La función del aparato respiratorio humano, es obtener y transportar oxígeno a cada célula del cuerpo. Además, el sistema respiratorio elimina el dióxido de carbono como producto de desecho. La mayoría de las personas saben que no pueden vivir más de unos minutos sin oxígeno. El oxígeno es esencial para proporcionar energía a sus células.
Comúnmente, nos referimos a la respiración como el movimiento de aire dentro y fuera de los pulmones. Sin embargo, el término respiración tiene significados más específicos.
La respiración externa es el intercambio de gases entre la atmósfera y la sangre. Esto ocurre en los pulmones, donde el oxígeno se difunde desde el aire hacia la sangre, y el dióxido de carbono se difunde desde la sangre hacia el aire.
La respiración interna, es el intercambio de gases entre la sangre y las células del cuerpo El oxígeno se difunde desde la sangre hacia las células. El dióxido de carbono, por otro lado, se difunde desde las células hacia la sangre.
La respiración celular es el proceso químico que tiene lugar en las mitocondrias de todas las células del cuerpo. En este proceso, el oxígeno y las moléculas derivadas de los alimentos reaccionan y producen energía en forma de ATP. El dióxido de carbono y el agua se producen como desecho en este proceso.
Aparato respiratorio humano
El aparato respiratorio humano está formado por las vías respiratorias y los pulmones.
Vías respiratorias
El aire que ingresa a los pulmones, viaja a través de la cavidad nasal, faringe, laringe, tráquea, bronquios y bronquiolos.
La cavidad nasal tiene muchas proyecciones óseas que crean una gran superficie. Contiene muchos capilares sanguíneos y está cubierta de tejido epitelial. Muchas sus células secretan moco que atrapa partículas extrañas, limpiando el aire.
Tanto el conducto nasal como la boca se abren hacia la faringe. Si los conductos nasales están bloqueados, el aire puede llegar a los pulmones a través de la boca. Sin embargo, con mucho menos área de superficie que las fosas nasales, la boca no es tan efectiva para limpiar y calentar el aire.
Desde la faringe, el aire se mueve hacia la tráquea. La epiglotis impide que entren alimentos a la tráquea cuando comes. Justo debajo de la epiglotis está la laringe, o caja de voz. Aquí están las cuerdas vocales, hechas de tejido conectivo resistente. Cuando el aire pasa por las cuerdas vocales, vibran y producen sonido.
La tráquea transporta aire hacia los bronquios derecho e izquierdo. Dentro de los pulmones, los bronquios se ramifican en tubos más finos llamados bronquiolos. Estos tubos tienen anillos de cartílago que los mantienen abiertos. Al final de cada bronquiolo hay un grupo de bolsas de aire microscópicas en forma de globo. Estos se llaman alvéolos.
Al igual que la cavidad nasal, el revestimiento de las demás vías respiratorias contiene cilios y células que secretan moco. Cualquier partícula que pase los conductos nasales generalmente se adhiere al moco. Los cilios barren la mucosidad de los pulmones. La tos ayuda a eliminar objetos grandes de las vías respiratorias y los pulmones. En conclusión, contamos con adaptaciones que aseguran que solo el aire limpio llegue a los alvéolos.
Para tener en cuenta!
La nicotina en el humo del cigarrillo inhibe el movimiento de barrido de los cilios durante varias horas. Además, el alquitrán ingresa a los pulmones más rápido de lo que los cilios pueden eliminarlo. En consecuencia, similar a un filtro obstruido, los cilios son menos efectivos para limpiar el aire que ingresa a los pulmones.
Los pulmones
Los pulmones son grandes órganos en forma de saco, en los que tiene lugar la respiración externa. Cada pulmón está rodeado por una doble membrana llamada pleura. La pleura externa está unida a la pared torácica. La pleura interna está unida a los pulmones. El espacio entre las dos membranas contiene un fluido lubricante que permite el libre movimiento de los pulmones.
Los alvéolos son las unidades funcionales de los pulmones (figura 2). Están rodeados de capilares. Las paredes de los alvéolos son delgadas y húmedas. Los gases pueden difundirse fácilmente a través de la membrana alveolar.
Intercambio de gases
Para suministrar a las células del cuerpo un nuevo suministro de oxígeno, el aire en los pulmones debe reemplazarse constantemente. La inspiración, o inhalación, es la fase de la respiración que lleva aire a los pulmones. Durante la espiración o la exhalación, se expulsa aire de los pulmones.
