TEMA 4. NUTRICIÓN II: EL SISTEMA CARDIOVASCULAR.

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1 TEMA 4. NUTRICIÓN II: EL SISTEMA CARDIOVASCULAR. PRINCIPIOS ANATÓMICOS Y FISIOLÓGICOS. CORAZÓN, VASOS SANGUÍNEOS, CIRCUITOS CIRCULATORIOS. LA SANGRE: COMPOSICIÓN Y FUNCIONES. El cuerpo humano es un lugar enorme a escala celular. La inmensa mayoría de las células están muy alejadas de las fuentes de absorción o reserva de nutrientes, o alejadas de células con las que han de comunicarse. Para poder realizar estas y otras acciones poseemos una parte del medio interno móvil, la sangre, que se desplaza y fluye por los lugares adecuados gracias al sistema circulatorio. EL MEDIO INTERNO Nuestras células son las que realizan todas las funciones del organismo y las que crean todas sus estructuras. Las células han de vivir rodeadas de líquido. A este líquido interno de los animales se le llama medio interno. El medio interno no solo ha de nutrir las células sino permitir que se comuniquen, defenderlas, eliminar desechos... La mayor parte de este medio interno se mueve lentamente entre las células; el llamado líquido tisular. Otra parte se mueve a mucha mayor velocidad a este líquido circulante se le denomina sangre y al conjunto de órganos que consiguen este movimiento sistema circulatorio porque lleva un líquido que realiza siempre el mismo recorrido o sistema cardiovascular porque está implicado el corazón y los vasos sanguíneos Hay otros líquidos internos a parte del líquido tisular y la sangre. El más relevante es la linfa. La linfa es un líquido recogido del líquido tisular. Es necesario recoger este líquido pues de los capilares sanguíneos sale más líquido que el que regresa. Se mueve por vasos linfáticos. El sistema circulatorio humano es cerrado, él líquido circulatorio no se mezcla con el líquido tisular EL APARATO CIRCULATORIO El aparato circulatorio tiene la misión de distribuir el líquido circulatorio (sangre) por todo el cuerpo. Esta circulación es necesaria para: Reparto de sustancias por el cuerpo

2 Sustancia Órgano que la obtiene o produce Destino Alimentos Ingeridos Intestino Todas las células. Órganos de reserva Reservas de Alimentos Hígado. Tejido adiposo Todas las células Oxígeno Pulmón Todas las células Hormonas largo alcance Glándulas endocrinas Todas las células Hormonas locales Células Células próximas CO2 Todas las células Pulmones Desechos metabólicos Todas las células Riñón Restos celulares Todo el organismo Riñón. Hígado Sustancias defensivas Células defensivas Todo el organismo Sustancias coagulantes Células productoras Todo el líquido circulante Regulación de la temperatura corporal Otros procesos o Rubor o Erección del pene ANATOMÍA GENERAL DEL SISTEMA CIRCULATORIO En el aparato circulatorio humano intervienen los siguientes elementos: Sangre Líquido circulatorio. Se encuentra siempre en movimiento. Siempre viaja por vasos sanguíneos. Nuestro sistema circulatorio es cerrado. Si la sangre escapa de un vaso sanguíneo se coagula para evitar la pérdida de presión del sistema. Vasos sanguíneos Tubos por los que circula la sangre. Tienen sección circular. Existen tres tipos: Arterias Vasos de salida del corazón y derivados. Alta presión sanguínea Venas Vasos de regreso al corazón Capilares Vasos muy delgados donde se realiza el intercambio de sustancias con el líquido tisular

3 Los capilares sanguíneos están formados por un epitelio plano. Las venas y arterias tienen: - Epitelio: túnica interna - Conjuntivo elástico - Capa muscular lisa: túnica media - Conjuntivo: túnica externa El grosor de estos tejidos es mayor en arterias que en venas. Tanto venas como arterias van ramificándose en vasos cada vez menores. Las anastomosis son más frecuentes en venas que en arterias y muy frecuente en capilares.

4 Corazón Bomba cardiaca. Motor del sistema El movimiento principal lo realiza el corazón pero contribuyen también a ella la contracción de las arterias y las válvulas situadas en las venas. Recorrido general del sistema circulatorio El sistema circulatorio tiene que realizar las funciones anteriormente indicadas pero no todas ellas son igual de apremiantes para el organismo. Por ello el recorrido de la sangre en el cuerpo está determinado de una manera precisa. La circulación tiene dos circuitos: Circulación menor: sangre a los pulmones. Circulación mayor: sangre al resto del cuerpo. El producto más importante a distribuir es el oxígeno. Por ello en cada recorrido la sangre pasa siempre por los pulmones: circulación menor. La circulación mayor lleva la sangre al todo el cuerpo de modo que no toda pasa por el resto de los órganos. La que pasa por el riñón filtra los desechos. La que pasa por el intestino recoge los nutrientes absorbidos por el intestino. Del intestino pasa al hígado por la vena porta hepática. En el hígado se regula el nivel de nutrientes La que pasa por glándulas endocrinas recoge sus hormonas. La que pasa por el resto de los órganos y tejidos cede nutrientes, oxígeno, hormonas... y recoge los desechos.

5 ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA DE NUESTRO SISTEMA CIRCULATORIO CORAZÓN Principal órgano propulsor de la sangre. Situado en la región llamada medias temo: entre los pulmones y sobre el diafragma, tras el esternón y delante de la columna vertebral. Rodeado de una membrana que permite su fijación con posible movimiento: pericardio. Posee cuatro cavidades llamadas cámaras cardíacas. Las superiores se denominan aurículas y se encargan de recibir la sangre de las venas. Las inferiores se denominan ventrículos y su función es impulsar la sangre por las arterias. Entre ambas aurículas y ambos ventrículos existe un tabique de modo que ambos lados del corazón nunca se comunican en el estado adulto (aunque si en embriones) El grosor de las cavidades cardiacas depende de la capa muscular que tengan y esta depende de la necesidad de propulsión de la sangre.

