Fisiología Aparato Respiratorio

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FISIOLOGÍA DEL 
SISTEMA 
RESPIRATORIO
Órganos
 Cavidad nasal
 Faringe
 Laringe
 Tráquea Parte conductora
 Bronquios
 Bronquiolos 
 Pulmones (Alvéolos pulmonares = Parte de 
intercambio)
SISTEMA RESPIRATORIO
Cavidad Nasal Faringe
Epiglottis
Laringe
Esófago
Tráquea
Bronquios
Arteria 
Pulmonar
Vena 
Pulmonar
Ramas de las
Venas y Arterias
Pulmonares
Bronquiolo
Alvéolos 
Red 
Capilar
Respiración
 Proceso mediante el cual se lleva a cabo el intercambio 
de gases (nivel celular y de organismo).
 Entra O2 (inhalar o inspirar).
 Sale CO2 (exhalar o espirar).
 La respiración tiene como función incorporar al 
organismo el oxígeno que todas las células requieren 
para realizar los procesos metabólicos y permite 
eliminar el CO2 hacia el exterior.
El proceso respiratorio
 Ventilación pulmonar: 
Inspiración y espiración.
 Intercambio gaseoso entre el 
aire y la sangre.
 Transporte de los gases por la 
sangre.
 Intercambio gaseoso entre la 
sangre y los tejidos.
 Respiración celular.
Cavidad nasal o nariz
 Es una estructura por donde
entra el aire y es calentado,
filtrado y humedecido.
 Presenta un par de orificios
llamados narinas o fosas
nasales, cubiertas por una
serie de pelillos que detienen
el polvo.
 La mucosa nasal que la
recubre humidifica el aire. 1
1 Audersirk T., Audersirk T., Byers B. “Biología, Ciencia y naturaleza” Pearson, Prentice Hall, 2004
Fosas nasales
 Dos cavidades óseas situadas 
sobre la cavidad bucal.
 Separadas por el tabique nasal
 En las paredes laterales están los 
cornetes
 Comunicadas con senos 
paranasales, faringe y glándulas 
lagrimales
Senos Paranasales
 Es el conjunto de huecos en
huesos de la cara que se
encuentran en pares.
 Funciones: calentar el aire
antes de que penetre a la
tráquea.
 También retienen
sustancias extrañas a
través de su mucosa ciliada
y su producción de moco.
 Su inflamación (y a veces
infección) se conoce como
sinusitis.
http://entcentre.faithweb.com/faqs/ParanasalSinusesDisorders/WhatAreParanasalSinuses.htm
Fosas nasales
 Epitelio ciliado con 
células productoras de 
moco
 En la parte superior 
contiene 
terminaciones de los 
nervios olfatorios
 Funciones: olfato; 
limpia, calienta y 
humedece el aire 
inspirado
Faringe
 Común a aparatos digestivo
y respiratorio.
 Comunica con:
 Boca por istmo de las
fauces
 Esófago
 Fosas nasales por coanas
 Laringe por glotis
 Oído medio por trompas
de Eustaquio. 
Laringe
 Se encuentra localizada
debajo de la faringe.
 Tiene como función dar paso
al aire, así como proteger a la
tráquea del alimento.
 También tiene la función de
la fonación (habla).
1 Audersirk T., Audersirk T., Byers B. “Biología, Ciencia y naturaleza” Pearson, Prentice Hall, 2004
Laringe
 Tubo musculo-cartilaginoso 
comunica faringe y 
tráquea.
 Delante de faringe.
 Formado por hueso hioides
y cartílagos.
 Cartílago tiroides forma una 
prominencia (más 
prominente en hombre), o 
nuez de Adán.
Laringe
Laringe
 Formada por las siguientes
estructuras:
o Epiglotis.- Cartílago en
forma de hoja; su función
es cerrar la glotis durante
la deglución.
o Glotis.- Encargada del
cierre de la laringe, aloja
las cuerdas vocales, que son
una serie de laminillas que
vibran con el aire y
producen el sonido.
1 Audersirk T., Audersirk T., Byers B. “Biología, Ciencia y naturaleza” Pearson, Prentice Hall, 2004
Laringe
 Epiglotis: lengüeta cierra la 
entrada a laringe en la 
deglución
 Encuentro dos repliegues: 
cuerdas vocales (falsas y 
verdaderas)
 Tamaño determina el timbre
Tráquea
 Conducto situado entre la laringe y el origen
de los bronquios, de 12 a 15 cm de largo y
formado por 16-20 cartílagos en forma de
anillo, unidos entre sí.
 Al bifurcarse forma los bronquios y cada
uno abre paso a uno de los pulmones.
