LA FUNCIÓN DE NUTRICIÓN. SISTEMA RESPIRATORIO.

Transcripción

1 LA FUNCIÓN DE NUTRICIÓN. SISTEMA RESPIRATORIO. MATURITA DE BIOLOGÍA 1. INTRODUCCIÓN. 2. ANATOMÍA DEL APARATO RESPIRATORIO. 3. VENTILACIÓN PULMONAR. 4. INTERCAMBIO DE GASES. 5. ENFERMEDADES RELACIONADAS CON EL APARATO RESPIRATORIO. 6. ACTIVIDADES. 1. INTRODUCCIÓN. Todas las células necesitan continuamente energía. Ésta energía procede de la que contienen los nutrientes resultantes de la digestión de los alimentos, y se libera mediante la respiración. Se define respiración celular, al proceso químico mediante el cual los nutrientes se degradan, en presencia de oxígeno, y liberan la energía que contienen, de forma que pueda ser utilizada por las células. Ésta degradación se produce en las células a través de una serie de reacciones químicas, de tipo oxidativo, que tiene lugar en las mitocondrias. C 6 H 12 O O 2 6 CO 2 + 6H 2 O+ ENERGÍA Todos los organismos necesitan absorber oxígeno y expulsar dióxido de carbono, es decir realizar el intercambio de gases con el medio que los rodea. Para ello el oxígeno ha de atravesar la superficie corporal antes de llegar a las células, y el dióxido de carbono tiene que hacer lo mismo para poder ser expulsado al exterior. El aparato respiratorio tiene la misión de intercambiar los gases entre la atmósfera y la sangre, y está íntimamente relacionado con el circulatorio que es el encargado de transportar los gases entre los pulmones y todas las células del organismo. 2. ANAMOMÍA DEL SISTEMA RESPIRATORIO. El aparato respiratorio está formado por las vías respiratorias y los pulmones. 2.1 Vías respiratorias. Son conductos por los que pasa el aire desde el exterior hasta los pulmones y viceversa. Los órganos que los componen son: fosas nasales, faringe, laringe, tráquea y bronquios, que se ramifican en el interior de los pulmones en bronquiolos. Estos terminan en unas pequeñas bolsas ciegas de paredes muy finas: alvéolos pulmonares. El aire entre por las fosas nasales donde se filtra, se calienta y se humedece y pasa a la faringe (garganta), que es común al aparato respiratorio y digestivo. De aquí pasa a la laringe que presenta un pliegue membranoso llamado epiglotis que impide la entrada de alimentos a las vías respiratorias. De aquí pasamos ya a la tráquea, que es un tubo con anillos de cartílago abiertos rígidos. La tráquea se divide en dos bronquios que se ramifican en bronquiolos. Todo este conjunto se llama árbol bronquial. Los bronquios también tienen anillos cartilaginosos. Los bronquiolos terminan en conductos alveolares que forman los alvéolos pulmonares. La laringe tiene un papel esencial en la producción de la voz. Unos pliegues de su pared, llamadas cuerdas vocales, vibran cuando el aire que sale de los pulmones pasa por ellos. Así se produce el sonido. La producción de voz exige la coordinación de los músculos respiratorios, cuerdas vocales, labios y lengua. 1

2 2.2 Pulmones. MATURITA DE BIOLOGÍA Están situados en la cavidad torácica, protegidos por las costillas y rodeados por la pleura, una doble membrana rellena de líquido pleural, que impide la fricción y permite la expansión - compresión de los pulmones. Están formados por el conjunto de bronquiolos, alvéolos y por la red de capilares sanguíneos que los irriga, rodeados de tejido conjuntivo. Su pared inferior se adapta al diafragma. Las paredes de los alvéolos están constituidas por endotelio (capa de células) rodeadas de numerosos capilares sanguíneos, formadas por las últimas ramificaciones de las arterias pulmonares. Definición de términos: Cavidad nasal La principal vía de paso del aire hacia y desde los pulmones, tapizada por una membrana cubierta de moco que atrapa polvo y gérmenes, y dividida en dos fosas nasales por una placa de cartílago (tabique nasal). En la parte superior están los órganos sensoriales del olfato (epitelios olfatorios). Vello nasal Situado en la entrada de las fosas nasales, ayuda a filtrar grandes partículas de polvo y residuos. Faringe Tubo corto que empieza en la cavidad nasal y termina en la laringe, formada por nasofaringe (permite el paso del aire), orofaringe (permite el paso de alimentos y líquidos), laringofaringe (permite el paso de alimentos y líquidos). Epiglotis Lámina de cartílago que se inclina sobre la entrada de la laringe al tragar para que no entren en la tráquea comida, bebida y saliva. Tráquea La principal vía aérea hacia los pulmones. Mide unos 11 cm de largo y permanece abierta pese a la presión de los órganos circundantes gracias a unos anillos de cartílago con forma de C. Costillas músculos intercostales y Los doce pares de costillas curvas de la caja torácica protegen pulmones y corazón de daños físicos. La doble membrana muscular entre cada par de costillas, la externa eleva y adelanta las costillas al contraerse para que los pulmones se ensanchen y entre el aire. La externa actúa de manera contraria y fuerza al aire a salir. 2

