Explorando los Sistemas Respiratorio y Cardiovascular: Funciones y Estructura

Sistema Respiratorio

Funciones del Sistema Respiratorio (SR)

• Transportar y aportar oxígeno (O₂) al organismo.
• Eliminar dióxido de carbono (CO₂) del organismo.
• Posibilitar el habla (fonación) y el olfato.
• Regular la volemia (volumen sanguíneo), la presión arterial y el pH sanguíneo.

Estructura General del Sistema Respiratorio

Está formado por las siguientes estructuras:

• Cavidad nasal
• Boca
• Faringe
• Laringe
• Tráquea
• Bronquios
• Bronquiolos
• Sacos alveolares
• Alvéolos
• Pulmones

Estructura Específica y Funciones por Sección

Vías Respiratorias Superiores

Componentes: Cavidad nasal, boca, faringe, laringe.

Función: Filtrar, calentar y humedecer el aire inspirado antes de que llegue a las vías inferiores.

Vías Respiratorias Inferiores

Componentes: Tráquea, bronquios (primarios y secundarios), bronquiolos, sacos alveolares y alvéolos.

Función: Conducción del aire y, principalmente en los alvéolos, el intercambio de gases (hematosis) entre el aire y la sangre.

Respiración: Mecánica

La respiración comprende dos fases principales:

Inspiración o Inhalación

Es la entrada de aire en los pulmones. Ocurre por la expansión de la cavidad torácica, facilitada por la contracción del músculo diafragma (desciende) y los músculos intercostales externos (elevan las costillas). En situaciones de mayor demanda de oxígeno (ejercicio, esfuerzo), se activa la inspiración forzada, que implica la participación de músculos accesorios (como escalenos, esternocleidomastoideo), priorizando la respiración costal o clavicular. El uso crónico de esta musculatura accesoria puede causar problemas musculares.

Espiración o Exhalación

Es la salida de aire de los pulmones. En condiciones de reposo, la espiración es un proceso pasivo, resultado de la relajación del diafragma y los músculos intercostales externos, lo que disminuye el volumen torácico. Sin embargo, al aumentar la demanda (ejercicio) o durante una espiración forzada (toser, soplar), los músculos abdominales y los músculos intercostales internos se contraen activamente, ayudando a comprimir la caja torácica y elevar el diafragma, lo que incrementa la presión intrapulmonar y expulsa el aire más rápidamente.

Integración con el Sistema Cardiovascular: Circulación Pulmonar

También llamada circulación menor. La sangre desoxigenada (rica en CO₂) entra en la aurícula derecha del corazón, pasa al ventrículo derecho y es expulsada hacia los pulmones a través de la arteria pulmonar. Allí, en los capilares que rodean los alvéolos pulmonares, ocurre el intercambio de gases (hematosis): la sangre libera el dióxido de carbono y capta oxígeno del aire inhalado. La sangre, ahora oxigenada, regresa al corazón, específicamente a la aurícula izquierda, a través de las venas pulmonares.

Sistema Cardiovascular

Estructura General del Sistema Cardiovascular

El sistema circulatorio consta de tres elementos principales:

• El corazón: Órgano muscular que actúa como una bomba, impulsando la sangre a través de los vasos.
• Una red de vasos sanguíneos: Incluye arterias, arteriolas, capilares, vénulas y venas, que forman circuitos (sistémico y pulmonar) conectando el corazón con todos los tejidos del cuerpo.
• La sangre: Tejido conectivo líquido compuesto por plasma (parte líquida) y elementos formes (glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas).

Funciones del Sistema Cardiovascular

• Transportar nutrientes (glucosa, aminoácidos, lípidos, vitaminas, minerales), agua y gases (oxígeno desde los pulmones a los tejidos, dióxido de carbono desde los tejidos a los pulmones) a través del cuerpo.
• Transportar sustancias entre células y órganos, como hormonas (sistema endocrino), anticuerpos y células inmunitarias (sistema inmunitario), permitiendo la comunicación y defensa del organismo.
• Retirar los desechos metabólicos celulares (como urea, ácido láctico, CO₂), transportándolos a los órganos encargados de su eliminación (riñones, hígado, pulmones).
• Participar en la regulación de la temperatura corporal y el equilibrio del pH.

