APARATO RESPIRATORIO FISIOLOGIA

El sistema respiratorio es el encargado, en el organismo humano, de la respiración, es decir del conjunto de mecanismos por los cuales las células toman oxígeno (O2) y eliminan el dióxido de carbono (CO2) que producen. Formado por un subsistema pulmonar y un subsistema circulatorio.

respiratorio

SISTEMA RESPIRATORIO El sistema respiratorio se divide en una zona respiratoria, que es el sitio de intercambio de gases entre el aire y la sangre, y una zona de conducción. El intercambio de gases entre el aire y la sangre ocurre a través de las paredes de los alveolos respiratorios, que permiten índices rápidos de difusión de gas. RESPIRACIÓN El término respiración incluye tres funciones separadas, pero relacionadas: 1. Ventilación (respiración) 2. Intercambio de gases, que ocurre entre el aire y la sangre en los pulmones, y entre la sangre y otros tejidos del cuerpo 3. Utilización de oxígeno por los tejidos en las reacciones liberadoras de energía de la respiración celular. La ventilación y el intercambio de gases (oxígeno y dióxido de carbono) entre el aire y la sangre se llaman en conjunto respiración externa. El intercambio de gases entre la sangre y otros tejidos, y la utilización de oxígeno por los tejidos se conocen en conjunto como respiración interna. La ventilación es el proceso mecánico que mueve aire hacia dentro y hacia afuera de los pulmones. Dado que la concentración de oxígeno del aire es más alta en los pulmones que en la sangre, el oxígeno se difunde desde el aire hacia la sangre. Por el contrario, el dióxido de carbono se mueve desde la sangre hacia el aire dentro de los pulmones por difusión a favor de su gradiente de concentración. Como resultado de este intercambio de gases, el aire inspirado contiene más oxígeno y menos dióxido de carbono que el aire espirado. Lo que es más importante, la sangre que abandona los pulmones (en las venas pulmonares) tiene una concentración más alta de oxígeno y más baja de dióxido de carbono que la sangre que va a los pulmones en las arterias pulmonares. Esto se debe a que los pulmones funcionan para llevar la sangre hacia el equilibrio gaseoso con el aire. El intercambio de gases entre el aire y la sangre ocurre por completo mediante difusión a través del tejido pulmonar. Esta difusión ocurre con mucha rapidez debido al área de superficie grande dentro de los pulmones y la distancia de difusión muy pequeña entre la sangre y el aire. ESTRUCTURA DEL SISTEMA RESPIRATORIO El intercambio de gases en los pulmones ocurre a través de un estimado de 300 millones de sacos aéreos pequeños (de 0.25 a 0.50 mm de diámetro) conocidos como alveolos. Su enorme número proporciona un área de superficie grande (60 a 80 m², o alrededor de 760 pies cuadrados) para la difusión de gases. El índice de difusión aumenta más por el hecho de que cada alveolo sólo tiene una capa de células de grosor, de modo que la " barrera entre aire y sangre " es de sólo dos células de un lado a otro (una célula alveolar y una célula del endotelio capilar), o alrededor de 2 μm. Hay dos tipos de células alveolares, designadas células alveolares tipo I, y células alveolares tipo II. Las células alveolares tipo I comprenden 95 a 97% del área de superficie total de los pulmones; así, el intercambio de gases con la sangre ocurre principalmente a través de las células alveolares tipo I. Por consiguiente, estas células son muy delgadas: donde las membranas basales de las células alveolares tipo I y las células del endotelio capilar se fusionan, la distancia de difusión entre la sangre y el aire puede ser de apenas 0.3 μm, que es alrededor de 1/100 de la anchura de un pelo de ser humano. Las células alveolares tipo II son las células que secretan surfactante pulmonar y que resorben Na+ y H2O, lo que evita la acumulación de líquido dentro de los alveolos. A fin de maximizar el índice de difusión de gas entre el aire y la sangre, la barrera entre el aire y la sangre proporcionada por los alveolos es en extremo delgada y tiene un área de superficie muy grande. A pesar de estas características, la pared alveolar no es frágil sino que es suficientemente fuerte como para soportar tensión alta durante el ejercicio pesado e inflación pulmonar alta. La gran resistencia a la tracción de la pared alveolar es proporcionada por las membranas basales fusionadas (compuestas de proteínas colágeno tipo IV) de los capilares sanguíneos y las paredes alveolares. Los alveolos son de forma poliédrica, y por lo general están agrupados, como las unidades de un panal de abejas. El aire dentro de una membrana de una agrupación puede entrar en otras membranas a través de poros pequeños. Estas agrupaciones de alveolos por lo general ocurren 1

