llamadas pituitarias.
• Faringe: es un conducto musculo, membranoso que ayuda a que el aire se vierta hacia las vias aereas superiores.
• 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 que 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 funcón de órgano fonador, es decir, produce el sonido.
• Tráquea: Brindar una vía abierta al aire inhalado y exhalado desde los pulmones.
• Bronquio: Conducir el aire que va desde la tráquea hasta los bronquiolos.
• Bronquiolo: Conducir el aire que va desde los bronquios pasando por los bronquiolos y terminando en los alvéolos.
• Alvéolo: 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 respiratorios es la de movilizar un volumen de aire que sirva para, tras un intercambio gaseoso apropiado, aportar oxígeno a los diferentes tejidos.
• Diafragma: Musculo estriado que separa la cavidad torácica (pulmones, mediastino, etc.) de la cavidad abdominal (intestinos, estómago, hígado, etc.). Interviene en la respiración, descendiendo la presion dentro de la cavidad toráxica 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.

Gasométricas

• PaO₂: Presión arterial de oxígeno. Medida en mmHg o kPa (equivalencias en SI)
• PaCO₂: Presión arterial de anhídrido carbónico
  • Diferencia o gradiente alveolo-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]-PaCO₂/0,8
  • R= Cociente respiratorio, aprox 0,8 (relación entre consumo de O₂ (VO₂) y producción de CO₂ (VCO₂))
• FiO₂= Fracción inspiratoria de oxigeno (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 mm Hg. y la del dióxido de carbono es de 40 mm Hg., lo que hace que la presión del aire alveolar seco sea de 713 mm Hg. (760 - 47 = 713).

Conceptos

• 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 nomal o baja
  • Global: disminución de PaO₂ y aumento de PaCO₂ (acidosis respiratoria)

aparato respiratorio

Composición del aire alveolar seco

Véase también

• Absceso pulmonar
• Asma
• Cáncer de pulmón
• Desarrollo del sistema respiratorio
• Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica
• Espirometría
• Espirómetro
• Hemoptisis
• Infección respiratoria alta
• Neumología
• Mecanismo de la respiración
• Meditación
• Mediastino
• Neumonía
• Oxígeno
• Pleura
• Pulmón
• Respiración
• Tórax
• Tuberculosis
• Tromboembolismo pulmonar
• SAHS:Síndrome de apnea-hipopnea durante el sueño
• Síndrome respiratorio agudo severo
• Sociedad Española de Patología del Aparato Respiratorio

Enlaces externos

• elergonomista.com/biologia/respiratorio.htm (aparato respiratorio).
• greenfacts.org/es/enfermedades-respiratorias/index.htm (enfermedades respiratorias en la infancia, resumen realizado por GreenFacts de un informe de la Comisión Europea).
• mtsinai.org/pulmonary/papers/ox-hist/ox-hist-intro.html (150 años de historia de la oxigenoterapia).
• NLM.nih.gov/MedlinePlus/Spanish/Ency/Article/000091.htm (Medline en español)
• CDC.gov/nchstp/tb (página CDC sobre tuberculosis)
• LungUSA.org/Diseases/Espanol/hhm12.html (Neumonía. Información para el paciente).