Circulación Sistémica o Mayor

La sangre oxigenada es bombeada desde el ventrículo izquierdo del corazón a través de la arteria aorta, la arteria más grande del cuerpo, hacia todos los tejidos y órganos. En los capilares tisulares, se realiza el intercambio de sustancias: el oxígeno y los nutrientes pasan de la sangre a las células, mientras que el dióxido de carbono y los desechos metabólicos pasan de las células a la sangre. Luego, la sangre desoxigenada fluye por las vénulas y venas (como las venas cavas superior e inferior) hasta regresar a la aurícula derecha del corazón, completando el circuito.

Estructura del Corazón

El corazón está rodeado por una membrana protectora de doble capa llamada pericardio. Internamente, está dividido por un tabique (septum interauricular e interventricular) en dos mitades, derecha e izquierda, que no se comunican directamente en el adulto. Cada mitad se subdivide en dos cámaras:

• Aurículas (Atrios): Cámaras superiores (derecha e izquierda) que reciben la sangre que regresa al corazón. La aurícula derecha recibe sangre desoxigenada del cuerpo (vía venas cavas), y la aurícula izquierda recibe sangre oxigenada de los pulmones (vía venas pulmonares).
• Ventrículos: Cámaras inferiores (derecho e izquierdo) que bombean la sangre hacia las arterias. El ventrículo derecho bombea sangre desoxigenada a la arteria pulmonar, y el ventrículo izquierdo bombea sangre oxigenada a la arteria aorta.

Las válvulas cardíacas aseguran el flujo unidireccional de la sangre a través del corazón:

• Válvulas Auriculoventriculares (AV): Se encuentran entre las aurículas y los ventrículos. La válvula tricúspide está en el lado derecho y la válvula mitral (o bicúspide) está en el lado izquierdo. Impiden el reflujo de sangre desde los ventrículos hacia las aurículas durante la contracción ventricular (sístole).
• Válvulas Semilunares (SL): Se encuentran entre los ventrículos y las grandes arterias. La válvula pulmonar está entre el ventrículo derecho y la arteria pulmonar, y la válvula aórtica está entre el ventrículo izquierdo y la arteria aorta. Impiden el reflujo de sangre desde las arterias hacia los ventrículos durante la relajación ventricular (diástole).

Dinámica del Ciclo Cardíaco (Latido)

El ciclo cardíaco es la secuencia de eventos mecánicos y eléctricos que ocurren durante un latido completo del corazón. Comprende un período de contracción (sístole) y un período de relajación (diástole). Las fases principales son:

1. Fase de Llenado Ventricular (ocurre durante la diástole ventricular): Las válvulas AV (tricúspide y mitral) están abiertas, permitiendo que la sangre fluya desde las aurículas hacia los ventrículos relajados. Hacia el final de esta fase, las aurículas se contraen (sístole auricular) para impulsar un volumen adicional de sangre a los ventrículos. Las válvulas SL (pulmonar y aórtica) están cerradas.
2. Fase de Contracción Isovolumétrica (inicio de la sístole ventricular): Los ventrículos comienzan a contraerse. La presión dentro de ellos aumenta rápidamente, superando la presión auricular y cerrando las válvulas AV (esto produce el primer ruido cardíaco, "lub"). Durante un breve instante, todas las válvulas (AV y SL) están cerradas, por lo que el volumen de sangre en los ventrículos no cambia (isovolumétrica).
3. Fase de Eyección Ventricular (continúa la sístole ventricular): La presión ventricular sigue aumentando hasta superar la presión en la arteria pulmonar y la aorta, lo que provoca la apertura de las válvulas SL. La sangre es entonces expulsada (eyectada) desde los ventrículos hacia estas arterias.
4. Fase de Relajación Isovolumétrica (inicio de la diástole ventricular): Los ventrículos comienzan a relajarse. La presión ventricular cae por debajo de la presión en las arterias pulmonar y aorta, lo que provoca el cierre de las válvulas SL (esto produce el segundo ruido cardíaco, "dub"). Nuevamente, todas las válvulas están cerradas brevemente mientras la presión ventricular sigue disminuyendo, sin cambios en el volumen ventricular. El ciclo se reinicia cuando la presión ventricular cae por debajo de la presión auricular, permitiendo que las válvulas AV se abran para el siguiente llenado.