El Sistema Respiratorio | Conceptos, definiciones y caracteristicas



El sistema respiratorio se encuentra conformado por órganos, estructurados que permiten producir el intercambio de gases entre la atmósfera y la sangre, es decir, su función principal se basa en la oxigenación de la sangre.

El oxígeno entra en el cuerpo para ser repartido a los tejidos, posteriormente el dióxido de carbono generado por el metabolismo celular, se elimina al exterior.

Este sistema participa en otras tareas fundamentales para la vida como la protección contra agentes patógenos, en mantener el pH corporal y en la vocal.

El aparato respiratorio está distribuido en cavidades denominadas vías respiratorias, por donde pasa el aire que entra y sale del cuerpo, hasta los pulmones que son los encargados de realizar este intercambio gaseoso.

Anatomía del sistema respiratorio

Sistema respiratorio

 

Por lo general se clasifica en dos áreas, la superior y el aérea inferior  a continuación sus funciones y características:

Tracto respiratorio superior

Está conformado por los siguientes órganos del cuerpo:

Nariz y fosas nasales

La nariz es la primera parte del sistema orientada hacia adelante desde la cara y en 90º con relación a la tráquea, lo que permite cumplir su función protectora de atrapar las partículas.

En el interior de la nariz está presente un tabique nasal que se divide en dos partes: las fosas nasales que están revestidas en su zona más exterior, por piel y un número de pelos cortos que retienen las partículas más grandes.

Antes de que lleguen a otras zonas (recubierta de membrana mucosa) y así, el resto de partículas inhaladas sean detenidas por una fina capa de moco.

Para luego ser empujadas por los cilios hacia la faringe para ser ingeridas e inactivadas en el estómago.

Las fosas nasales presentan una salida al exterior del cuerpo por dos orificios denominados ventanas nasales, que se conectan con la nasofaringe por dos aberturas posteriores.

Estas tienen una pared externa rugosa por la existencia de unas elevaciones óseas conocidas como cornetes nasales.

Que se direccionan hacia adentro de cada fosa nasal, para luego curvarse hacia abajo y crear unos meatos considerados como canales de paso.

En el sistema respiratorio, los cornetes son estructuras vascularizadas que concentran el aire que entra por la nariz para lograr calentar, humidificar y filtrar el aire antes de llevarlo a los pulmones.

Senos paranasales

Son hendiduras llenas de aire, protegidas por mucosa nasal, que se localizan abiertas dentro de varios de los huesos que rodean la nariz y las órbitas.

Estás ayudan en el calentamiento y humidificación del aire inspirado y drenan las secreciones de moco en las cavidades.

Los huesos que poseen cavidades aéreas se dividen en frontal, etmoides, esfenoides y el maxilar superior.

El moco secretado por las glándulas de la mucosa los tapiza, pasando a las fosas nasales a través de los meatos.

Faringe

Es el conducto siguiente a la boca que forma parte tanto del sistema respiratorio como el digestivo.

Se divide en una zona superior que desemboca en los orificios posteriores de las fosas nasales, en una zona media que desemboca en la entrada que comunica con la cavidad oral y en una zona inferior que continúa con el esófago.

La zona que mantiene una estrecha relación con este sistema es la nasofaringe, que se define como la parte nasal de la faringe, se expande hacia atrás de las fosas nasales, y tiene una función respiratoria.

Esta sección se encuentra envuelta de mucosa y cuenta con unas recopilaciones de tejido linfoide llamadas comúnmente amígdalas.

Laringe

Especializa en la fonación con la ayuda de las cuerdas vocales, en coordinar la respiración con la deglución de forma segura y efectiva.

Esto se logra cuando las cuerdas vocales se abren al respirar para que el aire fluya a la vía aérea; se cierran al deglutir, para que no se inhale el alimento hacia la vía aérea; se cierran y vibran para emitir sonidos.

Este órgano se sitúa entre la laringo-faringe y la tráquea, con relación al sistema respiratorio, cumple una función fundamental de trabajar como una válvula que impide que los alimentos ingeridos y los cuerpos extraños entren en las vías respiratorias.

Tracto respiratorio inferior

A continuación estructura y características del tracto respiratorio inferior:

Árbol traqueobronquial

Secuencia de órganos que inicia con la tráquea, un conducto anillado cartilaginoso y fibromuscular que se localiza a partir de la parte inferior de la laringe.

Al final de la tráquea se bifurca unos tubos anillados de cartílago denominados bronquios principales, donde se introduce uno en cada pulmón.

Una vez dentro de los pulmones, los bronquios se fraccionan continuamente, de modo que cada rama corresponde a una sección definido del pulmón.

Esta partición dicotómica permite que se distribuya de manera heterogénea los gases y partículas inhaladas.

Cada bronquio principal se divide en bronquios lobulares que, a su vez, se dividen en bronquios segmentarios y este otro, en bronquíolos que se ramifican en tubos más pequeños, de un modo repetido hasta formar los bronquiolos terminales.