6 Por ello las aurículas son más delgadas que los ventrículos y el ventrículo derecho tiene las paredes más delgadas que el izquierdo. La aurícula derecha recibe sangre de las venas cavas procedentes de todo el cuerpo. El ventrículo derecho envía sangre por la arteria pulmonar a los pulmones. La aurícula izquierda recibe sangre de las venas pulmonares. El ventrículo izquierdo envía sangre por la arteria aorta a todo el cuerpo. Entre las aurículas y los ventrículos y entre los ventrículos y las arterias existen válvulas que impiden el retroceso de la sangre para que se produzca su circulación. Válvula auricular derecha: tricúspide. Válvula auricular izquierda: bicúspide o mitral. Válvula semilunar pulmonar. Válvula semilunar aórtica. El corazón tiene su propio riego sanguíneo mediante las arterias coronarias que parten de la aorta ascendente. Las venas coronarias desembocan en el seno coronario que vierte a la aurícula derecha.

7 El movimiento cardiaco se caracteriza por contracciones y relajaciones periódicas. Relajación auricular: Se cierran las válvulas auriculares Se rellenan de sangre procedente de las venas. Al mismo tiempo se produce la Contracción auricular: Se abren las válvulas auriculares Se impulsa la sangre a los ventrículos Contracción ventricular Se cierran las válvulas auriculares Se abren las válvulas semilunares Se impulsa la sangre por las arterias Relajación ventricular Se abren las válvulas auriculares Se cierran las válvulas semilunares Entra la sangre procedente de las aurículas Mueve de 4 a 6 litros de sangre por minuto en reposo pero puede llegar a l/min. ARTERIAS Las arterias son los vasos que parten del corazón y sus divisiones. Mantienen la presión sanguínea originada en el corazón de modo que tienen que tener paredes resistentes para soportarlas. Se contraen y dilatan: pulso. Van ramificándose y disminuyendo en grosor. Las muy pequeñas se denominan arteriolas. En estas es muy importante la musculatura que regula el flujo a los capilares. Las grandes arterias suelen ser internas para disminuir el riesgo de roturas. Principales arterias del cuerpo Aorta: principal arteria que parte del corazón. Ventrículo izquierdo. Da un giro por detrás del corazón: Cayado aórtico. Da paso a la aorta descendente. Arterias coronarias: parten de la aorta ascendente. Riegan el corazón. Arterias carótidas: parten del cayado de la aorta hacia la cabeza. Arterias subclavias: parten del cayado de la aorta hacia las extremidades superiores. Arteria hepática: riega el hígado. Arteria mesentérica: parte de la aorta. Riega el intestino. Arterias renales: parten de la aorta descendente a los riñones. Arterias iliacas: se divide la aorta hacia extremidades inferiores. Arteria pulmonar: parte del ventrículo derecho. Se ramifica rápidamente a los pulmones. VENAS Son los vasos de retorno al corazón. Tienen mucha menos presión que las arterias. En ocasiones tienen válvulas que impiden el retroceso de la sangre, sobre todo en las de la parte inferior del cuerpo. Los movimientos musculares ayudan a este flujo de vuelta. También ayuda la presión abdominal producida en movimientos respiratorios. Suelen ser más superficiales que las arterias.

8 Principales venas del cuerpo Cava superior: recoge la parte superior del cuerpo. Cava inferior: recoge la parte inferior del cuerpo. Vena hepática: recoge la sangre del hígado. Conecta con la cava inferior. Venas renales: recogen la sangre de los riñones. Conectan con la cava inferior. Venas ilíacas: recogen la sangre de las extremidades inferiores. Confluyen en la cava inferior. Venas yugulares: cuatro venas que recogen la sangre de la cabeza. Desembocan en las venas braquiocefálicas que confluyen en la cava superior. Venas subclavias: recogen la sangre de los brazos. Conectan con las braquicefálicas. Porta hepática: sistema venoso aislado que parte de los capilares intestinales forma una vena que se ramifica en el hígado. Venas pulmonares: cuatro venas que desembocan en la aurícula izquierda. CAPILARES Vasos muy finos formados por un epitelio plano. En ellos se produce el intercambio de sustancias de la sangre. La velocidad de la sangre es lenta. Pueden atravesarlos los leucocitos pero no los eritrocitos. Sufren frecuentes roturas pero se cierran por factores de coagulación y plaquetas y se reponen rápidamente.

9 PRESIÓN SANGUÍNEA Es muy importante para la circulación. Para que un líquido circule tiene que hacerlo de una zona de mayor presión a otra de presión menor. La presión debe ser suficiente para llevar la sangre a todos los puntos del cuerpo (incluyendo el recorrido contra la gravedad), además de vencer el rozamiento en los capilares sanguíneos. Está regulada por la concentración de sales y por la musculatura de los vasos. Si es demasiado baja problemas de riego. Si es demasiado alta se incrementa el gasto cardiaco y aumenta el riesgo de derrames sanguíneos.

10 La produce el corazón al impulsar la sangre. El ventrículo se contrae y crea presión que se transmite a las arterias: Presión sistólica. Las arterias trasportan la sangre y al ser elásticas se dilatan. Al relajarse los ventrículos la presión cae en el ventrículo pero menos en las arterias porque devuelven parte de la presión que las dilató: presión diastólica. La presión generada en la sístole se llama presión sistólica o máxima. La presión que mantienen las arterias en la diástole se denomina presión diastólica o mínima. La diferencia entre ambas se llama tensión diferencial. Los valores normales son 120/80 La presión sanguínea es de gran importancia para el organismo. Su exceso o falta de presión pueden causar graves efectos. Existen muchos mecanismos implicados en su regulación que varían en la intensidad y la rapidez. La tensión aumenta si se contraen los vasos sanguíneos o entra líquido en el sistema. La tensión disminuye si se relajan los vasos o sale líquido del sistema. Reflejos barorreceptores En la aorta y carótida interna, aurículas y arteria pulmonar existen receptores de presión: barorreceptores. Los cuales envían información al cerebro. En caso de aumento de presión sanguínea durante unos segundos el cerebro manda impulsos nerviosos a arterias y corazón. - En arterias relaja las capas musculares. - En corazón disminuye el ritmo y la intensidad. Como consecuencia disminuye la presión en pocos segundos. Quimiorreceptores de oxígeno Se sitúan en aorta y carótidas. En caso de falta de oxígeno se activa el sistema nervioso simpático produciendo contracción de las arterias. Como consecuencia aumenta la presión sanguínea.

