Sitema respiratorio y sus partes
Aparato respiratorio
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
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.
3 - Bronquio izquierdo
5 - Pulmón izquierdo
6 - Fisura oblicua
7 - Fisura horizontal
8 - Arteria pulmonar.
La tráquea (del griego trakhys, "áspero, rugoso") es un órgano del aparato respiratorio de carácter cartilaginoso y membranoso que va desde la laringe a los bronquios. Su función es brindar una vía abierta al aire inhalado y exhalado desde los pulmones.
En los humanos
En una persona adulta la tráquea mide entre 10 y 11 cm de longitud, aunque esta medida varía dependiendo de la edad, la raza y el sexo. Su diámetro es de 2 a 2,5 cm y también varía según los factores mencionados. Está formada por veinte anillos de cartílago en forma de herradura; con la parte anterior de cartílago duro, y la parte posterior de músculo liso, ya que la vía digestiva esofágica pasa por detrás de este órgano. La mitad de estos anillos se encuentran en el cuello y en el resto del tórax, para terminar a nivel del esternón.
La tráquea se divide al llegar a los pulmones, quedando el lado izquierdo más pequeño que el derecho: el izquierdo mide 1,5 cm de diámetro y el derecho 2 cm debido a que el pulmón izquierdo posee solo dos lóbulos, mientras que el derecho, más voluminoso, posee tres. No interfiere con nuestros movimientos porque los anillos cartilaginosos le proporcionan flexibilidad.
Patologías comunes
En personas enfermas o accidentadas, la vía natural de respiración que constituye la tráquea puede sufrir daños e incluso obstruirse.
El procedimiento médico habitual en caso de obstrucción es la intubación endotraqueal, que consiste en insertar un tubo a través del órgano para permitir la respiración. Otro procedimiento frecuente es la traqueotomía, mediante la cual se abre una vía en el frente de la garganta, insertando un corto tubo que lleva hasta la tráquea, por debajo de la laringe y las cuerdas vocales.
Entre las enfermedades de la tráquea se encuentran:
· Traqueobronquitis
· Traqueomalacia
· Fractura de tráquea
· Obstrucción aérea
· Cáncer
· Colapso traqueal
Los Pulmones
· Los pulmones humanos son estructuras anatomoclínicas (EAC) de origen embrionario mesodérmico, pertenecientes al sistema respiratorio, se ubican en la caja torácica, delimitando a ambos lados el mediastino, sus dimensiones varían, el pulmón derecho es algo más grande que su homólogo izquierdo (debido al espacio ocupado por el corazón), poseen tres caras; mediastínica, costal y diafragmática, lo irrigan las arterias bronquiales, y las arterias pulmonares le llevan sangre para su oxigenación.
· Los pulmones son los órganos en los cuales la sangre recibe oxígeno desde el aire y a su vez la sangre se desprende de dióxido de carbono el cual pasa al aire. Este intercambio, se produce mediante la difusión del oxígeno y el dióxido de carbono entre la sangre y los alvéolos que forman los pulmones.
Anatomía y características de los pulmones
1:Tráquea
· Los pulmones son los órganos en los cuales la sangre recibe oxígeno desde el aire y a su vez la sangre se desprende de dióxido de carbono el cual pasa al aire. Este intercambio, se produce mediante la difusión del oxígeno y el dióxido de carbono entre la sangre y los alvéolos que forman los pulmones.
Anatomía y características de los pulmones
1:Tráquea
4:Bronquiolo terminal
6:Corte cardíaco
7:Bronquios terciarios o segmentados
8:Bronquios secundarios o lobales
9:Bronquio principal
10:Bifurcación traquial o carina
Los Pulmones
Los pulmones están situados dentro del torax, protegidos por las costillas y a ambos lados del corazón. Son huecos y están cubiertos por una doble membrana lubricada (serosa) llamada pleura. Están separados el uno del otro por el mediastino.
