TP N 1 Fisica Biologica 1 - Mecanica respiratoria PDF

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Física Biológica I Prof. De Biología – ISPP N°1

CATEDRA: Física Biológica I

Prof: Ana Savio Prof. ATP: Daiana Rondano.

TRABAJO PRÁCTICO DE LABORATORIO N°1 “Mecánica respiratoria” -

Mecánica respiratoria. Intercambio gaseoso. Circulación mayor y menor. Leyes de los gases. Capilaridad.

Apellido y Nombre: Comisión: Fecha: Resultado:

INTRODUCCIÓN TEÓRICA. La respiración, al igual que la digestión, es un proceso de “entrada y salida”. Es decir, la principal tarea del sistema respiratorio es permitir el ingreso del aire atmosférico y expelerlo del cuerpo. El proceso respiratorio comprende tres etapas: 1- Ventilación pulmonar, o respiración externa, que es la entrada del aire en los pulmones y su posterior salida. 2- El intercambio de gases, que se realiza entre los alveolos pulmonares, los capilares sanguíneos, la sangre y los tejidos. 3- Respiración celular o interna, proceso en el que el oxígeno permite la degradación de los nutrientes y, en consecuencia, se produce dióxido de carbono. El sistema respiratorio está compuesto por: -

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Un conjunto de conductos continuos por los que circula el aire, las vías respiratorias, ubicadas en la cabeza, el cuello y el tórax: Nariz, fosas nasales, faringe, laringe, tráquea y bronquios. Un par de órganos respiratorios, los pulmones, donde tiene lugar el intercambio de gases entre el organismo y el ambiente.

Una vez que el aire llega a los alveolos, se produce el intercambio gaseoso: el O2 pasa hacia los capilares y 1

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el CO2 va desde los capilares a los alveolos, para ser eliminado durante la espiración. La presión total del aire (Presión atmosférica) es la suma de las presiones parciales de los gases que la componen. En una mezcla gaseosa, la presión parcial de cada uno de los gases es directamente proporcional a la concentración en la que se encuentra: a mayor concentración, mayor es su presión parcial, y viceversa. Por lo tanto, la presión total del aire inspirado y espirado dependerá de las concentraciones de O2 y CO2. El intercambio gaseoso es posible gracias a la diferencia de concentración de ambos gases, que se encuentran tanto en los alveolos con en los capilares que los rodean. En consecuencia, el intercambio gaseoso se produce por difusión y es sumamente rápido (milésimas de segundo). Como en este proceso interviene la sangre, se lo denomina hematosis. La difusión opera en dos niveles: 1- Entre los alveolos y los capilares sanguíneos. 2- Entre los capilares sanguíneos y las células. En reposo, la respiración se realiza a un ritmo parejo, denominado ritmo respiratorio. En el adulto, corresponde aproximadamente a unas 16 inspiraciones y espiraciones por minuto. Se denomina mecánica respiratoria al proceso cíclico que mantiene constante la cantidad de aire de los pulmones. Abarca dos fases: la inspiración, que introduce aire atmosférico en los pulmones, y la espiración, que expulsa el aire de los pulmones. Para que las vías respiratorias y los pulmones puedan llevar a cabo el proceso respiratorio cuentan, además, con estructuras anexas que colaboran en la mecánica respiratoria. Estas estructuras son, principalmente, el diafragma, los músculos intercostales y los músculos abdominales.

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 Fase de inspiración: la contracción del diafragma junto con los demás músculos intercostales provoca el descenso del diafragma y la elevación de las costillas, con el consecuente aumento de volumen de la cavidad torácica y, por lo tanto, de los pulmones. El aumento de volumen de la inspiración provoca un vacío, una diferencia de presión con respecto a la presión atmosférica, por lo que ingresa aire para lograr el equilibrio. Esta fase, es la fase activa de la respiración, y es más prolongada que la espiración.  Fase de espiración: cuando el diafragma y los músculos intercostales se relajan, es decir vuelven a suposición habitual, el diafragma se eleva y las costillas descienden, por lo que disminuye el volumen de la caja torácica y, en consecuencia, también el de los pulmones. Esto provoca la salida del aire al exterior. Los músculos abdominales comprimen la cavidad abdominal y empujan el diafragma hacia arriba. Cuando el tórax se achica, la presión del aire dentro de los pulmones es mayor que la presión atmosférica y se produce la salida del aire contenido en los pulmones. Esta fase, es la fase pasiva de la respiración.