11 Isquemia en cerebro Falta de riego sanguíneo en el cerebro. Gran contracción del sistema vascular periférico. Aumento de presión. Adrenalina y noradrenalina Hormonas segregadas en glándulas suprarrenales en casos de estrés. Producen vasoconstricción y aumento del ritmo cardiaco. Aumenta la tensión arterial Angiotensina Aumentan tensión. Vasopresina Hormona hipofisaria. Antidiurética. Evita pérdida de agua en riñones y aumento de presión sanguínea. Aldosterona Hormona suprarrenal. Retiene sodio lo que aumenta entrada de agua en sistema y aumento de presión. Regulación renal El más importante a largo plazo. Si el riñón elimina líquidos la tensión disminuye. Si retiene líquidos la tensión aumenta. Riego de un órgano Las capas musculares de las arterias y arteriolas son las responsables de que los órganos con mayor demanda de oxígeno reciban más sangre. A largo plazo determinadas hormonas regulan el riego de los órganos. CONTROL DEL SISTEMA CIRCULATORIO Corazón El corazón se contrae y relaja rítmicamente entre unas 60 a 80 veces por minuto en reposo más de 150 en esfuerzos. El órgano es autónomo para producir estas contracciones. Estas contracciones se generan y se expanden por el propio corazón gracias a unas células musculares especializadas que se activan unas a otras.

12 Los impulsos eléctricos generados por el músculo cardíaco estimulan la contracción del corazón. Esta señal eléctrica se origina en el nódulo sinusal o sinoauricular (SA) ubicado en la aurícula derecha entorno a la desembocadura de la vena cava superior. El nódulo SA también se denomina el «marcapasos natural» del corazón. Cuando el nódulo SA emite un impulso eléctrico, éste estimula la contracción de las aurículas. A continuación, la señal pasa por el nódulo auriculoventricular (AV). El nódulo AV detiene la señal un breve instante y la envía por las fibras musculares de los ventrículos estimulando su contracción a través del haz de his y fibras de purkinje. Volumen de sangre impulsado regulado por: Volumen de sangre entrante. A mayor volumen mayor distensión del corazón y mayor volumen impulsado. Distensión aumenta la excitación del nodo sinusal de modo que el ritmo acelera un 10-15%. Activación por el sistema nervioso simpático. El nervio vago que llega a todo el corazón, especialmente a los nódulos sinusal y aurículo-ventricular aumentando el ritmo y la fuerza de contracción. Activación por la hormona noradrenalina producida en las glándulas suprarrenales. Activa los nódulos. Inhibición por sistema nervioso parasimpático. Disminuye el ritmo y excitabilidad cardiaca.

13 EL SISTEMA LINFÁTICO El sistema linfático es necesario pues la presión sanguínea hace que salga más sangre líquido de los capilares que el que regresa a ellos. Se organiza en una serie de vasos con válvulas que dirigen el movimiento del líquido de retorno: la linfa. La linfa tiene una composición semejante al líquido tisular. Tiene más agua y lípidos que la sangre y menos proteínas y sales. La linfa no coagula. Estos vasos recorren el organismo drenando el exceso de líquido. Confluyen unos con otros en ganglios linfáticos y terminan desembocando en el sistema venoso en las proximidades de la cava superior. En las confluencias de los vasos se forman los ganglios. Tienen abundantes células del sistema inmunitario que intercambian información para combatir infecciones. El sistema linfático al drenar líquido de todo el cuerpo es un lugar ideal para localizar a los patógenos que penetran en el organismo. Funciones del sistema linfático Retorno del líquido a la sangre. Presentación de antígenos en el sistema inmunitario. Los ganglios linfáticos actúan como filtros que identifican, retienen y destruyen microbios. Trasporte de lípidos del intestino al hígado. Se aprovecha el sistema para transporte de lípidos pues una obstrucción de un vaso linfático es menos peligrosa que la de un vaso sanguíneo.

14 OTROS ÓRGANOS RELACIONADOS CON EL SISTEMA CIRCULATORIO Y EL MEDIO INTERNO Existen otra serie de órganos relacionados con la circulación, la sangre y el sistema inmunitario. EL BAZO Es un órgano aplanado de unos 14 cm de longitud por 10 de anchura y 4 de grosor. Está situado en la zona superior izquierda de la cavidad abdominal, en contacto con el páncreas, el diafragma y el riñón izquierdo. Pesa unos 200 g. Funciones del bazo Eliminación de glóbulos rojos deteriorados o envejecidos. Proliferación y activación de linfocitos y macrófagos. Formación de proteínas defensivas como elementos del sistema del complemento. Reserva de plaquetas y glóbulos rojos. Producción de células sanguíneas durante el desarrollo embrionario. EL TIMO Es un órgano localizado detrás del esternón. Generalmente, consta de dos lóbulos. Cuyo mayor desarrollo ocurre en la etapa embrionaria y la infancia. Se atrofia en adultos. Funciones del timo Maduración de los linfocitos T. Secreción hormonal. LA MÉDULA ÓSEA ROJA Es un tejido que rellena el espacio interior de los huesos largos, vértebras, costillas, esternón, huesos del cráneo, cintura escapular y pelvis. Funciones de la médula Tejido hematopoyético. Se generan las células sanguíneas. Maduración de los linfocitos B. LA SANGRE: COMPOSICIÓN Y FUNCIONES. Tema visto el trimestre pasado. Repasaremos la sangre en clase y en las prácticas.

