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Sistema Respiratorio

El Sistema Respiratorio es el sistema de nuestro cuerpo que lleva el aire (oxígeno) que respiramos hacia nuestro interior para hacer posible el crecimiento y la actividad. El sistema respiratorio se divide en dos sectores:

1. Las vías respiratorias altas o superiores- la nariz, la boca (que también forma parte del sistema gastrointestinal) y la faringe.

2. Las vías respiratorias bajas o inferiores- la laringe, la tráquea, los bronquios y los pulmones los cuales son los órganos propios del aparato respiratorio.

El aire pasa desde la boca y la nariz hasta los pulmones a través de las vías respiratorias (faringe, laringe, tráquea, bronquios, tubos bronquiales, bronquíolos y finalmente los alvéolos) las cuales se van haciendo cada vez mas pequeñas al llegar al pulmón. Al final de cada vía hay unos pequeños sacos de aire como globos que se llaman alvéolos, donde ocurre este maravilloso proceso

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE LA RESPIRACIÓN

El ser humano realiza 26,000 respiraciones al día en un adulto mientras que un recién nacido realiza 51,000 respiraciones al día. El proceso de respiración consiste de un juego de la inhalación (entrada de aire, oxígeno) y de la exhalación (salida de aire, bióxido de carbono). Este proceso depende en gran manera del trabajo del diafragma. Durante la inhalación se contraen los músculos que levantan las costillas a la vez que se contrae el diafragma. En los alvéolos que están dentro de los pulmones, se produce la fase principal del proceso de respiración, la sangre intercambia bióxido de carbono por el oxígeno que entra cuando inhalamos.

·El Sistema Respiratorio es el sistema responsable de distribuir el oxígeno que se encuentra en el aire a los diferentes tejidos de nuestro cuerpo y de eliminar el bióxido de carbono (CO2). Esta función principal de este sistema ocurre de la siguiente manera:

1. La sangre retira el bióxido de carbono de los tejidos y los lleva a los alvéolos pulmonares, donde a través de la exhalación se elimina de nuestro cuerpo.

2. A la vez que se elimina el bióxido de carbono, la sangre “recoge” el oxígeno para ser distribuido en todo nuestro cuerpo. El primer órgano que recibe oxigeno es el corazón.



Mecánica respiratoria:
coordinados movimientos.

La respiración no sería posible sin el funcionamiento conjunto de una serie de estructuras, musculares y nerviosas, que movilizan todo el sistema respiratorio con la finalidad vital de captar oxígeno.

Si bien nuestros pulmones poseen la estructura adecuada para dilatarse y contraerse, según el ingreso o salida de aire, necesitan de la ayuda conjunta de otros órganos y tejidos que faciliten el verdadero sistema de bombeo que nos permite respirar.
Los músculos involucrados en la respiración son importantísimos para realizar los básicos, pero vitales, movimientos de inspiración y espiración.

El diafragma

Es el principal músculo involucrado en el proceso respiratorio. Posee una forma similar a la de un paracaídas y ocupa gran parte de la superficie del tórax. Separa a este último del abdomen y está perforado por una serie de orificios que facilitan el avance de algunas estructuras. Entre ellas destacan el esófago (orificio esofágico) y la aorta (orificio aórtico).

Este importante músculo (el más plano de nuestro cuerpo) está formado por tres grupos de fibras musculares que se entrecruzan.

Sus bordes están conectados a la columna vertebral por la parte posterior; con las costillas inferiores por los lados y por delante, con la parte distal del esternón, formando una verdadera cúpula que aloja a importantes órganos ubicados en este sector, como el hígado, el estómago y el bazo. Es asimétrico -es más extenso por delante que por detrás- ya que las costillas de la parte anterior de nuestro cuerpo son más elevadas. Posee varias partes: una parte vertebral (conocida como pilares del diafragma), otra lumbar (fibras que van desde la primera vértebra lumbar hasta la duodécima costilla), la porción costal (desde la séptima costilla hasta la duodécima) y las fibras esternales (ubicadas en la parte inferior del esternón).

Músculos intercostales

Otra serie de músculos, alojados en el tórax, también participan en el proceso respiratorio. Son los músculos intercostales, que permiten el movimiento de las costillas hacia arriba, abajo y hacia afuera, expandiendo el pecho, tirando los pulmones hacia adelante e incrementando así su volumen.