En las ramificaciones inferiores se encuentra la zona de transición, determinada por la presencia de los primeros alvéolos, y la zona respiratoria con los bronquiolos terminales donde se abren los sacos alveolares para que ocurra el intercambio gaseoso.

Los alvéolos son bolsas pequeñas llenas de aire en los extremos de los bronquiolos donde se genera el intercambio de gases entre el pulmón y la sangre durante el proceso de respiración.

Pulmones

Los pulmones son los órganos principales del sistema respiratorio, estos están envueltos en unas cavidades pleurales propias y separadas por el mediastino.

Tienen forma cónica, se sitúan en la caja torácica. Estos son blandos, ligeros y esponjosos, con elasticidad,soporte fibroso pulmonar, que le permite la distensibilidad y estabilidad de ambos pulmones.

El pulmón derecho es más grande y pesado que el izquierdo porque el corazón se dispone y bombea más hacia el lado izquierdo.

Por otro lado, el pulmón izquierdo está dividido en un lóbulo superior, que se ubica en una especie de hendidura en donde se sitúa el corazón, y un lóbulo inferior.

En cambio, el pulmón derecho está fraccionado en lóbulo superior, medio e inferior.

Se debe agregar que existe una zona denominado hilio que se localiza casi en el centro de la cara interna de cada pulmón, rodeada por pleura, por donde salen, entran arterias, venas, bronquios, nervios, vasos y ganglios linfáticos.

Sistema respiratorio

Estructuras accesorias del sistema respiratorio

A continuación definición de cada una de las accesorias que conforman parte del sistema respiratorio:

Pleuras

Son membranas serosas, que cubren a cada pulmón y se les suele llamar pleura visceral. En cambio, la cavidad torácica está cubierta por otra membrana serosa llamada pleura parietal.

Se debe mencionar que existe un espacio entre ambas pleuras que se le conoce como cavidad pleural.

Estas cavidades no se comunican entre sí y se mantienen cerradas herméticamente, aquí además existe la presencia de un líquido seroso lubrificante secretado por el mesotelio.

El líquido pleural, cuya función es reducir el roce para evitar interrupciones en los movimientos respiratorios.

Pared torácica

Estructura conformada de una pared costal, músculos intercostales internos, externos y el diafragma.

Este componente del sistema respiratorio aparece envuelto por la pleura parietal.

Además de que la disposición de la pared torácica abarca desde el orificio superior del tórax hasta el diafragma y desde el esternón y los cartílagos costales hasta la parte de la superficie anterior de las vértebras torácicas.

Su función es de protección y soporte pues contiene el corazón, los grandes vasos, la tráquea, los bronquios, el timo, el esófago, el conducto torácico y ganglios linfáticos.

Al mismo tiempo se encarga de realizar la inspiración, esto se debe a que al bajar el diafragma, elevarse las costillas es posible la entrada de aire por las vías aéreas y la expansión de los pulmones.

Los encargados de efectuar la espiración son los intercostales internos, apoyados por los músculos abdominales.

Fisiología del sistema respiratorio

La respiración celular es un proceso metabólico aeróbico de las células, que consiste en oxidar las moléculas orgánicas para producir energía acumulada en forma de ATP.

En este proceso se consume oxígeno y se libera el dióxido de carbono.

Cabe destacar que es esencial que el sistema circulación intervenga. De modo que las fases para que ocurra la respiración son los siguientes:

Ventilación pulmonar

Se consideran como procesos mecánicos que trasladan el aire contenido en los pulmones, a partir de movimiento respiratorio.

Estos se denominan como inspiración, que trata de la entrada del aire y la espiración que consta en la expulsión del aire.

Sistema respiratorio

Inspiración

La inspiración como suceso activo, se genera cuando la caja torácica aumenta de volumen, lo que produce un declive en el aire intrapulmonar y hace posible que el aire entre en los pulmones.

Este aumento de volumen se da por la elevación de las costillas, que arrastran a la pleura parietal, debido a la contracción de los músculos intercostales, supracostales y escalenos (respiración torácica) y mediante del descenso del diafragma (respiración abdominal).

Espiración

Este proceso se considera pasivo, se efectúa por la relajación de los músculos intercostales y el diagrama, conjunto con la presión de la caja torácica sobre los pulmones y el resguardo de la elasticidad del tejido pulmonar que le permite volver a su forma primaria.

Intercambio gaseoso entre los alvéolos pulmonares y la sangre

Este intercambio sólo se desarrolla a nivel de los alveolos pulmonares, de modo que el resultado genera que las concentraciones de gases en el aire alveolar y en la sangre se igualen.

Esto quiere decir, que el aire espirado es muy distinto del aire atmosférico inspirado. El oxígeno que entra desde el aire alveolar a la sangre, es atrapado por la hemoglobina.

De los eritrocitos formándose oxihemoglobina y regresando a la situación inicial de menor concentración de oxígeno en la sangre que en el aire inspirado, en efecto vuelve a pasar más oxígeno al plasma y de este, a los eritrocitos.