La pleura es una membrana de tejido conjuntivo, elástica que evita que los pulmones rocen directamente con la pared interna de la caja torácica. Posee dos capas, la pleura parietal o externa que recubre y se adhiere al diafragma y a la parte interior de la caja torácica, y la pleura visceral que recubre el exterior de los pulmones, introduciéndose en sus lóbulos a través de las cisuras. Entre ambas capas existe una pequeña cantidad (unos 15 cc) de líquido lubricante denominado líquido pleural.
La superficie de los pulmones es de color rosado en los niños y con zonas oscuras distribuidas irregularmente pero con cierta uniformidad en los adultos. Esto es denominado antracosis y aparece con carácter patológico, mostrándose casi en la totalidad de los habitantes de ciudades, como resultado de la inhalación de polvo flotante en la atmósfera que se respira, principalmente carbón.
El peso de los pulmones depende del sexo y del hemitórax que ocupen: El pulmón derecho pesa en promedio 600 gramos y el izquierdo alcanza en promedio los 500. Estas cifras son un poco inferiores en el caso de la mujer (debido al menor tamaño de la caja torácica) y algo superiores en el varón.[1] El pulmón derecho está dividido por dos cisuras (mayor y menor) en 3 partes, llamadas lóbulos (superior, medio e inferior). El pulmón izquierdo tiene dos lóbulos (superior e inferior) separados por una cisura (cisura mayor). Esto se debe a que el corazón tiene una inclinación oblicua hacia la izquierda y de atrás hacia adelante; "clavándose" la punta inferior (el ápex) en el pulmón izquierdo, reduciendo su volumen y quitando espacio a dicho pulmón. Se describen en ambos pulmones un vértice o ápex (correspondiente a su parte más superior, que sobrepasa la altura de las clavículas), y una base (inferior) que se apoya en el músculo diafragma. La cisura mayor de ambos pulmones va desde el 4º espacio intercostal posterior hasta el tercio anterior del hemidiafragma correspondiente. En el pulmón derecho separa los lóbulos superior y medio del lóbulo inferior, mientras que en el pulmón izquierdo separa los dos únicos lóbulos: superior e inferior. La cisura menor separa los lóbulos medio e inferior del pulmón derecho y va desde la pared anterior del tórax hasta la cisura mayor. Puede estar ausente o incompleta en hasta un 25% de las personas. En cada lóbulo se distinguen diferentes segmentos, bien diferenciados, correspondiéndole a cada uno un bronquio segmentario (3ª generación bronquial). Existen varias clasificaciones para nombrar a los diferentes segmentos, siendo una de las más aceptadas la de Boyden.[2] Los bronquios segmentarios se subdividen en bronquios propiamente dichos y bronquiolos (generaciones 12-16). Estos últimos carecen de cartílago y se ramifican en bronquiolos terminales y bronquiolos respiratorios (generaciones 17 a 19) que desembocan en los alvéolos: las unidades funcionantes de intercambio gaseoso del pulmón.
Vista frontal de ambos pulmones abiertos en un plano de disección para visualizar las cisuras, los lóbulos y las vías respiratorias: tráquea y árbol bronquial.
La mucosa de las vías respiratorias está cubierta por millones de pelos diminutos, o cilios cuya función es atrapar y eliminar los restos de polvo y gérmenes en suspensión procedentes de la respiración, evitando, en lo posible, cualquier entrada de elementos sólidos que provoquen una broncoaspiración.
Los pulmones tienen alrededor de 500 millones de alvéolos, formando una superficie total de alrededor de 140 m2 en adultos (aproximadamente la superficie de una pista de tenis). La capacidad pulmonar depende de la edad, peso y sexo; oscila entre 4.000-6.000 cm3. Las mujeres suelen tener alrededor del 20-25 % más baja la capacidad pulmonar, debido al menor tamaño de la caja torácica.
Función
Los pulmones tienen una función respiratoria y otra no respiratoria:
Respiratoria
La función de los pulmones es realizar el intercambio gaseoso con la sangre, por ello los alvéolos están en estrecho contacto con capilares. En los alvéolos se produce el paso de oxígeno desde el aire a la sangre y el paso de dióxido de carbono desde la sangre al aire. Este paso se produce por la diferencia de presiones parciales de oxígeno y dióxido de carbono (difusión simple) entre la sangre y los alvéolos.
