Exposición: Fisiología del Aparato Respiratorio en Animales

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Funcionamiento General

La finalidad fundamental del aparato respiratorio es el intercambio gaseoso del aire con los tejidos y el transporte del anhídrido carbónico hacia el exterior del organismo. Asimismo, influye en la regulación de su temperatura, sobre el metabolismo de algunos elementos y la protección frente a sustancias dañinas inhaladas. Si la respiración es profunda y lenta, las partículas pueden alcanzar zonas más profundas; en cambio, una respiración superficial y rápida hace que las partículas se queden en las zonas más externas.

El aparato respiratorio generalmente incluye tubos, como los bronquios, usados para cargar aire en los pulmones, donde ocurre el intercambio gaseoso. El diafragma como todo músculo puede contraerse y relajarse. Al relajarse los pulmones al contar con espacio se expanden para llenarse de aire y al contraerse el mismo es expulsado. Estos sistemas respiratorios varían de acuerdo al organismo.

En humanos y otros mamíferos, el sistema respiratorio consiste en vías aéreas, pulmones y músculos respiratorios que medían en el movimiento del aire tanto adentro como afuera del cuerpo.

Intercambio de gases: es el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono, del animal con su medio. Dentro del sistema alveolar de los pulmones, las moléculas de oxigeno y dióxido de carbono se intercambian pasivamente, por difusión, entre el entorno gaseoso y la sangre. Así, el sistema respiratorio facilita la oxigenación con la remoción concomitante del dióxido de carbono -y otros gases que son desechos del metabolismo- de la circulación.

El sistema también ayuda a mantener el balance entre ácidos y bases en el cuerpo a través de la eficiente remoción de dióxido de carbono de la sangre.

 

El aparato respiratorio en seres simples

Los protozoos (organismos unicelulares), así como las hidras y las medusas (organismos pluricelulares que están compuestas por dos capas de células), respiran a través de su membrana celular (por medio de difusión) y la mitocondria.

El aparato respiratorio en organismos complejos

Los insectos, en cambio, bombean aire directamente a los tejidos corporales por medio de una red de tubos, llamados tráqueas, que se abren a los costados del cuerpo. La zona final del sistema traqueal está formada por finísimos conductos denominados Traqueolas

Los peces introducen agua a través de su boca bañando las branquias donde captan oxígeno y liberan el dióxido de carbono; luego expulsan el agua a través del opérculo (una abertura que tienen a cada lado del cuerpo).

Los anfibios mudan su sistema respiratorio durante su paso desde su vida acuática (cuando son jóvenes) a la terrestre cuando son adultos. Así, los renacuajos respiran por medio de branquias, igual que los peces; pero una vez realizada la metamorfosis (por ejemplo como ranas o sapos) respiran por medio de pulmones y en algunos casos, por la respiración cutánea.

Función de los órganos que componen el sistema respiratorio

  • Vía Nasal: Consiste en dos amplias cavidades cuya función es permitir la entrada del aire, el cual se humedece, limpia y calienta a una determinada temperatura a través de unas estructuras llamadas pituitarias.
  • Faringe: es un conducto muscular, membranoso que ayuda a que el aire se vierta hacia las vías aéreas inferiores.
  • Epiglotis: es una tapa que impide que los alimentos entren en la laringe y en la tráquea al tragar. También marca el límite entre la orofaringe y la laringofaringe.
  • Laringe: es un conducto cuya función principal es la filtración del aire inspirado. Además, permite el paso de aire hacia la tráquea y los pulmones y se cierra para no permitir el paso de comida durante la deglución si la propia no la ha deseado y tiene la función de órgano fonador, es decir, produce el sonido.
  • Tráquea: Brinda una vía abierta al aire inhalado y exhalado desde los pulmones.
  • Bronquio: Conducir el aire que va desde la tráquea hasta los bronquiolos.
  • Bronquiolo: Conducir el aire que va desde los bronquios pasando por los bronquiolos y terminando en los alvéolos.
  • Alvéolo: Permite el intercambio gaseoso, es decir, en su interior la sangre elimina el dióxido de carbono y recoge oxígeno.
  • Pulmones: La función de los pulmones es realizar el intercambio gaseoso con la sangre, por ello los alvéolos están en estrecho contacto con capilares.
  • Músculos intercostales: La función principal de los músculos respiratorios es la de movilizar un volumen de aire que sirva para, tras un intercambio gaseoso apropiado, aportar oxígeno a los diferentes tejidos.
  • Diafragma: Músculo estriado que separa la cavidad toráxica (pulmones, mediastino, etc.) de la cavidad abdominal (intestinos, estómago, hígado, etc.). Interviene en la respiración, descendiendo la presión dentro de la cavidad toráxica y aumentando el volumen durante la inhalación y aumentando la presión y disminuyendo el volumen durante la exhalación. Este proceso se lleva a cabo, principalmente, mediante la contracción y relajación del diafragma.