Imaginemos que nuestro tórax es una verdadera jaula. Las rejillas serían las costillas, cada una ubicada al lado de la otra. Los espacios vacíos entre cada una de ellas (espacios intercostales) están ocupados por estos músculos planos, que forman un verdadero tejido en la zona interna de nuestro tronco.

Los músculos intercostales externos participan en la inspiración y los internos, en la espiración. Su acción conjunta es capaz de estabilizar el tamaño alcanzado por el espacio intercostal ante cualquier movimiento, sobre todo durante la acción del diafragma.

Inspiración y espiración

La renovación constante de oxígeno y la salida de dióxido de carbono exige una organización específica para permitir el ingreso (inspiración) y expulsión (espiración) de aire. Ya que los pulmones no poseen una musculatura propia para efectuar estos procesos, la acción conjunta de los músculos intercostales y el diafragma permite el intercambio gaseoso. Ellos aumentan o disminuyen la capacidad torácica, de acuerdo con los requerimientos de nuestro organismo, agrandando o reduciendo la capacidad de los elásticos pulmones.

Al momento de inspirar, el diafragma se contrae, cambiando de manera radical la fisonomía y capacidad de la caja torácica. Cuando inhalamos aire desde el exterior, la contracción del diafragma comprime las vísceras abdominales y permite un aumento considerable del espacio del tórax, lo que otorga la superficie necesaria para que nuestros pulmones se inflen con el aire inspirado. También contribuyen en esta tarea los músculos intercostales, que se contraen y hacen que las costillas se muevan hacia arriba y afuera, aumentando un poco más la capacidad de la caja torácica.

Al momento de expulsar el aire desde nuestros pulmones (espiración), los músculos involucrados se relajan. El diafragma recupera su forma de paracaídas, las costillas se mueven hacia abajo (en ello también influye la gravedad) y hacia adentro, contrayendo a los pulmones y recuperando el espacio inicial de la cavidad torácica. El flujo de aire finalmente volverá hacia el exterior y será exhalado por las vías aéreas superiores.

Control nervioso de la respiración

Como la mayoría de los procesos que ocurren al interior de nuestro organismo, la respiración está controlada por nuestro computador central: el cerebro. En una verdadera cadena de reacciones, el cuerpo humano es capaz de coordinar todas las estructuras y receptores que ajustan la ventilación a las necesidades físicas de cada momento, tanto en situaciones de reposo como de movimiento.

Desde el tronco cerebral se controlan diversas funciones básicas e involuntarias de nuestro cuerpo, entre ellas, la respiración. El bulbo raquídeo es el segmento específico encargado de determinar el ritmo ventilatorio. Su acción difícilmente es perceptible, ya que al ser un proceso automático, no tenemos conciencia de que lo estamos realizando.

Solo piensa en cuántas veces has inspirado y espirado mientras lees este fascículo. De seguro no lo sabes, porque para ti respirar resulta obvio.

Para facilitar una adecuada respuesta respiratoria, nuestro cuerpo cuenta, además, con una serie de receptores que se estimulan ante sustancias extrañas, afecciones respiratorias y concentraciones anormales de oxígeno y dióxido de carbono, entre otras causas.

Los receptores ubicados en el pulmón reciben el nombre de mecanorreceptores. Su función es captar la información recibida y transmitirla al centro respiratorio, a través del nervio vago (encargado del control visceral). Estos se dividen en tres tipos: receptores de distensión, irritación y vasculares o yuxtacapilares.

Los de distensión son aquellos que responden de manera más lenta y su estimulación provoca la elongación de los músculos lisos de las vías aéreas durante la inspiración.

En tanto, los receptores de irritación son de rápida estimulación y poseen una finalidad más bien defensiva; se activan por gases irritantes, reacciones alérgicas, congestión y embolia pulmonar, entre otros factores, generando respuestas como la tos.

Por último, los receptores vasculares o yuxtacapilares se ubican en el espacio entre alvéolos y capilares, estimulándose por procesos que involucran a esta zona (edema intersticial o la acción de irritantes químicos, entre otros).

