UNIDAD 4: EL SISTEMA CARDIO-RESPIRATORIO

SISTEMA CIRCULATORIO

Introducción

 Nuestras células son las que realizan todas las funciones del organismo y las que crean todas sus estructuras.

Todas las células de nuestro cuerpo necesitan vivir rodeadas de líquido para poder llevar a cabo sus funciones. A este líquido se le llama medio interno. Este medio interno no solo ha de nutrir las células sino permitir que se comuniquen, defenderlas, eliminar desechos, etc. La mayor parte de este medio interno se mueve lentamente entre las células; el llamado líquido tisular. Otra parte se mueve (circula) a mucha mayor velocidad. A este líquido circulante se le denomina sangre y el conjunto de órganos que consiguen este movimiento es el sistema circulatorio (su nombre se debe a que el líquido realiza siempre el mismo recorrido) o sistema cardiovascular (nombre debido a que está implicado el corazón y los vasos sanguíneos). Hay otros líquidos internos a parte del líquido tisular y la sangre. El más relevante es la linfa.

Esquema del medio interno, que a su vez engloba el líquido tisular, y líquido circulatorio (sangre y linfa). Bajo estas líneas se muestra, de forma muy esquemática, las trayectorias que realizan estos fluidos.

 

El líquido tisular se mueve alrededor de las células, aportando nutrientes y recogiendo sustancias de desecho. Este líquido tisular sale y entra de los vasos sanguíneos (estamos a nivel capilar, donde de este modo, se realiza un intercambio de sustancias). A su vez, de los vasos sanguíneos sale gran parte de líquido, que no puede volver a entrar debido a la presión que existe dentro del vaso. Ese exceso de líquido es recogido por los vasos linfáticos, que en un momento dado lo vierte de nuevo en el sistema circulatorio.

Por otra parte, el sistema circulatorio humano es cerrado y el líquido circulatorio no se mezcla con el líquido tisular, excepto a nivel de los capilares, cuyas paredes son muy finas y la circulación sanguínea se ralentiza para facilitar el intercambio de sustancias.

El aparato circulatorio tiene la misión de distribuir el líquido circulatorio (sangre) por todo el cuerpo. Esta circulación es necesaria para:

• Reparto de sustancias por el cuerpo
• Regulación de la temperatura corporal
•  Otros procesos 

Anatomía general del sistema circulatorio

En el aparato circulatorio humano intervienen los siguientes elementos:

1. Sangre. Líquido circulatorio compuesto un 55% por plasma y un 45 por células sanguíneas, de las cuales un 43% son eritrocitos o glóbulos rojos (encargados de transportar O2 y CO2) y un 2% son leucocitos o glóbulos blancos (elementos del sistema inmunitario). Se encuentra siempre en movimiento y siempre viaja por vasos sanguíneos. Si la sangre escapa de un vaso sanguíneo se coagula para evitar la pérdida de presión del sistema.

Elementos celulares de la sangre

2. Vasos sanguíneos. La sangre circula por dentro de los vasos sanguíneos, que son tubos de sección circular. Hay tres tipos: arterias, venas y capilares.

Las arterias salen del corazón y debido al latido tienen alta presión sanguínea.

Las venas son vasos que regresan al corazón.

Los capilares son vasos con paredes muy delgadas, por donde se realiza el intercambio de sustancias con el líquido tisular, es decir, aporta nutrientes y oxígeno a los tejidos y recoge dióxido de carbono y sustancias de desecho de los tejidos.

Intercambio de nutrientes y oxígeno y recogida de desechos y dióxido de carbono entre capilares y líquido tisular

Tanto venas como arterias poseen varias capas para poder realizar su función de transporte.

- Epitelio llamado endotelio

- Conjuntivo elástico: túnica interna

- Capa muscular lisa: túnica media

- Conjuntivo: túnica externa

De izquierda a derecha, estructura de una arteria, una vena y un capilar

El grosor de estos tejidos es mayor en arterias que en venas.
Tanto venas como arterias van ramificándose en vasos cada vez menores.
Las anastomosis (uniones o conexiones ente vasos sanguíneos de pequeño calibre o entre vasos de mayor grosor o calibre) son más frecuentes en venas que en arterias y muy frecuentes en capilares.

Ejemplo de anastomosis: varios capilares se van uniendo hasta desembocar en una vena.

3. Corazón. El corazón es el motor de todo el sistema circulatorio. Aunque este órgano es el mayor responsable de la circulación sanguínea, también ayuda la contracción de las arterias y las válvulas de las venas. 

válvulas venosas

Corazón

Recorrido general del sistema circulatorio

Circulación menor (que va a los pulmones) y mayor (que va al resto de órganos)

Existen dos circuitos: La circulación menor, donde la sangre va y regresa de los pulmones, y la circulación mayor, donde la sangre va y regresa del resto del cuerpo.