3 MATURITA DE BIOLOGÍA Pulmón derecho Arteria pulmonar Cavidad pleural Cavidad pericárdica Diafragma Es algo más grande que el izquierdo con un promedio del 55-60% del volumen pulmonar total. Vaso de pared gruesa que lleva sangre desoxigenada a los pulmones desde el corazón. La vena pulmonar conduce la sangre oxigenada desde cada pulmón hacia la aurícula izquierda del corazón. Espacio ocupado por los pulmones y tapizado por la membrana pleural. La membrana pleural es un saco compuesto por dos finas capas membranosas que rodea cada pulmón. El líquido segregado, el líquido pleural, por una de las membranas permite que se deslicen suavemente la una sobre la otra al respirar. Está formada por un espacio en el pulmón izquierdo, donde se inserta el corazón. Músculo abombado que separa el tórax del abdomen. Junto con los músculos intercostales es el principal músculo respiratorio. Al contraerse se aplana y aumenta el tamaño de la cavidad torácica. 3. VENTILACIÓN PULMONAR El cuerpo precisa un suministro continuo de oxígeno, ya que no lo almacena, y genera sin cesar dióxido de carbono como residuo. El intercambio de estos gases tiene lugar en los pulmones y tejidos. La entrada y salida del aire en los pulmones se denomina ventilación pulmonar y es debida a cambios de volumen de la caja torácica. Se produce mediante los movimientos respiratorios. Al respirar cambia el volumen del tórax, los pulmones siguen a la pared interna del tórax, por lo que al expandirse la cavidad, se agrandan INSPIRACIÓN: es activa. Se debe a la acción combinada de los músculos que elevan las costillas (intercostales) y a la contracción del diafragma (músculo laminar y abombado que separa las cavidades torácica y abdominal). La contracción de ambos músculos provoca el ensanchamiento de la cavidad torácica. Aumenta el volumen de la caja torácica y de los pulmones arrastrados por la pleura, disminuye la presión en los alvéolos y el aire entra por las vías respiratorias al interior de los pulmones ESPIRACIÓN: es el proceso inverso. La relajación de los músculos anteriores produce la disminución del tamaño de la cavidad torácica, lo que provoca la salida pasiva del aire. Los pulmones son elásticos, aunque carecen de músculos. Están unidos a la caja torácica mediante las pleuras, por ello, sus movimientos siguen pasivamente la variación de volumen de aquella. del aire es el mismo. La inspiración y espiración forzadas son voluntarias y son movimientos activos en los que participan otros músculos, aunque el mecanismo de entrada y salida El volumen de aire que entra y sale de los pulmones de una persona se mide con un espirómetro. En reposo el diafragma realiza casi todo el trabajo y entran y salen 0,5 l de aire con cada ventilación 3

