IES CONSELLERIA DEPARTAMENT D EDUCACIÓ FÍSICA Fundamentos biológicos y bases del entrenamiento deportivo 1º TAFAD

Transcripción

1 SISTEMA RESPIRATORIO 1. Consideraciones previas El aparato respiratorio, tiene la función de intercambiar gases entre la atmósfera y la sangre, y está estrechamente relacionado con el circulatorio, que se encarga de transportar dichos gases entre los pulmones y todas las células del organismo. La composición del aire atmosférico es la que podemos analizar en el siguiente cuadro: Aire atmosférico 78,08 % Nitrógeno 20,95 % Oxígeno 0,93 Argón Otros: CO2, Ne, He,CH4, Kr, H2, N2O, CO, Xe, O3, NO2, I2, NH3 El aire penetra por las fosas nasales y pasa a la faringe. Al pasar por las fosas nasales, el aire se filtra, se calienta y se humedece, para llegar a los pulmones en condiciones adecuadas. La faringe o garganta tiene funciones respiratorias y digestivas, pues por ella pasa el aire y el bolo alimenticio. 2. Anatomía del aparato respiratorio F. Nasales(Tapizadas de mucosa) Faringe Laringe (Conducto del s. respiratorio y órgano fonador) Nasofaringe Orofaringe Laringofaringe La laringe está constituida por el hueso hiodes y varios cartílagos incompletos Tiroides - Corniculado Cricoides - Cuneiforme Aritenoides - Epiglotis

2 La laringe está situada en la parte media del cuello, y une la faringe con la tráquea. En ella la epiglotis impide la entrada de alimentos a las vías respiratorias, dirigiéndolos hacia el esófago. Es el órgano de la expresión hablada, donde se albergan las cuerdas vocales y donde destaca el cartílago tiroides, cuya prominencia anterior recibe diversos nombres como la nuez, el bocado de Adán. Está más marcado en los hombres que en las mujeres. Cartílago tiroides En la parte superior del cartílago Tiroides inserta la epiglotis Cartílago cricoides Se interpone entre el C. Tiroides y la tráquea Unido al Tiroides por ligamentos y músculos Tiene una línea de inserción posterior para el esófago Tráquea y bronquios La tráquea tiene forma de tubo y se localiza por delante del esófago. La tráquea se divide en dos ramas, o bronquios, que penetran en los pulmones, donde se bifurcan en bronquios menores (secundarios o lobares), que continúan dividiéndose en tubos cada vez más finos, o bronquiolos. Presentan un aspecto semejante a las ramas de un árbol, por lo que el conjunto se denomina árbol bronquial. Características anatómicas de la Traquea 16 a 20 anillos incompletos (desde C6 hasta T4/T5 Entre 10 y 11 cm de longitud 2-2,5 cm de diámetro Recubierta por membrana mucosa con cilios Al llegar a los pulmones se divide en dos ramas, la izquierda ligeramente más estrecha (pulmón izquierdo 2 lóbulos)

3 Bronquios Al dividirse la tráquea en 2 forma el ángulo interbronquial Bronquio derecho más corto y ancho Se divide en 3 ramas: bronquios lobares Bronquio izquierdo Se divide en 2 bronquios lobares Los bronquios continuarán dividiéndose en ramas cada vez más pequeñas dando lugar a los bronquiolos, que a su vez, se subdividen en ramas microscópicas, formando los conductos alveolares, que terminan en un grupo de sacos alveolares también llamado Atrio. El alvéolo es una vesícula hueca, llena de aire y en contacto con la pared del capilar sanguíneo, constituyendo la unidad alvéolo-capilar (Disponemos de unos 500 millones de alvéolos, 140 m2) Pulmones Son dos órganos de forma cónica, alojados en la cavidad torácica, que están formados por el conjunto de bronquiolos, alvéolos y capilares, rodeados por tejido conjuntivo. Su pared inferior es cóncava y se adapta a la convexidad del diafragma. El pulmón realiza diversas funciones: Función respiratoria Intercambio gaseoso por difusión de gases Función no respiratoria (filtrado) Acción de filtro externo. Los pulmones se defienden de la intensa contaminación aérea a la que están expuestas por acción del sistema mucociliar y fagocitario de los macrófagos alveolares Los pulmones están protegidos por una bolsa de doble pared llamada pleura (parietal y visceral). Entre ambas paredes hay un pequeño espacio llamado cavidad pleural, rellena de líquido pleural. 3. Fisiología y mecánica de la respiración El fin principal de la respiración es suministrar O2 a las células del organismo y retirar anhídrido carbónico, CO2 producido en las actividades celulares. Los tres