Nuestro organismo tiene unos requerimientos prioritarios, y uno de ellos es abastecer a todas las células de oxígeno. Por ello, la sangre tiene que pasar siempre por los pulmones en cada recorrido (circulación menor). Una vez bien oxigenada, la sangre recorre el resto del cuerpo (circulación mayor). Al llegar a diferentes órganos, la sangre:

-Filtra los desechos cuando pasa por el riñón.

-Recoge los nutrientes absorbidos por el intestino cuando pasa por este órgano.

-Recoge diversas hormonas cuando pasa por glándulas endocrinas.

-Cede nutrientes y oxígeno y recoge sustancias de desecho y dióxido de carbono en todos los órganos y tejidos.

Anatomía y fisiología de nuestro sistema circulatorio

El Corazón (Fuente: Proyecto Biosfera)

Partes del corazón

El corazón está rodeado de una membrana que permite su fijación con posible movimiento: el pericardio. Posee cuatro cavidades llamadas cámaras cardíacas. Las superiores se denominan aurículas y se encargan de recibir la sangre de las venas. Las inferiores se denominan ventrículos y su función es impulsar la sangre por las arterias. Entre ambas aurículas y ambos ventrículos existe un tabique de modo que ambos lados del corazón nunca se comunican.

Entre las aurículas y los ventrículos y entre los ventrículos y las arterias existen válvulas, que impiden el retroceso de la sangre para que se produzca su circulación.

• Válvula auricular derecha: tricúspide
• Válvula auricular izquierda: bicúspide o mitral
• Válvula semilunar pulmonar
• Válvula semilunar aórtica

Además, el corazón tiene su propio riego sanguíneo mediante las arterias coronarias.

Movimientos de sístole y diástole del corazón

Movimientos del corazón 


La sangre llega al corazón por una serie de venas. En la aurícula derecha desembocan las venas cavas y en la izquierda las venas pulmonares. La sangre va llenando las aurículas impulsada por las propias venas. Cuando se llenan, ambas aurículas se contraen a la vez (sístole auricular) pasando la sangre cada una a su ventrículo a través de las respectivas válvulas.

A continuación se contraen los ventrículos (sístole ventricular). La sangre no puede volver a la aurícula, porque se lo impide las válvulas y no le queda más remedio que salir por las arterias. Del ventrículo derecho sale la arteria pulmonar y del izquierdo la arteria aorta.

A continuación todo el corazón se relaja (diástole general) y vuelve a iniciarse el ciclo.

Ahora puede enterderse por qué las paredes de las aurículas son más finas que las de los ventrículos. Las primeras sólo deben empujar la sangre hasta los ventrículos. Estos, por el contrario, tienen que impulsar la sangre para que llegue mucho más lejos: El ventrículo derecho hasta los pulmones, el izquierdo a todo el cuerpo. Por esa razón las paredes del izquierdo son mas gruesas que las del derecho.

Principales venas y arterias del cuerpo humano

Arterias

• Aorta. Principal arteria que parte del corazón. Ventrículo izquierdo. Da un giro por detrás del corazón: Cayado aórtico. Da paso a la aorta descendente
• Arterias coronarias. Parten de la aorta ascendente. Riegan el corazón
• Arterias carótidas. Parten del cayado de la aorta hacia la cabeza
• Arterias subclavias. Parten del cayado de la aorta hacia las extremidades superiores.
• Arteria hepática. Riega el hígado
• Arteria mesentérica. Parte de la aorta. Riega el intestino
• Arterias renales. parten de la aorta descendente a los riñones
• Arterias iliacas. Se divide la aorta hacia extremidades inferiores.
•  Arteria Pulmonar. Parte del ventrículo derecho. Se ramifica rápidamente a los pulmones

Venas

• Cava superior. Recoge la parte superior del cuerpo
• Cava inferior. Recoge la parte inferior del cuerpo
• Vena hepática. Recoge la sangre del hígado. Conecta con la cava inferior 
• Venas renales. Recogen la sangre de los riñones. Conectan con la cava inferior

• Venas ilíacas. Recogen la sangre de las extremidades inferiores. Confluyen en la cava inferior
• Venas yugulares. Cuatro venas que recogen la sangre de la cabeza
  Desembocan en las venas braquiocefálicas que confluyen en la cava superior
• Venas subclavias. Recogen la sangre de los brazos. Conectan con las braquicefálicas
• Porta hepática. Sistema venoso aislado que parte de los capilares intestinales forma una vena que se ramifica en el hígado
• Venas pulmonares. Cuatro venas que desembocan en la aurícula izquierda.

