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Clase
Sistema respiratorio
Resumen de la clase anterior
Vasos
sanguíneos
Sistema
cardiovascular
Recibe sangre
oxigenada de…
Venas pulmonares
formado por…
Sangre
Corazón
formado por…
Presenta…
4 cámaras
2 aurículas
Automatismo
cardíaco
2 ventrículos
izquierdo…
Válvula
bicúspide
Saca sangre pobre
en oxígeno por…
Arteria
pulmonar
Se mide por un…
Electrocardiograma
Válvula
tricúspide
Venas cavas
superior e inferior
Que
es…
Actividad eléctrica
propia
separadas por…
derecho…
Recibe sangre pobre
en oxígeno de…
Saca sangre
rica en oxígeno
por…
Arteria aorta
Aprendizajes esperados
• Identificar la estructura y función de los diferentes órganos del
sistema respiratorio humano.
• Definir los conceptos de mecánica ventilatoria y respiración celular
aeróbica y anaeróbica.
• Explicar los procesos involucrados en el intercambio gaseoso, a
nivel pulmonar y de los tejidos corporales.
• Conocer las estructuras que participan en el intercambio gaseoso
en plantas.
1. Sistema respiratorio
2. Fisiología de la respiración
3. Respiración celular
4. Intercambio gaseoso en plantas
Introducción
El sistema respiratorio en animales esta estructurados por vías y
zonas de intercambio gaseoso, que junto al sistema cardiovascular
llevan oxígeno a cada una de las células.
El oxígeno les permite realizar reacciones metabólicas orientadas a
captar la energía de los nutrientes y producir ATP. Este proceso es
conocido con el nombre de respiración celular.
En las plantas, también se produce la respiración celular, y el
intercambio de gases con el ambiente se realiza en estructuras
conocidas como estomas.
1. Sistema respiratorio
1.1 Estructuras anatómicas
El sistema respiratorio es el
encargado del intercambio de
gases a nivel atmosférico,
sanguíneo y celular. Esto
permite que las células se
abastezcan de oxígeno para la
respiración celular y eliminen los
desechos que producen.
Está
formado
por
vías
respiratorias (cavidad nasal,
faringe,
laringe
tráquea,
bronquios y bronquíolos) y vías
de
intercambio
gaseoso
(alvéolos pulmonares).
1. Sistema respiratorio
1.1 Estructuras anatómicas
cavidad nasal
Nasofaringe
cavidad oral
Laringe
Tráquea
Función general de las vías aéreas superiores: entibiar, humedecer y limpiar
el aire que ingresa del exterior.
1. Sistema respiratorio
1.1 Estructuras anatómicas
1. Sistema respiratorio
1.1 Estructuras anatómicas
Alvéolos pulmonares
La porción terminal de los bronquíolos
deriva en sacos alveolares, formados
por alvéolos pulmonares (750 millones
aproximadamente).
Corresponden a la unidad funcional y
anatómica del intercambio gaseoso o
hematosis; por ello presentan una
membrana delgada, húmeda y muy
irrigada.
2. Fisiología de la respiración
2.1 Músculos de la respiración
El diafragma es el músculo respiratorio
más importante, cuando se contrae
desciende y cuando se relaja vuelve a su
posición inicial. También participan los
músculos
intercostales
externos,
levantando las costillas.
2. Fisiología de la respiración
2.2 Ventilación pulmonar
La parte inferior del
esternón se mueve
hacia adelante
Los músculos
intercostales
externos elevan las
costillas
El diafragma se
mueve hacia abajo
(se contrae)
La inspiración es un proceso
activo, requiere energía para la
contracción muscular.
Al contraerse el diafragma y los
músculos
intercostales
externos, el volumen de la
cavidad torácica y los pulmones
aumenta. Esto genera que la
presión
interna
disminuya
(presión intrapulmonar).
Las diferencias de presión
permiten el ingreso del aire
desde la atmósfera hacia el
organismo.
2. Fisiología de la respiración
2.2 Ventilación pulmonar
La parte inferior del
esternón se mueve
hacia atrás
Los músculos
intercostales
externos bajan
las costillas
El diafragma se
mueve hacia arriba
(se relaja)
La espiración es un proceso
pasivo, no requiere energía.
Al relajarse el diafragma y los
músculos
intercostales
externos, el volumen de la
cavidad torácica y los pulmones
disminuye. Esto genera que la
presión
interna
aumente
(presión intrapulmonar).
Las diferencias de presión
permiten la salida del aire
desde los pulmones hacia el
exterior.
2. Fisiología de la respiración
2.3 Hematosis o respiración externa
Alvéolo pulmonar
Vaso capilar
arteriolar.
Vaso capilar
venular
Hematosis: es el intercambio de gases en el alvéolo en forma pasiva, por
difusión simple a favor del gradiente de concentración.
2. Fisiología de la respiración
2.4 Respiración interna
Corresponde a la entrega de oxígeno
en los tejidos y la captura de dióxido de
carbono. Ambos intercambios son por
difusión simple, a favor del gradiente
de concentración.
Venas.
Arteria
Tejidos
2. Fisiología de la respiración
2.5 Transporte de gases
Transporte de oxígeno (O2)
Transporte de dióxido de carbono (CO2)
•
3 % disuelto en el plasma.
•
7 % disuelto en el plasma.
