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6.4 Intercambio de gases
El sistema respiratorio:
visión general
• Los pulmones están continuamente
llenándose y vaciándose de aire, en un
proceso llamado ventilación.
• En el corto tiempo que el aire permanece
en los pulmones, se produce difusión de
oxígeno hacia una enorme superficie de
finos vasos sanguíneos. También se da la
difusión de CO2 de los vasos hacia el aire.
El sistema respiratorio:
visión general
• Nuestros pulmones actúan
coordinadamente con el corazón y los
vasos sanguíneos para asegurar que
todas las células reciben oxígeno y se
deshacen del dióxido de carbono, por
difusión, en el proceso de intercambio
gaseoso.
• La respiración celular es el proceso
bioquímico por el que se rompen enlaces
de la molécula de glucosa y se libera
energía en forma de ATP.
intercambio gaseoso en el
pulmón
El sistema respiratorio:
visión general
• Realizar un mapa conceptual que
diferencie e interconecte los tres
procesos: ventilación, intercambio
gaseoso y respiración celular.
Ventilación
Intercambio
gaseoso
Respiración
celular
El sistema respiratorio:
visión general
• La reposición continua del aire de los
pulmones permite que la difusión
mantenga el mismo ritmo.
• El movimiento o difusión de gases es
llamado intercambio gaseoso.
• Hay dos lugares donde se produce
intercambio gaseoso: en los vasos
capilares de los alveolos pulmonares, y en
los vasos capilares del resto del cuerpo.
Diferentes sistemas de ventilación e
intercambio gaseoso en el mundo animal
En los insectos, la difusión de gases se
dá desde el aire hasta cada una de las
células del cuerpo a través de tubos de
ventilación llamados tráqueas.
sistemas de ventilación en el
mundo animal
En animales
acuáticos los
gases se difunden
desde el agua al
sistema
sanguíneo que
forma una red de
finos capilares en
las branquias.
Necesidad de un sistema de
ventilación
• ¿Por qué los seres unicelulares
sobreviven perfectamente sin un sistema
de ventilación?
• En los pulmones, la ventilación mantiene
los gradientes de concentración de O2 y
CO2 entre el aire del alveolo y la sangre
que fluye por los capilares que lo rodean.
Hay más O2 en el atrio del alveolo que en
los capilares, y más CO2 en los vasos
que en atrio.
Los alveolos pulmonares
• Características que permiten a los
alveolos realizar el intercambio gaseoso:
- gran superficie total.
- una pared consistente en una capa
simple de células planas.
- una película de humedad y una tupida
red de capilares.
- los vasos capilares tienen una sola capa
de células delgadas.
Los alveolos pulmonares
• Los neumocitos son las células que forman las
paredes de los alveolos pulmonares.
Los alveolos pulmonares
• Los neumocitos de tipo I son células
alveolares extremadamente finas, que facilitan
el intercambio de gases. Constituyen el 95% de
la superficie alveolar.
• Los neumocitos de tipo II segregan una
solución que baja la tensión superficial del agua:
“surfactante pulmonar”, que crean una superficie
húmeda dentro de los alveolos para evitar que
los laterales del alveolo se adhieran entre sí.
Histología de la pared alveolar.
http://es.pneumowiki.org/mediawiki/index.php/Archivo:Histolog%C3%ADa_de_la_pared_alveolar.jp
g
Anatomía del sistema de
ventilación
Alveolos pulmonares
Poseemos unos 300 millones
http://fisioinfancia.com/wp-content/uploads/2013/01/embriologia-sist-respi.jpg
Alveolos pulmonares
Las bolsas globulares aumentan la superficie de
contacto aire-vasos
Anatomía del sistema de
ventilación
- Pulmones
- Diafragma
- Bronquios
- Bronquiolos
- Alveolos
- Tráquea
- Laringe
- Faringe
- Epiglotis
- Cuerdas vocales
- Coanas
- Fosas nasales
- Senos nasales
- Pleura
3
4
6
7
pleura
epiglotis
bronquios
alvéolos
senos nasales
cuerdas vocales
diafragma
bronquiolos
ACTIVIDAD
• Hacer un dibujo del sistema respiratorio,
señalando las estructuras principales.