15 RESPUESTA CARDIOVASCULAR DURANTE EL EJERCICIO: EFECTOS SOBRE EL CORAZÓN Y VASOS SANGUÍNEOS. Tu sistema circulatorio consiste en el corazón, vasos sanguíneos y sangre, y es responsable de transportar el oxígeno a todo tu cuerpo. Cuando haces ejercicio, la necesidad de tu cuerpo por oxígeno aumenta; mientras más trabajes, más oxígeno demandará tu cuerpo. Para asegurarte de que tienes disponible suficiente oxígeno para tu cuerpo durante la actividad, tu cuerpo hace cambios a corto y largo plazo. EJERCICIO Y EL CORAZÓN Tu corazón (conocido con frecuencia como el miocardio, lo que significa músculo del corazón) es una bomba muscular de cuatro cámaras del tamaño de tu puño y se localiza ligeramente hacia la izquierda del centro de tu pecho. Su trabajo es bombear sangre a tu cuerpo. Cuando haces ejercicio, tu ritmo cardíaco puede aumentar de un promedio de descanso de 72 latidos por minuto, a 200 o más dependiendo de tu condición física y edad. Conforme adquieras más condición, tu corazón se vuelve más fuerte y tu ritmo cardíaco en descanso disminuirá. Las personas que están en forma, con frecuencia tienen ritmos cardíacos bajos en reposo; este ritmo en atletas altamente entrenados puede ser tan bajo como 30 latidos por minuto. EJERCICIO Y LOS VASOS SANGUÍNEOS Tu cuerpo usa los vasos sanguíneos para transportar la sangre a todo tu cuerpo. Las arterias toman la sangre del corazón; las venas la regresan a él y los capilares dejan y recogen la sangre de tus músculos y pulmones. Cuando te ejercitas, la hormona adrenalina provoca que tus vasos sanguíneos se expandan de manera que un volumen de sangre mayor al normal pueda pasar mediante ellos. Esto se llama vasodilatación, una respuesta a corto plazo del cuerpo al ejercicio, y es una de las razones por la que tus vasos sanguíneos pueden volverse más prominentes durante el ejercicio. Como respuesta a largo plazo, tu cuerpo establece nuevos capilares para que el oxígeno pueda entregarse mejor, y se pueda remover más dióxido de carbono de tus músculos en movimiento. ACUMULACIÓN DE SANGRE Cuando te ejercitas, la sangre se desvía de órganos no esenciales, como aquellos involucrados con tu sistema digestivo y reproductivo, y hacia tus músculos. Ésto se llama acumulación de sangre y asegura que los músculos que están trabajando obtengan tanto oxígeno como necesitan. Una vez que has terminado tu ejercicio extenuante, es importante motivar a que esa sangre acumulada se mueva de los músculos y regrese a la circulación general, lo que comúnmente se logra realizando un enfriamiento que consista en ejercicio cardiovascular ligero y estiramientos. La sangre acumulada que se queda en los músculos se relaciona con la aparición de dolor después del ejercicio.

16 EJERCICIO Y TU SANGRE Tu sangre contiene tres tipos diferentes de células: las células blancas que combaten las infecciones, plaquetas que ayudan a la coagulación de la sangre y las células rojas que transportan el oxígeno. Dichas células están suspendidas en un líquido llamada plasma, que es principalmente agua. Cuando te ejercitas, las células sanguíneas se saturan con oxígeno en su esfuerzo para asegurar que cantidades suficientes de este componente estén disponibles para tus músculos. Como beneficio a largo plazo del ejercicio, la cantidad de células rojas aumentan conforme a adquieras más condición, y así eres más hábil para transportar mayores cantidades de oxígeno en tu cuerpo. ADAPTACIONES CARDIOVASCULARES RELACIONADAS CON EL ENTRENAMIENTO: EL CORAZÓN DEL DEPORTISTA. Todo el sistema cardiovascular se adapta al ejercicio que se realice. En individuos sedentarios se vuelve más frágil y es más propenso a sufrir enfermedades. Las principales adaptaciones son las siguientes: Mayor riego sanguíneo en órganos más activos. En tejidos u órganos con más demanda energética se desarrolla más el sistema de vasos sanguíneos. o Mayor luz de venas y arterias. o Mayor cantidad y densidad de capilares sanguíneos. Disminución del ritmo cardiaco. En personas entrenadas el ritmo cardiaco es menor que las no entrenadas tanto en reposo como durante el ejercicio. Disminución de la tensión arterial. En personas entrenadas la tensión arterial es más baja en reposo y aumenta más lentamente durante el ejercicio que en personas sedentarias. Vasos más robustos. Las venas y arterias son más robustas en sujetos activos físicamente. Se refuerzan las capas musculares y conjuntivas. Corazón más grande, con mayor volumen y más potente. La capacidad de las cavidades cardiacas aumenta. La masa del músculo cardiaco se incrementa y también el volumen sistólico: se bombea más sangre por latido. El corazón en actividad física intensa puede consumir de 4 a 6 veces más que en reposo. Por ello es necesario un calentamiento previo al ejercicio.

17 BENEFICIOS DEL TRABAJO FÍSICO PARA EL SISTEMA CARDIOVASCULAR. SALUD CARDIOVASCULAR Y HÁBITOS Y COSTUMBRES SALUDABLES. HÁBITOS SALUDABLES Y NO SALUDABLES PARA EL SISTEMA CARDIOVASCULAR Los hábitos saludables pueden hacer que las afecciones cardiovasculares queden reducidas o sean menos probables. Hábitos a seguir Ejercicio diario. Ejercicio físico de intensidad moderada. Mejora el sistema circulatorio en general. Lo robustece. Correcta alimentación o Bajos niveles de grasas saturadas, ácidos grasos trans y colesterol. Evitan el riesgo de ateroesclerosis. o Bajos niveles de sal. Evitan el aumento de presión sanguínea. o Bajos niveles de azúcar. Evitan la diabetes. o Una alimentación adecuada disminuye el gasto cardiaco y el riesgo de trombos. Cuidado en enfermedades pulmonares que puedan afectar al corazón. Determinadas infecciones pulmonares pueden contagiarse al corazón. Tranquilidad. Evitar situaciones estresantes continuas. Hábitos a evitar Tabaco. Tanto fumadores activos como pasivos. Deteriora los vasos sanguíneos. Aumenta la presión sanguínea. Obesidad. Aumenta el gasto cardiaco. Otros tóxicos. Afectan a los vasos sanguíneos o al corazón. Frío excesivo. Aumenta la presión sanguínea. Ejercicio físico extremo. Deteriora el sistema circulatorio.

18 TEMA 5. NUTRICIÓN III: EL SISTEMA RESPIRATORIO Y FONATORIO. FISIOLOGÍA DEL MOVIMIENTO RESPIRATORIO. COORDINACIÓN DE LA RESPIRACIÓN Y EL MOVIMIENTO CORPORAL. Todas las células de nuestro organismo obtienen la energía que precisan a partir de la degradación oxidativa de los alimentos, que les son transportados por la sangre. A este proceso se le conoce con el nombre de respiración. El oxígeno que precisan para ello y el dióxido de carbono resultante de ese proceso, son transportados por la sangre. El aparato respiratorio tiene como misión fundamental permitir el intercambio de gases entre la sangre y el medio exterior. Anatómicamente está constituido por dos pares: las vías respiratorias superiores (fosas nasales, faringe y laringe) y las vías respiratorias inferiores (tráquea, bronquios y pulmones). Además posee una serie de músculos, entre los que destaca el diafragma, son los responsables del ensanchamiento y contracción de la caja torácica, lo que permite la entrada y salida de aire en los pulmones; a este fenómeno se le denomina ventilación pulmonar.