Anatomía funcional
El pulmón de mamífero está constituido por multitud de sacos adyacentes llenos de aire denominados alvéolos. Se hallan interconectados unos con otros por los llamados poros de Kohn, que permiten un movimiento del aire colateral, importante para la distribución del gas. Los conductos aéreos del pulmón, que no intervienen en la función respiratoria, están formados por cartílago y músculo liso. El epitelio es ciliado y secreta un mucus que asciende por el conducto respiratorio y mantiene todo el sistema limpio!
El proceso de respiración en los pulmones ocurre atravesando los gases una barrera de difusión constituida en los mamíferos por una película superficial acuosa, las células epiteliales que forman la pared del alvéolo, la capa intersticial, las células endoteliales de los capilares sanguíneos, el plasma y la membrana del eritrocito que capta o suelta el gas. Existen diferentes tipos de células en el epitelio respiratorio. Así, las células tipo I son las más abundantes, forman la pared entre dos alvéolos y tienen un núcleo arrinconado en un extremo. Las células de tipo II son menos abundantes, y se caracterizan principalmente por la presencia de un cuerpo laminar en su interior, además poseen vellosidades en su superficie; son células productoras de surfactantes. Los surfactantes son complejos lipoprotéicos que proporcionan tensión superficial muy baja en la interfase líquido-agua, reduciendo así el trabajo necesario para el estiramiento de la pared pulmonar por la reducción de la tensión, y previniendo a su vez el colapso de los alvéolos. Las células de tipo III son menos abundantes y tienen gran cantidad de mitocondrias y ribete en cepillo. Existen además en el epitelio respiratorio [[macrófagos] alveolares .
No-respiratoria
Acción de filtro externo. Los pulmones se defienden de la intensa contaminación aérea a la que están expuestas por acción del sistema mucociliar y [[Fagocitofagocitario] de los macrófagos alveolares.
- La producción de moco impactan las partículas de cierto tamaño y es producido por células en las glándulas seromucosas bronquiales y por células caliciformes del epitelio bronquial.
Sistema anti-proteasa (principalmente [[Alfa 1-antitripsinaα1-antitripsina]) que ocurre en los alvéolos ante elementos inflamatorios del sistema inmune alveolar. Las proteasas principales en el pulmón son la elastasa, colagenasa, hialuronidasa y tripsina.
Acciones metabólicas:
Participación hormonal del Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona
Eliminación de fármacos
Equilibrio ácido-base
Metabolismo lipídico por acción del surfactante pulmonar
Sistema de prostaglandinas las cuales causan broncodilatación (Prostaglandina E) o broncoconstricción (prostaglandina F, A, B y D)
Circulación pulmonar
El sistema arterial que irriga a los pulmones (arterias pulmonares y sus ramificaciones) sigue un trayecto paralelo al de las vías respiratorias, mientras que el sistema venoso es más variable y puede disponerse en diferentes trayectos. En el pulmón derecho la vena pulmonar superior drena los lóbulos superior y medio, y la vena pulmonar inferior drena al lóbulo inferior. En el pulmón izquierdo cada vena pulmonar drena al lóbulo de su mismo nombre. Hay que tener en cuenta que la circulación pulmonar presenta una peculiaridad con respecto al resto de la circulación sistémica, puesto que las arterias pulmonares aportan sangre poco oxigenada desde el ventrículo derecho, mientras que las venas pulmonares, tras el intercambio gaseoso en los alvéolos, aportan sangre oxigenada hacia la aurícula izquierda.
Se pueden presentar desde el nacimiento (como el secuestro broncopulmonar), desarrollarse a lo largo de la vida o tras sufrir una herida. Las causas más comunes son la inhalación de gases, humo, polvo y sustancias químicas. Entre las lesiones pulmonares destacan las de carácter inflamatorio, secundarias a un germen infectivo. Algunas enfermedades destacables son:
Bronquitis: Cuando aparece inflamación únicamente en los conductos aéreos de grueso calibre.
