Sistema respiratorio

Enviado por Cristobal LEandro Opazo Garces y clasificado en Biología

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Sistema Respiratorio:

Este sistema está integrado junto con el sistema cardiovascular para satisfacer las demandas de oxigeno y la excreción de C02 para la vida celular.

Tomamos el oxigeno desde el ambiente, y el dióxido de carbono se produce desde las células. Entonces aquí hay una estrecha relación entre ambiente y célula.

El sistema respiratorio es la vía por donde el organismo toma el oxigeno del ambiente, este oxigeno es transportado por la red vascular y luego este oxigeno se utiliza en la oxidación mitocondrial para la producción de energía. Todo ese camino es la mitad 50% del sistema respiratorio porque desde la producción de energía a nivel mitocondrial el oxigeno se utiliza para formar agua y dióxido de carbono, o sea que utilizamos el oxigeno para formar H2O y CO2. Dióxido de carbono que debe ser eliminado de nuestro organismo.

Los eritrocitos son responsables de la excreción de CO2 por lo tanto ellos son responsables de su transporte hacia la vía de excreción mecánica ventiladora. Entonces se podría decir que hay una relación directa entre el ambiente, la sangre y las células; ese es el circuito.

La función primaria del sistema es el intercambio de gases entre el ambiente y las células. El sistema respiratorio también tiene funciones de tipo inmunológicas tanto en la vía aérea, como en la unidad funcional alveolar, tenemos mecanismos protectores; tiene una función endocrina: en el pulmón se producen hormonas tales como la Angiotensina.

También el sistema es responsable del equilibrio acido-base, o sea el sistema también participa en la regulación del pH.

El oxigeno no produce energía, el oxigeno permite iniciar los procesos por el cual la propia mitocondria fosforilación el ATP, o sea permite la reacción por las cuales se va a producir el proceso oxidativo.

Para que la fosforilación se produzca se requiere de la actividad mecánica muscular, no es posible favorecer el intercambio de gases si no se genera este cambio de aire entre el ambiente y la cavidad torácica.



El aire ingresa a nuestro cuerpo por diferencia de presiones entre el ambiente y la cavidad torácica. Entonces el proceso se inicia gracias al musculo esquelético tiene la capacidad de formar la cavidad torácica, entonces agranda la cavidad y la presión disminuye, entonces ahora la presión atmosférica es mayor por lo tanto el aire ingresa. Este es un proceso mecánico porque el proceso se inicia con la deformación torácica, siendo el diafragma el que promueve la deformación descendiendo aumentando la cavidad torácica. Los intercostales externos suben las costillas en dirección antero superior entonces ahora la cavidad crece en relación a su normalidad, el esternocleidomastoideo tracciona hacia arriba el esternón y la clavícula y la cavidad crece en tamaño, al crecer la cavidad en tamaño la presión disminuye y como en el ambiente la presión no se modifica la masa de aire ingresa. El aire no es quien modifica la cavidad sino que la contracción de la musculatura hace que la cavidad crezca por lo tanto el aire ingresa produciéndose la inspiración. Entonces el aire ingresa por diferencia de presiones entre el ambiente y la cavidad torácica. El proceso se inicia por la actividad muscular siendo los músculos involucrados: diafragma, intercostales y esternocleidomastoideo. Por lo tanto decimos que el proceso se inicia a partir de una acción activa porque requiere de la contracción de la musculatura. El aire sale porque los músculos se relajan y la presión es mayor a la presión del ambiente y el aire sale. Este proceso es pasivo porque requiere solamente de la relajación muscular para que el fenómeno ocurra. Entonces la mecánica ventilatoria es como se inicia el proceso respiratorio. El sistema respiratorio está formado por: la vía aérea y por los músculos. Entonces cuando nosotros tratamos de explicar el fenómeno espiratorio, en realidad lo que tenemos que describir son las fases del sistema respiratorio son tres: Ventilación, transporte de gases y respiración celular. La respiración ocurre en la células, el sistema se llama respiratorio los procesos por el cual el aire entra y sale es el proceso ventilatorio que parte del proceso espiratorio. Nosotros siempre respiramos pero solo a veces ventilamos. Se necesita ventilar para que haya un aporte adecuado de oxigeno y poder eliminar el dióxido de carbono. Entonces el intercambio se va a producir entre un capilar y un alveolo.

