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CLASE 12: SISTEMA RESPIRATORIO Deja un comentario / 1° y 2° medio – ADULTOS Lunes y Miércoles – Vespertina Julio a Octubre 2020, CIENCIAS (BiologíaFísica-Química) / Por Michel Montes

El sistema respiratorio está formado por las estructuras que realizan el intercambio de gases entre la atmósfera y la sangre. El oxígeno (O2) es introducido dentro del cuerpo para su posterior distribución a los tejidos y el dióxido de carbono (CO2) producido por el metabolismo celular, es eliminado al exterior. Además interviene en la regulación del pH corporal, en la protección contra los agentes patógenos y las sustancias irritantes que son inhalados y en la vocalización, ya que al moverse el aire a través de las cuerdas vocales, produce vibraciones que son utilizadas para hablar, cantar, gritar…… El proceso de intercambio de O2 y CO2 entre la sangre y la atmósfera, recibe el nombre de respiración externa. El proceso de intercambio de gases entre la sangre de los capilares y las células de los tejidos en donde se localizan esos capilares se llama respiración interna.

¿De qué partes consta el aparato respiratorio? NARIZ Y FOSAS NASALES La nariz es la parte superior del sistema respiratorio y varía en tamaño y forma en diferentes personas. Se proyecta hacia adelante desde la cara, a la que está unida su raíz, por debajo de la frente, y su dorso se extiende desde la raíz hasta el vértice o punta. La parte superior de la nariz es ósea, se llama puente de la nariz y está compuesto por los huesos nasales, parte del maxilar superior y la parte nasal del hueso frontal. La parte inferior de la nariz es cartilaginosa y se compone de cartílagos hialinos: 5 principales y otros más pequeños. En el interior de la nariz se encuentra el tabique nasal que es parcialmente óseo y parcialmente cartilaginoso y divide a la cavidad nasal en dos partes llamadas las fosas nasales. La parte ósea del tabique está formada por parte del hueso etmoides y por el vómer y se localiza en el plano medio de las fosas nasales hasta el 7º año de vida. Después suele abombarse hacia uno de los lados, generalmente el derecho. La parte cartilaginosa está formada por cartílago hialino y se llama cartílago septal. Las fosas nasales se abren al exterior por dos aberturas llamadas los orificios o ventanas nasales, limitados por fuera por las alas de la nariz, y se comunican con la nasofaringe por dos orificios posteriores o coanas. En cada fosa nasal se distingue un techo, una pared medial, una pared lateral y un suelo. FARINGE La faringe es un tubo que continúa a la boca y constituye el extremo superior común de los tubos respiratorio y digestivo. En su parte superior desembocan los orificios posteriores de las fosas nasales o coanas, en su parte media desemboca el istmo de las fauces o puerta de comunicación con la cavidad oral y por su parte inferior se continúa con el esófago, de modo que conduce alimentos hacia el esófago y aire hacia la laringe y los pulmones. Para una mejor descripción se divide en 3 partes: nasofaringe, situada por detrás de la nariz y por encima del paladar blando,