19 1. FOSAS NASALES Y FARINGE El aire inspirado penetra por los orificios nasales en las fosas, dos amplias cavidades delimitadas por huesos del cráneo y de la cara. La mayor parte de la cavidad nasal está tapizada por la mucosa respiratoria con epitelio prismático ciliado pseudoestratificado y células caliciformes. Este epitelio que reviste las fosas está muy vascularizado, para calentar el aire, y se denomina pituitaria roja. Asimismo posee abundantes glándulas, que producen una secreción mucosa que humedece y limpia de partículas de polvo el aire que aspiramos. En la parte superior de las fosas se localiza la pituitaria amarilla, que contiene las terminaciones nerviosas del sentido del olfato. El aire pasa a través de las coanas, orificios posteriores de la cavidad nasal, a la faringe, común al aparato digestivo, donde se abren los orificios de las trompas de Eustaquio, que la comunican con el oído medio. 2. LARINGE, TRÁQUEA Y BRONQUIOS A través de la glotis, el aire penetra en la laringe, porción superior de la tráquea. En conjunto forman un tubo de unos 16 cm de longitud, que está protegido por una serie de cartílagos en forma de herradura, para evitar su cierre. El primero de ellos, en la laringe, es el cartílago tiroides, cuya prominencia delantera forma la nuez del cuello. La entrada de la laringe se cierra al paso de los alimentos, mediante una membrana de cartílago, la epiglotis, que impide su acceso a la traquea. Además, el epitelio traqueal está provisto de cilios vibrátiles, que trasladan hacia la faringe las partículas sólidas que hayan podido penetrar con el aire inspirado. Cuando, debido al cierre incompleto de la glotis, pasa alguna porción de alimento a la tráquea, se desencadena un mecanismo reflejo que incluye ciertos movimientos, como la tos, y tendemos a expulsar las partículas intrusas hacia la faringe.

20 La tráquea se bifurca en dos ramas, los bronquios. Ya dentro de los pulmones, éstos se ramifican numerosas veces en tubos cada vez de menor calibre, los bronquiolos, formando el árbol bronquial. Los bronquiolos terminan en unos saquitos ciegos, los alvéolos pulmonares, de paredes muy finas y vascularizadas. Los bronquios y bronquiolos están reforzados por arcos y placas cartilaginosas, para mantenerlos abiertos a pesar de los cambios de presión. Entre los refuerzos cartilaginosos podemos encontrar fibras musculares lisas, que modifican el diámetro de los tubos, para permitir el paso de más aire ante las distintas exigencias de oxígeno que solicita el organismo. 3. PULMONES El conjunto de bronquiolos, alvéolos pulmonares y capilares sanguíneos y el tejido conjuntivo que rellena los espacios que quedan entre ellos constituyen los pulmones. Cada uno de los pulmones está recubierto por una membrana, llamada pleura, que tiene dos capas, la hoja visceral, pegada a la superficie del pulmón y la hoja parietal, adherida a la pared del tórax y al diafragma (un músculo de cúpula que separa la cavidad torácica de la abdominal). Entre la hoja visceral y parietal, rellenando el pequeño espacio que queda, se encuentra el líquido pleural. El intercambio de gases, oxígeno y dióxido de carbono, tiene lugar en los pulmones a través de las paredes de los alvéolos pulmonares. En el alvéolo, la presión parcial de oxígeno es superior a la de la sangre venosa que afluye, por lo que, por simple difusión, el oxígeno pasa a la sangre. Lo mismo, pero en sentido opuesto, ocurre con el dióxido de carbono.

21 El intercambio de gases es muy rápido y eficaz. Se ve favorecido por la gran superficie de intercambio y el pequeño trayecto de difusión. Se estima que la superficie que presentan los alvéolos, en conjunto, viene a ser de 50 a 80 m 2.

22 4. VENTILACIÓN PULMONAR Y MOVIEMIENTOS RESPIRATORIOS La ventilación pulmonar es la renovación del aire contenido en los pulmones y se realiza mediante los movimientos respiratorios: inspiración o entrada y espiración o salida del aire. La inspiración se produce cuando, por acción de los músculos del tórax y del diafragma, se ensancha la caja torácica, aumentando el volumen de la cavidad. En una inspiración normal se introducen 0.5 litros de aire, aunque en una inspiración forzada pueden introducirse 1.5 litros de aire adicional en los pulmones. La espiración se produce al cesar en su acción los músculos respiratorios y recobrar elásticamente los pulmones su forma original. Forzando la espiración, mediante la contracción de los músculos abdominales que empujan el paquete intestinal hacia arriba, se consigue expulsar además 1.5 litros de aire residual en los pulmones. Los movimientos respiratorios son regulados automáticamente por el centro respiratorio del bulbo raquídeo. No obstante y hasta cierto límite, podemos controlar voluntariamente nuestro ritmo respiratorio, acelerándolo o interrumpiéndolo, hasta que la concentración de CO2 en la sangre se eleva demasiado, lo que activa el centro respiratorio, desencadenando el mecanismo reflejo de la respiración.