 


La vía aérea son conductos que no son parte de nuestro organismo, la pared del conducto si es parte de nuestro organismo pero lo que está en el conducto no es parte de nuestro organismo. En la vía aérea hay aire que está constituido por oxigeno, nitrógeno, CO2, agua, pero el más abundante es el nitrógeno 79,03%. El oxigeno es mas de un 21% y es el que más necesitamos.

Nosotros queremos que llegue aire a la vía para que se produzca el intercambio de gases porque los gases se mueven por cambio de presiones. Para que el oxigeno atraviese la membrana, el capilar tiene una pared celular y además el eritrocito por donde vamos a transportar el oxigeno también tiene otra pared; los gases se mueven por difusión simple y solo se necesita diferencia de concentración, porque la difusión es un mecanismo de transporte que se genera por diferencia de concentraciones produciéndose cuando la membrana es permeable a la sustancia que se quiere transportar y además se mueve de mayor a menor gradiente. La difusión termina cuando se igualan, por lo tanto ventilamos para que la presión de oxigeno en el alveolo siempre sea mayor a la del capilar entonces lo que hacemos en general es renovar el aire que está en el ambiente. Renovamos el aire porque si el oxigeno está pasando hacia el tejido hacia la sangre y el dióxido de carbono está pasando hacia el alveolo, en el alveolo aumenta las concentraciones de CO2 y una disminución de oxigeno porque está pasando hacia la sangre y ventilamos para que ingrese en nuevo aire, se mezcle con lo que está contenido en el alveolo para aumentar la presión de oxigeno y espiramos para eliminar las concentraciones de CO2 que está pasando desde la sangre a alveolo. Se podría decir que inspiramos para el oxigeno y espiramos para el CO2. La vía aérea es un conducto que al final del camino tiene un saco, nuestro propósito es que el aire ingrese , que el aire salga, ¿Qué debo hacer con este saco? en ciertas condiciones aumentar su tamaño, porque si se aumenta el tamaño del saco la presión disminuye y el aire puede ingresar.



El alveolo está formado por una pared unicelular de células llamados Neumocitos, y estos neumocitos a diferencia de los capilares están unidos, o sea su membrana no hay hendidura como en los capilares sino que están unidos. El oxigeno debe atravesar dos membranas; el capilar está hecho del endotelio y el endotelio está formado por una célula entonces el aire debe atravesar 2 membranas celulares más, al interior del endotelio va el eritrocito y el aire para poder unirse ya sea a las células alfa o células beta de la hemoglobina debe atravesar una membrana mas, entonces el gas debe atravesar 5 membranas.

Siempre el eritrocito lleva oxigeno a veces más o a veces menos, el aire ingresa para que la cantidad de oxigeno en el alveolo siempre sea elevado para que se produzca el intercambio.

El gas es poco soluble entonces no solamente tiene que atravesar las membranas fosfolipidicas si no que ahora tiene que atravesar los medios acuoso que imponen como barrera. Se permite el paso por una gran diferencia de presión.

La estrategia del sistema es que continuamente renovar el aire alveolar para garantizar la concentración y presión de oxigeno, y así el aire puede ser transportado y además existe la probabilidad que la célula respire. Porque yo puedo ventilar pero no puede haber respiración celular, la respiración celular depende del sistema circulatorio.

La persona que tiene anemia ventila pero no respira la células, porque tiene un menor contenido sanguíneo o menor contenido de hemoglobina por lo tanto hay menos capacidad de transporte y menos aporte de oxigeno. Entonces da sueño porque la neurona recibe menos oxigeno entonces ellas disminuyen su metabolismo para que el poco oxigeno que hay satisfaga las necesidades mínimas biológicas de las células.