4 procesos básicos de la respiración son: la ventilación pulmonar, la respiración externa (pulmonar) y la respiración interna (tisular). VENTILACIÓN PULMONAR. Es el proceso por el que se produce el intercambio de gases entre la atmósfera y los pulmones. Este intercambio se produce por la existencia de un gradiente de presión. El aire entra en los pulmones cuando la presión en el interior de los pulmones es inferior a la atmosférica y sale cuando la presión en su interior es mayor que la atmosférica. El mecanismo de la ventilación pulmonar consta de dos fases: inspiración y espiración. Inspiración: el aire entra en los pulmones. Para que el aire entre en los pulmones la presión en su interior debe ser inferior a la atmosférica, lo que se consigue aumentando el volumen (tamaño) de los pulmones. Para que se produzca una inspiración los pulmones han de expandirse. Esto aumenta el volumen pulmonar y por tanto, reduce la presión en su interior, haciéndola inferior a la atmosférica. La inspiración se produce por la contracción de los principales músculos inspiradores, el diafragma y los intercostales externos. El diafragma, que tiene forma de cúpula es el músculo inspiratorio más importante. Cuando se contrae, se aplana, con lo que aumenta la dimensión vertical de la cavidad torácica. Al mismo tiempo que se contrae el diafragma, lo hacen los intercostales externos, y al contraerse tiran de las costillas hacia arriba y empujan el esternón hacia delante. Con ello se incrementa la dimensión anteroposterior de la cavidad torácica. Cuando el volumen de los pulmones aumenta, la presión en su interior, baja de 760 mm de Hg (presión atmosférica) a 758 mm de Hg. Lo que hace, que entre aire en los pulmones. Inspiración Diferencia de presión externa e interna Proceso activo (acción muscular de Diafragma e intercostales externos) Inspiración normal (músculos que intervienen): Diafragma e Intercostales externos Inspiración forzada : además de los vistos para una inspiración normal, intervienen los Escalenos, Esternocleidomastoideo, Pectorales, Trapecio.

5 Espiración: la expulsión del aire. También se realiza por una diferencia de presión, pero en este caso la presión en los pulmones es superior a la atmosférica. La espiración normal durante la respiración tranquila es un proceso pasivo porque en él no intervienen contracciones musculares. La espiración se inicia cuando se relajan los músculos inspiratorios. Cuando lo hacen los intercostales, las costillas descienden, y cuando se relaja el diafragma, su cúpula se desplaza hacia arriba debido a su elasticidad. Estos movimientos reducen la dimensión vertical y anteroposterior de la cavidad torácica. Todo ello trae como consecuencia que el volumen pulmonar disminuya y que la presión pulmonar aumente a 762 Mm. de Hg. Entonces el aire fluye desde los pulmones al exterior. La espiración se convierte en un proceso activo en caso de espiración forzada. En estos casos se contraen los músculos de la espiración (los abdominales e intercostales internos). Espiración normal o relajada Relajación de los inspiradores Proceso pasivo (retorno de los elementos elásticos de los tejidos) Espiración Forzada: Intercostales internos y musculatura abdominal RESPIRACIÓN EXTERNA (PULMONAR) Intercambio de gases a nivel pulmonar La respiración pulmonar es el intercambio de oxígeno y anhídrido carbónico entre los alvéolos y los capilares sanguíneos pulmonares, y consiste en que la sangre no oxigenada (que ha perdido una cierta cantidad de O2) procedente del corazón, se convierte en sangre oxigenada (saturada de O2) que vuelve al corazón. Este intercambio de gases se produce por difusión y el factor que determina el sentido de esta difusión es su presión parcial, o presión que el gas ejerce de forma individual en una mezcla. En el aire, la presión total, es la suma de las presiones parciales de los gases que componen la mezcla. En una mezcla de gases, cada gas fluye desde una región donde su presión parcial es más alta a otra donde es más baja, comportándose como si no existieran otros gases. El aire atmosférico que penetra en los alvéolos tiene una presión parcial de oxígeno superior a la que hay en la sangre de los capilares que los rodean, por lo que el oxígeno se difunde a la sangre. Algo semejante sucede con el dióxido de carbono, pero en sentido contrario. La difusión se facilita por el pequeñísimo espesor de las membranas del alvéolo y del capilar.