Concentraciones gaseosas

Nuestro cuerpo también reacciona ante los cambios en las concentraciones normales de los gases involucrados en el intercambio respiratorio.

Para ello, cuenta con quimiorreceptores tanto para el oxígeno como para el dióxido de carbono, ubicados en su mayoría en algunos sectores de la arteria carótida y en la arteria aorta.

Los receptores que reaccionan ante la presencia de dióxido de carbono se dividen en centrales (células ubicadas en el bulbo raquídeo) y periféricos (presentes en la arteria carótida y en la aorta); mientras que los receptores encargados de mantener un nivel normal de oxigenación son solo periféricos y se sitúan en la bifurcación de la carótida.


Receptores musculares

Tanto los músculos intercostales como el diafragma poseen husos musculares (receptores sensoriales ubicados al interior de la estructura muscular), que captan la elongación de cada uno de ellos. Esta información es determinante para controlar la fuerza de contracción de estos músculos respiratorios.
Estudios señalan, además, que estos importantes receptores estarían involucrados en la disnea (sensación subjetiva de falta de aire), cuando perciben que el esfuerzo muscular no se relaciona con la capacidad ventilatoria alcanzada.


Músculos anexos

Existen otras estructuras musculares que sirven como elementos accesorios durante el proceso respiratorio. Por lo general, participan en él durante la realización de ejercicios y en episodios de insuficiencia respiratoria. Entre los músculos secundarios que colaboran en la respiración destacan el músculo escaleno (anterior y posterior), esternocleidomastoideo, trapecio, los rectos abdominales, los oblicuos y el transverso del abdomen.


Maniobra de Valsalva

Por medio de una coordinada acción muscular y de algunas estructuras, nuestro organismo puede efectuar la maniobra de Valsalva. Esta consiste en realizar una espiración forzada, manteniendo la nariz, la boca y la glotis cerradas. De esta manera, se aumenta la presión intrapulmonar, baja la frecuencia cardíaca y se reduce el flujo sanguíneo en el tórax. En situaciones cotidianas (al toser, inflar un globo o defecar) la efectuamos; también, las personas que transportan objetos pesados y los levantadores de pesas la utilizan para mantener la estabilidad de la caja torácica y optimizar el funcionamiento de los músculos situados en esta zona.


¿Qué otro efecto provoca la contracción del diafragma?

Comprime el hígado, vaciándolo de sangre y mejorando así el retorno venoso.
¿A qué llamamos frecuencia respiratoria? Al número de veces que se repite el ciclo de inspiración y espiración en un minuto.

¿Qué factores determinan la frecuencia respiratoria?

La edad, el sexo y la actividad física, entre otros.
¿Cuántas respiraciones realizamos por minuto? Aproximadamente, 15 a 20.

¿Qué es la hipercapnia?

Es la presencia excesivamente alta de dióxido de carbono en la sangre.


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Respiración y actividad:
equilibrio perfecto.

Nuestro cuerpo actúa de manera tan eficiente que logra adecuarse de manera perfecta a los diferentes escenarios que condicionan nuestra respiración.

Durante todo el día y a cada momento, respiramos. Mientras comemos, caminamos, corremos, subimos un cerro e, incluso, cuando dormimos, nuestro organismo debe oxigenarse. Las exigencias, sin embargo, no son las mismas en cada actividad, por lo que el cuerpo humano posee la increíble capacidad de adecuarse tanto al ambiente como a las exigencias de la acción que estemos realizando. Nuevamente todas las estructuras, órganos e, incluso, otros sistemas involucrados (como por ejemplo, el cardiovascular o el digestivo) se coordinan y logran la respuesta necesaria para capturar del exterior el oxígeno necesario y desechar el perjudicial dióxido de carbono.

Actividad física y respiración

Durante el ejercicio físico (sobre todo, en competencias de alto rendimiento), no solo nuestra ventilación pulmonar aumenta. Tanto la frecuencia cardíaca como el flujo sanguíneo, deben adecuarse a las nuevas condiciones y exigencias del organismo.
Cada vez que realizamos una actividad que demanda energía, aumenta de manera directa el consumo de oxígeno y la producción de dióxido de carbono.

