Sistema Respiratorio Prof. Cecilia Norero Beneventi.

Sistema RespiratorioSistema Respiratorio

Prof. Cecilia Norero Beneventi.

CAVIDAD NASAL

NARIZ

FARINGE LARINGE

TRÁQUEA

PULMÓN IZQUIERDO

COSTILLASDIAFRAGMA

BRONQUIO

BRONQUÍOLOPRIMARIO

ESQUEMA APARATO RESPIRATORIO

Lee el siguiente documento que te introducirá al Sistema Respiratorio.

Para ello haz un clic sobre la imagen

La respiración es un proceso involuntario y automático, mediante la cual las células vivientes del cuerpo toman oxígeno (O2) y eliminan el dióxido de carbono (CO2).Es un intercambio gaseoso (O2 y CO2) entre el aire de la atmósfera y el organismo.

LA RESPIRACIÓN

La sangre circula dentro de diminutos vasos adyacentes a cada célula corporal y son los glóbulos rojos de la sangre los que llevan oxígeno a los tejidos y extraen dióxido de carbono.

En los pulmones, los glóbulos rojos descargan su dióxido de carbono en el aire y de él toman su nueva carga de oxígeno. Proceso que se denomina HEMATOSIS

PULMONEPULMONESS

El sistema respiratorio esta formado por: Vías respiratorias: fosas nasales, faringe, laringe, traquea, árbol bronquial; que conducen, calientan, humidifican y filtran el aire inspirado de partículas de polvo y gases irritantes antes de su llegada a la porción pulmonar.

Porción respiratoria de los pulmones, formada por los pulmones con los bronquiolos respiratorios, los alvéolos pulmonares y el tejido elástico.

Todas las vías respiratorias, desde las fosas nasales hasta los bronquiolos terminales, se mantienen húmedas por la presencia de una capa de células (epitelio) que produce una sustancia llamada moco. El moco humedece el aire e impide que las delicadas paredes alveolares se sequen, a la vez que atrapa a las partículas de polvo y sustancias extrañas.

También se encuentran células ciliadas. Las cilios son especies de pelos en la superficie de la célula que tienen movimiento ondulatorio. Estos movimientos hacen que el moco fluya lentamente hacia la laringe. Luego el moco y las partículas que lleva atrapadas son deglutidas o expulsadas al exterior por medio de la tos.

NARIZ. Fosas nasalesLas cavidades nasales están revestidos por una capa de células (epitelio) que secreta una sustancia llamada moco. Posee un rico riego sanguíneo. Cuando el aire pasa por las fosas nasales, las cavidades nasales cumplen distintas funciones: Calientan y humidifican el aire. Habitualmente la temperatura del aire inspirado se eleva a una temperatura que es menor en 1 grado centígrado a la corporal. Filtran partículas. Los pelos ubicados a la entrada de las fosas nasales son importantes para filtrar las partículas grandes.

FARINGEAquí se entrecruzan los conductos de los aparatos digestivo y respiratorio. Los alimentos pasan de la faringe al esófago y luego al estómago. El aire pasa hacia la laringe y la traquea. Para evitar que los alimentos penetren en las vías respiratorias, se cierra, mediante un acto reflejo en la parte superior de la laringe, una válvula llamada epiglotis

LARINGEEs el órgano de la fonación. Utiliza el aire espirado para producir la voz, ya que en ella se encuentran las cuerdas vocales. Interviene en el proceso de la tos, cerrando las vías aéreas de manera de producir la presión necesaria para generar la tos, luego se abre y permite la liberación del aire en forma brusca (tos), que limpia las vías de moco y partículas extrañas.  

TOS, ESTORNUDO, ETC

TRÁQUEAEs un tubo de aire, continuación inferior de la laringe.Es elástico, mide de 10 a 12 cm de longitud y tiene un diámetro igual al del dedo índice.Posee aproximadamente 20 anillos cartilaginosos en forma de herradura.Aproximadamente la mitad de la tráquea esta en el cuello y la otra mitad en el tórax y termina a nivel del esternón dividiéndose en dos bronquios.

La tráquea se divide en dos bronquios, uno derecho y otro izquierdo, que se dirigen hacia los pulmones. Ambos tienen poco más de la mitad del calibre de la tráquea, siendo el derecho más amplio que el izquierdo.Este es más amplio debido a que el pulmón derecho es más voluminoso que el izquierdo.