orofaringe, situada por detrás de la boca, y laringofaringe, situada por detrás de la laringe. Debido a que la vía para los alimentos y el aire es común en la faringe, algunas veces la comida pasa a la laringe produciendo tos y sensación de ahogo y otras veces el aire entra en el tubo digestivo acumulándose gas en el estómago y provocando eructos. LARINGE Es un órgano especializado que se encarga de la fonación o emisión de sonidos con la ayuda de las cuerdas vocales, situadas en su interior. Está localizada entre la laringofaringe y la tráquea y es una parte esencial de las vías aéreas ya que actúa como una válvula que impide que los alimentos deglutidos y los cuerpos extraños entren en las vías respiratorias. Está tapizada por una membrana mucosa con epitelio estratificado escamoso no queratinizado y su esqueleto está formado por 9 cartílagos unidos entre sí por diversos ligamentos. Tres cartílagos son impares: el tiroides, el cricoides y la epiglotis y tres cartílagos son pares: los aritenoides, los corniculados y los cuneiformes. TRÁQUEA Es un ancho tubo que continúa a la laringe y está tapizado por una mucosa con epitelio seudoestratificado columnar ciliado. La luz o cavidad del tubo se mantiene abierta por medio de una serie de cartílagos hialinos (16-20) en forma de C con la parte abierta hacia atrás. Los extremos abiertos de los anillos cartilaginosos quedan estabilizados por fibras musculares lisas y tejido conjuntivo elástico formando una superficie posterior plana en contacto directo con el esófago, por delante del cual desciende, lo que permite acomodar dentro de la tráquea las expansiones del esófago producidas al tragar. Termina a nivel del ángulo esternal y de la apófisis espinosa de la 4ª vértebra torácica, al dividirse en los bronquios principales derecho e izquierdo. El arco o cayado de la aorta en un principio es anterior a la tráquea y luego se coloca en su lado izquierdo. BRONQUIOS Los bronquios principales son dos tubos formados por anillos completos de cartílago hialino, uno para cada pulmón, y se dirigen hacia abajo y afuera desde el final de la tráquea hasta los hilios pulmonares por donde penetran en los pulmones. El bronquio principal derecho es más vertical, corto y ancho que el izquierdo lo que explica que sea más probable que un objeto aspirado entre en el bronquio principal derecho. Una vez dentro de los pulmones, los bronquios se dividen continuamente, de modo que cada rama corresponde a un sector definido del pulmón. Cada bronquio principal se divide en bronquios lobulares que son 2 en el lado izquierdo y 3 en el lado derecho, cada uno correspondiente a un lóbulo del pulmón. Cada bronquio lobular se divide, a su vez, en bronquios segmentarios que corresponden a los llamados segmentos pulmonares, cada uno de los cuales tiene sus propios bronquio, arteria y vena segmentarios. Los bronquios segmentarios, a su vez, se dividen en bronquios más pequeños o bronquíolos que se ramifican en tubos más pequeños, de un modo repetido hasta formar los bronquíolos terminales. Toda esta ramificación bronquial se parece a un árbol invertido y por ello se llama árbol bronquial. A medida que se produce la ramificación bronquial, el epitelio de la mucosa va cambiando. En los bronquios principales, lobulares y segmentarios la mucosa tiene epitelio seudoestratificado columnar ciliado. En los bronquiolos más grandes pasa a tener epitelio columnar simple ciliado, en los bronquiolos más pequeños, epitelio cuboidal simple ciliado y en los bronquiolos terminales, epitelio cuboidal simple no ciliado. Además los anillos cartilaginosos van desapareciendo y las fibras musculares lisas van aumentando, hasta que ya no hay cartílago y solo músculo liso en la pared de los bronquiolos más pequeños, de modo que la contracción muscular puede cerrar la cavidad de estos bronquiolos, impidiendo la entrada de aire en los alvéolos, como sucede por ejemplo en una crisis asmática, lo que puede ser una situación amenazadora para la vida.

PULMONES Los pulmones son los órganos esenciales de la respiración. Son ligeros, blandos, esponjosos y muy elásticos y pueden reducirse a la 1/3 parte de su tamaño cuando se abre la cavidad torácica. Durante la primera etapa de la vida son de color rosado, pero al final son oscuros y moteados debido al acúmulo de partículas de polvo inhalado que queda atrapado en los fagocitos (macrófagos) de los pulmones a lo largo de los años. Cada pulmón tiene la forma de un semicono, está contenido dentro de su propio saco pleural en la cavidad torácica, y está separado uno del otro por el corazón y otras estructuras del mediastino. El pulmón derecho es mayor y más pesado que el izquierdo y su diámetro vertical es menor porque la cúpula derecha del diafragma es más alta, en cambio es más ancho que el izquierdo porque el corazón se abomba más hacia el lado izquierdo. El pulmón izquierdo está dividido en un lóbulo superior, que presenta la escotadura cardíaca en donde se sitúa el corazón, y un lóbulo inferior. El pulmón derecho está dividido en tres lóbulos: superior, medio e inferior.