Es por ello que nuestro organismo se prepara, incluso antes de realizar el ejercicio, para responder de manera efectiva a esta exigencia física.

Analicemos lo que pasa con la respiración de un atleta durante una carrera de velocidad. Antes de comenzar la competencia, el encéfalo se encarga de emitir una serie de estímulos nerviosos que son propios de la preparación física. El ritmo respiratorio aumenta y la velocidad de la circulación de la sangre, una vez iniciada la carrera, se incrementa, aproximadamente, unas seis veces.

Esta situación implica que cuanto más rápido circula la sangre, mayor es la frecuencia cardíaca y el intercambio entre oxígeno y dióxido de carbono a nivel alveolar.

La sangre es conducida desde las zonas de poca actividad (en este caso podrían ser los órganos y tejidos del sistema digestivo) hacia las que poseen un mayor requerimiento, en este caso, los músculos involucrados en una carrera. Estos músculos, además, son estimulados por las señales que transmite el área motora de la corteza cerebral, la que además emite señales en forma paralela a los centros respiratorios cerebrales. Incluso, tanto extremidades superiores como inferiores envían múltiples señales sensitivas que viajan a través de la médula espinal y finalizan su recorrido en el centro respiratorio, excitándolo.

Una vez finalizada la competencia, tanto la ventilación como la frecuencia cardíaca bajan de manera rápida, no así la temperatura corporal, que desciende poco a poco.

Cuestión de altura

Uno de los fenómenos que afecta directamente la respiración y la adecuada oxigenación de nuestro organismo es la altura del lugar donde nos encontramos situados (metros sobre el nivel del mar, msnm).
Por lo general, las personas aguantan, en condiciones normales, hasta una altura promedio de 2.500 msnm. Sin embargo, superado ese indicador y a medida que se asciende, el intercambio gaseoso se ve alterado por la baja presión del oxígeno inspirado. No quiere decir que a grandes alturas exista menos oxígeno, sino que la reducción de la presión disminuye el número de moléculas captadas en cada inspiración.

Ya a 5.000 msnm, el suministro de oxígeno baja a la mitad, tanto en situación de reposo como en actividad. Este fenómeno se conoce como "mal de altura" y entre sus molestos síntomas se encuentran: fuertes dolores de cabeza, mareos, vómitos e insomnio.
Estos pueden ser contrarrestados mediante la "aclimatación" con respecto a la altura alcanzada. Esto quiere decir, acostumbrarse paulatinamente a las nuevas condiciones, para que nuestro cuerpo genere más glóbulos rojos y la respiración se vuelva cada vez más profunda, logrando un balance entre la cantidad de oxígeno inhalada y los requerimientos de nuestro organismo. Este es un proceso gradual, que puede durar algunos días y que varía de acuerdo con cada persona.

Presiones submarinas

El agua es mucho más pesada que el aire: aproximadamente, unas 800 veces más. Es por ello que la presión del agua sobre el cuerpo humano es también más fuerte. A la inversa de lo que ocurre en altura, mientras más descendemos, la presión del agua sobre nosotros se incrementa, por lo que buzos y exploradores deben apoyarse en ciertos instrumentos (trajes especiales, tubos de aire comprimido, etc.) para realizar sus tareas con las mínimas complicaciones.

Superada la gran barrera de la respiración bajo el agua, es necesario prevenir una grave afección que puede tener consecuencias fatales para el ser humano.
Recordemos que más de un 70% del aire que respiramos está constituido por nitrógeno. Este es también el principal constituyente de la atmósfera y está presente tanto en las células vegetales como animales y en diversos materiales orgánicos. En el proceso respiratorio, este compuesto solo entra y sale de los pulmones y también actúa para diluir el oxígeno.

Sin embargo, su concentración y distribución en el cuerpo humano varía al momento de estar sumergido a grandes profundidades (30 metros y más) y al emerger súbitamente hacia la superficie. En este momento es cuando se puede producir la enfermedad de descompresión, también conocida como el mal del buzo.

Una vez que se asciende con rapidez a la superficie, el nitrógeno comienza a burbujear en nuestro torrente sanguíneo. Si subimos de manera abrupta, no le otorgamos el tiempo suficiente a este compuesto para que se diluya y escape de los tejidos, por lo que forma verdaderas burbujas de gas que pueden obstruir los conductos sanguíneos, dañar los tejidos o alojarse en las articulaciones, generando intensos dolores.

