Resumen Biologia IVº Medio

Sistema Respiratorio

La mayoría de los procesos en un organismo vivo consiste en descomponer sustancias complejas por medio de la oxidación, que es un proceso lento y gradual controlado por varias enzimas. A esta oxidación controlada se le denomina respiración

Tipos de respiración

a) Respiración interna: es el tipo de respiración realizada por la celula cuyo objetivo es liberar energía de la glucosa

b) Respiración externa: es el intercambio gaseoso entre la sangre y el medio externo, incorpora 02 y elimina CO2. Ocurre en 2 fases:

- Respiración anaeróbica: ocurre en el citoplasma, en ausencia de oxígeno. La glucólisis (degradación parcial de la glucosa) permite la liberación de energía

- Respiración aeróbica: ocurre en las mitocondrias, en presencia de oxígeno. El ciclo de Krebs (degradación completa de la glucosa) permite liberar energía

Las vías respiratorias

Son conductos encargados de movilizar el aire desde y hacia los pulmones

a) Fosas nasales: constituyen la vía de entrada al sistema. En su interior se encuentran: los cornetes, destinados a la purificación del aire; la pituitaria roja, cuya función es entibiar el aire; y la pituitaria amarilla que contiene los receptores del olfato. La función de las fosas nasales es captar el aire, entibiarlo, humedecerlo y filtrarlo antes de ser llevado a la tráquea, las sustancias extrañas con captadas por los cilios y por medio del estornudo son enviadas hacia afuera

b) La Faringe: es un conducto mixto por donde pasan el aire y los alimentos, de paredes delgadas y abiertas hacia adelante. Sólo sirve para el paso del aire inspirado y espirado

c) La Laringe: presenta la membrana epiglotis, que cubre la tráquea durante la deglución, y el esófago durante la respiración. En ella también se encuentran las cuerdas vocales

d) La Tráquea: tubo cartilaginoso formado por anillos que mantienen el conducto abierto. Interiormente está formada por células ciliadas y productoras de mucus. Las partículas que escapan de la acción de las fosas nasales, son retenidas por el mucus y expulsadas por la tos

e) Los Bronquios: ramificaciones de la tráquea y van una a cada pulmón, donde se ramifican y surgen los bronquios terminales

  

Los pulmones

Son los órganos esenciales de la respiración situados en la cavidad torácica a ambos lados del corazón. En sus superficie interna se encuentra el hilo del pulmón, la depresión central, bronquio, arteria y vena pulmonar, nervios. Cada pulmón está revestido por membranas llamadas pleuras, que están formadas por 2 capas:

- Capa interna o Visceral: se adhiere al pulmón

- Capa externa o Parietal: se adhiere a la caja torácica

Entre ambas capas se encuentra la cavidad intrapleural donde existe líquido. La pleuresía, inflamación de las pleuras, aumenta la cantidad de este líquido

Alveolos Pulmonares

Cada bronquiolo (divisiones de los bronquios) desemboca en un saco de paredes delgadas, que presenta alveolos pulmonares. En este lugar se lleva a cabo el intercambio gaseoso entre el aire y la sangre. A través de la pared de los capilares y de los alveolos, el CO2 de la sangre venosa difunde hacia los alveolos, mientras que el O2 del aire alveolar se desplaza en dirección opuesta. La sangre oxigenada pasa a las venas pulmonares, las cuales abandonan el pulmón por el hilio, llegando a la aurícula izquierda del corazón, donde entregan la sangre purificada

Los Movimientos Respiratorios

Se realizan debido a las diferencias de presiones entre la cavidad pleural y la atmosfera

a) Inspiración: corresponde a la entrada del aire y es un proceso activo

- Ensanchamiento de la cavidad torácica

- Contracción del diafragma

- Disminución de la presión intrapleural

- Aumento del volumen pulmonar

- Contracción de los músculos inspiratorios

- La presión atmosférica es mayor a la intrapleural

- Elevación de las costillas

b) Espiración: corresponde a la salida del aire y es un proceso pasivo

- Disminución de la cavidad torácica

- Relajación del diafragma

- Relajación de los músculos inspiratorios

- Descenso de las costillas

- Disminución del volumen pulmonar

- Aumento de la presión intrapleural

- La presión atmosférica es menor a la intrapleural

Regulación Nerviosa de la Respiración

La respiración es regulada por el Centro de Respiración ubicado en el bulbo raquídeo, donde se encuentra el Neumogástrico que es muy sensible a la cantidad de CO2 existente en la sangre; un aumento de éste, aumenta la frecuencia respiratoria

La frecuencia de la respiración (16 veces por minuto) depende de los centros respiratorios, que son grupos de neuronas que ejercen el control sobre la respiración. El centro respiratorio Bulbar se encuentra en el bulbo e inicia y mantiene la inspiración y espiración; en la protuberancia se encuentran los centros Neumotáxico y Apnéustico que inhiben las neuronas del centro bulbar