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 Leyes de los Gases:  Ley de Boyle: sostiene que el volumen de un gas varía inversamente con la presión, si la temperatura es constante.  Ley de Charles: un volumen gaseoso a presión constante, disminuye con la caída de su temperatura absoluta.  Ley de Dalton: la presión total de una mezcla de gases, es la suma de todas las presiones parciales de cada uno de los gases.  Ley de Henry: si la temperatura de un gas permanece constante, la cantidad que se disuelve en un líquido dado es proporcional a la presión parcial del gas. Podemos concluir entonces que, el objetivo fundamental de la respiración es la incorporación del O2 en el cuerpo para que éste sea distribuido hacia todas la células. Para ello, este sistema interactúa con el sistema cardiovascular, que posibilita la distribución de los gases O2 y CO2. El sistema cardiovascular humano comprende un órgano impulsor de la sangre, el corazón, y un conjunto de vasos por los que ésta circula: arterias, venas y capilares. Esta circulación se caracteriza por ser: cerrada (en condiciones normales, nunca sale de los vasos), doble (recorre los circuitos pulmonar o menor y el corporal o mayor) y completa (la sangre rica en CO2 no se mezcla con la rica en O2).

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Los vasos sanguíneos conducen la sangre por el doble circuito de circulación. Las arterias, conducen la sangre que sale de los ventrículos. Estos vasos poseen gran cantidad de tejido elástico que les permite diltar sus paredes al recibir la sangre que sale del corazón a gran presión. La venas, por su parte, no soportan presiones elevadas, porque la sangre que regresa al corazón tiene una presión mucho menor que la arterial (sus paredes son mas delgadas y menos elásticas). Casi toda la sangre venosa que circula hacia el corazón lo hace en contra de la fuerza de gravedad. En este caso, la circulación es favorecida por las paredes delgadas, que ofrecen menor resistencia al flujo sanguíneo; por las contracciones de los músculos esqueléticos que rodean las venas y por las válvulas semilunares de las venas, que imposibilitan el retroceso de la sangre. Finalmente, los capilares sanguíneos (con un dam. prox. de 6 micrones) forman una intensa red alrededor de los tejidos. Están constituidos por una sola capa de células y en ellos la circulación es muy lenta lo cual constituye una ventaja para el intercambio gaseoso y de nutrientes. La capilaridad, es la propiedad de los líquidos de ascender o descender en un tubo de diámetro pequeño. El agua puede ascender en un tubo de ese tipo por la adhesión. El tejido sanguíneo, por su parte, se presenta en forma líquida debido a que tiene una gran cantidad de sustancia intercelular, llamada plasma, que está constituida en su mayor parte por agua. El plasma sanguíneo es de color amarillento, y es el elemento de transportador por excelencia del cuerpo humano. Representa el 60% del tejido, y en él se encuentran, en suspensión, las células sanguíneas: glóbulos rojos (eritrocitos), glóbulos blancos (leucocitos) y las plaquetas (trombocitos). 5

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PARTE PRÁCTICA. I. -

Anatomía de pulmón y mecánica respiratoria. Materiales. Pulmones con tráquea. Guantes. Barbijo Tubo de pvc de 30cm aprox.

Procedimiento: para observar la capacidad de expansión de los pulmones, colocar en la tráquea con mucho cuidado el tubo de pvc, posteriormente, por su extremo distal, limpiarlo con alcohol y soplar para observar cómo se llenan de aire los mismo.

II. -

Dispositivo didáctico. Materiales: Botella de gaseosa de 3 litros con su tapa 40 cm de pvc del diámetro de un dedo de la mano 1 piñata 2 globos Pistolita y/o gotita (pegamento) Plástico duro plano (tipo tapa de tupper) 10 cm de pvc del diámetro de la botella Cortante para plástico 20 cm de alambre Pinza y alicate Tijera Hilos rojo y azul Lana roja y azul Pelotita para nervios (tipo Squishy) 3 mts de manguera transparente del diámetro de un dedo Caja de cartón 2 frascos de pomadas de plástico Trincheta Cinta adhesiva Colorante rojo congo1.

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El Rojo Congo es soluble en agua, conformando una solución roja coloidal; su solubilidad es mucho mejor en solventes orgánicos como el etanol. Como indicador de pH, en soluciones acidas, adopta una coloración azul; en pH básicos, una coloración roja; mientras que en su zona de viraje, adopta una coloración rosada.

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Procedimiento. Proceder al montaje de un dispositivo que permita representar la mecánica respiratoria y la circulación sanguínea.

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