A medida que se dividen los bronquios van haciéndose progresivamente de menor calibre hasta pasar a dimensiones microscópicas y entonces toman el nombre de bronquiolos. Las divisiones repetidas de los bronquiolos dan lugar a los bronquiolos terminales o respiratorios, que se abren en el conducto alveolar, del cual derivan los sacos aéreos. La pared de cada conducto alveolar y saco aéreo está formada por varias unidades llamadas alvéolos.

BRONQUÍOLOPRIMARIO

BRONQUÍOLOSECUNDARIO

BRONQUÍOLO TERCIARIO

RAMIFICACIONES DE BRONQUIOS Y BRONQUÍOLOS

BRONQUÍOLORESPIRATORIO

SACO ALVEOLAR

CONDUCTO ALVEOLAR

ALVÉOLOS

BRONQUÍOLOTERCIARIO

SACO ALVEOLAR

ALVÉOLOS

CONDUCTO ALVEOLAR

En los alvéolos se realiza el intercambio gaseoso.

Los mamíferospor el hecho decontar con pulmonescon alvéolospulmonares los proveede un 50% más deoxígeno quecualquier otrosistema.

PULMONPULMON• Los pulmones son dos :

derecho e izquierdo

• Se encuentran ubicados en la cavidad torácica

PULMONPULMON

• EL DERECHO ES TRILOBULADO

PULMONPULMON• EL IZQUIERDO ES

BILOBULADO

CAJA TORACCICACAJA TORACCICA• En su cara

anterior se encuentran el

ESTERNÓN

LAS COSTILLAS

CAJA TORACCICACAJA TORACCICA

• En su cara posterior se encuentra la columna vertebral

CAJA TORACCICACAJA TORACCICA

• EN SU CARA INFERIOR EL DIAFRAGMA

• Los pulmones al igual que la caja torácica están formados por una capa de tejido epitelial denominada

• pleura: parietal y visceral respectivamente.

• entre ambas capas se encuentra el líquido pleural que evita la fricción y suaviza el deslizamiento de los pulmones durante la respiración

ESQUEMA RESUMEN A. RESPIRATORIO

PROCESO DE LA PROCESO DE LA RESPIRACIÓNRESPIRACIÓN

• INVOLUCRA:• LA VENTILACIÓN PULMONAR QUE

CONSISTE EN LA ENTRADA Y SALIDA DE AIRE ENTRE LA ATMÓSFERA Y LOS ALVÉOLOS. RESPIRACIÓN EXTERNA.

• EL INTERCAMBIO DE GASES ENTRE EL AIRE PULMONAR Y SANGRE , PROCESO CONOCIDO COMO HEMATOSIS.

• EL TRANSPORTE DE GASES.

• EL INTERCAMBIO DE GASES ENTRE LA SANGRE Y LAS CÉLULAS DE LOS TEJIDOS . RESPIRACIÓN INTERNA

• REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN

VENTILACIÓN VENTILACIÓN PULMONARPULMONAR

• Consiste en la entrada y salida de aire entre la atmósfera y los alvéolos

• Consta de dos fases: inspiración y espiración

Compara a continuación la composición del aire inspirado y del aire espirado

Composición del aire inspirado y del aire espirado

Aire Aire inspiradoinspirado

Aire Aire espiradoespirado

Oxígeno Oxígeno 21 %21 % 16 %16 %

Dióxido Dióxido de de carbonocarbono

0,03 %0,03 % 4 %4 %

Nitrógeno Nitrógeno 79 %79 % 79 %79 %

Vapor de Vapor de agua agua

Variable Variable Muy Muy abundantabundant

ee

1.-Qué gas ha disminuido su porcentaje?

¿A dónde ha ido a parar?

2-¿Qué gases han aumentado su porcentaje? ¿De dónde proceden?

RESPUESTA

RESPUESTA

• Analiza los siguientes esquemas y determina los cambios que ocurren durante la inspiración y espiración, con las siguientes estructuras:

• DIAFRAGMA• MÚSCULOS INTERCOSTALES• COSTILLAS • CAJA TORÁCCICA• PULMONES• COMPLETA EL CUADRO QUE ESTÁ

AL FINAL DE LA SECUENCIA DE IMÁGENES

Ingreso de aire

Tráquea

Pulmones

Contracción y descensodel diafragma

Corazón

Salida de aire

Pulmones

Relajación y ascensodel diafragma

Corazón

INSPIRACIÓNINSPIRACIÓNESPÍRACIÓNESPÍRACIÓN

INSPIRACIÓNINSPIRACIÓN ESPIRACIÓNESPIRACIÓN

DIAFRAGMDIAFRAGMAA

MÚSCULOS MÚSCULOS INTERCOS..INTERCOS..