 También está recubierta por una mucosa
ciliada, productora de moco.
 La expulsión del moco formado es a través
de la tos.1
http://ruby.kordic.re.kr/~vr/CyberAnatomy/HTML/trachea.html
1 Audersirk T., Audersirk T., Byers B. “Biología, Ciencia y 
naturaleza” Pearson, Prentice Hall, 2004
Tráquea, bronquios y bronquiolos
 Tráquea: Delante de 
esófago.
 Anillos cartilaginosos 
 Se divide en dos 
bronquios (penetran en 
pulmones)
 Sigue dividiéndose en 
bronquiolos y terminan 
en alvéolos cubiertos de 
surfactante (rodeados 
de capilares).
Epitelio respiratorio
 Cilíndrico pseudoestratificado
ciliado con células caliciformes 
secretoras de moco
 Movimientos ciliares: Recogen 
gérmenes y partículas que 
trasladan a garganta para 
expulsarlas.
Bronquios
 Ramificaciones que se
encuentran al final de la
tráquea, dividiéndose en dos
porciones: derecho e
izquierdo.
 Está formado por el mismo
tipo de tejido que la tráquea.
 Como un “árbol”, se va
ramificando en: bronquios
principales, bronquios
lobulares, bronquiolos y
bronquiolos terminales.1
1 Audersirk T., Audersirk T., Byers B. “Biología, Ciencia 
y naturaleza” Pearson, Prentice Hall, 2004
Bronquiolos
 Son la continuación de los 
bronquios. Conectan los 
bronquios con los alvéolos 
pulmonares.
 Son ramificaciones más 
delgadas que parten de los 
bronquios terminando en 
unas pequeñas dilataciones 
llamadas alvéolos 
pulmonares.
PULMONES
 Son dos sacos blandos,
esponjosos y dilatables,
con forma de cono
truncado en donde la
base descansa en un
músculo fuerte llamada
diafragma.
 Formados por un
conjunto de bronquiolos
y alvéolos pulmonares,
los cuales son la unidad
fundamental del pulmón.
 Miden más o menos 26
cm de alto por 15 de
ancho y tienen una
capacidad de 1,600 cm3
http://utest.magnet.fsu.edu/content/tobaccoyou/health/lungintro.html
1 Audersirk T., Audersirk T., Byers B. “Biología, Ciencia y 
naturaleza” Pearson, Prentice Hall, 2004
Pulmones
 Dos: Derecho con 
tres lóbulos e 
izquierdo con dos 
lóbulos.
 Inspiración: 
movimiento activo 
de diafragma y 
músculos 
intercostales
 Espiración: 
movimiento pasivo 
por elasticidad de 
caja torácica.
Pleuras
 Membrana 
doble: pleura 
parietal y 
pleura visceral. 
 Entre ambas 
líquido pleural 
(lubricante).
Alvéolos
 Estos pequeños sacos están rodeados por vasos
capilares, integrando así la circulación pulmonar
Transporte, difusión y perfusión 
de gases en el organismo
Sistemas respiratorio y cardiovascular combinados 
suministran O2 a los tejidos y eliminan CO2
Este transporte de divide en cuatro procesos:
1. Ventilación pulmonar(respiración): Movimiento de gases hacia 
dentro y fuera de los pulmones.
2. Difusión pulmonar: Intercambio de gases entre pulmones y sangre.
3. Transporte de gases: O2 y CO2 por la sangre.
4. Intercambio capilar de gases: Intercambio de gases entre sangre 
capilar y tejidos 
metabólicamente activos.
Ventilación pulmonar
Transporte de gases en sangre
 Participa el sistema 
respiratorio y el sistema 
circulatorio
 Se inicia el transporte de 
oxigeno por vías nasales 
y llega a los alveolos, 
elimina dióxido de 
carbono de tejidos del 
cuerpo.
 Aporta O2 a los tejidos y 
nutrientes para realizar 
los procesos metabólicos 
y elimina catabolitos y 
CO2
Hay 2 formas de 
Intercambio de gases
 Difusión de gases.
 Diferencia de presión parcial
entre alvéolo y sangre.
 Capacidad pulmonar total. 6 L 
en hombres, 4,5 L en mujeres.
 Frecuencia ventilatoria: 12 – 18 
por minuto.
