TEMA 1: El Sistema Respiratorio
Estructura y función del sistema respiratorio
Cuando respiramos, lo hacemos sin danos cuenta, de manera mecánica, unas quince (15) veces cada minuto, incorporando oxígeno (O2) cuando inspiramos y eliminando dióxido de carbono (CO2) cuando espiramos, (un recién nacido respira hasta 70 veces por minuto).
El sistema respiratorio, cumple la función principal de este intercambio gaseoso, trabajando estrechamente con el sistema circulatorio, que se encarga de recoger del cuerpo el dióxido de carbono y llevarlo a los pulmones, para que sea expulsado al exterior, además distribuye a todo el cuerpo el oxígeno que se encuentra en los pulmones.
Gracias a la presencia de algunas estructuras especializadas, el sistema respiratorio, desempeña funciones de fonación.

Estructura de nuestro sistema respiratorio
El sistema respiratorio está formado por un conjunto de órganos huecos y canales, por los que circula el aire, que permite al cuerpo realizar continuos intercambios gaseosos con el medio circundante.
Este sistema se divide en:
 Vías aéreas o respiratorias
 Pulmones
Vías aéreas o respiratorias
Está formada por los siguientes órganos:
Cavidad nasal:
 Está situada encima de la boca y se comunica con el exterior por los orificios nasales.
 Esta cavidad está dividida por el tabique nasal, estructura ósea expuesta a fracturas.
 En ella se encuentran las fosas nasales, cubiertas de pelos que atrapan las partículas de polvo más grandes.
 Esta cavidad está revestida por un epitelio rico en células ciliadas, intercaladas por células de secreción, en parte serosa y en parte mucosa, la cual además de retener las partículas pequeñas y formas mucus, ejerce una acción antinfecciosa por su alto contenido de lisozima e inmunoglobulina.
Faringe:
 Es un tubo situado en las seis primeras vértebras cervicales.
 En su parte más alta se comunica con las fosas nasales, en el centro con la boca y en la parte más baja con la laringe.
 En la mucosa faríngea se encuentran abundantes vasos linfáticos, algunos de los cuales se comunican con las amígdalas, glándulas que ejercen una acción preventiva de infecciones en las primeras vías aéreas y digestivas.
Laringe:
 Tiene su origen en la parte anterior de la faringe por detrás de la lengua, y continúa en la tráquea.
 Es el órgano de la fonación y está constituido por nueve piezas cartilaginosas, con numerosos músculos que se encargan de moverla.
 Tiene un diámetro vertical de 7 cm en el varón y en la mujer de 5 cm.
 En el interior de la laringe, están las cuerdas vocales formadas por bandas de naturaleza fibrosa, en ellas se produce la vibración sonora que origina la voz.
 La apertura del orificio faríngeo está regulada por un cartílago llamado epiglotis, que al cerrarse, impide la inhalación de la comida durante la deglución.
Tráquea:
 Es un tubo de 11 cm de longitud y 2 cm de diámetro.
 Está constituida de unos quince a veinte cartilaginosos que le dan rigidez.
 En su parte inferior se divide en bronquios derecho e izquierdo, que no son exactamente iguales.
Bronquios:
 Son los tubos que transportan aire desde la tráquea a los lugares más apartados de los pulmones.
 Presentan una estructura de anillos cartilaginosos parecidos a la tráquea.
 El bronquio derecho mide de 20 a 26 mm de largo, mientras que el bronquio izquierdo alcanza de 40 a 50 mm de longitud.
 Penetran en los pulmones, en donde se dividen en ramas más delgadas llamadas bronquíolos.
 Los bronquíolos se ramifican progresivamente formando tubos cada vez más pequeños hasta formar los alvéolos pulmonares.
Tráquea y bronquios:
_ Están tapizados, por una mucosa rica en glándulas mucíporas y células ciliadas que, producen una corriente continua de moco hacia el exterior y los mantiene húmedos al igual que a los bronquíolos.
_ Los cilios se encargan de transportar el moco desde las regiones periféricas de los pulmones, hacia la tráquea donde es expulsado.
Los pulmones:
_ Son órganos de forma cónica situados dentro de la cavidad torácica.
_ Tienen aproximadamente un peso de 1 300 g cada uno. El pulmón derecho es más grande y se divide en tres lóbulos, mientras que el pulmón izquierdo es más pequeño y se divide en dos.
_ En las personas jóvenes tienen color rosado, tornándose violáceo negruzco en la edad madura.
