Para obtener la energía de los alimentos, la célula debe descomponerlo mediante el oxígeno del aire, característica fundamental para ejecutar el trabajo del aparato respiratorio.
Los hidratos de carbono al unirse con el oxígeno, sintetizan en anhídrido carbónico y agua para desprender energía, que es aprovechada por la célula.
Esta atracción y utilización del oxígeno, al igual que la producción y eliminación al exterior del dióxido de carbono, establecen una de las funciones básicas del aparato respiratorio para su proceso de respiración.
Los organismos unicelulares en el aparato respiratorio
Respiran absorbido por difusión, a través de su membrana, el oxígeno diluido en el medio líquido del ambiente. El anhídrido carbónico generado por la combustión de los nutrientes es eliminado de igual manera por medio de la membrana, al exterior.
Los organismos pluricelulares en el aparato respiratorio
Cada célula respira como organismo unicelular, pero para lograrlo es necesario trasladar el oxígeno al entorno inmediato de las células, función que ejecuta la sangre.
Del mismo modo pero inversa, la sangre atrapa el anhídrido carbónico y lo transporta al exterior.
Es de suma importancia que la sangre entre en contacto con el aire para captar el oxígeno necesario y, a su vez, descarta el dióxido de carbono.
Este contacto tiene lugar en los pulmones, principales órganos del aparato respiratorio.
Estos son considerados como grandes depósitos de aire, constituidos por millones de bolsas microscópicas, que se llenan y se vacían, renovando continuamente su contenido.
Estas pequeñas bolsas se le conoce como alvéolos y se hallan rodeados por una espesa red de capilares, a través de la cuales circula la sangre activamente.
Además de que por medio de una fina membrana de la pared alveolar y capilar se difunde el oxígeno y el dióxido de carbono.
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Los alvéolos en el aparato respiratorio
Están comunicados con unos pequeños canales que desembocan en los bronquiolos, que se unen para formar conductos de varios tamaños.
Los bronquios principales forman un único tubo aéreo, la tráquea, que a través de la laringe y posteriormente, de la boca y las fosas nasales, comunican con el exterior.
La entrada del aire por la nariz y la boca se le conoce como inspiración, y la expulsión como espiración, donde ambos movimientos constituyen el proceso de respiración.
Se debe tener en cuenta que, la respiración esencial para la vida no es la respiración externa sino la interna o respiración celular, es decir, la combustión de los nutrientes en el seno celular.
Partes del aparato respiratorio
El aparato respiratorio está conformado de la siguiente manera:
Nariz y las fosas nasales
Durante la respiración que ocurre en el aparato respiratorio, el aire puede entrar y salir de los pulmones por la boca pero el orificio externo natural es la nariz, una prominencia muy importante en la fisonomía del rostro.
El apéndice nasal, o nariz externa, presenta una forma piramidal y en su base se encuentran los orificios nasales, que constituyen las puertas de entrada y salida del conducto aéreo.
Cada uno de estos orificios comunica con una cavidad interna completamente separada de la otra, mediante un tabique vertical anteroposterior, el tabique nasal.
Ambas cavidades nasales forman la nariz interna y se abren por su lado posterior por medio de un orificio llamado coana.
Función de las cavidades nasales en el aparato respiratorio
Su función es acondicionar el aire que va a los pulmones, sin embargo antes de alcanzar el tejido pulmonar, el aire tiene que ser calentado, humedecido y depurado de partículas extrañas.
Para esta función, las fosas nasales cuentan con una forma en relieves y cavidades por donde el aire es obligado a circular.
Estas fosas están cubiertas por una membrana conocida como mucosa nasal o pituitaria, tejido con abundante glándulas mucosas, que segregan constantemente un líquido espeso rico en mucina.
Esta constante secreción hace que el aire inspirado sea cada vez más húmedo.
Por otra parte, la mucosa atrapa a las partículas sólidas que pueda llevar el aire en suspensión y evita así que lleguen cuerpos extraños al interior del árbol del aparato respiratorio.
Otra característica de este epitelio mucoso es la gran cantidad de vasos sanguíneos que contiene.
