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Sistema RespiratorioSistema Respiratorio

El sistema respiratorio

Pulmones

Los pulmones son órganos pares situados en la cavidad torácica que llevan a cabo la respiración. En el ser humano adulto, cada pulmón mide entre 25 y 30 cm de largo y tiene una forma más o menos cónica. Los dos pulmones están separados por una estructura denominada mediastino, que contiene el corazón, la tráquea, el esófago y vasos sanguíneos. Los pulmones están cubiertos por una membrana protectora llamada pleura pulmonar, que está separada de la pleura parietal —una membrana similar situada en la pared de la cavidad torácica— por un fluido lubricante. El aire inhalado pasa a través de la tráquea, que se divide en dos tubos denominados bronquios; cada bronquio conduce a un pulmón. Dentro de los pulmones, los bronquios se subdividen en bronquiolos, que dan lugar a los conductos alveolares; éstos terminan en unos saquitos llamados alvéolos.

El sistema respiratorio

Mientras que el pulmón derecho tiene tres lóbulos, el pulmón izquierdo sólo tiene dos, con un hueco para acomodar el corazón.

Cuando los alvéolos se llenan con el aire inhalado, el oxígeno se difunde hacia la sangre de los capilares, que es bombeada por el corazón hasta los tejidos del cuerpo. El dióxido de carbono se difunde desde la sangre a los pulmones, desde donde es exhalado.

Respiración

El oxígeno del aire inhalado entra en la sangre, y el dióxido de carbono —un gas de desecho procedente del metabolismo de las sustancias nutritivas— es exhalado a la atmósfera. El intercambio de estos gases tiene lugar cuando el aire llega a los alvéolos. Estos sacos pequeños están formados sólo por una capa de epitelio plano con una célula de espesor, y están rodeados por capilares sanguíneos que también están constituidos únicamente por una capa de células endoteliales. El aire se difunde a través de estas células para llegar al interior de los capilares sanguíneos, los cuales transportan el aire rico en oxígeno hasta el corazón para que sea distribuido por todo el cuerpo. Al mismo tiempo, en los alvéolos el dióxido de carbono gaseoso se difunde desde la sangre hacia el pulmón y es espirado.

Respiración

El aire penetra en los pulmones cuando el diafragma, un músculo fuerte situado bajo los pulmones, se contrae, por lo que se aplana y agranda la cavidad torácica en la que están suspendidos los pulmones. Esto hace que los pulmones se expandan y queden llenos de aire. Cuando el diafragma se relaja, los pulmones se contraen y el aire es expelido. En las situaciones en que se necesita mayor cantidad de oxígeno, la cavidad formada por las costillas también se expande debido a la acción de los músculos intercostales externos que provocan el movimiento de las costillas hacia arriba y hacia delante de forma simultánea; así aumenta aún más el tamaño de la cavidad torácica para permitir la inhalación de mayor cantidad de aire. Un adulto sano inspira entre 3,3 y 4,9 litros de aire en una sola inhalación, pero en reposo sólo se utiliza el 5% de este volumen de aire. La espiración, o salida del aire rico en dióxido de carbono, es un proceso pasivo que se produce por la relajación del diafragma y los músculos intercostales, de forma que disminuye el volumen de la cavidad torácica, los pulmones se retraen y expulsan el aire al exterior.

Respiración

Al igual que el resto de los sistemas del cuerpo humano, el respiratorio está altamente interrelacionado:

El intercambio de O2 y CO2 se da, tanto en los alvéolos como en el resto de los tejidos, mediante la variación de la afinidad de la hemoglobina con estos compuestos. Esta variación depende de las presiones parciales de estos gases en cada tramo del camino recorrido por la hemoglobina. En los pulmones la presión de O2 es alta haciendo a la hemoglobina más afín con éste que con el CO2, liberando entonces el CO2 recogido en los tejidos y “cargándose” de O2

Al mismo tiempo, receptores nerviosos censan la presión de oxígeno y le indican al sistema respiratorio si debe aumentar o disminuir la frecuencia.El oxígeno trasportado por la hemoglobina es el receptor último de los protones resultado de la respiración celular (formación de ATP). La presencia de este gas aumenta la eficiencia en la producción de energía. Por ello, una correcta oxigenación es fundamental para el funcionamiento de músculos y tejidos.

El sistema respiratorioCuando el diafragma se contrae y se mueve hacia abajo, los músculos pectorales menores y los intercostales presionan las costillas hacia fuera. La cavidad torácica se expande y el aire entra con rapidez en los pulmones a través de la tráquea para llenar el vacío resultante. Cuando el diafragma se relaja, adopta su posición normal, curvado hacia arriba; entonces los pulmones se contraen y el aire se expele.

Anatomía y Morfología del Sistema Respiratorio

Anatomía Externa

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Relaciones con otros sistemas

yFuncionamiento

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Funciones FisiológicasFunciones Fisiológicas

Intercambio gaseosoIntercambio gaseoso

Regulación del pHRegulación del pH

Equilibrio ácido-base. Regulación del pH

PH = -log [H+] la [H+] expresada en mol/l  

El CO2, en presencia de anhidrasa carbónica (AC), se hidrata de la siguiente forma: 

CO2 + H2O CO3H2 H+ + HCO3-

Si aplicamos la fórmula de Henderson - Hasselbach al sistema bicarbonato/ácido carbónico:                                HCO3-  pH = pK + log    ------------                               H2CO3   el pK a 37ºC tiene un valor de 3.5, luego:  pH = 3.5 + log (24/0.003) = 3.5 + log 8000 = 3.5 + 3.9 = 7.4  Como la concentración de H2CO3 es tan pequeña y es dificil de medir, habitualmente se recurre a incluir en la fórmula el CO2, aprovechando que su concentración es proporcional a la de H2CO3.  Por lo tanto la ecuación sería: 

                             HCO3- (mmol/l)  pH = pK + log ------------------------------------                            CO2 disuelto(mmol/l) + H2CO3       

pH = pK – log [(COpH = pK – log [(CO22)/(HCO)/(HCO33--)])]

CO2 + H2O CO3H2 H+ + HCO3-