Ventilación Pulmonar

Es el volumen y la distribución del aire que llega a los pulmones. Al respirar, ingresan 500cc de aire, a esta cantidad se le conoce como  Aire Circulante, así la ventilación pulmonar alcanza 8 litros de aire por minuto. Pero no todo el aire llega a los alveólos (sólo 350cc), sino que una parte del aire se pierde en el espacio muerto anatómico constituido por las vías respiratorias, conformando la ventilación pulmonar (5,6 litros de aire por minuto)

Si se inspira lo máximo posible, se puede inhalar 3 litros de aire, a esto se le llama aire complementario o volumen de reserva inspiratoria; al final de una espiración, se pueden expulsar 2 litros de aire, lo que se llama aire suplementario o volumen de reserva respiratoria. Después de una espiración, quedan de 1 a 1,5 litros de aire en los pulmones, lo que se denomina volumen residual, debido a esto un trozo de pulmón flota en el agua

La capacidad vital corresponde a la cantidad que una persona es capaz de espirar forzadamente y equivale a la suma de los volúmenes complementarios y suplementarios

Intercambio gaseoso

La ventilación pulmonar entrega a los alveolos el 02 del aire, y retira de ellos el exceso de CO2. El intercambio gaseoso se lleva a cabo en los alveolos por difusión simple, y convierte la sangre venosa en sangre arterial

El nitrógeno: es el gas más abundante en el aire atmosférico, y solo es captado por el organismo a presiones mayores a la normal, lo que provoca embolioisis. Tiene la misma cantidad en aire inspirado y espirado, y actúa como amortiguador de las combustiones

El oxígeno: disminuye en un 4% en el aire inspirado, lo que indica que ha sido utilizado en la combustión de las moléculas energéticas, el oxígeno se combina a la hemoglobina para ser trasportado en la sangre a las células

El Anhídrido Carbónico: tiene mayor cantidad en al aire espirado, lo que indica que es eliminado en el metabolismo, pero no totalmente, ya que los tejidos necesitan la presencia de este gas, el cual estimula la actividad pulmonar

Difusión de los gases atmosféricos

La presión atmosférica es la presión ejercida por el aire sobre nosotros y varía con la altura, disminuyendo cuando se acerca a altitudes. El N2 no se transporta por el organismo debido a su escasa solubilidad en nuestra sangre, mientras que el O2 y el CO2 se transportan por difusión simple:

- Transporte de Oxigeno: una parte se disuelve en el plasma, y el 90% se combina con la hemoglobina, formando la oxihemoglobina, la cual luego libera el 02

- Transporte de CO2: es transportado en la sangre de 2 formas: una parte (el 15%) se une a la hemoglobina formando la carboxihemoglobina; el resto se transporta por el plasma en formas de iones bicarbonatos

La enfermedad de los buzos

El nitrógeno contenido en los tanques de oxígeno que usa un buzo, se disuelve en el plasma por efecto de la gran presión bajo el agua. La alteración de los niveles de nitrógeno en la sangre puede provocar mareos, para disminuir esta condición, el buzo practica un ascenso lento que permita la acomodación del organismo. Cuando el buzo asciende con lentitud, el N2 se elimina normalmente a través de los pulmones, pero si el ascenso es rápido, el N2 se extiende formando burbujas de aire que impiden el flujo de aire e invaden los tejidos. Los efectos dependen de las burbujas formadas y los síntomas mareos, fatiga, dolor muscular, parálisis, atrofia articular, que pueden llevar a la muerte

El Mal de las alturas

Al elevarse sobre el nivel del mar, la presión atmosférica disminuye, disminuyendo la concentración de 02 en el aire. Los síntomas son  debilidad muscular, respiración dificultosa, dolores de cabeza, alucinaciones, coma y muerte. Esto era causado ya que al aumentar la altura, la cantidad de 02 en la sangre disminuye.

La falta de oxígeno afecta a los centros superiores del cerebro humano. Los vasos sanguíneos sin oxígeno pueden provocar aumento de presión sobre los meninges (membranas protectoras del cerebro) y dolores de cabeza, además del aumento de la frecuencia respiratoria

Los habitantes del altiplano no son afectados, ya que se han adaptado a las alturas: se ha producido la hormona Eritropoyetina la cual aumenta el número de eritrocitos. Los pulmones y el corazón de personas del altiplano son de mayor tamaño que los habitantes a nivel del mar

Anoxias

Las anoxias son la insuficiencia de oxígeno en los tejidos, y las hipoxias son la deficiencia de oxígeno en los tejidos. Las causas de las anoxias son variadas, y algunos tipos son:

- Anoxia Anémica: ocurre cuando la sangre pierde la capacidad de transportar el oxígeno, se disminuye la cantidad de glóbulos rojos. Se produce en casos de eritropoyesis defectuosa o insuficiente y también en casos de intoxicaciones con CO