Intercambio gaseoso
Gases 
entran y 
salen
CO2 O2
Alveoli
(air sacs)
Right
Atrium
Right
Ventricle
Left
Ventricle
Left
Atriu
m
Oxygenated
Deoxygenated
Gases transportados
en la sangre
O2
O2
O2
O2
O2
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
O2 y CO2 intercambio 
en los tejidos 
CO2 y O2 intercambio 
gaseoso
en los pulmones 
(hematosis)
Intercambio de gases entre el alvéolo y los 
capilares
Capillary
Wall 
Air in
Alveolus 
Fluid 
Layer of 
Alveolus 
Alveolar
Membrane 
Capillary Nucleus ErythrocytePlasma
O2
O2
CO2
CO2
Transportede oxígeno
1. O2 diffuses
through lung
capillary wall 2. O2 carried to
tissues bound
to hemoglobin 3. O2 diffuses
through tissue
capillary wall
Aire en
pulmón
Fluido
Tisular
GR 
Plasma en Capilar 
1-Ventilación y Difusión pulmonar: (Respiración externa): Trasladan 
gases desde el exterior del cuerpo a los pulmones y luego a la sangre.
Captación de oxigeno, excreción de CO2 e intercambio de gases 
(O2/CO2) a nivel pulmonar
2-Transporte de gases: Cuando los gases están en la sangre llegan a 
los tejidos.
3- Intercambio capilar(Respiración interna):
 Transporte de gases en sangre
 Respiración celular
 Intercambio de gases (O2/CO2 ) 
a nivel tisular
Cuando la sangre llega a los tejidos,
tiene lugar la fase de la respiración.
Ventilación, Difusión, Perfusión 
Intercambio de gases
Gas Alveolo Arteria Célula Vena 
O2 100 95 35 40 
CO2 40 40 46 45
Transporte de oxígeno en sangre
 97 % trasportado por Hemoglobina
 Hemoglobina tiene 4 átomos de hierro se 
une a un oxígeno.
 3 % se transporta disuelto en el plasma 
sanguíneo
 200 veces mas afín a CO: Muerte por 
asfixia
Difusión: Intercambio gaseoso osmótico entre alvéolo y sangre a través de la 
membrana alveolo-capilar. 
Difusión pulmonar
Intercambio de gases en los pulmones
Reemplaza el aporte de oxigeno de la sangre que se ha agotado
en los tejidos´por la producción de energía oxidativa.
Elimina el dióxido de carbono de la sangre venosa que regresa.
Depende de: Diferencias de presiones,
solubilidad de los gases, área y
distancia transversal, peso molecular,
tamaño y liposolubilidad de la molécula
Ganog, William F, fisiología medica 17ª edición Mexico; editorial manual moderno.
Membrana Respiratoria
alvéolo-capilar
 El intercambio de gases entre aire 
alveolar y sangre de capilares 
pulmonares es en la membrana 
respiratoria (membrana 
alveolocapilar).
 Esta membrana esta compuesta por:
-Epitelio alveolar
-Espacio intersticial
-Membrana basal capilar
-Endotelio capilar
-Sus membranas subyacentes.
 La sangre regresa por Vena cava a corazón 
derecho (pulmonar). De ventrículo derecho, sale 
por arteria pulmonar hacia pulmones, y capilares 
pulmonares que forman una red alrededor de los 
sacos alveolares.
 Eritrocitos son tan pequeños que pasan de a uno 
exponiendo cada célula al tejido pulmonar 
circundante: 
allí tiene lugar la 
difusión pulmonar.
 La sangre cede O2 a los tejidos y retorna a los capilares 
pulmonares , con PO2 de 40 mm Hg, estableciendo un gradiente 
inicial alveolo-capilar de 64 mm HG.
Difusión de gases en el ejercicio
 Durante el ejercicio la capacidad de difusión del O2 
aumenta 3 veces más que en reposo
 Este aumento es por apertura de capilares pulmonares 
que estaban cerrados en reposo y por una mayor 
dilatación de los capilares ya abiertos, que es posible 
por un aumento de la superficie de
intercambio y aumento del área total
de difusión.
Perfusión
 La función de los pulmones es realizar el intercambio 
gaseoso con la sangre, para ello los alvéolos están en 
estrecho contacto con los capilares.
 Proceso de perfusión: Es el paso de sangre por el 
capilar. Está sangre va a ser la que se oxigena y más 
tarde vuelva al corazón
Transporte de gases
CO2
70% CO3H-
23% CarbaminoHb: H+
7% libre en plasma
O2
97% OxiHb
3% libre en plasma
Transporte de Oxígeno
 98% se transporta en sangre combinado 
reversiblemente con la Hemoglobina(HbO2 
oxihemoglobina): 20 ml en 100 ml de sangre
 <2% disuelto en plasma: 0,3ml en 100ml de 
plasma 
 La Hemoglobina contenida en los eritrocitos 
permite transportar 70 veces más de oxigeno 
del que puede disolverse en el 
plasma.