Las vías nasales se conforman de:

  • Células sensitivas.
  • Nervio olfativo.
  • Pituitaria.
  • Cornetes.
  • Fosas nasales.

Respiración. Proceso fisiológico. Etapas. La respiración es un proceso fisiológico con diferentes etapas.
1. Ventilación pulmonar. Captación de aire y su llegada a los alvéolos, la ventilación se va a producir gracias principalmente a los músculos respiratorios que van a producir gradientes de presión. 2. Difusión de gases a través de la barrera hematogaseosa, una vez que pasa al capilar pulmonar las partículas se unen con hemoglobina. 3. Transporte de gases. O2 con proteína transportadora, CO2 con proteína transportadora. Llevándolo de la arteriola al capilar, al espacio intersticial. 4. Respiración interna. Ocurre en el capilar tisular, recibe el intercambio, capta O2 la célula y expulsa CO2. El O2 y el CO2 van al espacio intersticial e intracelular. 5. Centros respiratorios reguladores, tanto el sistema nervioso central como periféricos.        .                                                                                                                  

 

Ventilación pulmonar. En los movimientos de ventilación pulmonar se distinguen inspiración y espiración.
Músculos de la inspiración. El mayor músculo ventilatorio es el diafragma que moviliza el 65 o el 70% del aire, es el único que actúa en una respiración tranquila y normal. Cuando la necesidad respiratoria es mayor hablamos de respiración forzada. Los músculos que intervienen son todos aquellos que envuelven la caja torácica en todos sus diámetros, (anterior, posterior, lateral). Van a ser músculos que originándose por encima del tórax se insertan en las costillas, entre los que se encuentran: Los músculos intercostales internos, músculo externocleidomastoideo, los músculos serratos anterior y posterior. Músculos escalenos del cuello, músculo pectoral mayor y menor. -En la espiración de la respiración tranquila y normal no se va a contraer músculo, se produce por la relajación del diafragma. -Mientras que en una espiración forzada, los principales músculos que van a intervenir son los abdominales, recto anterior del abdomen, oblicuo externo e interno y transverso del abdomen. Además también están los músculos intercostales internos que deprimen las costillas, también intervienen el músculo dorsal ancho, músculo espinador forzado. La actuación de estos músculos provoca cambios de presión tanto de la cavidad abdominal como torácica.
En la inspiración, la presión intratorácica disminuye, mientras que la presión intraabdominal aumenta.
Esta diferencia de presiones hace que la presión intratorácica sea menor que la presión intraabdominal por lo que el aire entra hacia el tórax. Y en la espiración ocurre lo contrario. Debido a estas presiones, la ventilación pulmonar es diferente en la base que en el vértice de los pulmones. Las zonas pulmonares mejor ventiladas son las que se encuentran en la porción más inferior. La existencia de la ventilación pulmonar permite la medición de los volúmenes respiratorios. La principal técnica para medir esto es la espirometría.

Transporte de O2. Se va a hacer de dos formas, principalmente la totalidad de moléculas de O2 que circulan por la sangre (97%) va a ir unido a la hemoglobina en sangre recibiendo el nombre de oxihemoglobina. En el capilar que está en contacto con la superficie alveolar, hay una estrechez que es donde está la hemoglobina y donde se une. El otro 3% va a ir disuelto lo que recibe el nombre circulación libre. La disociación de la oxihemoglobina, responde a esta curva, (de disociación de la hemoglobina).
En esta curva encontramos el % de saturación de la Hb y la presión parcial de O2. Conforme va disminuyendo la Presión parcial de O2, encontramos que la tasa de saturación va disminuyendo y por tanto el enlace doble de Hb-O2 se rompe y se produce que la Hb sigue en la sangre y el O2 se libera y puede traspasar membranas. Cuando llega a una Pp O2 de 40, más del 50% de la Hb ha soltado su O2.
Esta curva sufre desviaciones hacia la derecha. La curva de disociación de la Hb hacia la derecha, indica que más cantidad de Hb a la misma presión parcial de O2, ha soltado O2 y se produce una bajada de la saturación de la Hb, por lo tanto hay más O2. Las principales circunstancias que hacen que la curva se desvíe hacia la derecha:
- Aumento de la temperatura.
- Aumento de la Pp CO2.
- Aumento de los metabolitos celulares.

Transporte de CO2. El CO2 contenido en el capilar pulmonar procede del metabolismo celular.
Una vez difundido al capilar; la mayor parte del CO2 se une al H2O para dar H2CO3 que luego se disocia en CO2 y H+ (esto es aprox. 80%). Del 10%-15% va unido a la carboxihemoglobina. El 5% va libre.