El oxígeno
En la respiración externa, el oxígeno del aire se mueve hacia el sistema respiratorio y termina en el alvéolo. Aquí, el oxígeno pasa a la sangre. Esto sucede porque el nivel de oxígeno es más alto en el aire alveolar que en la sangre, por lo que el oxígeno se difunde del aire a la sangre. La sangre luego transporta oxígeno a las células del cuerpo. Las células usan constantemente oxígeno, lo que reduce su concentración. Por lo tanto, la concentración de oxígeno siempre es menor en el citoplasma de las células del cuerpo que en la sangre. Como resultado, el oxígeno se difunde desde la sangre hacia las células.
Una pequeña cantidad de oxígeno se disuelve en el plasma sanguíneo. Sin embargo, la mayoría de las moléculas de oxígeno se unen a la hemoglobina. La hemoglobina es una proteína ubicada en los glóbulos rojos. La hemoglobina con oxígeno unido le da a la sangre un color rojo brillante. la función de la hemoglobina fue descubierta por Claude Bernard.
El dióxido de carbono
El dióxido de carbono, producto de la respiración celular, se acumula en el citoplasma de las células. Hay mayor concentración de dióxido de carbono en el citoplasma que en la sangre. El dióxido de carbono se difunde fuera de las células hacia la sangre. Hay más dióxido de carbono en esta sangre que en el aire alveolar. Por lo tanto, el dióxido de carbono se difunde fuera de la sangre hacia los alvéolos.
Al igual que el oxígeno, una pequeña cantidad de dióxido de carbono se disuelve en el plasma sanguíneo. Parte del dióxido de carbono se adhiere a la hemoglobina. Sin embargo, la mayor parte del dióxido de carbono reacciona con el agua en el citoplasma de los glóbulos rojos. Una enzima acelera la formación de ácido carbónico, o H2CO3, en el citoplasma. En los pulmones, los iones de bicarbonato vuelven a convertirse en dióxido de carbono.
Control de la frecuencia respiratoria en el aparato respiratorio humano
Los músculos de las costillas y el diafragma son músculos estriados. Como tal, pueden estar bajo control voluntario. Puedes elegir tomar respiraciones profundas o respiraciones superficiales. Incluso puede optar por dejar de respirar por un corto tiempo. Sin embargo, tus controles automáticos se hacen cargo, forzándote a tomar aire. Los músculos de las costillas y el diafragma son estimulados automáticamente por varios nervios. Estos nervios traen impulsos desde un centro de respiración profundo en el cerebro.
La frecuencia respiratoria depende de su nivel de actividad. Cuando duermes, tu respiración se ralentiza. Cuando haces ejercicio, tu respiración se acelera. Estos cambios en la tasa son lógicos. Durante el sueño, sus células usan menos oxígeno y producen menos dióxido de carbono que cuando está despierto y activo.
El control de la frecuencia respiratoria es complejo. Un grupo especial de células conectadas al centro de respiración monitorea constantemente el pH de la sangre. Cuando aumenta la cantidad de dióxido de carbono en la sangre, por ejemplo, el pH de la sangre aumenta y estas células envían mensajes al centro de respiración. El centro de respiración, a su vez, envía una señal al diafragma para que se contraiga, lo que provoca un aumento en la frecuencia respiratoria. El aumento de la frecuencia respiratoria elimina el dióxido de carbono de la sangre y devuelve el pH a la normalidad.
Taller de lectura
- ¿Cuál es la función del aparato respiratorio humano?
- Escriba las definiciones de respiración externa, interna y celular.
- Escriba las funciones de la cavidad nasal, faringe, laringe, tráquea, bronquios y bronquiolos.
- ¿Qué son los pulmones y cómo se llama la membrana que los rodea?
- ¿Qué son los alvéolos y cómo están formados?
- ¿A qué llamamos inhalación y exhalación?
- Describa la manera como se difunde el oxígeno dese la cavidad nasal hasta las células.
- Describa la manera como se difunde el dióxido de carbono dese las células hasta la cavidad nasal.
- Haga un resumen sobre el control de la frecuencia respiratoria.
- Dibuje el aparato respiratorio humano.