6 RESPIRACIÓN INTERNA (TISULAR). Intercambio de gases a nivel celular. Una vez realizado el intercambio gaseoso, la sangre circula por las venas pulmonares hacia el corazón, desde donde será impulsada a los diferentes tejidos, en los que tiene lugar un intercambio gaseoso en sentido contrario: el oxígeno se difunde de la sangre a los tejidos y el dióxido de carbono de los tejidos a la sangre. El intercambio de oxígeno y de anhídrido carbónico entre los capilares sanguíneos de los tejidos y las células recibe el nombre de respiración interna y determina que la sangre oxigenada se convierta en sangre desoxigenada. 4. Volúmenes y Capacidades pulmonares La inspiración dura aproximadamente 2 segundos, y la espiración 2 ó 3 segundos. Por lo tanto, el ciclo ventilatorio dura 4 ó 5 segundos. La Frecuencia respiratoria es el número de ciclos que se repiten en 1 minuto, y es de 12 a 15 (respiraciones/min.) Durante el ejercicio intenso, se puede llegar a aumentar hasta parámetros entre resp/min. La cantidad de aire que entra en cada inspiración, que es igual a la que se expulsa en cada espiración, es aproximadamente 500 ml (0 5 l.), y se llama Volumen corriente (V.C). El volumen minuto (V.m) es la cantidad de aire que entra en los pulmones en un minuto. Vm = Vc x Fr = 500 x = ml El aire extra que podemos introducir en una inspiración forzada, recibe el nombre de Volumen inspiratorio de reserva (V.I.R) y decimos que es de unos 3000 ml oscilando entre y ml. El volumen de aire que podemos expulsar en una espiración forzada después de una inspiración normal se llama Volumen espiratorio de reserva (V.E.R), que se sitúa entorno a los ml. ( litros) El aire residual que nos queda en los pulmones tras una espiración forzada, y que no puede ser espirado, se llama Volumen residual (V.R), y está sobre los 1200 ml. No todo el aire que llega a los pulmones (500 ml), llega a la zona de intercambio, hay una parte que se quede en el espacio muerto anatómico, que son las partes del aparato respiratorio que no tienen alvéolos (traquea, fosas nasales...), la cantidad esta alrededor de los 150 ml. (30% del V.C.)

7 Ventilación pulmonar = V corriente x F respiratoria Capacidad vital = Vc + VRI + VRE Capacidad total = Vc + VResidual Estas medidas son medias para varones de unos 70 kg. En mujeres los valores suelen ser un 25% inferiores de media. 5. Modificaciones de la frecuencia respiratoria La frecuencia respiratoria es el número de ciclos completos de respiraciones por minuto. Además de las diferencias particulares entre individuos debemos distinguir variaciones en cuanto a la edad y en cuanto a la intensidad de la actividad realizada. Variaciones según la edad Recién nacido Niño entre 2 y 4 años Niño entre 6 y 8 años Adulto Variaciones según la actividad En reposo entre 10 y 20 ciclos por minuto En ejercicio entre 35 y 40 ciclos por minuto (dependiendo de intensidades) 6. Control de la ventilación. Aunque el ritmo y la profundidad de la respiración los podemos controlar conscientemente, lo normal es que la respiración sea un proceso inconsciente, durante el cual las diferentes partes del cuerpo, transmiten a los centros nerviosos informaciones referentes a la concentración de oxígeno o anhídrido carbónico en la sangre, el nivel de actividad física, el estado emocional, e informaciones relativas al propio proceso respiratorio. De este modo los centros nerviosos adaptan la respiración a las distintas situaciones. El centro respiratorio está en la médula espinal y se divide en centro inspiratorio y centro espiratorio, los cuales coordinarán la inspiración y espiración, respectivamente, y lo hacen de forma inconsciente. Durante el reposo el centro respiratorio emite señales que determinaran el ritmo de respiración, y lo hace por medio del centro inspiratorio, el espiratorio no trabaja en reposo.

8 Existen una serie de receptores químicos que detectan el aumento de la concentración de CO2 en la sangre y estos estimulan el centro inspiratorio, aumentando la frecuencia y la profundidad de la respiración, normalmente es mucho más efectivo aumentar la profundidad que no la frecuencia. Durante el ejercicio, los músculos y articulaciones envían señales químicas y nerviosas al cerebro para que este aumente el ritmo y la profundidad de la respiración. El centro espiratorio, durante el ejercicio, también manda las órdenes para que se espire con más fuerza. Así mismo se hace la respiración más profunda porque es mucho más eficaz para obtener oxígeno y expulsar CO2 que no la respiración rápida o jadeante. Al comenzar el ejercicio, el organismo no es capaz de llevar el oxígeno suficiente a los músculos, incluidos los músculos respiratorios, con lo que se produce una hipoxia, falta de oxígeno, en los músculos respiratorios, lo que se piensa que puede ser el responsable del flato (punto en el costado), aunque también se barajan otras posibilidades. Los quimioreceptores que detectan la concentración de CO2 en la sangre son los que nos obligan a respirar cuando llevamos un tiempo aguantando la respiración (APNEA). 7. Enfermedades de sistema respiratorio CAUSAS PRINCIPALES Polución Tabaquismo Enfermedades infecciosas Neumonía:(SARS), vírica, bacteriana, por hongos... Tuberculosis Cambios de las condiciones climáticas OTROS PROBLEMAS Y/O ENFERMEDADES Afonía o pérdida de la voz Asma Neumotórax Bronquitis Neumonía Pulmonía Abestosis Cáncer