- Anoxia histotóxica: se produce en casos de envenenamientos, el tejido muere por recibir poco oxigeno

- Anoxia por estenosis: existe una disminución del flujo de sangre por un tejido determinado, se produce por traumatismo u obstrucción vascular

- Anoxia anóxica: oxigenación defectuosa de la sangre en los pulmones, se produce por una baja presión de oxígeno en la atmosfera

Sistema Renal

La piel, los pulmones y el riñón forman parte de un conjunto llama aparato nefrourinario, cuya función es la regulación del equilibrio del medio interno mediante la excreción de metabolitos

Los Riñones

Son los encargados de regular la cantidad de agua en el cuerpo y mantener los fluidos a un nivel de acidez y concentración constantes. Esto lo logran filtrando la sangre y eliminando los desechos a través de la orina. En su interior existe una zona llamada hilio renal, por donde penetra la arteria renal. Están constituidos por 2 grandes partes:

- Corteza: es la parte externa del riñón, posee los corpúsculos renales que contienen el elemento de filtración glomerular

- Medula: la parte interna del riñón, está formada por 10-12 pirámides de Malpighi. El vértice de cada pirámide constituye las papilas renales que van a los cálices renales que desembocan en la pelvis renal

Anatomía del riñón

La sangre que lleva desechos entra por la arteria renal, después de ser filtrada sale por la vena renal. La orina es sacada de cada riñón por el uréter. Por medio de contracciones peristálticas, los uréteres transportan la orina a la vejiga, cuyas paredes son capaces de distenderse.

El Nefrón

Es la unidad anátomo-funcional del riñón y su principal función es filtrar la sangre para regular el agua y las sustancias. Son aproximadamente 1.200.000 nefrones en cada riñón. Se compone principalmente de 2 estructuras:

a) Glomérulo Renal: es la ramificación de la arteria renal, que se especializa en la filtración de la sangre. Está constituido por capilares que rodean a la cápsula de Bowman que es en donde se aloja la sangre ya filtrada y la conduce hacia los túbulos. El glomérulo con la capsula forman el corpúsculo de Malpighi. Cuando el glomérulo penetra en el hilio, se forma la arteriola aferente, que penetra en la capsula de bowman; y cuando sale se forma la arteriola eferente

b) Túbulos renales:

- Túbulo proximal: se ubica en la corteza renal, y es donde se reabsorbe el agua y solutos

- Asa de Henle: está entre el proximal y el distal. Consta de una rama ascendente y otra descendente, la cual baja a la medula donde se produce el mecanismo de contracorriente y luego sube por el asa ascendente

- Túbulo distal: se encuentra en la corteza y llega al túbulo colector, reuniendo filtrados de varios nefrones, y desemboca en la papila renal

Mecanismo de contracorriente

Es un mecanismo eficiente para concentrar la orina y evitar la pérdida de agua durante el trayecto por los túbulos. Esto gracias a que el asa descendente del asa de Henle es permeable al agua y no a los solutos, mientras que por la ascendente salen los solutos

Formación de la orina

1) Filtración Glomerular: Se da gracias a la gran cantidad de sangre que pasa por los riñones, y también a que la sangre que llega a la arteriola aferente se filtra por la presión que existe entre esta y la arteriola eferente. Esta filtración permite el paso de líquido filtrado desde el glomérulo hacia la capsula de Bowman

2) Reabsorción tubular: es el encargado de recuperar las sustancias necesarias para la sangre, dejando que las sustancias nocivas sigan su trayecto para ser eliminadas por la orina. Este proceso ocurre por transporte activo o por difusión pasiva a favor de la gradiente de concentración

3) Secreción tubular: mantiene el equilibrio acido-base mediante la reabsorción de bicarbonato y excreción de protones

Composición de la orina

La orina normal contiene 96% de agua, un 4% de sólidos en solución (nitrógeno, fosforo, amonio, creatinina, ácido úrico), y aproximadamente 20g de urea por litro.

Regulación hormonal

El volumen de orina es detectado por la ADH, la cual es la encargada de aumentar o disminuir la permeabilidad al agua en los túbulos renales, para reabsorber o eliminar agua. Cuando el cuerpo de deshidrata, se disminuye el volumen sanguíneo y se aumenta la osmolaridad, es aquí cuando la ADH actúa, aumentando la reabsorción tubular del agua

La aldosterona también participa en la regulación de la orina, la cual se encarga de la reabsorción de Na+, el cual llega agua, regulando el volumen de esta en la sangre

Vías urinarias

- Uréteres: son dos conductos musculares que propulsan la orina desde los riñones hacia la vejiga

- Vejiga: es un órgano hueco en forma de recipiente, sus paredes se relajan y dilatan para acumular la orina; y se contraen y aplanan para vaciarla a través de la uretra

- Uretra: la orina sale de la vejiga a través de la uretra. En las mujeres es un tubo corto que se abre delante de la vagina, y en los hombres es más largo y pasa a través de la próstata y el pene