COSTILLASCOSTILLAS

PULMONESPULMONES

CAJA CAJA TORÁCICATORÁCICA

CONSECUECONSECUENCIASNCIAS

El aire entra y sale                    

En grupo vamos a realizar la siguiente experiencia: A dos de los miembros del grupo les va a tocar sudar un poco y a los otros dos anotar. Se trata de medir el número de inspiraciones por minuto (se miden durante treinta segundos y se multiplican por dos) de dos personas en situación de reposo y tras realizar un ejercicio (subir y bajar una escala o un escalón deprisa durante un minuto).

Completa la tabla siguiente y extrae conclusiones de los resultados

PERSONA

INSPIRACIONES EN 1 MINUTO

Reposo Tras ejercicio

Conclusiones:

INTERCAMBIO GASEOSO HEMATOSIS

• Una vez que llega el oxígeno a los alvéolos el paso siguiente es la difusión del oxígeno desde los alvéolos a la sangre pulmonar y el paso de dióxido de carbono desde la sangre al alvéolo, proceso denominado HEMATOSIS

Características de la superficie de intercambio de gases a nivel alveolar

Número de Número de alvéolos alvéolos

por pulmónpor pulmón

Superficie Superficie total total

estimada estimada en men m22

Superficie Superficie de contacto de contacto aire-sangre aire-sangre

en men m22

Espesor de Espesor de la pared la pared

alveolar en alveolar en umum

Volumen Volumen total en total en

litroslitros

300.000.00300.000.0000

200200 7070 0,1 -0,40,1 -0,4 33

Resume las propiedades de la superficie alveolar en una frase

EL PROCESO DE EL PROCESO DE HEMATOSIS SE HEMATOSIS SE REALIZA POR REALIZA POR DIFUSIÓNDIFUSIÓN Y SE Y SE DEBE A LAS DEBE A LAS DIFERENCIAS DE DIFERENCIAS DE PRESIÓNPRESIÓN QUE QUE EXISTEN ENTRE EXISTEN ENTRE LOS CAPILARES LOS CAPILARES Y LOS Y LOS ALVÉOLOSALVÉOLOS

Contenido de oxígeno y coContenido de oxígeno y co22 en la en la sangre que llega (arterial) y sale sangre que llega (arterial) y sale

del (venosa) del pulmóndel (venosa) del pulmón

Sangre Sangre pulmonar pulmonar

Oxígeno Oxígeno (ml/100ml de (ml/100ml de

sangresangre

Dióxido de Dióxido de carborno carborno

(ml/100ml) de (ml/100ml) de sangresangre

Entrada Entrada (arterial)(arterial)

1515 5050

Salida (venosa)Salida (venosa) 2020 4040

Qué explicación podrías dar para los cambios observados?

La presión del oxígeno gaseoso en el alvéolo es de 104 mmhg, en tanto, que la sangre venosa que entra al capilar es de 40mmhg. porque ha perdido gran cantidad de oxígeno en el trayecto por los tejidos.

Por lo tanto la diferencia de presión (64mmhg) hace que el oxígeno difunda hacia los capilares pulmonares

PO2=40mmHg PO2=104mmHg

PO2PO2 alveolar = 104 mm alveolar = 104 mm HgHg

Presión parcial de oxígeno alveolar

Extremo arterial extremo venoso

PO

2 d

e la s

an

gre

(m

m,H

g)

60

70

50

40

10090

80

110

Por lo tanto la diferencia de presión (64mmhg) hace que el oxígeno difunda hacia los capilares pulmonares

La presión parcial del dióxido de carbono es de 40 mmHg., levemente inferior a la que viene de la sangre arterial que entra a los capilares pulmonares que es de 45 mmHg.

Esta diferencia de presión de 5mmhg hace que difunda todo el CO2 desde los capilares hacia los alvéolos provocando una disminución de la pCO2 hasta igualar con la de los alvéolos

Pulmonar capilar

PCO2PCO2 alveolar = 40 mm alveolar = 40 mm HgHg

Extremo arterial extremo venoso

PCO2=45mmHg PCO2=40mmHg

Presión parcial de dióxido de carbono alveolarP

CO

2 d

e la s

an

gre

(m

m,H

g)

Esta diferencia de presión de 5mmhg hace que difunda todo el CO2 desde los capilares hacia los alvéolos provocando una disminución de la pCO2 hasta igualar con la de los alvéolos

45

44

43

42

41

40

Sangre capilar pulmonar

CUADRO RESUMEN PROCESO HEMATOSIS

Para conocer algunos ejercicios de control de la respiración aquí

¿Cuánto ¿Cuánto hemos hemos aprendidaprendido?o?