Neumonía: La zona inflamada se trata de un lóbulo.
Bronconeumonía: La zona inflamada afecta al territorio de varios lóbulos.
Enfisema: Enfermedad crónica caracterizada por el agrandamiento permanente de los espacios aéreos distales a los bronquiolos respiratorios, con destrucción de la pared alveolar, con o sin fibrosis manifiesta.
Neumotórax: Se produce por la ruptura de la pleura, entrando aire al espacio pleural y causando un colapso pulmonar. Algunos síntomas son agudo dolor en el pecho, cianosis, falta de aire, entre otros.
Alveolitis fibrosa: Enfermedad que causa cicatrización y engrosamiento de los alvéolos. Es de causa desconocida, y en algunos casos aparece junto a enfermedades como la Artritis reumatoide
Asbestosis: Es una enfermedad irreversible producida por inhalación prolongada de asbesto. Después de la inhalación, el asbesto se fija en los pulmones produciendo cicatrización y engrosamiento de las pleuras. por esto los pulmones no se contraen ni expanden en forma normal.
Tuberculosis: Se trata de una enfermedad infecto-contagiosa que se suele contagiar por vía aérea. Durante muchos años ha sido la enfermedad más grave de la humanidad.
Cáncer de pulmón: Es una de las enfermedades más graves y uno de los cáncer con mayor incidencia en el ser humano. Uno de los principales factores de riesgo es el tabaco.
Las neumonías y bronconeumonías han sido durante muchos siglos la causa de mortalidad más importante entre niños y ancianos, apareciendo ya de entrada como complicación de otra enfermedad. En la actualidad son un problema muy grave estadísticamente, y gran parte de la mortalidad senil se debe a ello. Las bronconeumonías, la tuberculosis y el cáncer de pulmón son las enfermedades pulmonares más destacadas.
Los aveolos
Alvéolos respiratorios e intercambio de gases respiratorios
Los alvéolos son divertículos terminales del árbol bronquial ubicados en las terminaciones de los bronquiolos pulmonares y agente tenso activos, hay aproximadamente 300 millones de ellos en todo el aparato respiratorio en los que tiene lugar el intercambio gaseoso, entre el aire inspirado y la sangre.
Entre los pulmones, se suman unos 750.000.000 alvéolos. Si los estirásemos ocuparían alrededor de unos 70 metros cuadrados
Los alvéolos son divertículos terminales del árbol bronquial ubicados en las terminaciones de los bronquiolos pulmonares y agente tenso activos, hay aproximadamente 300 millones de ellos en todo el aparato respiratorio en los que tiene lugar el intercambio gaseoso, entre el aire inspirado y la sangre.
Entre los pulmones, se suman unos 750.000.000 alvéolos. Si los estirásemos ocuparían alrededor de unos 70 metros cuadrados
Intercambio de gases en los pulmones
Se realiza debido a la diferente concentración de gases que hay entre el exterior y el interior de los alvéolos; por ello, el O2 pasa al interior de los alvéolos y el CO2 pasa al espacio muerto (conductos respiratorios).
A continuación se produce el intercambio de gases entre el aire alveolar y la sangre. Cuando la sangre llega a los pulmones tiene un alto contenido en CO2 y muy escaso en O2. El O2 pasa por difusión a través de las paredes alveolares y capilares a la sangre. Allí es transportada por la Hemoglobina, localizada en los glóbulos rojos, que la llevará hasta las células del cuerpo donde por el mismo proceso de difusión pasará al interior para su posterior uso.
El mecanismo de intercambio de CO2 es semejante, pero en sentido contrario, pasando el CO2 a los alvéolos. El CO2 se transporta disuelto en el plasma sanguíneo y también en parte lo transportan los glóbulos rojos.
