5.2: Fundamentos Respiratorios
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Visión general del sistema respiratorio
El propósito del sistema respiratorio es realizar el intercambio de gases. La ventilación pulmonar proporciona aire a los alvéolos para este proceso de intercambio de gases. En la membrana respiratoria donde se encuentran las paredes alveolar y capilar, los gases se mueven a través de las membranas, con oxígeno entrando al torrente sanguíneo y saliendo dióxido de carbono. Es a través de este mecanismo que la sangre se oxigena y el dióxido de carbono, el producto de desecho de la respiración celular, se elimina del cuerpo.
Los órganos principales del sistema respiratorio funcionan principalmente para proporcionar oxígeno a los tejidos corporales para la respiración celular, eliminar el producto de desecho dióxido de carbono y ayudar a mantener el equilibrio ácido-base. Partes del sistema respiratorio también se utilizan para funciones no vitales, como detectar olores, producción del habla y para forzar, como durante el parto o la tos. [1]
Ver Figura 5.1 [2] que ilustra las principales estructuras respiratorias.
Funcionalmente, el sistema respiratorio se puede dividir en una zona conductora y una zona respiratoria. La zona conductora del sistema respiratorio incluye los órganos y estructuras que no participan directamente en el intercambio de gases. El intercambio de gases ocurre en la zona respiratoria.
Zona de conducción
Las principales funciones de la zona de conducción son proporcionar una ruta para el aire entrante y saliente, eliminar los desechos y patógenos del aire entrante, y calentar y humidificar el aire entrante. Varias estructuras dentro de la zona conductora también realizan otras funciones. El epitelio de las fosas nasales, por ejemplo, es esencial para detectar olores, y el epitelio bronquial que recubre los pulmones puede metabolizar algunos carcinógenos transportados por el aire.
Los cilios del epitelio respiratorio ayudan a eliminar el moco y los restos de la cavidad nasal con un movimiento constante de latido, barriendo así los materiales hacia la garganta para ser tragados. Curiosamente, el aire frío ralentiza el movimiento de los cilios, lo que resulta en la acumulación de moco que, a su vez, puede provocar secreción nasal durante el clima frío. Este epitelio húmedo funciona para calentar y humidificar el aire entrante. Los capilares ubicados justo debajo del epitelio nasal calientan el aire por convección.
Árbol Bronquial
La tráquea se ramifica en los bronquios primarios derecho e izquierdo en la carina. Un árbol bronquial (o árbol respiratorio) es el término colectivo utilizado para estos bronquios de ramificación múltiple. La función principal de los bronquios, al igual que otras estructuras de zonas conductoras, es proporcionar un pasaje para que el aire entre y salga de cada pulmón. Además, la membrana mucosa atrapa escombros y patógenos.
Un bronquiolo se ramifica desde los bronquios terciarios. Los bronquiolos, que tienen aproximadamente 1 mm de diámetro, se ramifican aún más hasta convertirse en los pequeños bronquiolos terminales, que conducen a las estructuras de intercambio de gases. Hay más de 1,000 bronquiolos terminales en cada pulmón. Las paredes musculares de los bronquiolos no contienen cartílago como los de los bronquios. Esta pared muscular puede cambiar el tamaño del tubo para aumentar o disminuir el flujo de aire a través del tubo.
Zona Respiratoria
A diferencia de la zona conductora, la zona respiratoria incluye estructuras que están directamente involucradas en el intercambio de gases. Ver Figura 5.2 [3] para una ilustración de la zona respiratoria. La zona respiratoria comienza donde los bronquiolos terminales se unen a un bronquiolo respiratorio, el tipo más pequeño de bronquiolo, que luego conduce a un conducto alveolar, abriéndose en un racimo de alvéolos.
Alveolos
Un conducto alveolar es un tubo compuesto por músculo liso y tejido conectivo, que se abre en un racimo de alvéolos. Un alvéolo es uno de los muchos sacos pequeños, parecidos a uvas, que se unen a los conductos alveolares.
Un saco alveolar es un cúmulo de muchos alvéolos individuales que son responsables del intercambio de gases. Ver Figura 5.3 [4] para una ilustración de las estructuras de la zona respiratoria.
Frecuencia Respiratoria y Control de Ventilación
La respiración suele ocurrir sin pensarlo, aunque a veces puedes controlarla conscientemente, como cuando nadas bajo el agua, cantas una canción o haces burbujas. La frecuencia respiratoria es el número total de respiraciones, o ciclos respiratorios, que ocurren cada minuto. La frecuencia respiratoria puede ser un indicador importante de enfermedad, ya que la tasa puede aumentar o disminuir durante una enfermedad. La frecuencia respiratoria es controlada por el centro respiratorio ubicado dentro de la médula oblongata en el cerebro, que responde principalmente a cambios en los niveles de dióxido de carbono, oxígeno y pH en la sangre.
La frecuencia respiratoria normal de un niño disminuye desde el nacimiento hasta la adolescencia. Un niño menor de 1 año tiene una frecuencia respiratoria normal entre 30 y 60 respiraciones por minuto, pero para cuando un niño tiene aproximadamente 10 años, la tasa normal está más cerca de 18 a 30. Por la adolescencia, la frecuencia respiratoria normal es similar a la de los adultos, de 12 a 18 respiraciones por minuto.
Las neuronas que estimulan los músculos del sistema respiratorio son las encargadas de controlar y regular la ventilación pulmonar. Los principales centros cerebrales involucrados en la ventilación pulmonar son el bulbo raquídeo y el grupo respiratorio pontino. (Ver Figura 5.4 [5] para una ilustración de los centros respiratorios del cerebro).
Videos suplementarios: Vea los videos suplementarios a continuación relacionados con la anatomía y fisiología respiratoria.
Anatomía del Sistema Respiratorio
Inhalación y Exhalación
Transporte de dióxido de carbono
Tensión superficial
- Este trabajo es un derivado de Anatomía y Fisiología por OpenStax licenciado bajo CC BY 4.0. Accede de forma gratuita en https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology/pages/1-introduction
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- Forciea, B. (2015, 13 de mayo). Anatomía del Sistema Repiratorio (v2.0). [Video]. YouTube. Todos los derechos reservados. Video usado con permiso. https://youtu.be/aqTwrdMS6CE
- Forciea, B. (2015, 12 de mayo). Anatomía y Fisiología: Sistema Respiratorio: Mecánica Respiratoria (v2.0). [Video]. YouTube. Todos los derechos reservados. Video usado con permiso. https://youtu.be/X-J5Xgg3l6s
- Forciea, B. (2015, 12 de mayo). Sistema Repiratorio: C02 Transporte (v2.0). [Video]. YouTube. Todos los derechos reservados. Video usado con permiso. https://youtu.be/BmrvqZoxHYI
- Forciea, B. (2015, 13 de mayo). Anatomía y Fisiología: Sistema Respiratorio: Tensión Superficial (v2.0). [Video]. YouTube. Todos los derechos reservados. Video usado con permiso. https://youtu.be/YHTAausYA94