• COMPOSICIÓN DEL AIRECOMPOSICIÓN DEL AIRE• N. = 79%; O2 = 21%; CO2 = 0.03%N. = 79%; O2 = 21%; CO2 = 0.03%

• SI LA ATMOSFERA TIENE UNA SI LA ATMOSFERA TIENE UNA PRESIÓN TOTAL DE 760mmHg. PRESIÓN TOTAL DE 760mmHg. ¿CUÁL SERÁ LA PRESIÓN DEL ¿CUÁL SERÁ LA PRESIÓN DEL OXÍGENO Y DEL CO2 EN EL AIRE?OXÍGENO Y DEL CO2 EN EL AIRE?

• ¿QUÉ PASARÁ A NIVEL DE LOS ¿QUÉ PASARÁ A NIVEL DE LOS TEJIDOS CON LAS PRESIONES DE TEJIDOS CON LAS PRESIONES DE OXÍGENO Y CO2 (RESPIRACIÓN OXÍGENO Y CO2 (RESPIRACIÓN INTERNA)?INTERNA)?

Esquematiza el proceso de intercambio a nivel alveolar:

1.- que muestre un alvéolo en contacto con un capilar. Indica mediante rótulos y flechas el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono.

2.- hacer una relación de este intercambio de gases a nivel alveolar con la composición de gases del aire inspirado y espirado

Escriba el número que corresponda a la estructura señalada 1. Fosas

nasales

2. Bronquios

3. Bronquiolo respiratorio

4. Diafragma

5. Pleura

6. Costillas

7. Faringe

8. laringe

Relaciona los siguientes nombres: 1.1.Alvéolos,2.Pared del alvéolo, 3.Capilar, 4.Células del cuerpo,

5.Pared del capilar, 6.Plasma sanguíneo, 7.Glóbulo rojo

con los siguientes dibujos y describe el camino seguido por una molécula de dióxido de carbono procedente del metabolismo celular hasta que se expulsa al aire.

     RESPIRACIÓN EXTERNA

RESPÍRACIÓN INTERNA

EXPLICA AMBOS TIPOS DE RESPIRACIÓN

2

3

4

5

67

1

1.- ¿EN QUÉ CONSISTE LA VENTILACIÓN PULMONAR?

2.- DESCRIBE EL INTERCAMBIO DE GASES A NIVEL PULMONAR.

3.-AVERIGUA EL EFECTO DEL TABACO EN EL SISTEMA RESPIRATORIO EN LOS DOCUMENTOS SIGUIENTES

IMÁGENES tabaquismo

AQUÍ

ORGANOSORGANOS DÉBITO SANGUÍNEO (ml/min)DÉBITO SANGUÍNEO (ml/min)

Reposo Reposo Ejercicio Ejercicio moderadomoderado

Ejercicio Ejercicio intensointenso

Cerebro Cerebro 750750 750750 750750

Piel Piel 500500 18001800 20002000

CorazónCorazón

(c. (c. Coronaria)Coronaria)

750750 750750 750750

Aparato Aparato respiratoriorespiratorio

13001300 500500 300300

Riñones Riñones 10001000 500500 400400

Músculos Músculos 11001100 1250012500 1400014000

Débito sanguíneo en diferentes órganos durante el reposo y distintos niveles de actividad física

¿Qué explicación darías a los cambios observados en el debito sanguíneo en los diferentes órganos de nuestro cuerpo, en reposo versus el ejercicio?

Mediciones Mediciones Reposo Reposo Ejercicio Ejercicio moderado moderado

Ejercicio Ejercicio intensointenso

Consumo de Consumo de oxígeno oxígeno (ml/min)(ml/min)

260260 14001400 30003000

Frecuencia Frecuencia cardíaca cardíaca

(pulsaciones/(pulsaciones/min)min)

6060 120120 170170

Volumen de Volumen de sangre sangre

expulsada en expulsada en cada cada

contracción contracción (ml) (ml)

100100 120120 125125

Variaciones en el consumo de oxígeno y en la actividad cardiaca en distintos niveles de

actividad física

¿Qué relación de acuerdo a la tabla anterior tiene el consumo de oxígeno con la actividad cardiaca durante el reposo y en el transcurso de una actividad?

Es interesante observar que los seres vivos han logrado optimizar la utilización de la energía disponible en su entorno para conseguir su propia vitalidad: las plantas fijan CO2 por medio de de la energía solar y utilizan la energía del viento, entre otros mecanismos, para fecundarse y reproducirse. Una de las principales estrategias que han desarrollado los seres vivos, tanto animales, como vegetales, protistos, e inclusive, vírus, ha sido la utilización de la "energía química".