Presión sanguínea

En general, un fluido circula desde una zona de alta presión a otra de presión más baja. En el caso del sistema circulatorio, la presión ha de ser lo suficientemente alta para que la sangre llegue a todo el cuerpo, venciendo la gravedad y la fricción en los capilares. Esta presión la produce el corazón al bombear la sangre y se regula por medio de la concentración de sales y de la musculatura de los vasos sanguíneos. La presión generada en la sístole se llama presión sistólica o máxima. La presión que se genera tras la diástole se llama presión diastólica o mínima. La diferencia entre ambas es la tensión diferencial. Los valores normales de ambas presiones son de 120/80. 

El sistema linfático

Sistema linfático

Como vimos al inicio de esta unidad, la presión sanguínea puede ser tan alta, que hace que salga más líquido de los capilares de lo que regresa. El sistema linfático recoge este líquido, lo que explica que la linfa (el líquido que recorre los vasos linfáticos) tenga una composición similar al líquido tisular.

Los vasos linfáticos cuentan con válvulas, que evitan que la linfa retorne y fluya en una dirección. Los vasos linfáticos confluyen unos con otros en los ganglios linfáticos y terminan desembocando en el sistema venoso, a nivel de la vena cava superior.

Las funciones del sistema linfático son:

• Retorno del líquido a la sangre.
• Presentación de antígenos en el sistema inmunitario. Los ganglios linfáticos actúan como filtros que identifican, retienen y destruyen microbios.
• Trasporte de lípidos del intestino al hígado. Se aprovecha el sistema para transporte de lípidos pues una obstrucción de un vaso linfático es menos peligrosa que la de un vaso sanguíneo.

Vaso linfático donde se indica la dirección de la circulación de la linfa y las válvulas

Afecciones del Aparato Circulatorio

 

- Insuficiencia cardiaca. Deficiente bombeo de sangre del corazón. Puede deberse a una lesión en el músculo cardiaco o de las válvulas. Suele acumularse sangre en venas y provoca falta de oxígeno en diversos órganos.

- Infarto de miocardio. Parte del miocardio queda sin riego, generalmente por un trombo en la arteria coronaria. Se produce una falta de oxígeno en el músculo cardiaco que no puede generar energía. El músculo reacciona con una glucolisis anaerobia que vierte ácido láctico y la consecuente acidificación del medio. Si no se restablece la circulación, el músculo afectado muere por falta de energía. Si se restablece la circulación el músculo muere por deficiencias en los equilibrios iónicos de las células.

- Pericarditis y miocarditis. Inflamación del pericardio o del miocardio, debida generalmente a una infección vírica o bacteriana.

- Arritmias. Problemas con el ritmo cardiaco.

- Fibrilación. Contracción sin orden.

-Trombos. Coagulación de la sangre en los vasos. Los trombos pueden dejar sin riego regiones del cuerpo.

- Derrames. Rotura de los vasos con salida de sangre a los tejidos.

-Arteriosclerosis. Formación de placas de grasa en el interior de las arterias. Provoca aumento del gasto cardiaco que a su vez puede dar lugar a hipoxia y trombos.

-Aneurismas. Dilatación anormal de un vaso, generalmente una arteria.

-Varices. Engrosamiento de las venas por dilatación de la capa muscular.

-Hipertensión. Causada por estrés o por reducción de la luz de los vasos sanguíneos. Es importante si aumenta la presión diastólica porque obliga al corazón a bombear con más fuerza. Puede desencadenar arteriosclerosis. Se produce por factores genéticos y raciales, tipo de vida y alimentación o por alteraciones renales.

-Hipotensión. Pérdida de líquido circulatorio. Se puede producir por hemorragias, heridas, quemaduras o Infecciones.

Participación y adaptación del sistema cardiovascular según la intensidad del ejercicio físico

Todo el sistema cardiovascular se adapta al ejercicio que se realice. En individuos sedentarios se vuelve más frágil y es más propenso a sufrir enfermedades. Las principales adaptaciones son:

• Mayor riego sanguíneo en órganos más activos. En tejidos u órganos con más demanda energética se desarrolla más el sistema de vasos sanguíneos:
• Mayor luz de venas y arterias.
• Mayor cantidad y densidad de capilares sanguíneos.

• Disminución del ritmo cardiaco. En personas entrenadas, el ritmo cardiaco es menor que las no entrenadas, tanto en reposo como durante el ejercicio.