Hacer un dibujo detallado aparte de los
alvéolos y su irrigación sanguínea.
• Realizar un diagrama del número de
membranas celulares distintas que pasa
una molécula de oxígeno desde el pulmón
hasta el citoplasma de la célula donde se
dará la respiración.
Mecanismo de ventilación
• Los tejidos de los pulmones no tienen
movimiento, pues no son musculares sino
principalmente epiteliales y conectivos.
• El mecanismo de ventilación de los
pulmones se explica por los cambios de
volumen y presión originados por los
músculos intercostales internos y
externos, el diafragma y los músculos
abdominales.
El mecanismo de ventilación se basa en la relación inversa
que se da entre presión y volumen: un incremento en
volumen hace que decrezca la presión y entre el aire.
Mecanismo de inspiración
• El diafragma se contrae y baja, mientras
los músculos intercostales y abdominales
hacen que suban las costillas. Estás
acciones hacen que el volumen de la caja
torácica aumente.
• Al aumentar el volumen, la presión baja
con respecto al medio, creando una “vacío
parcial”. El aire entra a través de la
tráquea y llena los alveolos.
• La espiración es el proceso inverso.
Mecanismo de la inspiración
- El diafragma es un músculo que al momento de
contraerse se desplaza hacia abajo agrandando la
caja torácica, empujando el contenido abdominal hacia
abajo y hacia delante, de forma que la dimensión vertical
del tórax aumenta. Esta acción es la principal fuerza que
produce la inhalación o inspiración .
- Al mismo tiempo que el diafragma se mueve hacia abajo
un grupo de músculos intercostales externos, al
contraerse, levantan la parrilla costal y el esternón.
Esta acción de levantamiento incrementa el diámetro de
la cavidad torácica. El incremento en el volumen torácico
crea una presión negativa que causa que el aire entre a
los pulmones.
En la inspiración, el diafragma, al contraerse, baja y
agranda la caja torácica. En la espiración, el
diafragma se relaja y sube, aumentando presión.
Mecanismo de la espiración o
exhalación
• La exhalación o espiración es el fenómeno opuesto a
la inspiración, y el aire sale de los pulmones. Es una
fase pasiva de la ventilación, porque el tórax se retrae y
disminuyen todos sus diámetros, casi sin intervención de
la contracción muscular.
• La espiración se considera como un fenómeno pasivo y,
no obstante, en parte es también activo, como lo era la
inspiración, puesto que intervienen en este acto algunos
músculos como los intercostales internos, a los que
hay que añadir los músculos abdominales en la
espiración forzada (vómito, defecación) y el dorsal
ancho en los accesos de tos.
*
* al mencionar los músculos intercostales, se refiere a los externos,
que al contraerse levantan la caja torácica, aumentando su volumen
(por tanto bajando la presión interna) y facilitando la inspiración.
videos
• http://www.youtube.com/watch?v=ps64D3
Juv5A
• http://www.youtube.com/watch?v=gYSIWc
eGMxY&feature=related
Enfermedades en los pulmones:
cáncer, enfisema, asma, neumonía
Causas y consecuencias del cáncer de
pulmón.
• Cáncer que se forma en los tejidos del pulmón,
por lo general, en las células que recubren las
vías respiratorias.
• Existen 2 tipos principales de cáncer pulmonar:
• Cáncer pulmonar de células no pequeñas
(CPCNP) que es el tipo más común.
• Cáncer pulmonar de células pequeñas (CPCP)
que conforma aproximadamente el 20% de
todos los casos.
https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/007270.htm
https://www.pinterest.com/pin/458170962061158330/
Causas y consecuencias del cáncer de
pulmón.
• El cigarro es la principal causa de este tipo de cáncer. El cáncer
pulmonar también puede afectar a personas que nunca han
fumado. El tabaquismo pasivo (inhalar el humo de otros) incrementa
el riesgo de cáncer pulmonar.
• Los siguientes factores pueden incrementar el riesgo de cáncer
pulmonar:
• Exposición al asbesto y a químicos cancerígenos, como el uranio, el
berilio, el cloruro de vinilo, los cromatos de níquel, los productos del
carbón, el gas mostaza, los éteres clorometílicos, la gasolina y los
productos de la combustión del diesel.
• Antecedentes familiares de cáncer pulmonar.