Los pulmones también contienen tejidos elásticos que les permiten inflarse y desinflarse sin perder su forma y están cubiertos por un revestimiento delgado llamado «pleura».

La cavidad torácica, o tórax, es el espacio que aloja al árbol bronquial, los pulmones, el corazón y otras estructuras. La parte superior y los costados del tórax están formados por las costillas y los músculos unidos a ellas, y la parte inferior está formada por un músculo de gran tamaño denominado «diafragma». Las paredes del tórax forman una protección alrededor de los pulmones y otros órganos presentes en la cavidad torácica.

¿Cómo funcionan los pulmones y el aparato respiratorio? Las células de nuestro cuerpo necesitan oxígeno para vivir. Cuando estas células hacen su trabajo, generan dióxido de carbono. Los pulmones y el aparato respiratorio permiten que el oxígeno presente en el aire entre en el cuerpo y que el cuerpo se deshaga del dióxido de carbono al exhalar. Cuando respiramos, el diafragma se mueve hacia abajo, en dirección al abdomen, y los músculos de las costillas empujan a las costillas hacia arriba y hacia afuera. Esto hace que la cavidad torácica se agrande y tome aire a través de la nariz y la boca para enviarlo a los pulmones. Al exhalar, el diafragma se mueve hacia arriba y los músculos de la pared torácica se relajan. Esto hace que la cavidad torácica se achique y empuje el aire hacia el exterior del aparato respiratorio a través de la nariz y la boca. Cada unos pocos segundos, con cada inhalación, el aire llena una gran parte de los millones de alvéolos. En un proceso denominado «difusión», el oxígeno pasa de los alvéolos a la sangre a través de los capilares (pequeños vasos sanguíneos) que revisten las paredes alveolares. Una vez que el oxígeno pasa al torrente sanguíneo, la hemoglobina lo captura en los glóbulos rojos. Esta sangre rica en oxígeno fluye al corazón, que la bombea a través de las arterias hacia los tejidos del cuerpo que necesitan oxígeno.

En los pequeños capilares de los tejidos del cuerpo, el oxígeno se desprende de la hemoglobina y pasa a las células. El dióxido de carbono, producido por las células mientras cumplen su función, sale de las células y pasa a los capilares. Allí, la mayor parte del dióxido de carbono se disuelve en el plasma de la sangre. La sangre con un alto contenido de dióxido de

carbono regresa al corazón a través de las venas. Desde el corazón, la sangre se bombea hacia los pulmones, donde el dióxido de carbono entra en los alvéolos para ser exhalado.

FUNCIONES DEL SISTEMA RESPIRATORIO Las funciones del sistema respiratorio son intercambio de gases, equilibrio ácido-básico, fonación, defensa y metabolismo pulmonares, y el manejo de materiales bioactivos.

INTERCAMBIO DE GASES El intercambio de dióxido de carbono por oxígeno tiene lugar en los pulmones, el aire fresco, que contiene oxígeno, es inspirado hacia los pulmones a través de las vías aéreas de conducción (figura 31-1), y las fuerzas necesarias para hacer que el aire fluya son generadas por los músculos respiratorios, que actúan siguiendo órdenes iniciadas por el sistema nervioso central, al mismo tiempo, el ventrículo derecho del corazón bombea hacia los pulmones la sangre venosa que regresa desde los diversos tejidos del cuerpo. Estasangre venosa mixtatiene contenido alto de dióxido de carbono, y bajo de oxígeno, en los capilares pulmonares, el dióxido de carbono es intercambiado por oxígeno, así, el lado izquierdo del corazón distribuye hacia los tejidos la sangre que sale de los pulmones, y que ahora tiene contenido alto de oxígeno y más bajo de dióxido de carbono, finalmente, durante la espiración, el gas con una concentración alta de dióxido de carbono es expulsado del cuerpo. FIGURA 31-1 Representación esquemática del intercambio de gases entre los tejidos del cuerpo y el ambiente.(Modificada con autorización de Levitzky MG:Pulmonary Physiology, 7th ed. New York: McGraw-Hill Medical, 2007.)