De esta manera la mucosa calienta el aire, con lo que se evita que un flujo demasiado frio de este, entre en contacto con los pulmones. Debido a esta gran vascularización la mucosa también puede ser llamada pituitaria roja.
La nariz también posee el sentido del olfato, basado en la detección de partículas olorosas que el aire contiene en suspensión.
La detección olfativa se lleva a cabo en una pequeña zona del techo de las fosas nasales, que esta tapizado por un epitelio especializado, llamado mucosa olfativa o pituitaria amarilla.
La laringe
Las cavidades nasales y la cavidad bucal confluyen en un espacio común que es la faringe.
El conducto faríngeo da origen a dos vías distintas: el esófago, que conduce los alimentos ingeridos, y por delante de él, la laringe, por la que circula el aire, para así llegar a través de la tráquea y los bronquios a los pulmones.
En el aparato respiratorio, la laringe es considerada un compacto muscular y cartilaginoso que forma la entrada al árbol respiratorio.
Donde como puerta de acceso cumple la importante función de frenar la entrada de cualquier sustancia que no sea aire.
Gracias a la mucosa que tapiza en su interior, rica en fibras nerviosas, detecta cualquier sustancia aunque sea gaseosa, que no sea aire puro.
La excitación de estos receptores nerviosos desencadena una respuesta de movimientos respiratorios, la tos, cuya misión es impedir que cualquier partícula se introduzca en las vías respiratorias inferiores.
Funciones de la laringe
Entre otra importante función de la laringe es la fonación, es decir, la capacidad de producir vibraciones sonoras, lo que en la especie humana se conoce como voz.
La laringe es un órgano hueco, formado por piezas elásticas cartilaginosas articuladas entre sí, que adopta la forma de tubo abierto por arriba y por abajo conectado con la tráquea.
Está situada en la parte inferior del cuello, y en los varones, a veces forma una prominencia central que es conocida como nuez.
En la parte media de la laringe, existe un estrechamiento llamado glotis, que es un espacio formado por las cuerdas vocales, y dos haces musculares recubiertos por mucosa.
Estos relieves musculares dejan entre si un orificio que, dependiendo de la contracción de los músculos, puede ensancharse o estrecharse, tensando o relajando las cuerda vocales.
El aire que sale por los pulmones y atraviesa la glotis produce la vibración de las cuerdas vocales, la cual es audible y constituye la base de la voz articulada.
Que posteriormente es modificada en la boca mediante la lengua, los labios y la resonancia de la nariz.
La tráquea
Es la porción de las vías respiratorias del aparato respiratorio, que inicia en la laringe y procede por delante del esófago hasta la mitad del pecho, donde se bifurca dando origen a los bronquios.
Consiste en un tubo que se mantiene siempre abierto y permeable al aire gracias a que su pared esta reforzada por veinte piezas cartilaginosas.
Estas piezas tienen forma de anillos incompletos, abiertos por detrás, para permitir que los alimentos bajen por el esófago sin problemas.
La parte final de la tráquea en el aparato respiratorio se divide en:
La tráquea se divide en dos ramas, prácticamente simétricas, que son los dos bronquios principales, uno a la derecha y otro a la izquierda, donde ambos bronquios divergen en forma de Y invertida.
La mucosa que recubre la tráquea, al igual que ocurre en la laringe, posee una sensibilidad extrema. El más leve contacto o estimulación provoca una intensa respuesta en forma de tos.
La pared del tubo traqueal está formada por una capa externa semirrígida de anillos cartilaginoso, unidos entres si mediante tejido conjuntivo fibroso.
Esta capa contiene también fibras musculares, especialmente en el segmento posterior, donde los anillos cartilaginosos están abiertos.
En la parte interna de dicha capa se encuentra la mucosa, constituida por tejido conjuntivo laxo y abundantes glándulas secretoras de moco para impregnar la superficie interna de la tráquea.
Este epitelio interno está formado por células que poseen largos cilios dotados de movimientos sincronizados que están impregnados por la secreción viscosa de las glándulas, y atrapan las partículas que lleva el aire en suspensión.
De esta manera, la tráquea participa activamente en la limpieza del aire inspirado.
Los bronquios y bronquiolos en el aparato respiratorio
En su parte final, la tráquea se divide en dos ramas denominadas como bronquios principales, destinados cada uno de ellos al pulmón correspondiente.