Movimientos respiratorios anexos
Existen una serie de movimientos que están directamente relacionados con la respiración y las estructuras que participan en este proceso. Si bien no son actividades vitales e, incluso, muchas de ellas son molestas, nos ocurren a diario y pueden ser indicadores de alguna enfermedad.

Uno de estos movimientos es el hipo, que consiste en una serie de contracciones involuntarias y repentinas, del principal músculo implicado en la respiración: el diafragma. El sonido característico del hipo se produce por el cierre brusco de las cuerdas vocales; comienza sin razón aparente y desaparece después de algunos minutos (salvo en las personas que padecen de hipo persistente).
El hipo, incluso, puede presentarse durante el desarrollo fetal, durante el segundo y tercer trimestre de gestación. La madre es capaz de percibir los movimientos rítmicos del bebé que pueden durar algunos minutos, sin llegar a molestarlo.

El estornudo también es considerado un movimiento respiratorio y constituye un reflejo, que se caracteriza por presentar una inspiración inesperada y que no podemos reprimir, seguida de una espiración más violenta. Esta última puede alcanzar (en su salida por los conductos nasales y/o la boca) entre 110 y 160 kilómetros por hora.

El bostezo es una inspiración profunda (en ella abrimos enormemente la boca para captar aire), en la que no necesitamos tener despejadas las fosas nasales, ya que tanto la inspiración como la espiración se realizan, por lo general, a través de la boca. Se desconoce su utilidad, pero implica otras acciones paralelas (estiramiento de los músculos faciales, salivación, lagrimeo, entre otros).

La tos es una contracción repentina de la cavidad torácica. En ella se libera violentamente aire desde los pulmones, tras una inspiración profunda. Puede presentarse de manera automática, pero usualmente está asociada a ciertos estímulos, de origen químico, mecánico o térmico, entre otras causas.

Reservas de oxígeno

La mioglobina es una proteína pequeña, presente en algunos músculos. De apariencia similar a la hemoglobina, tiene como función el almacenamiento y transporte de oxígeno en los músculos esqueléticos y cardíacos.
Esta molécula tiene una función determinante al momento de realizar un ejercicio intenso. Esto, porque una actividad física extenuante demanda un mayor esfuerzo de las células musculares, por lo que estas requieren de una mayor cantidad de oxígeno. Y la mioglobina es la encargada de proporcionar un suministro adicional a los músculos involucrados, para que ellos rindan de manera óptima.


Respiración y sueño

Nuestra respiración es constante, incluso cuando dormimos.

Si bien cada noche dormimos, nuestro cuerpo continúa trabajando incesantemente como una verdadera fábrica. La mayoría de los sistemas continúan en acción, posibilitando la vida, y el respiratorio no es la excepción.
Así, la ventilación y el intercambio gaseoso son acciones que realizamos, incluso, durante el sueño.
Mientras dormimos, la ventilación disminuye, ya que nuestro cuerpo no demanda tanta energía. Los músculos de la faringe se relajan, disminuyendo así el diámetro de esta estructura e incrementando la resistencia al ingreso del flujo de aire (esta situación genera ronquidos en algunas personas).
También, la actividad de los receptores, tanto de oxígeno como de dióxido de carbono, es menor, por lo que la respuesta a las variaciones de estos gases no resulta tan efectiva como cuando estamos despiertos.



¿A cuánto aumenta el volumen alveolar durante el ejercicio intenso?

Aproximadamente, unas 25 veces sobre el volumen normal.

¿Qué situaciones pueden alterar una correcta respiración?
Situaciones de estrés, miedo y angustia.

¿A qué se denomina taquipnea?
A un tipo de respiración anormalmente rápida y superficial.

¿Qué es el barotrauma?
Es una lesión que se produce por los cambios de presión.

¿Qué sucede con los músculos y el oxígeno durante el ejercicio?
Los músculos absorben un 54% más que en una situación normal.

¿Qué ocurre cuando la respiración es jadeante?
Se extrae mayor cantidad de oxígeno del aire por unidad de tiempo.



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