23 RESPUESTA VENTILATORIA AL ESFUERZO. ADAPTACIONES EN LA VENTILACIÓN CON EL ENTRENAMIENTO FÍSICO. ANATOMÍA DE LA VENTILACIÓN El proceso mediante el cual entra el aire ambiental dentro de los pulmones, donde se intercambia con el aire que estaba allí, se denomina ventilación pulmonar. El aire que entra por la nariz y la boca, fluye por la parte conductora del sistema ventilatorio, donde es ajustado a la temperatura corporal, filtrado y humidificado casi completamente al pasar por la tráquea. Este proceso de aire acondicionado continúa al pasar el aire inspirado a los dos bronquios, los grandes tubos que sirven de conductos principales de cada uno de los dos pulmones. Los bronquios se dividen en numerosos bronquíolos que conducen el aire inspirado a través de una ruta estrecha y tortuosa hasta que finalmente se mezcla con el aire existente en los alvéolos, las ramas terminales del tracto respiratorio. Los pulmones, proporcionan la superficie entre la sangre y el ambiente externo. Los pulmones de un hombre medio pesan alrededor de grs., si fuesen extendidos, el tejido cubriría una superficie de 60 a 80 m2. Esta superficie húmeda y altamente vascularizada se ajusta dentro de los confines relativamente pequeños de la cavidad torácica mediante numerosos pliegues. Los alvéolos, hay más de 300 millones, estos sacos de membrana de paredes elásticas y finas, proporcionan la superficie vital para el intercambio de gases entre los pulmones y la sangre. El tejido alveolar tiene una provisión de sangre mayor que cualquier parte del cuerpo. Millones de capilares cortos de pared fina yacen lado a lado con los alvéolos, con el aire pasando por un lado y la sangre por otro. La difusión ocurre a través de la barrera extremadamente fina de estas células alveolares y capilares, además, pequeños poros dentro de los alvéolos permiten el intercambio de gases entre alvéolos adyacentes, lo que asegura la ventilación indirecta de aquellos que puedan haber sido dañados o bloqueados. Los pulmones se encuentran encerrados en la jaula torácica que está compuesta por el esternón por delante, la columna vertebral por detrás, las costillas alrededor de la cavidad y el diafragma por debajo. El acto de la respiración se efectúa aumentando y disminuyendo el tamaño de la jaula torácica. La cavidad formada por éste se llama cavidad pleural, normalmente los pulmones la llenan por completo. Estos están cubiertos por una membrana lubricada llamada pleura visceral, y el interior de la cavidad pleural también está revestido por una membrana similar llamada pleura parietal. Los pulmones se deslizan libremente por dentro de la cavidad pleural, de modo que si ésta crece de tamaño, los pulmones deben incrementarse también. Los músculos inspiratorios principales son: diafragma e intercostales externos, además de músculos pequeños del cuello que tiran hacia arriba sobre el frente de la jaula torácica. Los músculos espiratorios principales son: abdominales e intercostales internos.

24 LA VENTILACIÓN PULMONAR La ventilación por minuto Durante la respiración tranquila de reposo, la frecuencia respiratoria puede tener como promedio unas 12 respiraciones por minuto, mientras que el volumen corriente es por promedio unos 0,5 litros por respiración. En estas condiciones, el volumen de aire respirado cada minuto, o la ventilación por minuto es de 6 litros. Ventilación por minuto(ve) Frecuencia respiratoria X Volumen corriente 61itros 1 minuto 12 X 0,5 Aumentos significativos en la ventilación por minuto resultan de un aumento de la profundidad o la frecuencia de las respiraciones, o ambos. ADAPTACIONES RESPIRATORIAS EN EL EJERCICIO FÍSICO Modificaciones de la circulación pulmonar Durante el ejercicio, el flujo sanguíneo pulmonar se incrementa en idéntica cuantía que el gasto cardíaco del ventrículo izquierdo. La mayor perfusión pulmonar se obtiene a expensas de una relativamente mayor presión de impulsión de la sangre, pero el factor esencial es la disminución de las resistencias circulatorias a nivel de los vasos pulmonares. El ejercicio provoca el aumento de la presión sanguínea pulmonar (a expensas de la mayor fuerza contráctil y mayor expulsión de sangre del ventrículo derecho), pero los aumentos registrados son pequeños porque las paredes de las arterias pulmonares son mucho más delgadas y tienen un contenido de fibras elásticas y musculares pobre, las arteriolas son mucho menos contraíbles por la escasez de músculo liso y las venas son muy fácilmente distensibles. Cualquier incremento de la presión de impulsión de la sangre se traduce en una gran disminución de las resistencias sanguíneas por aumento de la sección de los vasos. Con el ejercicio, la circulación pulmonar modifica relativamente poco sus valores de presión media, pero gracias a la disminución de resistencias concomitante, el flujo sanguíneo pulmonar puede pasar de valores de flujo de unos5 a 6 L/min. propios de la situación de reposo, a cifras de cinco o seis veces superiores en ejercicios intensos. Aunque pequeño, el incremento registrado de presión permite aumentos importantes de flujo sanguíneo arteriolar y capilar pulmonar. Los efectos de

25 reclutamiento de distensión respecto del flujo sanguíneo, se ven potenciados en los vasos pulmonares, debido a su estructura histológica, aumentando sustancialmente la superficie circulatoria y el área disponible para el intercambio de gases. Con la mayor presión de impulsión de la sangre, aumenta la velocidad de circulación de la sangre por los territorios capilares pulmonares. El tiempo de paso de la sangre por los capilares pulmonares, se reduce en una tercera parte. A pesar de ello, no hay dificultades para la difusión, ya que el tiempo de que dispone para el intercambio de gases sigue siendo suficiente, únicamente aparecerán dificultades de adaptación respiratoria al ejercicio físico en circunstancias patológicas. Ventilación pulmonar en el ejercicio físico La ventilación pulmonar se valora por el volumen minuto respiratorio (VMR). Corresponde al producto volumen corriente (VC), por la frecuencia respiratoria (fr). Ventilación por minuto (VMR) Volumen Corriente X Frecuencia respiratoria 6 litros/ minuto 0,5 X 12 La contribución relativa del VC y del fr son muy distintas en cada individuo, dependiendo de factores, de índole diverso como: sexo, condiciones específicas individuales del sistema respiratorio, educación respiratoria, variaciones biotipológicas etc. Por ello el rango de normalidad del VC oscila entre el 0,4 y 0,61itros y el de fr entre 12 y 16 ciclos/min. Con el ejercicio aumenta el intercambio de gases, por lo que el VMR debe incrementarse de manera relativamente proporcional a la magnitud del esfuerzo, con un mayor VC y un aumento de la fr. Incluso antes del inicio de la actividad física suelen registrarse pequeños aumentos y oscilaciones de la ventilación, que expresan la llegada de ordenes emanadas de la propia corteza motora, primero de forma rápida y luego más lentamente. Reposo Ejercicio moderado Ejercicio intenso VMR = 5,7 L/min. VC = 0,5 0,6 L Fr = 12 16/min. VMR = 40 L/min. VC = 1,2 2 L Fr = 20 30/min. VMR = 150 L/min. VC = 2 3 L Fr = 40 50/min.