4 cadenas globínicas : 2 alfa y 2 beta
4 grupos Hem : Grupo porfirínico + Fe ferroso donde se une el O2
Tipos de Hemoglobina 
-Hemoglobina del adulto: Hb A1 (2 alfa-2 beta)
-Hemoglobina A2: 2 alfa – 2 delta
-Hemoglobina Fetal: Hb F (2 alfa-2 gamma)
-Metahemoglobina ( ión férrico) No transporta O2
-DesoxiHb: Hb desaturada
-CarboxiHb (HbCO): Afinidad CO es
250 mayor que con O2
Estructura de la Hemoglobina
1-pO2 arterial 95 mmHg: Saturación de la Hb en 97% 
2-pO2 mayor a 100 mmHg: Hb no puede saturarse más
3-pO2 entre 100 y 70 mmHg: Meseta,
pocos cambios (desciende un 5%)
4-pO2 entre 40 y 10 mmHg: Curva 
cae descendente (libera
O2 a los tejidos)
5-Curva sigmoidea: La afinidad 
O2-Hb cambia para pO2 baja es
baja y cuando aumenta la afinidad
es mayor
6-Efecto Bohr: Desviación a la derecha
7-Efecto Haldane: desviación a la izquierda
Curva de saturación de HB
Ventajas fisiológicas de la curva Hb/ O2
-Parte superior de la curva plana: Ayuda a la difusión de O2 a través de la 
barrera alvéolo-capilar aumentando la carga de O2 de la sangre
La pequeña disminución de pO2 alveolar apenas afectan el contenido de O2 
de sangre arterial y la cantidad de O2 para los tejidos
-Parte inferior empinada: indica que los tejidos pueden extraer gran 
cantidad de O2 con una pequeña disminución de O2 tisular
Factores que influyen en la disponibilidad de Oxígeno
 Gasto cardíaco: Si aumenta , aumenta la disponibilidad 
de sangre a tejidos
 Vasculares y endoteliales: Integridad de los vasos 
sanguíneos
 Eritrocitarios: Integridad de la membrana, Presencia de 
Hb cuali y cuantitativamente normal
 Bioquímicos: H+, 2-3 DPG, gradiente de presión de gases 
etc.
 Factores intracelulares y enzimáticos
60%: Como bicarbonato
30%: CarbaminoHb 
10%: libre en plasma
Transporte de CO2 en sangre
-CO2 y O2 disuelto: obedece la Ley de Henry, pero CO2 es 20 veces más 
soluble que O2. 
-Bicarbonato se forma en sangre:
CO2 + H2O ~ H2CO3 ~ H
+ + HCO3
-
Catalizada por anhidrasa carbónica en eritrocito
Cuando la concentración de estos iones aumenta en eritrocito el HCO3-- difunde 
hacia el exterior pero el H+ no porque la membrana eritrocitica es impermeable a 
los cationes. Para que se mantenga la electro neutralidad, ingresa (Cl-) de 
plasma 
-Algunos de los iones de H+ liberados se fijan a la hemoglobina reducida:
H+ + HbO2 ~ H
+ x Hb + O2-
Intercambio CO2 en alvéolo
Intercambio CO2 en tejidos
Respiración celular
 Se produce en mitocondrias
 Nutrientes + oxígeno: E 
(ATP)
 ATP: Usado para 
biosíntesis, contracción 
muscular, etc.
Glucosa + 6 O2 ---> 6 CO2 + 6 H2O + energía (ATP)
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa
http://es.wikipedia.org/wiki/Adenos%C3%ADn_trifosfato
Regulación de la respiración
Regulación de la respiración
 Mantiene O2 y CO2 en sangre para 
la funcionalidad celular.
 Integrada con todo el organismo
 Centro respiratorio en bulbo 
raquídeo.
 Estímulos: pH, CO2, O2, ejercicio, 
emociones, presión arterial y 
temperatura
 Mecanorreceptores en aparato 
respiratorio, articulaciones y 
músculos
Centrales Periféricos
aorta
Carótidas
Detectan cambios en O2 y CO2Detectan cambios de CO2
Quimiorreceptores
 Aumenta CO2 (acidez) estimula quimiorreceptores en 
carótida y aorta: Aumenta FR
Hiperventilación
 O2 se incrementa. CO2 disminuye. 
 Descenso de CO2 en sangre, aumenta pH: mareos, palpitaciones, 
temblores, etc.
 Para equilibrar: respirar unos minutos tapando la nariz y la boca con 
una bolsa de papel.
Enfermedades
 Gripe
 Faringitis
 Laringitis
 Bronquitis
 Pulmonía o Neumonía
 Enfisema pulmonar
 Cáncer 
 Tuberculosis