• Disminución de la tensión arterial. En personas entrenadas, la tensión arterial es más baja en reposo y aumenta más lentamente durante el ejercicio que en personas sedentarias.

• Vasos más robustos. Las venas y arterias son más robustas en sujetos activos físicamente. Se refuerzan capas musculares y conjuntivas.

• Corazón más grande, con mayor volumen y más potente. La capacidad de las cavidades cardiacas aumenta. La masa de músculo cardiaco y el volumen sistólico se incrementan, es decir, se bombea más sangre por latido.

Un corazón en actividad física intensa puede consumir de 4 a 6 veces más que en reposo, por lo que las probabilidades de que haga uso de un metabolismo anaerobio en un momento dado se incrementan. Por ello es necesario un calentamiento previo al ejercicio, para asegurarnos de que haremos uso del metabolismo aeróbico y que llegará oxígeno a todos los órganos y tejidos de nuestro cuerpo, en especial al corazón.

Parámetros de salud cardiovascular, análisis de hábitos y costumbres saludables

Hábitos saludables y no saludables para el sistema cardiovascular

Los hábitos saludables pueden hacer que las afecciones cardiovasculares queden reducidas o sean menos probables. Entre los hábitos a seguir, tenemos:

• Ejercicio físico diario de intensidad moderada. Mejora el sistema circulatorio en general.
• Correcta alimentación:
• Bajos niveles de grasas saturadas, ácidos grasos trans y colesterol. Evitan el riesgo de aterosclerosis.
• Bajos niveles de sal. Evitan el aumento de presión sanguínea.
• Bajos niveles de azúcar. Evitan diabetes.
• Una alimentación adecuada disminuye el gasto cardiaco y el riesgo de trombos.
• Cuidado en enfermedades pulmonares que puedan afectar al corazón. Determinadas infecciones pulmonares pueden contagiarse al corazón.
• Tranquilidad. Evitar situaciones estresantes continuas.

Hábitos a evitar

• Tabaco. Tanto fumadores activos como pasivos. Aumenta la presión sanguínea y deteriora los vasos sanguíneos.
• Obesidad. Aumenta el gasto cardiaco.

Para que repases, pincha aquí para que puedas hacer un tour virtual por el aparato circulatorio. Puedes visitar también la wiki de anatomiaaplicadaartes (click aquí) para repasar y entender mejor el recorrido que hace la sangre en nuestro organismo (circulación menor y mayor).

SISTEMA RESPIRATORIO

Introducción

Como vimos en unidades anteriores, nuestras células oxidan la materia orgánica para obtener energía. Este proceso es la respiración celular y se realiza en las mitocondrias.

La materia orgánica se obtiene de lo ingerido en la dieta. El oxígeno es un gas, por lo que se obtiene a través del sistema respiratorio.

Este sistema consta de un epitelio, que tiene una gran superficie, donde se realiza el intercambio gaseoso: se difunde el oxígeno del exterior al interior del organismo y el dióxido de carbono del interior al exterior del organismo. El órgano encargado del intercambio de gases es el pulmón.

Nuestro sistema respiratorio ha de aportar oxígeno a la sangre para lo que requiere:

1. Intercambio de gases. Se realiza en un epitelio muy fino de células planas: Alveolos y capilares pulmonares.
2. Conducción de los gases desde el exterior al epitelio de intercambio. Para ello es necesario un sistema traqueal y orificios respiratorios
3. Movilidad del aire: Ventilación pulmonar

Para que el aire pueda aportarnos oxígeno hace falta que se renueve. Sin embargo, dicha renovación nunca es completa, debido a que los alveolos pulmonares son sacos cerrados y por tanto, tienen un volumen limitado. Al proceso de entrada de aire en nuestro sistema respiratorio se conoce como inspiración; al proceso inverso (salida de aire), como espiración. La intensidad y el ritmo respiratorio van a depender de la demanda de oxígeno de nuestro organismo.

Además, el sistema respiratorio tiene ciertos sistemas que aseguran que el aire llega de forma adecuada a los alveolos pulmonares. En primer lugar, en todo el recorrido, pero sobre todo en la cavidad nasal, el aire se calienta y humedece si la temperatura externa es fría. En segundo lugar, dicho aire se limpia de impurezas. En la cavidad nasal muchas partículas sólidas quedan adheridas, otras serán atrapadas en diferentes partes del árbol bronquial. En cualquier caso, existen mecanismos para evacuar estas impurezas.

Anatomía y fisiología del aparato respiratorio

El aparato respiratorio se divide en vías aéreas superiores y vías aéreas inferiores.