Se realiza debido a la diferente concentración de gases que hay entre el exterior y el interior de los alvéolos; por ello, el O2 pasa al interior de los alvéolos y el CO2 pasa al espacio muerto (conductos respiratorios).
A continuación se produce el intercambio de gases entre el aire alveolar y la sangre. Cuando la sangre llega a los pulmones tiene un alto contenido en CO2 y muy escaso en O2. El O2 pasa por difusión a través de las paredes alveolares y capilares a la sangre. Allí es transportada por la Hemoglobina, localizada en los glóbulos rojos, que la llevará hasta las células del cuerpo donde por el mismo proceso de difusión pasará al interior para su posterior uso.
El mecanismo de intercambio de CO2 es semejante, pero en sentido contrario, pasando el CO2 a los alvéolos. El CO2 se transporta disuelto en el plasma sanguíneo y también en parte lo transportan los glóbulos rojos.
PROCESOS BASICOS DE RESPIRACION
Ventilación Pulmonar.
Es el proceso por medio del cual se intercambian los gases entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares. El aire fluye entre la atmósfera y los pulmones debido a que existe un gradiente de presión. El aire entra hacia los pulmones cuando la presión de los mismos es menor a la presión del aire de la atmósfera; el aire sale de los pulmones cuando la presión dentro de estos es mayor que la presión de la atmósfera.
Por lo que se puede reafirmar que el fenómeno ventilatorio sucede a nivel de los pulmones.
Mecanismos de la Ventilación Pulmonar
Inspiración
Es la entrada de aire a los pulmones, también es llamada inhalación. Antes de cada inspiración, la presión del aire dentro de los pulmones iguala la presión atmosférica, que es aproximadamente 760 milímetros de mercurio (mmHg) a nivel del mar. Para que el aire fluya hacia los pulmones, la presión dentro de ellos debe ser menor que la presión atmosférica; esta condición se alcanza aumentando el volumen (tamaño) de los pulmones. Las diferencia de presiones fuerzan al aire hacia los pulmones cuando la persona inhala.
Para que se presente la inspiración, los pulmones se deben expandir. Esto aumenta el volumen pulmonar y de esta manera disminuye la presión de los pulmones. El primer paso para aumentar el volumen pulmonar comprende la contracción de los principales músculos inspiratorios.
Músculos Inspiratorios
El Diafragma
Es el músculo inspiratorio más importante, es un músculo esquelético con forma de cúpula que forma el piso de la cavidad torácica y está inervado por el nervio frénico. La contracción del diafragma provoca que se haga plano, disminuyendo su curvatura. Esto aumenta la dimensión vertical de la cavidad torácica y permite el movimiento de casi 75 % del aire que entra a los pulmones durante la inspiración.
La distancia que recorre el diafragma durante la inspiración va desde 1 centímetro (durante la respiración normal en reposo) hasta mas de 10 centímetros (durante la respiración intensa).
Intercostales Externos
Estos músculos se ubican en forma oblicua hacia abajo y adelante entre las costillas adyacentes y cuando se contraen, las costillas se retraen junto con el esternón hacia delante. Esto aumenta el diámetro anteroposterior de la cavidad torácica.
La contracción de estos músculos ocurre durante la inspiración, al mismo tiempo que la contracción del diafragma.
Espiración
Es la expulsión del aire de los pulmones, también es llamada exhalación. Se logra mediante un gradiente de presión inverso al de la inspiración, es decir, que la presión dentro de los pulmones debe ser mayor que la presión de la atmósfera.
Músculos de la Espiración
La espiración normal en reposo es un proceso pasivo, ya que no intervienen las contracciones musculares. Este fenómeno depende de la elasticidad de los pulmones y se inicia cuando se relajan los músculos inspiratorios.
Conforme los músculos intercostales se relajan, las costillas se mueven hacia abajo y conforme se relaja el diafragma, aumenta su curvatura debido a su elasticidad. Estos movimientos disminuyen el diámetro vertical y anteroposterior de la cavidad torácica, que regresa a su tamaño de reposo.