_ Miden alrededor de 30 cm de largo y su volumen es de 4 000 cm3.
_ Están formados por los alvéolos (pequeños sacos donde la sangre elimina el CO2 y recoger el O2), bronquios, bronquiolos y una red grande de vasos sanguíneos. Los seres humanos tienen alrededor de 300 000 000 (trescientos millones) de alvéolos.
_ Están cubiertos por una membrana serosa que presenta dos hojas, una que se adhiere a los pulmones, llamada pleura visceral y otra que tapiza el interior de la cavidad torácica, denominada pleura parietal.
_ La función principal de esta membrana pleural, es evitar que los pulmones rocen directamente con la pared interna de la cavidad torácica, por eso se encuentran en contacto, deslizándose una sobre otra cuando los pulmones se dilatan o se contraen.
Procesos respiratorios básicos
La superficie alveolar útil para el intercambio gaseoso equivale a unas 40 veces la superficie externa de nuestro cuerpo, allí tiene lugar el continuo paso de gases.
El mecanismo de intercambio gaseoso del organismo con el exterior presenta dos etapas:
_ La ventilación pulmonar.
_ Intercambio de gases en los pulmones.

Ventilación pulmonar
Es el proceso por medio del cual, ocurre el intercambio de gases entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares, gracias a la existencia de un gradiente de presión.
Cuando la presión de los pulmones es menor que la presión del aire de la atmósfera, el aire fluye hacia los pulmones y cuando la presión dentro de los pulmones es mayor que la presión de la atmósfera el aire sale de los pulmones.
El mecanismo de la ventilación pulmonar comprende dos procesos: la inspiración y la espiración.
Inspiración:
_ Es la entrada del aire a los pulmones.
_ Es llamada también inhalación.
_ Para que el aire fluya hacia los pulmones, estos deben aumentar su volumen, de manera que su presión sea menor que la presión atmosférica.
_ Para aumentar el volumen pulmonar es necesario la contracción de los músculos inspiratorios.
_ El diafragma es un músculo esquelético, con forma de cúpula, que constituye el piso de la cavidad torácica.
_ Cuando el diafragma se contrae toma una forma plana y disminuye su curvatura, lo que aumenta la dimensión vertical de la caja torácica y permite el movimiento de casi el 75% del aire a los pulmones.
_ Los músculos intercostales externos se ubican en forma oblicua, hacia abajo y hacia adelante entre las costillas adyacentes.
_ Cuando estos músculos se contraen, las costillas se retraen hacia adelante junto con el esternón, lo que provoca el aumento del diámetro de la cavidad torácica.
Espiración:
_ Es la expulsión del aire de los pulmones.
_ También es llamada exhalación.
_ Para que ocurra, la presión dentro de los pulmones debe ser mayor que la presión atmosférica.
_ En la espiración normal no intervienen las contracciones musculares.
_ Los músculos intercostales se relajan, las costillas se mueven hacia abajo el diafragma se relaja y aumenta su curvatura. El diámetro vertical de la cavidad torácica disminuye ésta regresa a su tamaño de reposo.
_ Cuando la ventilación es intensa y el movimiento del aire es impedido, intervienen los músculos abdominales e intercostales que con sus contracciones comprimen las vísceras abdominales, mueven las costillas hacia abajo y elevan el diafragma.
Intercambio de gases en los pulmones
Nuestro cuerpo, necesita energía para funcionar, al igual que las máquinas. Dicha energía la obtiene de la reacción química que ocurre dentro de cada célula.
Este proceso recibe el nombre de respiración celular y utiliza O2, que se combina con los nutrientes, almacenados en las células, para liberar CO2, H2O y energía que se almacena en forma de ATP. El intercambio de gases en los pulmones se lleva a cabo mediante dos procesos: respiración externa y respiración interna.
Respiración externa:
 Es el intercambio de O2 y CO2 entre el alvéolo y los capilares sanguíneos pulmonares.
 Durante la inspiración, el aire atmosférico que contiene O2, entra a los alvéolos.
 El ventrículo derecho bombea la sangre desoxigenada a través de las arterias pulmonares, que pasan por los capilares pulmonares hasta llegar a los alvéolos.
 La presión parcial del O2 en el aire alveolar es de 105 mmHg, mientras que la presión parcial del O2 en la sangre desoxigenada que entra en los capilares es de 40 mmHg.
 Debido a la diferencia de las presiones parciales del O2, éste se difunde desde los alvéolos hasta la sangre desoxigenada, hasta que alcanza el equilibrio y la presión parcial del O2 de la sangre recién oxigenada, es de 105 mmHg.