Vías respiratorias superiores

1. Vías superiores. Incluye los orificios nasales, los senos paranasales, la cavidad bucal, el paladar y la faringe.



Esquema de la situación de los senos paranasales

1. Nariz y orificios nasales. Es la entrada y salida del aire. Tienen pelos para impedir la entrada de agentes extraños de gran tamaño.
2. Cavidad nasal. En la cavidad nasal se encuentran los cornetes óseos, que separan el aire en varias corrientes. Cuenta también con una gran superficie mucosa y entre sus funciones está la de calentar el aire y humedecerlo además de la olfacción.
3. Senos paranasales. Son cavidades llenas de aire, que proporcionan moco y sirven de cámara de resonancia durante la fonación.
4.  Cavidad bucal. Cavidad donde se comienza a tratar el alimento. Según las circunstancias puede ser también entrada y salida del aire.
5.  Paladar. Separa la cavidad nasal de la oral. Tiene una parte ósea y otra blanda.
6. Faringe. Conducto común al aparato digestivo y al respiratorio que comunica la cavidad nasal y la bucal con la laringe y el esófago respectivamente. Cuenta con abundantes glándulas. En la parte superior desembocan las trompas de Eustaquio procedentes del oído. Aloja la epiglotis, una válvula que regula el tránsito del aire de la tráquea a la cavidad nasal o bucal y el tránsito del bolo alimentario al esófago durante la deglución. La faringe puede cerrarse por desplazamiento del paladar blando en reflejos como salivación, succión y producción de determinados sonidos.

Vías respiratorias inferiores

2. Vías inferiores. Incluye la laringe, el árbol bronquial, los alveolos y los pulmones.
1. Laringe. Está formada por varios cartílagos articulados, revestidos de mucosa y movidos por músculos. Internamente presenta una hendidura antero-posterior, la glotis, limitada lateralmente por unas cintillas membranosas, las cuerdas vocales, dos a cada lado, superiores (falsas cuerdas vocales) e inferiores (cuerdas vocales verdaderas). Los músculos de la laringe movilizan los cartílagos en el acto de la deglución, cerrando la abertura laríngea para evitar que el bolo alimenticio penetre en las vías respiratorias. Las cuerdas vocales se abren sobre todo en la inspiración intensa. Su tensión con la salida de aire produce vibraciones sonoras. Tiene importancia además en la producción de la tos y se cierra para impedir salida de aire en ciertos esfuerzos.

b.    Bronquios y bronquiolos. Los bronquios son la continuación de la parte conductora del aire que van desde la tráquea hasta los alveolos. Por ello, la tráquea se ramifica inicialmente en dos bronquios principales, dirigidos a los pulmones. A continuación aparecen los bronquios lobares primarios (3 en el pulmón derecho y 2 en el izquierdo). A continuación vienen los bronquiolos: bronquios secundarios y terciarios, y finalmente, los bronquios respiratorios, que acaban en los alveolos.

c.    Alveolos. Son los sacos terminales del árbol bronquial, en los que tiene lugar el intercambio gaseoso entre el aire inspirado y la sangre. Hay unos 500 millones de alveolos que aportan una superficie de unos 140 metros cuadrados entre ambos pulmones. Los alveolos son sacos recubiertos en su pared interna por líquido y un surfactante con propiedades tensoactivas (reduce la tensión superficial, favorece la difusión de gases y evita el colapso de los alveolos). Llevan asociados capilares sanguíneos en íntima relación.

d.    Pulmones. El conjunto de bronquio, bronquiolos, alveolos, venas, arterias, capilares sanguíneos y tejido conjuntivo que los une se denomina pulmón. Poseemos dos pulmones de diferente tamaño que rodean en su parte inferior e interna al corazón, situados dentro de la caja torácica, protegidos por las costillas. Están cubiertos por una doble membrana lubricada (serosa) llamada pleura. Entre ambas capas existe una pequeña cantidad (unos 15 cc) de líquido lubricante denominado líquido pleural.

El sistema respiratorio carece de musculatura propia para su movimiento. Para captar aire, utilizamos los músculos intercostales y el diafragma. Además, este sistema es involuntario (no estamos pensando en inspirar y espirar todo el rato) con cierto control voluntario (si queremos aguantar la respiración en un momento determinado, tenemos la capacidad de hacerlo).

En cuanto al tipo de células de este sistema, hay diferentes tipos con funciones concretas.

Esquema y microfotografía de células con cilios, glán-

dulas mucosas y moco en la parte superior (flecha).