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OTRAS FUNCIONES DEL SISTEMA RESPIRATORIO Equilibrio ácido-básico En el organismo, los aumentos de dióxido de carbono llevan a incrementos de la concentración de ion hidrógeno (y viceversa) debido a la reacción que sigue: CO2+H2O ⇄ H2CO3 ⇌ H+ + HCO3−

¿Qué puede fallar en los pulmones y el sistema respiratorio? El sistema respiratorio es propenso a contraer determinadas enfermedades y los pulmones tienen tendencia a padecer una amplia variedad de trastornos causados por los contaminantes del aire. Los problemas más frecuentes del sistema respiratorio son: Asma.Más de 20 millones de personas en los Estados Unidos padecen asma, y es la principal causa de absentismo escolar crónico. El asma es una enfermedad inflamatoria crónica de los pulmones que hace que las vías respiratorias se tensen y se estrechen. Las crisis asmáticas, a menudo provocadas por agentes irritantes transportados por el aire, como el humo del cigarrillo, hacen que los músculos que cubren las diminutas vías respiratorias se contraigan e inflamen. El estrechamiento de las vías respiratorias impide que el aire circule adecuadamente, causando resuellos y dificultades respiratorias, a veces hasta el punto de poner la vida en peligro. El manejo del asma comienza con un plan de manejo, que suele consistir en evitar las causas del asma y, a veces, en tomar medicamentos.

Bronquiolitis.No debe confundirse con la bronquitis. La bronquiolitis es una inflamación de los bronquiolos, las ramificaciones más pequeñas del árbol bronquial. La bronquiolitis afecta principalmente a bebés y niños pequeños, y puede causar resuellos y graves dificultades respiratorias. La suelen causar virus específicos durante el invierno, incluido el virus respiratorio sincitial (VRS). Enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC).EPOC es un término que describe dos enfermedades pulmonares: el enfisema y la bronquitis crónica. Fumar durante muchos años suele causarenfisema, y aunque rara vez afecta a niños y adolescentes, esta condición puede tener sus raíces en los años de la adolescencia y la infancia. Para prevenir las enfermedades asociadas con el tabaco, como el enfisema y el cáncer de pulmón, es importante aprender a hablar con sus hijos sobre el tabaco. En el enfisema, los pulmones producen una cantidad excesiva de mucosidad y se dañan los alvéolos. Se hace difícil respirar y obtener suficiente oxígeno en la sangre. En labronquitis, una enfermedad común entre adultos y adolescentes, las membranas que cubren los conductos bronquiales más grandes se inflaman, y producen en exceso mucosidad. La persona comienza a toser mucho para deshacerse de la mucosidad. Fumar es causa principal de bronquitis crónica entre los adolescentes. Resfriado común.Causado por más de 200 virus diferentes que provocan la inflamación del tracto respiratorio superior, el resfriado común es la infección respiratoria más frecuente. Algunos síntomas pueden ser:fiebreleve, tos,dolor de cabeza, moqueo, estornudos y dolor de garganta. Tos.La tos es síntoma de una enfermedad, no una enfermedad en si misma. Hay muchos tipos de tos y muchas causas que pueden no ser muy graves o poner la vida en peligro. Algunas de las causas más frecuentes que afectan a los niños son el resfriado común, elasma, la sinusitis, lasalergiasestacionales,crupy la neumonía. Entre las causas más graves tanto en niños como en adultos están la tuberculosis (TB) y la tos ferina (tos convulsiva). Fibrosis quística (FQ).Afecta a más de 30.000 niños y adolescentes en los Estados Unidos, y es la más común de las enfermedades hereditarias que afectan los pulmones. Afecta principalmente los sistemas respiratorio y digestivo, y hace que la mucosidad corporal sea anormalmente espesa y pegajosa. La mucosidad puede obturar las vías respiratorias de los pulmones y hacer que la persona sea más vulnerable a las infecciones bacterianas. Cáncer de pulmón.Causado por un crecimiento anormal de las células pulmonares, el cáncer de pulmón es una de las principales causas de mortalidad en los Estados Unidos y suele ser causada por el consumo de tabaco. Se origina en el revestimiento bronquial y tarda mucho en desarrollarse. Algunos síntomas son: tos persistente (puede que con presencia de sangre), dolor en el pecho, carraspeo y falta de aliento. La exposición al radón (el radón es un gas que se halla en el suelo y en las rocas) también puede causar cáncer de pulmón. El radón puede encontrarse en determinadas zonas de los Estados Unidos. Usted puede medir el nivel de radón en su casa con un artefacto que puede comprar en una tienda de suministros para el hogar o en una ferretería. Neumonía.La neumonía es una inflamación de los pulmones que se suele producir por una infección bacteriana o viral. La neumonía causa fiebre e inflamación del tejido pulmonar y dificulta la respiración porque los pulmones tienen que realizar un mayor esfuerzo para transferir oxígeno al flujo sanguíneo y eliminar el dióxido de carbono de la sangre. Las causas más comunes de la neumonía son lagripey la infección por la bacteriaStreptococcus pneumoniae.