El bronquio principal derecho es un poco más grueso que el izquierdo y se separa de bifurcación en sentido más horizontal. Antes de entrar en el pulmón, se divide en tres ramas que son los tres bronquios secundarios.
Cada uno de estos bronquios conduce el aire de cada lóbulo de los tres en que se divide el pulmón derecho y estos bronquios secundarios, a su vez, se subdividen en varios bronquios terciarios o segmentarios.
En el caso del bronquio principal izquierdo se divide solo en dos bronquios secundarios, porque este pulmón es más pequeño, y de igual manera este bronquio secundario se subdividen en bronquios terciarios.
La parte del aparato respiratorio de los bronquios está dotada de una estructura cartilaginosa
Le concede rigidez y evita que los bronquios se colapsan con los diferentes cambios de presión a los que se encuentra sometido el pulmón durante la respiración.
Al igual que ocurre en la tráquea, los bronquios están tapizados por un tejido epitelial mucoso y con cilios ondulantes, cuya misión es desplazar hacia el exterior cualquier partícula extraña que llegue al aparato respiratorio.
Las últimas ramificaciones bronquiales se denominan bronquiolos, que son unos finos tubos que distribuyen y regulan la entrada y salida del aire a los alvéolos.
Estos alvéolos, por su constitución básicamente muscular, son órganos contráctiles capaces de regular el paso del aire.
El último segmento del bronquiolo, el más contráctil, se le llama como bronquiolo terminal, donde de él nacen unas prolongaciones, conocidas como bronquiolos respiratorios que se expanden formando los alvéolos pulmonares.
Los alvéolos
Los alvéolos pulmonares constituyen el destino final del aire inspirado en el aparato respiratorio, que consisten en unos pequeños sacos microscópicos de paredes finas que a diferencia del resto de conductos aéreos aumentan de capacidad durante la inspiración llenándose de aire y que colapsan quedándose vacíos durante la espiración.
La pared de los alvéolos está constituida por células extremadamente planas, dispuestas en una sola capa, que son atravesadas fácilmente por el oxígeno y el anhídrido carbónico.
Cada alveolo está envuelto por una extensa red capilar donde estos capilares tienen una fina pared, también muy permeable a los gases, que se encuentra en estrecho contacto con las paredes del alveolo.
Dicha disposición facilita el intercambio de gases entre la sangre, que circula por los capilares y el aire del exterior que ha penetrado en el seno alveolar.
Durante la inspiración, el aire atmosférico penetra los pulmones, llena los alvéolos y permanece en ellos por unos segundos, y permite que el aire inspirado atraviese la membrana alveolar y la pared capilar y así penetrar los glóbulos rojos.
Estos simultáneamente, liberan el anhídrido carbónico que transportan de los tejidos, que atraviesa la pared capilar y alveolar, y se incorpora en el seno alveolar.
Los pulmones
Órganos fundamentales en el aparato respiratorio, compuestos de tejido conjuntivo que tiene una consistencia esponjosa y se sitúa a ambos lados de la cavidad torácica, por debajo de las costillas, apoyados sobre el diafragma y dejando entre ellos el espacio denominado mediastino.
En su interior se encuentra los bronquios, bronquiolos, alvéolos y vasos sanguíneos, que permiten que se realice el proceso de respiración.
Diafragma
Es un músculo que separa la cavidad abdominal (donde se encuentra el centro del aparato digestivo) del tórax (cavidad que aloja la parte baja del aparato respiratorio y el corazón) y se encarga de ejercer la presión necesaria para aspirar el aire y luego exhalar.
Las pleuras
Las pleuras cumplen una función en el aparato respiratorio de separar a los pulmones con una membrana serosa que presenta dos hojas, una que se adhiere a los pulmones, llamada pleura visceral, y otra que reviste el interior de la cavidad torácica, señalada como pleura parietal.
Estas dos capas se encuentran en contacto deslizándose una sobre la otra cuando los pulmones se dilatan o se contraen.
Además entre ellas hay una cavidad pleural que contiene un líquido con la función de lubricar las pleuras y así evitar el roce.