• En vías superiores, tanto en las fosas nasales como en la cavidad bucal, el epitelio cuenta con glándulas mucosas, que segregan el moco encargado de atrapar las posibles impurezas.
• En las vías inferiores y la cavidad nasal, el epitelio cuenta con cilios, cuyo movimiento ayuda a expulsar partículas no deseadas. En la tráquea y los bronquios, hay células ciliadas intercaladas con glándulas mucosas. También hay tejido conjuntivo, que sirve de soporte al epitelio, y una capa muscular.
• En los alveolos hay un epitelio muy fino, que cuenta con un tipo celular especial para el intercambio de gases, los neumocitos, que secretan una sustancia surfactante para disminuir la tensión superficial y permitir así la disolución de los gases, que entran y salen de los capilares por difusión (de más a menos concentrado). También hay macrófagos (que defienden a nivel alveolar y lo limpian de las impurezas que no hayan sido atrapadas anteriormente) y endotelio del capilar sanguíneo.

Tipos celulares que se pueden encontrar en el tejido alveolar.

 Transporte gaseoso

Cuando el aire penetra en los pulmones y llega a los alvéolos pulmonares, el oxígeno atraviesa sus delgadas paredes y pasa a los capilares sanguíneos, que los rodean como una fina red. 

Molécula de hemoglobina (oxihemoglobina concretamente)

Esquema del transporte de oxígeno

La hemoglobina, una proteína de los glóbulos rojos de la sangre, recoge el oxigeno del aire inspirado y lo transporta al corazón, desde donde se distribuye, a través de las arterias, a todas las células del organismo. Los glóbulos rojos recogen el dióxido de carbono de las células y lo transportan por las venas hasta el corazón, que lo impulsa hacia los capilares sanguíneos de los alvéolos para su expulsión al exterior.

Esquema del transporte de CO2

El cambio de oxígeno por dióxido de carbono se realiza porque, como todos los gases, ambos se trasladan desde las zonas de mayor presión a las zonas donde la presión es menor (proceso conocido como difusión, como ya vimos en la unidad 1). Entre los alvéolos y los capilares sanguíneos también se produce esta diferencia de presión: al inspirar, la cantidad de oxigeno en los alvéolos es muy superior a la que existe en los capilares, por lo que pasa hacia estos. Con el dióxido de carbono sucede lo mismo: existe una mayor cantidad en los capilares venosos que rodean los alvéolos, por lo que este gas pasa a los alvéolos pulmonares y se elimina a través de la espiración.

La respiración celular

La vida supone un constante consumo de energía, que las células sólo saben utilizar en forma de energía química o energía de enlace (la energía que existe en los enlaces entre los átomos que forman las moléculas).

Para que los alimentos (sobre todo los alimentos energéticos como los glúcidos o las grasas) liberen esa energía, la célula los oxida completamente en un proceso llamado respiración celular (¿lo recuerdas de las unidades 1 y 3?), que ocurre en las mitocondrias y que necesita oxígeno. Ese es el destino del oxígeno que tomamos por los pulmones.

Esquema de la respiración celular

Como consecuencia de ello, el carbono de los alimentos queda completamente oxidado, es decir, queda como CO₂, producto de desecho que debe ser expulsado del organismo.

También se produce agua como producto de desecho, pero esta no se elimina, pues es muy útil para otras muchas funciones del organismo.

Alteraciones en el sistema respiratorio y en la respiración

Las alteraciones en el sistema respiratorio provocan que no funcione correctamente y se pueden agrupar en factores internos y en factores externos:

1. Factores internos:
1. Infecciones. Causadas por hongos, bacterias o virus, pueden desencadenar resfriados, gripes, faringitis, neumonías, bronquitis, etc.
2. Procesos alérgicos. Causados por nuestro propio sistema inmune, pueden producir rinitis alérgica, asma bronquial, etc.
3. Cáncer. Causado por factores diversos, pueden desencadenar cáncer de pulmón, de faringe, etc.
2. Factores externos:
1. Accidentes. Pueden desencadenar lesiones de la caja torácica, lesiones de las vías aéreas superiores, asfixias por obstrucción de las vías respiratorias, etc.
2. Tóxicos. Entre los tóxicos encontramos el tabaquismo, contaminación del aire, tóxicos ambientales, etc.
3. Mala calidad del aire. Debido a temperaturas extremas, baja humedad del aire, partículas en suspensión, etc.

Anatomía general del tórax y mecánica fisiológica de la respiración

Como ya comentamos anteriormente, el sistema respiratorio carece de musculatura que permita el movimiento de aire. Sin embargo, el aire se renueva gracias a la ampliación y reducción de la caja torácica, a la que están adheridos los pulmones:

Procesos de inspiración y espiración

1.  Si la caja torácica aumenta su volumen, se produce una presión negativa que hace que el aire penetre dentro de los pulmones, proceso conocido como inspiración.