Principal mecanismo de la respiración interna. En el extremo de la arteriola, la presión parcial del O2 va a estar en torno a los 90 mm, y la Pp CO2 es de 40 mm de Hg. Cuando la sangre llega al capilar se produce una Pp O2 en torno a los 40 mm de Hg, encontrándose en el interior de la célula una Pp O2 de 23 mm de Hg, este gradiente de presión hace que el O2 se difunda al interior de la célula. La Pp CO2 en el interior de la célula es de aproximadamente 45 mm de Hg, y esto hace que la difusión del CO2 sea hacia el espacio intersticial, con lo que en el extremo venoso del capilar nos encontramos con una Pp O2 de 45 mm de Hg y una Pp CO2 de 45 mm de Hg. De allí llegará otra vez al alveolo y empezará el circuito.

Regulación del sistema nervioso.

Hay unos sensores (órganos sensitivos que recogen interior sobre necesidades) que van a ir a los centros integradores (asocian la int. y elaboran una respuesta). De los centros integradores van a centros efectores, que son los que realizan la acción, que son los músculos respiratorios.

 
 

 

Sensores del aparato respiratorio. Los principales sensores están en el Bulbo Raquídeo y en su porción anterior se encuentra el área químico-sensible, es decir es un quimiorreceptor, este centro está en contacto directo con el líquido cefalo-raquídeo que rodea a todo el tronco del encéfalo, y este centro también es sensible a las variaciones de [H+] (lo que está muy relacionado con [O2] y [CO2]). Ante las variaciones de [H+]: si disminuye [H+] se puede producir alcalosis y esta alcalosis estimula el área quimiosensible y se producen variaciones respiratorias. Cuando aumenta [H+] entonces se produce acidosis y variaciones respiratorias. También encontramos mecanoreceptores pulmonares, que producen receptores irritativos, receptores de distensión y receptores vasculares. El tercer tipo de sensores: receptores que se encuentran en los senos carotídeos y en los cuerpos aórticos. Estos receptores, los carotídeos van a ser muy sensibles a las reducciones de PO2, a los aumentos de PCO2 y a las variaciones del pH. El cuarto tipo de sensores: Receptores articulares y musculares. Van a informar al bulbo raquídeo sobre el nivel de contracción muscular y esta información produce la activación o inhibición de la respiración ósea que si hay mucha actividad muscular, necesita aumentar la respiración. Además de estos sensores hay otro tipo que son los sensores coordinados en la corteza cerebral, en una zona que se llama sistema límbico, estos sensores vana regular las emociones, sobretodo las de placer y miedo estimulan e inhiben la respiración (respectivamente).
Todos estos sensores vana a regular van a ir a unos centros integrados que se van a llamar centros respiratorios, es decir, de mantener en automatismo respiratorio, y este automatismo se regula por los sensores.

Estos centros respiratorios van a ser de tres tipos: -Centro respiratorio bulbar, se encuentran situados en el bulbo en la zona posterior en íntimo contacto con la formación reticular (que es una red de neuronas con todas sus sinapsis cuya finalidad es establecer las situaciones de sueño y vigilia). El sistema reticular activador ascendente. En este centro bulbar hay dos tipos de neuronas:
-Grupo respiratorio dorsal.
-Grupo respiratorio Ventral.
El grupo respiratorio dorsal es el más importante, es el responsable de establecer el ritmo respiratorio, el ritmo básico de la respiración (inspiración espiración). En condiciones normales la inspiración tiene una duración de dos segundos y la espiración de 2”×4”. El grupo respiratorio ventral solo interviene en la respiración forzada, solo cuando aumentan las necesidades de O2. Aumenta principalmente el tiempo de la espiración. (Aunque también en la inspiración). Junto a este grupo respiratorio ventral está el centro aprensivo, se excita en situaciones cuando la respiración es mínima, cuando hay una situación de shock. Reproducen grandes bocanadas de la inspiración. El centro aprensivo actúa sobre el grupo respiratorio ventral. También está el centro neumotáctico o neumotáxico. La función de este centro es modular el ritmo respiratorio, es decir modular la función del grupo respiratorio dorsal.

Efectores. El principal efector: nervio frénico, que es el nervio del diafragma, además del nervio frénico van a estar los nervios que inervan a los músculos respiratorios accesorios (abdominales, intercostales…).

 

Bibliografía

 

- Información sobre el Sistema Respiratorio, anatómica y fisiológicamente.

-  Generalidades del sistema respiratorio.

 

 

 

4 Respuestas

  • cuando me toke le kito un poco y lo copio wajaja

  • gracias por tu exposicion me sirve de mucho!!!! tengo examen de aka a 3 dias y esto esta muy bueno =)

  • ols ps pollo

  • GRACIAS TENGO UNA EXPOSICION Y NO SABIA MUCHO SOBRE EL TEMA.

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Jorge Escobar

Este es mi blog personal, en el cual intento cultivar palabras que cambien la mentalidad del no importismo por los animales en las personas.... recopilo árticulos relacionados sobre el maltrato animal y la medicina veterinaria...

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