Para llegar a los pulmones el aire atmosférico sigue un largo conducto que se conoce con el nombre de tractus respiratorio o vías aéreas; constituida por:

Las células están contínuamente consumiendo oxígeno y produciendo anhídrido carbónico (RESPIRACIÓN INTERNA), incluso en reposo (metabolismo basal). Actividad que supone el intercambio continuo de gases con la sangre. Dado que los gases respiratorios se intercambian mediante difusión pasiva y además deben solubilizarse al pasar de la fase gaseosa a la fase líquida, se plantean problemas como el permamente recambio gaseoso en el entorno inmediato de cada célula, la baja solubilidad del oxígeno y su bajo coeficiente de difusión, la alta toxicidad del acúmulo del carbónico y las grandes distancias que pueden establecerse entre las células y la superficie externa del organismo para generarse dicho intercambio. Por ello, es necesario interponer entre dicha superficie externa gaseosa y las células un sistema de bombeo gaseoso que permita refrescar continuamente los gases respiratorios contenidos en la sangre, que son reflejo de la actividad metabólica celular. Esta bomba externa y su dotación circulatoria conforman lo que se denomina el aparato respiratorio y su función determina lo que se denomina la RESPIRACIÓN EXTERNA.[1] Los mecanismos que permiten renovar los gases respiratorios al nivel tisular constituyen en su conjunto lo que se denomina la RESPIRACIÓN EXTERNA. Y constan de: 1.) el transporte sanguíneo de los gases respiratorios; 2.) el intercambio hemato-gaseoso en la superficie pulmonar; y 3.) el intercambio del aire pulmonar con el aire atmosférico. El refresco gaseoso del entorno tisular viene proporcionado por el flujo adecuado de sangre, el cual depende del aparato cardiovascular y el contenido de O2 y CO2 cuya sangre transporta. (Transporte de gases) El aparato respiratorio se diseña para refrescar continuamente los gases pulmonares y mantener en su interior las presiones parciales necesarias para el adecuado intercambio hemato gaseoso demandado. Todo ello se coordina mediante un sistema de control que mide los valores arteriales de O2 y CO2 y en función de éstos, modifica la función ventilatoria coordinándola con la función cardiovascular. El refresco de los gases pulmonares se conoce como ventilación y supone movilizar el aire (flujo) desde la atmósfera hacia la superficie de intercambio hemato-gaseoso (inspiración) y viceversa (espiración), a través de un sistema de conducción. Para movilizar dicho aire se debe establecer un gradiente de presiones entre la boca (atmósfera) y dicha superficie (álveolos), así como vencer las resistencias que se oponen a dicho flujo. Para ello se diseña la bomba respiratoria cuya función determina el trabajo respiratorio APARATO RESPIRATORIO. FUNDAMENTOS (Figura)

El aparato respiratorio está constituido por los pulmones y los sistemas de conducción del aire (vías aéreas)

REVISTA DE EDITORIAL 37 N uevas guías en la EPOC 2012 J.J. Jareño-Esteban y J.I. de Granda-Orive

El aparato respiratorio es el encargado de que el aire penetre desde el exterior y de realizar el intercambio de gases con la sangre. Luego, el sistema circulatorio llevará el oxígeno a todo el organismo.

La respiración se efectúa gracias a la expansión y contracción de los pulmones; el proceso y la frecuencia a la que sucede están controlados por un centro nervioso cerebral. En los pulmones el oxígeno penetra en los capilares, donde se combina con la hemoglobina contenida en los hematíes o glóbulos rojos y es transportado a los tejidos. Al mismo tiempo, el dióxido de carbono, que pasa a la sangre en su recorrido por los tejidos, se difunde desde los capilares hacia el aire contenido en los pulmones. La inhalación introduce en los pulmones aire con una concentración elevada de oxígeno y baja en dióxido de carbono; el aire espirado que procede de los pulmones tiene una concentración elevada de dióxido de carbono y baja en oxígeno. Los cambios en el tamaño y capacidad del tórax están controlados por las contracciones del diafragma y de los músculos intercostales.