2.  Si la caja torácica disminuye su volumen, se produce una presión positiva que hace que el aire salga de los pulmones, proceso conocido como espiración.

Los movimientos de la caja torácica se deben al diafragma (un músculo situado bajo los pulmones y separado de éstos por la pleura) y a los músculos intercostales (situados entre las costillas) y otros músculos torácicos. En la inspiración, el diafragma desciende y las costillas se levantan, aumentando así la cavidad torácica. En la espiración, el diafragma y las costillas regresan a su posición relajada y la caja torácica disminuye su volumen. Además, se puede expulsar más aire durante la espiración, mediante los músculos abdominales, que se contraen, empujan las vísceras hacia arriba y hace que los pulmones se contraigan.


Respiración abdominal y respiración torácica


Como ya sabrías de antemano, existen 2 formas de respiración, la abdominal y la torácica:

1.    En la respiración abdominal o diafrágmica interviene principalmente el diafragma: durante la inspiración, se abulta el abdomen debido a que el diafragma se tensa; durante la espiración el abdomen se relaja debido a la relajación del diafragma.

2.    En la respiración torácica intervienen principalmente los músculos intercostales: durante la inspiración, los músculos se tensan levantando las costillas; durante la espiración los músculos se relajan y las costillas vuelven a su posición inicial.

La respiración normal es mixta. Sin embargo, cuando estamos en reposo predomina la abdominal y cuando realizamos ejercicio físico intenso predomina la torácica. Por otra parte, la respiración abdominal produce relajación física y psíquica, debido a que acelera la circulación venosa, produce un masaje continuo en los órganos abdominales (incluido nervios como el nervio vago) y contribuye a dotar a la respiración de amplitud, relajación y ritmo.


A modo de resumen, échale un vistazo al siguiente vídeo. Está en inglés, pero seguro que entiendes los procesos que se relatan.

En este link podrás repasar algunas nociones acerca del aparato respiratorio. Pincha aquí




Ritmo y volumen respiratorio


Como habrás deducido ya, tanto el ritmo como el volumen respiratorio se ajustan para proporcionar el oxígeno suficiente que necesita nuestro organismo y para eliminar el dióxido de carbono que producimos.
La capacidad pulmonar de una persona adulta es de 4 a 6 litros, pero de esta capacidad pulmonar solo se emplea medio litro de aire durante la respiración habitual. Las inspiraciones y espiraciones forzadas pueden aumentar este volumen hasta unos 3,5 litros, pero siempre queda un volumen residual que no puede eliminarse de las vías aéreas.
El ritmo respiratorio en reposo es de unas 17 veces por minuto. Esto significa que por nuestros pulmones pasan unos 14.000 litros de aire diarios. Por otra parte, el número de inspiraciones depende del ejercicio, de la edad, etc.

Adaptaciones del aparato respiratorio según el ejercicio físico

Como el resto de los sistemas, el aparato respiratorio se adapta a las condiciones en las que estemos:

1)      Con ejercicio físico moderado, este sistema se adapta:

a)      Aumentando la capacidad pulmonar (en ejercicios físicos aeróbicos)

b)      Aumentando la musculatura respiratoria (el diafragma, los músculo intercostales, etc.)

2)    Con ejercicio físico intenso, el sistema aumenta la frecuencia respiratoria mientras el organismo pueda mantenerse en metabolismo aeróbico. En cuanto el oxígeno no sea suficiente para obtener energía, se pasa a metabolismo anaeróbico, que obtiene muy poca energía y dura muy poco tiempo, pero no necesita oxígeno.

Fonación

El aparato fonador es utilizado para comunicarnos, cantar, etc.; y para ello utiliza los órganos respiratorios para producir sonido. Por otra parte, nuestro oído ha evolucionado junto con el aparato fonador para ser más sensible a las frecuencias e intensidades emitidas por este último, algo que es lógico debido a  que para emitir sonidos de forma correcta es imprescindible oír primero esos sonidos.
El aparato fonador es muy similar a un instrumento, ya que cuenta con un sistema de producción de energía, un sistema generador de sonido y un sistema modulador o de resonancia.

A. Sistema productor de energía para la fonación. Están implicados las vías respiratorias inferiores, el diafragma y los músculos del tórax. El sistema productor de energía genera un flujo de aire que se origina por el empuje mecánico que ejerce el diafragma y el tórax sobre los pulmones.