Si la sangre no se mueve las células no respiran y la célula se muere. Entonces ventilamos para renovar al aire contenido en los sacos alveolares. Respiramos para que la célula produzca energía



Por eso se dice que un paro cardiaco termina en un paro respiratorio y un paro respiratorio conlleva un paro cardiaco. Nosotros sabemos que desde el punto de vista estructural el sistema está formado por la vía aérea, y la vía aérea la podemos dividir en dos desde el punto de vista de la fisiología: vía aérea superior e inferior o zona de intercambio. La vía aérea superior vas desde la cavidad nasal hasta los bronquios terminales, la zona de intercambio comienza en los bronquiolos terminales o funcionales. La vía aérea superior solamente es un conducto por donde pasa el aire, la unidad funcional son los alveolos o sacos alveolares, pero hay bronquiolos que se denominan funcionales porque tienen en su pared algunos alveolos que son parte de la zona de intercambio, que no se consideran parte de la vía aérea superior solamente de la zona de intercambio o de la vía aérea inferior. Entonces en este conducto que une al ambiente con mi organismo hasta llegar a la unidad funcional tenemos la vía aérea superior y la zona de intercambio o vía aérea inferior.La vía aérea superior tiene como función primaria ser la zona de paso del aire pero además cumple el siguiente rol: primero se filtra el aire de las grandes partículas, luego calentamos, luego se humedece (se le agrega agua) pero además en la VAS nos protegemos de los agentes patógenos mediante la secreción de MUCUS (función: proteger la vía aérea y de agentes patógenos) nos protege de virus, bacterias, etc. Entonces las células parietales de la vía aérea producen moco pero además existen células ciliadas y su función es la movilización de escamas. Mucus formado por agua, lipoproteínas, bicarbonato y algunas sales. El mucus forma una barrera protectora, las células ciliadas impiden que el agente patógeno se aloje en la unidad de intercambio por lo tanto los cilios y las células parietales lo movilizan hacia la vía aérea superior para ser eliminado el exceso de moco por la vía nasal o la vía digestiva. En condiciones de normalidad el moco no llega a los alveolos, una condición crítica grave el moco llega a la zona de intercambio. Porque si llega interrumpe el intercambio de gases. Las neumonías es hipersecreción de moco e incapacidad funcional para eliminarla. Las secreciones se movilizan hacia la vía digestiva o vía nasal por los movimientos de nuestros mucutos y favorecemos la excreción.



Pero la vía aérea también es responsable de condicionar el paso de aire, la vía aérea al igual que los conductos sanguíneos y digestivos también están formados por musculatura lisa, eso quiere decir que bajo ciertas condiciones se generan fenómenos de broncocontriccion o broncodilatacion, nosotros siempre estamos regulando el paso del aire y ese paso de aire es afectado por agentes ambientales. Por ejemplo el aire frio genera broncocontricción, el aire húmedo y caliente genera broncodilatacion. En la vía aérea superior hay 150 ml de aire, este aire se conoce como ESPACIO MUERTO ANATOMICO (desde la cavidad nasal hasta los bronquiolos terminales) es la zona de la vía aérea donde no hay intercambio y en la zona respiratorio o de intercambio o vía aérea inferior alrededor de 2500 ml, el aire que está contenido en la zona de intercambio, eso quiere decir que los pulmones que son en realidad la unidad estructural mayor contienen 2500 a 2150 ml de aire. Cada vez que ventilamos ingresan 500ml de aire en condición basal (de reposo cuando la ventilación es inconsciente) pero basta que esto se haga consiente para que este volumen se incremente, pudiendo llegar este volumen de aire a 3500ml, o sea la ventilación consiente puede movilizar hasta 3500ml de aire, o sea en una inspiración máxima podrían entrar 3,5 litros pero en una inspiración inconsciente en condición de reposo o basal serian solo 500ml. Al volumen de aire que ingresa se llama VOLUMEN CORRIENTE O VOLUMEN TIDAL, lo mismo que ingresa es lo que va a salir. La superficie de intercambio del pulmón, si pudiésemos estirar el pulmón tendríamos una superficie de intercambio de 40 metros cuadrados (en cada unidad alveolar), cuando hablamos de intercambio nos estamos refiriendo al paso del aire desde la pared interna del alveolo al eritrocito, entonces tenemos la unidad funcional alveolar donde tenemos oxigeno que proviene del ambiente y tenemos de CO2 que proviene del metabolismo celular. Los eritrocitos pasan fácilmente por su capacidad elástica y además para garantizar una superficie de intercambio adecuada, o sea la capacidad elástica que tiene el eritrocito favorece el intercambio porque primero el propósito de la formación del eritrocito es que ojala la pared acuosa sea de menor tamaño porque el oxigeno tiene una serie de dificultades con su solubilidad, es poco soluble,