4 MATURITA DE BIOLOGÍA pulmonar. La frecuencia y volumen aumenta si el cuerpo necesita más oxígeno, por ejemplo al hacer ejercicio. Así la inspiración forzada atrae 2 l más. La frecuencia respiratoria puede triplicarse, con un intercambio total de 20 veces mayor que en reposo. 4. INTERCAMBIO DE GASES. Tanto el aire inspirado como el espirado contienen O 2 y CO 2, aunque en una proporción diferente, debido a que en los pulmones se produce un intercambio de gases con la sangre. El O 2 se transporta a través de la hemoglobina, ya que es poco soluble en el plasma sanguíneo. De todas formas, existe una pequeña proporción que viaja disuelto en el plasma. La hemoglobina tiene un átomo de hierro en su estructura en cada subunidad por lo que una molécula de hemoglobina puede transportar cuatro de O 2. La unión O 2 -Hb es reversible y forma oxihemoglobina. El CO 2 es transportado mayoritariamente disuelto en el plasma en forma de ión HCO 3 - (bicarbonato) y el resto unido a la hemoglobina (carbahemoglobina). El intercambio de gases entre el aire atmosférico del medio externo y el medio interno se realiza en los alvéolos. Cuando el aire llega a los alvéolos, una parte del O 2 que contiene pasa a la sangre. De igual modo, el CO 2 de la sangre pasa al aire a través de las finísimas paredes de los capilares que rodean los alvéolos. El O 2 tomado es transportado por la sangre a todos los órganos del cuerpo y, en ellos, pasa al interior de las células, que lo utilizarán para llevar a cabo la respiración celular. El CO 2 procedente de este proceso es expulsado por las células a la sangre. Tanto en un caso, como en otro, el paso de los gases a través de las membranas de las células se realiza por difusión, es decir, desde el lugar donde la concentración de los gases es mayor hasta donde es menor. La superficie de los alvéolos, es enorme (100 m 2 ) y está húmeda (los gases sólo pasan si están disueltos en agua). Están rodeados por infinidad de capilares sanguíneos, por los que circula sangre renovada constantemente por el bombeo del corazón. La superficie de separación entre el aire alveolar y la sangre es muy fina (sólo dos capas de células: la del alvéolo y la del capilar). 5. ENFERMEDADES RELACIONADAS CON EL APARATO RESPIRATORIO GRIPE: enfermedad vírica que afecta a la nariz y a las vías respiratorias altas. Hay variedades del virus que cambian cada año, produciendo epidemias durante el invierno. Los síntomas son fiebre, dolor de cabeza y otras zonas del cuerpo, tos seca, irritación de las vías respiratorias. 4

5 ENFERMEDADES INFECCIOSAS; la zona afectada se inflama y aumenta la secreción de mucus, tos y fiebre, aunque también dolor localizado. Se distingue entre catarro nasal, faringitis, amigdalitis (anginas), bronquitis, bronquiolitis o neumonía, según afecte a la nariz, faringe, amígdalas, bronquios, bronquiolos o pulmones. MATURITA DE BIOLOGÍA ASMA: obstrucción de las vías respiratorias debido a la contracción de los músculos de los bronquios y un exceso de secreción, que dificultan el paso del aire provocando una sensación de ahogo y angustia. Se debe principalmente a reacciones alérgicas. NEUMOTÓRAX. Se produce cuando una o dos de las membranas pleurales se rompen y el aire entra en el espacio pleural, haciendo que el pulmón se colapse. CÁNCER: proliferación incontrolada de una masa de células que invade y destruye los tejidos próximos. Puede ser de laringe, de tráquea o de pulmón (muy frecuente). Se produce en la mucosa de los bronquios en su entrada al pulmón. Síntomas: pérdida de voz, tos creciente y persistente, expectoraciones sanguinolentas y dolores en el tórax. Las personas fumadoras tienen una mayor probabilidad de desarrollar dicha enfermedad. También los no fumadores, pero expuestos a ambientes donde hay humo procedente del tabaco tienen mayor riesgo de sufrir cáncer de pulmón. MAL DE ALTURA: a elevadas altitudes, la presión de los gases es menor por lo que la hemoglobina de la sangre transporta menos oxígeno que a nivel del mar. Como, consecuencia, las células reciben un aporte menor de este gas y se producen los síntomas: mareos, sofocos, cansancio, vómitos, aumento del ritmo respiratorio. SÍNDROME DE DESCOMPRESIÓN O ENFERMEDAD DE LOS BUZOS: las botellas de oxígeno que utilizan los buceadores, suministran aire a los pulmones a la presión del ambiente que rodea al buzo. Esta presión es muy elevada y hace que la mayoría de los gases se disuelvan en la sangre. A grandes profundidades, el contenido de nitrógeno disuelto en sangre es mucho mayor que a nivel del mar. Si un buceador asciende rápidamente, se produce una descompresión brusca y el nitrógeno empieza a formar burbujas de gas que pueden taponar los capilares impidiendo la circulación de la sangre. Los síntomas son dolor en las articulaciones y parálisis. 5

6 MATURITA DE BIOLOGÍA 6. ACTIVIDADES. Fundamento químico de la respiración. Respiración celular. Explique la anatomía y funcionamiento del aparato respiratorio humano. Diga cómo se produce el intercambio de gases. Transporte de los gases en la sangre. Por qué muchos deportistas profesionales realizan su preparación en centros de alto rendimiento que se encuentran a gran altura?. Por qué los buzos realizan el ascenso de forma programada y controlada? 6