B. Sistema generador de sonido. Intervienen la laringe con sus cuerdas vocales, ubicadas en la laringe atravesándola de lado a lado. Su función es regular el paso del flujo de aire proveniente de los pulmones, cerrando y abriendo el espacio que existe entre ellas conocido como glotis.
El flujo de aire hace vibrar las cuerdas, generando la señal acústica básica de los sonidos emitidos en la fonación.

C. Sistema de resonancia. Están implicadas la laringe, cavidad bucal y cavidad nasal, que se comportan como un complejo sistema de resonancia al  filtrar y reforzar el sonido original. Ocurre algo parecido a una guitarra que aunque vibren las cuerdas deben ser adosadas al instrumento para que generen sonido audible.

Las cavidades bucal y nasal:

• Modifican la frecuencia sonora original.
• Generan ruidos por turbulencias y oclusiones.
• Pueden modificar su forma y volumen afectando a los sonidos emitidos.

La modificación voluntaria de las cavidades permite la articulación de las palabras y en este complejo proceso interviene el área de Broca, una región cerebral.

Productos del aparato fonador

1. Exclamaciones. Las exclamaciones, gritos, llantos son emisiones sonoras que expresan nuestro estado de ánimo.

2. Habla o lenguaje verbal. Es una característica de la especie humana. Una de sus principales diferencias respecto a otras especies. El lenguaje humano es un sistema capaz de transmitir y recibir información mediante señales acústicas codificadas.

3. Canto. El canto es la emisión controlada de sonidos del aparato fonador, siguiendo una composición musical. El canto es el único medio musical que puede integrar habla a la línea musical. 

Adaptaciones del sistema fonador

El sistema fonador también se adapta, aumentando de capacidad e incrementando la coordinación de los músculos implicados en el control de las vías aéreas superiores.

Hábitos y costumbres saludables para aparato respiratorio y la fonación

El epitelio respiratorio, al igual que el digestivo, es muy frágil y susceptible de sufrir infecciones y daños. Por ello se encuentra preparado para superarlas, de modo que siguiendo unos hábitos saludables se pueden evitar la mayoría de ellas.

Principales afecciones del sistema fonador

Entre ellas es muy común que tras un mal uso aparezcan pólipos y nódulos de las cuerdas vocales, laringitis y afonía, ésta última debida a varias afecciones (inflamación, sequedad, sobreesfuerzo de las cuerdas, enfermedades del respiratorio...).

Pólipo nasal

Laringitis (obsérvese la inflamación de las cuerdas vocales)

Hábitos saludables y no saludables para el sistema respiratorio

Los hábitos saludables pueden hacer que las afecciones respiratorias queden reducidas en gran medida.

Hábitos a seguir

·    Ventilación adecuada. Renovar el aire para evitar acumulación de tóxicos o microbios.

·         Evitar ambientes contaminados.

·         Alimentación adecuada.

·         Proteger las vías aéreas en caso de frío intenso.

·    Respirar por la nariz. Calienta el aire, lo humidifica, limpia de impurezas, elimina patógenos.

·   No protegerse en demasía si las circunstancias no lo requieren, porque el sistema se debilita.

·  Lavarse las manos frecuentemente en caso de sospecha de posibles trasmisiones microbianas.

·         Evitar aglomeraciones. Posible fuente de microorganismos.

·  Taparse boca y nariz al toser y estornudar. Previene contagios en otras personas.

Hábitos a evitar

·         Tabaquismo, tanto activo como pasivo.

·         Otros tóxicos.

Hábitos saludables y no saludables para el aparato fonador

Además de los hábitos saludables anteriores merecen mencionarse los siguientes especialmente para cantantes:

- Adecuada alimentación.
- Adecuada hidratación.
- Descando adecuado.
- Ambientes bien ventilados.
- Respirar habitualmente por la nariz.
- No gritar.
- Mantener un estado de relajación muscular y psicológica.
- Realizar entrenamientos de la voz periódicos.
- Cantar en locales acústicamente adecuados.

Evitar

- Forzar el aparato fonador en registro e intensidad.
- Forzar musculatura respiratoria.
- Fumar.
- No mantener reposo tras enfermedades.
- Cantar con medicación.
- Carraspear.
- Alimentos pesados o picantes que puedan producir reflujo gástrico.

 

Fuentes: 

-Proyecto biosfera (http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/profesor/index.htm)

-Web de apuntes de anatomía aplicada del IES Rayuelas (http://ies.rayuela.mostoles.educa.madrid.org/Publicaciones/ApuntesAnatomiaAplicada/indice.htm)

-Biología y Geología 3º secundaria,Proyecto Ecosfera, Ed. SM (2003) Madrid.
-Recursos interactivos del grupo editorial Anaya (http://www.anayainteractiva.com).
-Wikipedia.