Ahora podrás dilucidar los diferentes mecanismos que posee la célula para satisfacer sus necesidades energéticas, y cómo estos mecanismos se relacionan directamente con el intercambio gaseoso, razón por la cual los dos procesos reciben indistintamente el nombre de "RESPIRACIÓN CELULAR".

RECUERDAS LO QUE ES METABOLISMO, CATABOLISMO Y ANABOLISMO.

SI continúa, si tu respuesta es NO presiona aquí

A continuación observarás una fase del metabolismo: catabolismo de moléculas de glúcidos, lípidos, y proteínas, que se transformas en productos finales más simples, al mismo tiempo que se libera energía.

Ácidos grasos Aminoácidos

Piruvato

Acetil-CoA NH4, piruvato, Acetil-CoA,etc.

Urea

Etanol, ácido láctico

Ciclo del

ácido

cítrico

Cadena

respiratoria Fosforilaci

ón

oxidativa

NADHCO2,NADH

Glucosa

Glucólisis

ATP,NADH

Fermentación

Oxidación Transaminación

y desaminación

CO2

ATP

O2 H2O

ATPADP + P

NADH FADH2

Las biomoléculas se encuentran en estado reducido (dan electrones) que por la abundancia de oxígeno en el planeta tienden a oxidarse, es decir, a perder electrones, y a dar lugar a compuestos de baja energía (CO2 y H2O). como fruto de esta oxidación se desprende energía, que se aprovecha para las funciones vitales.

Debido a que los glúcidos, son los principales nutrientes de los que obtiene energía la mayoría de los organismos, a continuación explicaremos la oxidación completa de la glucosa

Balance energético de la glucólisis

Teniendo en cuenta que en la primera etapa se consumen dos ATP y en la segunda se forman cuatro ATP y dos NADH, la glucólisis puede representarse mediante la siguiente ecuación

Glucosa + 2 ADP + 2PI + 2 NAD+ 2 Piruvato + 2ATP + 2NADH + 2H+ + 2 H2O

CATABOLISMO DE PIRUVATO

La siguiente fase es la dregadación de las dos moléculas de piruvato. Esta etapa es distinta según se produzca en ausencia o presencia de oxígenoEn presencia de oxígeno, es decir en condiciones aeróbicas, el piruvato sufre la oxidación y da lugar a acetil-CoA,NADH Y CO2

En ausencia de oxígeno, es decir, en condiciones anaeróbicas, el piruvato se transforma en lactato o en etanol mediante un proceso de fermentación

Fermentación del piruvato

La fermentación del piruvato puede ser de dos tipos:

La FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA ocurre en algunos tejidos vegetales, ciertos invertebrados y levaduras como Saccharomyces

Actividad experimental

H2O CO2

NADH + H+   NAD+

Piruvato descarboxilasa

Alcohol deshidrogenasa

Piruvato Acetaldehído Etanol

La reacción sumaria de la fermentación alcohólica sería:Glucosa + 2ADP + 2Pi   ------------------>  2Etanol + 2ATP + 2CO2

Fermentación alcohólica

La FERMENTACIÓN LÁCTICA es un proceso frecuente en tejidos animales como el músculo esquelético y en algunos microorganismos procariotas(Lactobacillus, Streptococcus, etc.)

El ácido láctico produce los síntomas de fatiga muscular

NADH + H+     NAD+

Piruvato Lactato

   La reacción de la fermentación láctica sería:Glucosa + 2ADP + 2Pi  -->  2Lactato + 2ATP + 2H2O

Fermentación láctica

ATP

Glucosa

Glucólisis

ATPATP

ATP

o2

co2

H2O

Reacciones químicas aeróbicas

Alcohol (levadura

s)

Ácido láctico

(músculo)

Sin oxígeno (fermentaci

ón)

Todos los seres vivos respiran. Realizan intercambio de gases toman oxígeno y liberan dióxido de carbono. Esta función es utilizada para obtener energía a partir de alimento (glucosa).La respiración se realiza en un órgano de la célula llamado mitocondriamitocondria. En ella se producen la oxidación de la oxidación de la glucosa yglucosa y se libera energía químicase libera energía química, esta se acumula en una molécula de ATPATP que se traslada la energía donde se necesita. Así la energía química se puede transformar en energía calórica, cinética mecánica, etc.

RESPIRACIÓNRESPIRACIÓN

A estudiar............. mucho

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