Por otra parte, el intercambio gaseoso se cumple por simple difusión, además de que el sentido y la velocidad de esta difusión son dados por el factor de la presión parcial, o por la presión que cada gas ejerce de forma individual.

Sistema respiratorio

Intercambio gaseoso entre la sangre y los tejidos

Ocurre cuando la sangre que circula por los capilares le concede oxígeno a los tejidos y se enriquece en dióxido de carbono.

Cuando se encuentra poco oxígeno en plasma sanguíneo porque posteriormente fue transferido a los tejidos, y es ahí donde la oxihemoglobina de los eritrocitos liberan el oxígeno.

Respiración celular en el sistema respiratorio

Proceso metabólico importante para el sistema respiratorio, que se efectúa en el interior de las mitocondrias de la célula.

Básicamente consiste en la reacción de pequeñas moléculas orgánicas con el oxígeno, para que al final se produzca dióxido de carbono, agua y energía.

Es posible la llegada de estas pequeñas moléculas orgánicas gracias a la sangre, que previamente son absorbidas por el intestino delgado, al igual que la sangre aporta a las células el oxígeno, que ha absorbido en los pulmones.

Par realizar este proceso se necesita de un gran costo energético, que se obtiene de la acumulación de los enlaces químicos que unen determinadas moléculas, como la llamada ATP.

Cuando la célula necesita energía para desempeñar alguna actividad, las moléculas de ATP se desintegran liberando la energía para las funciones vitales.

En el citoplasma, la glucosa obtenida de la digestión es transformada en ácido pirúvico, los glicéridos en ácidos grasos y glicerina.

El ácido pirúvico, los ácidos grasos y la glicerina pasan al interior de las mitocondrias, para ser transformados acetil-CoA.

Esto da paso al ciclo de Krebs para descomponerse luego en hidrógenos y formar ciertos productos, donde se encuentra el CO2 que sale al citoplasma.

El dióxido de carbono pasa a la sangre y es llevado a los pulmones, donde se expulsa al ambiente exterior.

Se unen con el oxígeno (aportado por la sangre) y mediante la cadena respiratoria, se origina agua y una gran cantidad de energía, que es utilizada para sintetizar moléculas de ATP.

Sistema respiratorio

Regulación de la ventilación

La respiración rítmica basal, se encuentra regulada por los centros respiratorios nerviosos que localizan en el encéfalo.

Recogen información originaria del aparato respiratorio y de otras partes del organismo.

Para dar lugar a una respuesta a través de musculatura respiratoria para así determinar la profundidad de la respiración, el volumen corriente, y la frecuencia.

En el sistema respiratorio, estos centros se clasifican en inspirador, espirador y el centro neumotáxico.

Los primero se localizan en el bulbo raquídeo y el último en la protuberancia bulbar.

Funciones del sistema respiratorio

Intercambio gaseoso

El oxígeno se obtiene desde el ambiente y así es repartido a los tejidos para producir energía trayendo como producto final el dióxido de carbono que es eliminado del cuerpo.

En este  proceso de metabolismo aeróbico celular, el aire que se inspira a través de la vía aéreas es trasladado por el árbol traqueo-bronquial hasta los alvéolos con la fuerza de los músculos respiratorios, controlados por el sistema nervioso central.

La sangre venosa que resulta de los distintos tejidos del cuerpo y que contiene el dióxido de carbono es llevada por el ventrículo derecho hacia los pulmones y es en acino alveolar, donde ocurre el intercambio gaseoso.

Por otra parte, el oxígeno difunde a la sangre y es bombeada por el ventrículo izquierdo al resto de los tejidos corporales.

Equilibrio ácido-base

Para mantener una homeostasis ácido-base, el sistema respiratorio remueve el dióxido de carbono.

El sistema nervioso central presenta receptores de dióxido de carbono e hidrogeniones en sangre arterial y líquido cefalorraquídeo, los cuales mandan la información a los centros de control de la respiración.

De modo que estos centros de la respiración cambian la ventilación alveolar en situaciones de acidosis y alcalosis.

Fonación

La fonación se conceptualiza como la producción de sonidos a partir de los movimientos que crea el aire al pasar por las cuerdas vocales. Estos sonidos son posible por sistema nervioso central pero ejercidos por los músculos de la respiración.

Mecanismos de defensa

El sistema respiratorio se expone constantemente a la presencia de microorganismos y gases, antes de llegar a los pulmones.

Existe un mecanismo de defensa, que filtra de acuerdo al tamaño de partículas, en los distintos niveles de la vía aérea. Se debe agregar que el mayor acondicionador y filtración del aire se encuentra en la  nariz.

Metabolismo

Los pulmones no participan activamente en la parte metabólica.

Sin embargo hay evidencia de que en las células del epitelio respiratorio son capaces de metabolizar distintos sustratos, aportando energía y nutrientes para sí mismo.



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