26 Después de transcurrido un periodo de tiempo variable, la ventilación pulmonar se estabiliza, en el supuesto de que su potencia y duración no sean excesivas, en ejercicios muy intensos de carácter extenuante o muy larga duración, la ventilación no alcanza la condición de estado estacionario y sigue aumentando, con lo que en un plazo mas o menos largo será obligada la detención por fatiga. Una vez finalizado el esfuerzo, la ventilación no retorna de inmediato a las cifras de reposo, sino que va disminuyendo progresivamente. BENEFICIOS DEL TRABAJO FÍSICO PARA EL SISTEMA RESPIRATORIO. HÁBITOS Y COSTUMBRES SALUDABLES. El epitelio y las vías respiratorias son delicados y susceptibles de sufrir infecciones y daños. Por ello se encuentra preparado para superarlas, de modo que siguiendo unos hábitos saludables se pueden evitar la mayoría de ellas. Los hábitos saludables pueden hacer que las afecciones respiratorias queden reducidas en gran medida. Hábitos saludables o Ventilación adecuada. Recambio del aire en espacios cerrados para evitar acumulación de tóxicos o microbios trasmisibles por el aire. o Evitar ambientes contaminados. Evitar en lo posible la contaminación del aire que se produce sobre todo en ciudades y centros industriales como consecuencia del vertido de gases contaminantes. También es muy importante (en muchos casos más importantes y menos conocidos) la contaminación en interiores por humos, tabaco, disolventes o productos emitidos por máquinas o tejidos. o Alimentación adecuada. Muy importante para el correcto funcionamiento del sistema y sus defensas. o Protegerse vías aéreas en caso de frío intenso. o Respirar por la nariz. Calienta el aire, lo humidifica, limpia de impurezas, elimina patógenos. o No protegerse en demasía si las circunstancias no lo requieren. Como en otras circunstancias el excesivo cuidado debilita el sistema y lo hace más propenso a daños y enfermedades. o Lavarse las manos frecuentemente en caso de sospecha de posibles trasmisiones microbianas. o Evitar aglomeraciones. Posible fuente de microorganismos. o Taparse boca y nariz al toser y estornudar. Previene contagios en otras personas. Hábitos no saludables o Tabaco. Tanto fumadores activos como pasivos. o Otros tóxicos.

27 ANATOMÍA Y FUNCIONAMIENTO DE LOS ÓRGANOS DE LA VOZ Y EL HABLA. FISIOLOGÍA DEL SOPLO FONATORIO. Para los humanos es importante emitir sonidos. Los utilizamos como medio de comunicación en exclamaciones, en nuestro lenguaje y en el canto. Tenemos un aparato especializado en esta emisión de sonidos: el aparato fonador. El aparato fonador humano ha evolucionado a partir del de los mamíferos pero se ha modificado de modo importante para poder emitir una variedad de sonidos mucho más amplia que el de los otros animales con excepción de algunas aves. Una de las claves de nuestro desarrollo evolutivo es el lenguaje y la fonación asociada a él. El aparato fonador aprovecha los órganos respiratorios y digestivos para producir sonidos. Intervienen en él los pulmones con los músculos implicados en la ventilación, la laringe, la cavidad bucal, los labios, la lengua, el paladar y la cavidad nasofaríngea. El aparato fonador está íntimamente ligado a la percepción de estos sonidos; la audición de modo que nuestro oído es más sensible a las frecuencias e intensidades emitidas por el aparato fonador. Además para una correcta emisión de sonidos es necesaria la audición. Salvo las exclamaciones, para hablar o cantar hay que haber oído hablar o cantar.

28 La fonación puede considerarse como un instrumento con su sistema de producción de energía, sistema generador de sonido y sistema modulador o de resonancia. Sistema productor de energía para la fonación Están implicados las vías respiratorias inferiores, el diafragma y los músculos del tórax. El sistema productor de energía genera un flujo de aire que se origina por el empuje mecánico que ejerce el diafragma y el tórax sobre los pulmones. Una buena fonación depende de la posibilidad de generar un flujo suficiente de aire lo que está relacionado no sólo con el volumen pulmonar sino también con la capacidad de desalojar con la mayor rapidez el volumen necesario para generar dicho flujo. Durante el proceso de fonación la inspiración es más profunda y más breve, el volumen de aire inspirado es hasta seis veces mayor que en la respiración normal, o sea hasta un 60 % de la capacidad pulmonar. El tiempo de espiración es hasta 10 veces mayor que el de la inspiración e involucra hasta el 50 % del volumen adicional retenido en la respiración normal. Esto implica que mientras la respiración normal compromete aproximadamente un 10 % de la capacidad pulmonar la fonación requiere de hasta un 80% de dicha capacidad. Durante la respiración normal están involucrados el diafragma y los músculos intercostales externos, durante la fonación la actividad muscular es mayor y más prolongada.

29 Sistema generador de sonido Intervienen la laringe con sus cuerdas vocales. Las cuerdas vocales, también llamadas pliegues vocales, están ubicadas en la laringe atravesándola de lado a lado. Su función es regular el paso del flujo de aire proveniente de los pulmones cerrando y abriendo el espacio que existe entre ellas conocido como glotis. El flujo de aire hace vibrar las cuerdas generando la señal acústica básica de los sonidos emitidos en la fonación. Las cuerdas vocales no son el único sistema generador de sonido pero constituyen la principal fuente de energía acústica. Las cuerdas vocales no pueden asimilarse exactamente a un instrumento de cuerda ni a un instrumento de viento. Tiene masa y tensión de cuerda y actúan sobre una corriente de aire como los de viento.

30 Se parecen más a una sirena que obstruye y libera alternativamente el pasaje del flujo de aire produciendo variaciones periódicas de la presión. Estas variaciones periódicas de la presión generan un sonido cuya frecuencia está directamente asociada a la velocidad con que se suceden las interrupciones del flujo de aire. La frecuencia de vibración de los pliegues vocales depende de: La tensión muscular La masa de tejido involucrado en la vibración El flujo de aire que proviene de los pulmones La tensión y el flujo de aire varían voluntariamente durante el proceso de fonación de modo que podemos variar la frecuencia de emisión. Normalmente el periodo de vibración de las cuerdas vocales es de unos 8 milisegundos. Repitiendo el proceso en forma periódica se genera un tren de pulsos de presión cuya frecuencia de vibración es del orden de 120 Hz para los hombres, 250 Hz para las mujeres y 350 Hz para los niños. Esta frecuencia de vibración constituye lo que se denomina tono glotal o frecuencia fundamental. El tono glotal aumenta con la tensión de las cuerdas vocales. Disminuye con la masa de tejido involucrado en la vibración. La intensidad de sonido glotal depende de la presión subglótica. El espectro completo del sonido glotal está compuesto por la frecuencia fundamental y la serie de frecuencias correspondientes a los armónicos o múltiplos de la frecuencia fundamental. El nivel de intensidad de los armónicos disminuye a medida que aumenta la frecuencia cayendo a razón de 12 db por octava. La frecuencia fundamental varía a lo largo de una conversación oscilando alrededor de un valor medio. Esta variación sigue patrones de entonación y acento y, dependiendo de las vocales que se emiten, puede implicar cambios que van de 4 Hz 25 Hz.