Hipertensión pulmonar.Esta condición aparece cuando la presión arterial en los pulmones es anormalmente alta, lo que significa que el corazón tiene que realizar un mayor esfuerzo para bombear la sangre y contrarrestar la alta presión. Los niños pueden padecer hipertensión pulmonar debido a un defecto cardíaco congénito o a una condición médica como la infección por VIH. Enfermedades respiratorias neonatales.Hay varias condiciones respiratorias que pueden afectar a un bebé recién nacido cuando respira por primera vez. Los bebés prematuros más pequeños presentan un mayor riesgo de sufrir condiciones tales como: Síndrome de dificultad respiratoria del neonato.Los bebés prematuros pueden no tener suficiente tensión activa en los pulmones. El sistema tensioactivo ayuda a mantener abiertos los alvéolos del bebé; sin este sistema, los pulmones se colapsan y el bebé es incapaz de respirar. Apnea prematura.La apnea es un término médico que significa que alguien ha dejado de respirar. La apnea prematura es una condición en la que los bebés prematuros dejan de respirar durante unos 15-20 segundos mientras duermen. La apnea prematura suele aparecer entre los 2 y 7 días de vida. Cuanto más prematuro sea el bebe y menor sea su peso, más probabilidades tiene de padecerla. Displasia broncopulmonar (DBP).La displasia broncopulmonar supone un desarrollo anormal del tejido pulmonar. A veces denominada enfermedad pulmonar crónica o EPC, es una enfermedad infantil caracterizada por una inflamación y formación de cicatrices en los pulmones. Se desarrolla más frecuentemente en bebés prematuros que han nacido con pulmones poco desarrollados.

Otras condiciones respiratorias del recién nacido son: Aspiración de meconio.La aspiración de meconio se produce cuando un recién nacido inhala (aspira) durante el parto una mezcla de meconio (primeros excrementos del bebé, generalmente tras el nacimiento) y líquido amniótico. El meconio inhalado puede provocar un bloqueo parcial o total de las vías respiratorias del bebé. Hipertensión pulmonar persistente neonatal (HPPN).En el útero, la circulación del bebé no pasa por los pulmones. Normalmente, cuando un bebé nace y comienza a respirar, su cuerpo se adapta rápidamente y comienza el proceso respiratorio. La HPPN se produce cuando la transición de la circulación fetal a la neonatal no ocurre de forma normal. Esta condición puede presentar síntomas como: respiración acelerada, ritmo cardíaco acelerado, dificultad respiratoria y cianosis (piel azulada). Taquipnea transitoria neonatal (TTN).La respiración acelerada en un recién nacido (más de 60 respiraciones por minuto) se denomina taquipnea transitoria. aparato-respiratorio

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