 Mientras que el O2 se difunde desde el alvéolo hacia la sangre desoxigenada, el CO2 se difunde en dirección opuesta.
 En los pulmones, la presión parcial de CO2, de la sangre desoxigenada pulmonar es de 45 mmHg, mientras que en el alvéolo es de 40 mmHg, debido a la diferencia de presión, el CO2 se difunde desde la sangre desoxigenada hacia el alvéolo, para ser eliminado durante la espiración.
¿Qué adaptaciones anatómicas, facilitan la respiración externa?
Estas adaptaciones son:
 El grosor total de la membrana aerocapilar, que es bien delgada, lo que facilita la difusión.
 El área de difusión entre los alvéolos y capilares es muy amplia, lo que permite mayor cantidad de sangre.
 Los capilares delgados permiten la exposición justa para tomar el O2 necesario.
¿Qué factores influyen en la respiración externa?
La respiración externa es afectada por los siguientes factores:
 La altitud:
A mayor altitud, la presión del O2 atmosférico disminuye, descendiendo la presión parcial del O2 alveolar, por lo que la cantidad de O2 que se difunde hacia la sangre es menor.
Los síntomas en nuestro organismo, que indican el efecto de la altura son: fatiga, respiración corta, náuseas, mareos y otros.
 La superficie total de intercambio de gases:
La eficacia de la respiración externa disminuye si la superficie funcional, formada por la membrana alveolar capilar disminuye a causa de cualquiera alteración pulmonar.
 Volumen por minuto de respiración:
Drogas como la morfina, disminuyen la cantidad de O2 y CO2 que se pueden intercambiar entre el alvéolo y la sangre, afectando el comportamiento normal de las personas.
Respiración interna:
 Es el intercambio de O2 entre los capilares tisulares y células, convirtiendo la sangre oxigenada en sangre desoxigenada.
 La presión parcial de O2 en la sangre oxigenada es de 105 mmHg, y la presión parcial de O2 en las células es de 40 mm Hg, debido a la diferencia de presiones, el O2 se difunde desde la sangre oxigenada hacia las células, hasta que la presión normal del O2 en la sangre disminuya a 40 mmHg.
 Mientras el O2 se difunde desde los capilares tisulares a las células, el CO2 se difunde en dirección opuesta.
 La presión parcial del CO2 de las células es de 45mmHg, y la de la sangre desoxigenada es de 40 mmHg, por lo que el CO2 se difunde desde las células hasta el líquido intersticial y luego hacia la sangre oxigenada, hasta que la presión aumenta a 45 mmHg (presión parcial del CO2 de la sangre desoxigenada).
 La sangre desoxigenada regresa al corazón, que la bombea hacia los pulmones para iniciar un nuevo ciclo de la respiración externa.
¿Cómo se lleva a cabo el transporte de gases respiratorios?
La función principal de la sangre es el transporte de los gases respiratorios entre los pulmones y los tejidos corporales.
La sangre contiene una sustancia proteica que se une con el O2, denominada hemoglobina y que se encuentra en los glóbulos rojos. Esta proteína contiene el elemento hierro, que se mezcla fácilmente con el O2 para formar la oxihemoglobina.
El O2 llega a todas las células del cuerpo de la siguiente manera:
 Cuando la sangre circula por los vasos capilares que rodean los alvéolos, el O2 se desprende de los alvéolos y pasa a los vasos capilares y luego a los glóbulos rojos.
 En los glóbulos rojos el O2 se mezcla con las moléculas de hemoglobina formando oxihemoglobina.
 Una vez fuero de los pulmones, la sangre rica en O2 pasa al corazón, el cual bombea sangre a las células del cuerpo.
 La hemoglobina y el O2 permanecen juntos a medida que los glóbulos rojos atraviesan el cuerpo.
 Cuando la sangre llega a las células que poseen un bajo contenido de O2, la oxihemoglobina se convierte en hemoglobina y libera el O2 que se distribuye en cada célula.
 Al mismo tiempo el CO2 proveniente de las células corporales, pasa de los vasos capilares a la sangre, donde se disuelve en el plasma que lo lleva a los alvéolos para ser eliminado por los pulmones en la exhalación.
¿Cómo se controla la frecuencia respiratoria?
Cada contracción de los músculos respiratorios es estimulada por impulsos de células nerviosas que se originan en el centro nervioso que está situado en el bulbo raquídeo, justo arriba de la médula.