• Altos niveles de contaminación del aire.
• Altos niveles de arsénico en el agua potable.
Causas y consecuencias del cáncer de
pulmón.
Causas y consecuencias del cáncer de
pulmón.
• Tratamiento:
• El tratamiento para el cáncer de pulmón depende del
tipo de cáncer, de lo avanzado que esté y de cuán
saludable esté la persona:
• La cirugía para extirpar el tumor se puede hacer cuando
este no se haya propagado más allá de los ganglios
linfáticos cercanos.
• La quimioterapia utiliza medicamentos para destruir las
células cancerosas y detener el crecimiento de las
nuevas células.
• La radioterapia utiliza potentes rayos X u otras formas
de radiación para destruir las células cancerosas.
VIDEO: https://www.youtube.com/watch?v=IWOzzqA3l7c
Causas y consecuencias del asma
• El asma es una enfermedad crónica de los
pulmones que inflama y estrecha las vías
respiratorias.
• El asma causa períodos repetidos de
sibilancias (silbidos al respirar), presión en
el pecho, dificultad para respirar y tos.
Con frecuencia la tos se presenta por la
noche o en las primeras horas de la
mañana.
Causas y consecuencias del asma
https://www.nhlbi.nih.gov/health-spanish/health-topics/temas/asthma
Causas y consecuencias del asma
• Tratamiento de largo plazo: Los
corticoesteroides inhalados son las medicinas
preferidas. Son la alternativa más eficaz para el
alivio a largo plazo de la inflamación e
hinchazón.
• Tratamiento de acción inmediata: Los
agonistas beta2 inhalados de acción corta.
Actúan rápidamente para relajar los músculos
tensos que rodean las vías respiratorias durante
una crisis. Así estas se despejan y dejan pasar
el aire.
Causas y consecuencias del asma
Causas y consecuencias del “enfisema
pulmonar”
• El enfisema es un tipo de enfermedad
pulmonar obstructiva crónica (EPOC) en
donde los alveolos, las bolsitas de aire de
los pulmones, se dañan. Como
consecuencia, su cuerpo no recibe el
oxígeno que necesita. El enfisema hace
que sea difícil recuperar el aliento.
También le puede causar tos crónica y
dificultades para respirar durante el
ejercicio.
Causas y consecuencias del “enfisema
pulmonar”
Causas y consecuencias del “enfisema
pulmonar”
• La causa más común es el cigarrillo. Si fuma,
dejar de fumar puede ayudarlo a no adquirir la
enfermedad. Si ya tiene enfisema, dejar de
fumar puede evitar que empeore. El tratamiento
depende de la severidad de los síntomas que
pueden ser leves, moderados o severos. El
tratamiento incluye inhaladores, oxígeno,
medicinas y, algunas veces, cirugía para aliviar
los síntomas y prevenir complicaciones.
Video sobre tabaco: https://www.youtube.com/watch?v=gwuwrRK-I2Y
Causas y consecuencias del “enfisema
pulmonar”
• Otras causas:
• El medio ambiente: smog en las ciudades o químicos y
emanaciones en industrias.
• La edad avanzada, cuando se pierden las capacidades elásticas, no
solo de las zonas musculares, sino también a nivel celular.
• Bronquitis crónica, que debilita el funcionamiento de los pulmones y
del sistema respiratorio.
• Deficiencia de alfa-1 antitripsina, que es un químico producido en
los pulmones que protege a los pulmones de este daño. Sin
embargo esta es una patología de carácter hereditario.
• El asma también podría producir enfisema, y también puede ser
generada de manera hereditaria o debido a la edad. Sin embargo
los tratamientos para evitar la enfermedad han resultado exitosos si
el diagnóstico es oportuno.
http://enfisemapulmonar.com/
Causas y consecuencias de la “neumonía”
• La neumonía es una infección de uno o
los dos pulmones. Muchos gérmenes,
como bacterias, virus u hongos,
pueden causarla. También se puede
desarrollar al inhalar líquidos o químicos.
Las personas con mayor riesgo son las
mayores de 65 años o menores de dos
años o aquellas personas que tienen otros
problemas de salud.
Causas y consecuencias de la “neumonía”
Causas y consecuencias de la “neumonía”
FIN