•
97 % unido a la hemoglobina,
formando la oxihemoglobina en
forma reversible.
•
23 % unido a la hemoglobina, formando
carbaminohemoglobina
en
forma
reversible
•
70 % del CO2 dentro del glóbulo rojo se
asocia con el agua formando ácido
carbónico (H2CO3), el cual se disocia en
bicarbonato (HCO3–) y H+.
El
bicarbonato pasa al plasma y se une al
sodio formando bicarbonato de sodio.
El monóxido de carbono (CO) es
tóxico porque se une a la
hemoglobina de forma irreversible,
formando carboxihemoglobina.
3. Respiración celular
3.1 Concepto
Para obtener energía, la
célula degrada la glucosa en
el citoplasma y luego la oxida
en la mitocondria, obteniendo
de esta forma 38 ATP. Como
es un proceso oxidativo,
requiere de la presencia del
oxígeno que se obtuvo por la
hematosis.
En la respiración celular se dan dos tipos de reacciones:
• Reacciones anaeróbicas
• Reacciones aeróbicas
3. Respiración celular
3.2 Glucólisis
2 ADP
Glucosa
(6 carbonos)
2 ATP
GLUCÓLISIS
2 NAD
2 piruvato o ácido
pirúvico (3 carbonos
cada uno)
2 NADH + H+
Degradación de la glucosa, ocurre en el citoplasma de las células, es una
reacción anaeróbica (una oxidación sin intervención de oxígeno molecular,
independiente de la presencia de oxígeno) donde se obtienen dos moléculas
de ATP y dos moléculas de piruvato, el cual tiene dos posibles destinos:
• Seguir la vía aeróbica, entrando a la mitocondria.
• Seguir la vía anaeróbica o fermentativa.
3. Respiración celular
3.3 Vía aeróbica
Mitocondria: organelo formado por doble membrana, la externa es lisa y la
más interna se proyecta hacia el interior formando las crestas mitocondriales,
lugar donde se producen la cadena transportadora de electrones y la
fosforilación oxidativa. En su interior se encuentra la matriz, donde ocurren la
acetilación y el ciclo de Krebs.
3. Respiración celular
3.3 Vía aeróbica
X 2
X 2
X 2
Acetilación: El piruvato se oxida, se libera una molécula de CO2
formando acetil coenzima A, que ingresa al ciclo de Krebs.
Ocurre en la matriz mitocondrial.
3. Respiración celular
3.3 Vía aeróbica
Ciclo de Krebs: Se
producen
moléculas
aceptoras de energía, es
decir con poder reductor
(NADH y FADH2).
Se libera CO2 y se forman
dos moléculas de ATP.
Ocurre
en
mitocondrial.
la
matriz
3. Respiración celular
3.3 Vía aeróbica
Cadena
transportadora
de
electrones: se utiliza
la energía contenida
en el poder reductor de
NADH y FADH2, para
crear las condiciones
de síntesis de ATP (34)
por el proceso de
fosforilación
oxidativa.
Ocurre en las crestas
mitocondriales.
3. Respiración celular
3.3 Vía aeróbica
Resumen:
La
vía
aeróbica
obtiene la mayor
cantidad de ATP (38
moléculas en total) a
partir
de
una
molécula de glucosa,
siempre que exista
presencia
de
oxígeno.
¿Cuáles son los
productos
quesese
CO2 y finales
H2O, que
liberaneliminan
de la respiración
por la
celular?
espiración.
3. Respiración celular
3.3 Vía aeróbica
¿Cuáles son los
productos
que se
CO2 y H2finales
O, que se
liberan
de la por
respiración
eliminan
la
celular?
espiración.
Rendimiento total
de ATP 36 a 38 ATP
* En algunas células
el costo energético
de transportar los
NADH
(electrones)
formados
en
la
glucólisis hacia la
matriz mitocondrial,
disminuye
el
rendimiento neto de
estos, a sólo 4 ATP
(ej. Hígado).
3. Respiración celular
3.4 Vía anaeróbica
Fermentación láctica:
se produce en muchas
bacterias
(bacterias
lácticas), también en
algunos protozoos y en
el músculo esquelético
humano (cuando es
sometido a estrés físico).
El
rendimiento
energético es menor.
3. Respiración celular
3.4 Vía anaeróbica
Fermentación alcohólica:
se desarrolla en levaduras
(hongo
unicelular)
y
algunas bacterias.
La fermentación alcohólica
es la base de las
siguientes aplicaciones en
la alimentación humana:
pan, cerveza, vino y otras.
4. Intercambio gaseoso en plantas
La respiración celular es
un
proceso
realizado
también en vegetales. El
intercambio gaseoso se
produce a través de los
estomas,
que
son
abiertos o cerrados por
las
células
oclusivas
dependiendo
de
las
necesidades.
Para
la
respiración
celular, ingresa el O2 y
se libera el CO2 y H2O.
Síntesis de la clase
Sistema respiratorio
Estructuras
anatómicas
Funciones
Inspiración
Vías respiratorias
Vías de
intercambio
___________
Ventilación
pulmonar
Respiración
externa o hematosis
________
Respiración
interna
Espiración
___________
Intercambio de gases entre
alvéolos y capilares pulmonares
Intercambio de gases entre
capilares y células
O2
Transporte de
gases
Respiración
celular
_________
CO2
Aeróbica
Anaeróbica