En la ventilación intensa y cuando está impedido el movimiento del aire, si interviene la contracción de los siguientes músculos:
Músculos abdominales: la contracción de este músculo mueve las costillas hacia abajo y comprime las vísceras abdominales, forzando al diafragma para que se eleve.
Músculos intercostales internos: la contracción de estos músculos corre hacia abajo y hacia atrás entre las costillas adyacentes, mueven las costillas hacia abajo.
Respiración Externa
Es el intercambio de oxigeno y bióxido de carbono entre el alvéolo y los capilares sanguíneos pulmonares. Origina la conversión de sangre desoxigenada (con mas bióxido de carbono que oxígeno) que proviene del corazón en sangre oxigenada (con mas oxígeno que bióxido de carbono).
Factores que Influyen en la Respiración Externa
La altitud
Con la altitud la presión parcial del oxígeno atmosférico disminuye, disminuyendo al mismo tiempo la presión parcial de oxígeno alveolar por lo que una cantidad menor de oxígeno se difunde hacia la sangre. Los síntomas mas comunes de la altitud incluyen el acortamiento de la respiración, fatiga, náusea entre otros, los cuales se atribuyen a la baja concentración de oxígeno en la sangre.
La Superficie Total de Intercambio de Gases
Cualquiera alteración pulmonar que disminuya la superficie funcional formada por la membrana alveolocapilar disminuye la eficacia de la respiración externa.
Volumen por Minuto de la Respiración
Existen drogas como la morfina que disminuye la cantidad de oxígeno y bióxido de carbono que se pueda intercambiar entre el alvéolo y la sangra, afectando el comportamiento normal del individuo.
Respiración Interna
Es el intercambio de oxígeno entre los capilares tisulares y las células; esta origina la conversión de sangre oxigenada en sangre desoxigenada. La sangre oxigenada que entra a los capilares tisulares tiene una presión parcial de oxígeno de 105 mmHg, mientras que las células tiene una presión parcial de oxígeno promedio de 40 mmHg, debido a esta diferencia de presiones el oxígeno se difunde desde la sangre oxigenada a través del líquido intersticial hasta que la presión parcial de oxígeno disminuya hasta 40 mmHg (presión parcial de oxígeno de la sangre desoxigenada).
En reposo el 25% del oxígeno disponible entra a la célula, cantidad suficiente para cubrir las necesidades de las células en reposo. Durante la ventilación intensa (ejercicio físico) se libera más oxígeno.
Mientras el oxígeno se difunde desde los capilares tisulares a las células, el bióxido de carbono se difunde en dirección opuesta; ya que la presión parcial del bióxido de carbono de las células es de 45 mmHg, mientras que la de la sangre oxigenada es de 40 mmHg; como resultado el bióxido de carbono se difunde desde las células hasta el líquido intersticial y después hacia la sangre oxigenada hasta que la presión parcial del bióxido de carbono de la sangre aumente a 45 mmHg (presión parcial del bióxido de carbono de la sangre capilar desoxigenada). La sangre desoxigenada regresa al corazón la bombea hasta los pulmones para iniciar un nuevo ciclo de respiración externa.
En reposo el 25% del oxígeno disponible entra a la célula, cantidad suficiente para cubrir las necesidades de las células en reposo. Durante la ventilación intensa (ejercicio físico) se libera más oxígeno.
Mientras el oxígeno se difunde desde los capilares tisulares a las células, el bióxido de carbono se difunde en dirección opuesta; ya que la presión parcial del bióxido de carbono de las células es de 45 mmHg, mientras que la de la sangre oxigenada es de 40 mmHg; como resultado el bióxido de carbono se difunde desde las células hasta el líquido intersticial y después hacia la sangre oxigenada hasta que la presión parcial del bióxido de carbono de la sangre aumente a 45 mmHg (presión parcial del bióxido de carbono de la sangre capilar desoxigenada). La sangre desoxigenada regresa al corazón la bombea hasta los pulmones para iniciar un nuevo ciclo de respiración externa.
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