31 La edad produce en general descenso en el tono glotal en las mujeres y un ascenso en los hombres. Patologías asociadas a las cuerdas vocales y a la laringe producen modificaciones en el tono glotal como así también el cambio de la tensión de los pliegues vocales motivados por el stress o el cansancio. Sistema de resonancia Están implicadas la laringe, cavidad bucal y cavidad nasal. Estas estructuras se comportan como un complejo sistema de resonancia que filtra y refuerza componentes del sonido original. Ocurre algo parecido a una guitarra que aunque vibren las cuerdas deben ser adosadas al instrumento para que generen sonido audible. Tras las cuerdas vocales el flujo de aire llega a la zona supraglótica, ingresando al tracto vocal que está compuesto por tres cavidades: la faríngea, la nasal y la vocal. Estas cavidades: Modifican la frecuencia sonora original. Generan ruidos por turbulencias y oclusiones. Pueden modificar su forma y volumen afectando a los sonidos emitidos.

32 La modificación voluntaria de las cavidades permite la articulación de las palabras. Esto produce un sonido cuya composición espectral es el resultado de la superposición de las características de los dos sistemas. La capacidad de modular voluntariamente el espectro emitido permite la articulación de los sonidos del habla. El resultado final es un ruido de ancho espectro modulado en frecuencia e intensidad. El aparato fonatorio puede producir sonidos cuya composición espectral va de 100 Hz a Hz. Los sonidos característicos del habla tienen frecuencias entre 100 Hz y Hz. Tipos de sonidos emitidos por el aparato fonador Sonidos sonoros o con voz. Cuando en el sonido están presentes las componentes generadas en la vibración de las cuerdas vocales. En el habla todas las vocales y algunas consonantes como m, n, b, v. Sonidos sordos o sin voz. Aquellos que están originados sólo en el tracto vocal y por lo tanto están ausentes las vibraciones de las cuerdas vocales. En el habla la mayoría de las consonantes.

33 REGULACIÓN Y DINÁMICA DEL HABLA. La articulación de los sonidos voluntarios es un proceso complejo en el que intervine un área determinada de la corteza cerebral: el área de Broca. Se sitúa en la tercera circunvolución frontal (circunvolución frontal inferior), en las secciones opercular y triangular del hemisferio dominante para el lenguaje (para la gran mayoría de seres humanos, diestros o zurdos, es el hemisferio izquierdo). El área de broca recibe impulsos entre otras del área de Wernicke (donde se genera el lenguaje humanos) mediante un haz de fibras nerviosas llamado fascículo arqueado o arcuato. Una vez tramitados los sonidos a emitir conecta con el área motora próxima y se contrae o relaja los músculos necesarios para la correcta fonación: Generadores: diafragma, intercostales, abdominales. Emisores: Músculos faríngeos. Modulación: Paladar, lengua, labios, boca... En el canto interviene también los centros de la melodía situados en el otro hemisferio de la corteza cerebral. TÉCNICA DE LA VOZ HABLADA: ADAPTACIÓN DEL APARATO FONADOR DURANTE LA DECLAMACIÓN Y EL CANTO. COORDINACIÓN DE LA FONACIÓN CON LA RESPIRACIÓN. Las exclamaciones, gritos, llantos son emisiones sonoras que expresan nuestro estado de ánimo. Interviene en ellas el aparato fonador pero probablemente sean anteriores al desarrollo del lenguaje y siguen elaboraciones neuronales diferentes.

34 Las exclamaciones se utilizan para expresar tristeza (llanto), alegría (risa), cariño o bienestar, sorpresa, daño, sensaciones desagradables, desprecio, o placer sexual. Las exclamaciones son semejantes en todos los humanos. El habla o lenguaje verbal es una característica de la especie humana. Una de sus principales diferencias respecto a otras especies. El lenguaje humano es un sistema capaz de transmitir y recibir información mediante señales acústicas codificadas. Para elaborar estos mensajes los humanos seguimos las siguientes etapas: Pensamiento o representación mental a expresar. Búsqueda de las palabras que representen el mensaje a emitir. Sustantivos, acciones, adjetivos... Ordenamiento de las palabras con las reglas gramaticales correspondientes al idioma del hablante (área de Wernicke). Preparación de los músculos implicados en la emisión sonora (área de Broca). Movimientos musculares del aparato fonador. Emisión del sonido. En el oyente el proceso es también complejo: Recepción del sonido por el oído. Señal trasmitida al área auditiva. Descodificación de fonemas. Reconstrucción de palabras. Reconocimiento del significado creando un nuevo estado mental. En el lenguaje las unidades emitidas son las palabras que están formadas por fonemas. Un idioma humano puede tener miles de palabras, cada hablante tiene un acerbo lingüístico de unos miles que comprende y otro más reducido que son los que utiliza. Los fonemas son mucho menos numerosos (unos 24 fonemas en castellano, 5 vocales y 19 consonantes). Los fonemas humanos son semejantes pero no son los mismos en diferentes lenguas. No son sonidos, sino modelos o tipos ideales de sonidos. Nuestra parte lingüística del cerebro trabaja con fonemas, no con sonidos. Los humanos llevamos en nuestros genes la capacidad de adquirir el lenguaje. Todos los lenguajes humanos tienen estructuras semejantes aunque varían los fonemas empleados, el vocabulario y las reglas gramaticales. Hay un periodo de la vida que se adquiere el lenguaje mucho más fácilmente, desde el nacimiento a los 4 ó 5 años, después más difícil y no se alcanza la misma competencia lingüística. Hay unos 5000 a 7000 idiomas diferentes en el mundo. Se van perdiendo rápidamente. El canto es la emisión controlada de sonidos del aparato fonador, siguiendo una composición musical. El canto es el único medio musical que puede integrar habla a la línea musical.