El nitrógeno no pasa porque la barrera acuosa impide que este gas llegue a la sangre porque es poco soluble, nos protege del nitrógeno la barrera acuosa que forma la pared interna del alveolo, la pared del alveolo, el Liquido intersticial, el plasma y el liquido intraeritrocitario, esa barrera acuosa nos protege del N, porque el nitrógeno nos mata, el nitrógeno por sus características apolares, nosotros tenemos pequeñas cantidades de nitrógeno plasmático, tenemos una pequeña capacidad de transporte de nitrógeno. Entonces nosotros podemos transportarlo pero en pequeñas cantidades cuando eso no ocurre y por algún motivo el nitrógeno pasa al alveolo, la molécula de nitrógeno tiende a unirse como cualquier gas formando una burbuja de nitrógeno y ocluye el flujo.

Mal de inmersión: es lo que le ocurre a los buzos cuando bajan a cierta profundidad y eso se produce por nitrógeno, aumenta la cantidad de nitrógeno y el nitrógeno pasa al los alveolos, porque los gases pasan por diferencia de presiones.

La convección es el paso del aire y la salida del aire. En nuestro organismo el intercambio gaseoso se genera gracias a la relación entre el flujo sanguíneo y aire alveolar, o sea tengo un intercambio constante. Nosotros es lo que intentamos es modificar la presión de los gases que componen el aire que ventilamos y esta presión de los gases está determinada por la unidad estructural que compone el pulmón; por los alveolos y por la membrana que cubre el pulmón o las membranas que cubren el pulmón: ¿Cuáles son esas membranas? Son las pleuras, eso quiere decir que entre la cavidad torácica y los pulmones tengo doble membrana que son las pleuras (pleura parietal y pleura visceral: son tres), entre las pleuras hay liquido; si el pulmón creciera la presión intrapleural aumenta por lo tanto genera una fuerza negativa para la expansión alveolar, no se puede expandir el alveolo porque tengo una presión negativa intrapleural. En el pulmón yo voy a aspirar el líquido pleural hacia la misma micro circulación linfática y el alveolo se va a distender por aspiración pleural.



Nuestro alveolo no solamente intercambia gases con la sangre sino que ahora está contenido por otro saco que es el saco pleural. Las pleuras oponen resistencia a la inspiración porque el líquido pleural está continuamente inspirado y nuevamente vuelve al contenido pleural.

Las pleuras oponen relativa resistencia a la expansión alveolar ¿Cómo evitamos esa relativa resistencia? Aspirando el líquido intrapleural. Para que la mecánica ventilatoria, para que el aire ingrese la presión pleural tiene que disminuir permitiendo la expansión alveolar. PRESIONES PULMONARES:

PRESION ALVEOLAR: presión que ejerce la masa de aire sobre la pared interna del alveolo, esa presión a nivel del mar corresponde a 760mmHg lo que equivale a 0cm de agua. A medida que subimos en altura la presión disminuye y medida que nos introducimos bajo tierra la presión aumenta, o sea cuando nosotros menciones que tenemos una presión alveolar de 760mmHg existe una presión de 0cm de agua, o sea que está equilibrada la presión atmosférica con la presión alveolar. Para que el aire ingrese la presión alveolar debe disminuir a 759mmHg porque los gases se mueven por diferencia de presiones, pero a medida que fue ingresando el aire la presión volvió a 760mmHg, o sea se detuvo la inspiración porque se igualo la presión torácica con la presión ambiental por lo tanto en la inspiración que es la primera fase del ciclo ventilatorio la presión varia de 760 a 759 y luego sube a 760. Para que el aire salga debe subir a 761mmHg y a medida que el aire fue saliendo terminó de salir porque se volvieron a igualar las presiones, por lo tanto en la segunda fase de la ventilación que es la espiración para que el aire salga sube a 761 y para que termine de salir baja a 760mmHg cuando se igualan las presiones de aire. Entonces la presión va de 0cm de agua a -1cm de agua vuelve a 0cm de agua pasa a +1cm de agua y vuelve a 0cm de agua. Entonces la presión alveolar varia de 760 a 759 de 760 a 761 y luego a 760 (para que el aire ingrese); entonces sabemos que la presión en el saquito alveolar 760 a 759 (el aire comenzó a ingresar) cuando termina de ingresar cuando se igualan las presiones, o sea el aire comienza a salir y cuando deja de salir es cuando se igualan las presiones. Pero ese saquito está recubierto por otro saquito.

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