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Ciencias Naturales, Estructura y función de los seres vivos

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Sistema respiratorio

Seguramente nunca te has puesto a pensar: “Debo respirar”. Lo haces sin darte cuenta, ya que es algo que se ejecuta en forma mecánica, incorporando oxígeno cuando inspiras (o inhalas) y expeliendo anhídrido carbónico cuando espiras (o exhalas). Para mantenerse activas, las células del organismo necesitan oxígeno. 

Seguramente nunca te has puesto a pensar: “Debo respirar”. Lo haces sin darte cuenta, ya que es algo que se ejecuta en forma mecánica, incorporando oxígeno cuando inspiras (o inhalas) y expeliendo anhídrido carbónico cuando espiras (o exhalas). Para mantenerse activas, las células del organismo necesitan oxígeno. El sistema respiratorio realiza esta función mediante la respiración, que es un proceso involuntario, controlado por los centros respiratorios ubicados en el tronco cerebral. Lo accionan ciertos órganos y estructuras como las vías respiratorias o aéreas (cavidad nasal, faringe, laringe, tráquea y bronquios) y los pulmones.

Luego de que el aire llega a los pulmones, el suministro de oxígeno es transportado por la sangre, para distribuirlo a todos los tejidos del cuerpo. Paralelamente, este sistema se encarga de expulsar el dióxido de carbono hacia el exterior del organismo.

Partes del sistema respiratorio

El sistema respiratorio está formado principalmente por dos grandes secciones:

Las vías respiratorias

Las vías respiratorias son un conjunto de órganos (cavidad nasal, faringe, laringe, tráquea y bronquios) que llevan el aire hacia los pulmones. Están recubiertos en su parte interna por una capa de tejido epitelial (compuesto de células muy pegadas, que apenas tienen sustancia intercelularnentre ellas, con lo que protege al organismo de lesiones e infecciones) y una mucosa respiratoria. La función de esta mucosa es mantener el aire que entra a los pulmones a una temperatura y humedad apropiadas.

En la superficie de este tejido se alternan dos tipos de células: las mucosas, que producen y transportan moco hacia la entrada de las vías aéreas, y las ciliadas, que poseen cilios, unos pelos finos que se mantienen en constante movimiento, logrando limpiar la superficie de los pulmones y las partículas adheridas en la mucosa.

El aparato pulmonar

Es donde se efectúan los intercambios gaseosos entre el aire del ambiente y la sangre.
Debido a la naturaleza gaseosa de sus contenidos, las vías respiratorias están cubiertas por una armazón ósea o cartilaginosa, que hace posible mantener abiertos estos caminos para que el aire pueda pasar libremente.

Funciones del sistema respiratorio

Las principales funciones son:

Ventilación: el volumen del tórax varía de acuerdo con las contracciones musculares que trasladan el aire dentro y fuera de los pulmones.

Respiración externa:el oxígeno que entra a los pulmones pasa a la sangre. En cambio, el dióxido de carbono (producido en las células) realiza la ruta inversa, y sale del interior al exterior del cuerpo.

Respiración interna o celular: es el intercambio de gases entre la sangre y los tejidos, proceso por el cual ocurren cambios químicos que liberan energía y dióxido de carbono (pasa de las células a la sangre).

Cavidad nasal

Es la vía de entrada del aire. Está formada por huesos, cartílagos duros (tabique nasal) y cartílagos blandos (fosas nasales). Las fosas nasales son dos cavidades en la base de la nariz. Están conectadas, en su parte exterior, por los orificios nasales, los que, a su vez, se encuentran separados entre sí por el tabique nasal.

La tráquea

La tráquea, un tubo que va desde la sexta vértebra cervical hasta la quinta vértebra torácica, es la continuación de la laringe y da origen a los bronquios. Su principal función es ser la vía para que el aire pueda entrar y salir de los pulmones. Puede llegar a medir unos 12 centímetros de longitud; su estructura es elástica, debido a que está formada por anillos cartilaginosos unidos entre sí por el ligamento anular. Está cubierta por una mucosidad llena de cilios, los que sacan las partículas de polvo.

Bronquios

En los pulmones, los bronquios se subdividen en estructuras más pequeñas.Los dos bronquios principales se llaman primarios.

El primario derecho se ramifica en tres bronquios secundarios, y el izquierdo en dos.Estos, a su vez, se subdividen formando los bronquiolos (ramificaciones de solo un milímetro de ancho).

¿Cómo se compone el aparato respiratorio?

Fosas nasales

El aire debe recorrer un largo camino por tu cuerpo para completar el proceso de la respiración. El primer tramo que recorre está formado por las fosas nasales, esas dos cavidades alargadas que observas ubicadas en medio de tu cara, con dos pares de aberturas, unas anteriores y otras posteriores. Las primeras están situadas en la nariz, y se mantienen en contacto con el exterior. Las segundas, llamadas coanas, comunican con el interior.

Las paredes de las fosas nasales están recubiertas por una mucosa, denominada pituitaria, que presenta tres protuberancias, conocidas como cornetes. Cuando el aire pasa por este sector, es entibiado por la gran superficie mucosa del tabique nasal y de los cornetes, siguiendo su calentamiento durante el paso por las vías respiratorias hasta llegar a los bronquios, con una temperatura adecuada que no produzca ningún tipo de efecto nocivo.

Cilios

Las partículas que se depositan en la mucosa son barridas por los cilios (filamentos).

Por si no sabías, el aire que aspiras transporta una gran cantidad de partículas de polvo. Los pelos existentes en el interior de la nariz sólo son capaces de detener las de mayor tamaño. El polvo es eliminado gracias a la actuación conjunta de los cilios vibrátiles -pelos que actúan como pestañas- y del moco que se acumula en esa área.

Faringe

Este tubo musculoso se encuentra ubicado en el cuello y revestido de membrana mucosa; conecta la nariz y la boca con la tráquea y el esófago. Por la faringe pasan tanto el aire como los alimentos, por lo que forma parte tanto del aparato digestivo como del aparato respiratorio.

A continuación de las fosas nasales nos encontramos con la faringe, que tiene la característica de ser un segmento común al sistema respiratorio y al sistema digestivo.

Se extiende desde la base del cráneo hasta la sexta vértebra cervical. De 13 centímetros de largo, se divide en tres partes: porción nasal o rinofaringe; porción bucal u orofaringe; y porción laríngea o laringofaringe.

La rinofaringe o nasofaringe, se encuentra detrás de la fosas nasales y por sobre el nivel del paladar membranoso. Excepto este último, sus paredes no tienen movimiento, lo que significa que su cavidad jamás podrá obstruirse. En esta región se acumula un tejido linfático, muy desarrollado en los niños, llamado amígdalas nasofaríngeas, que cuando sufren de hipertrofismo -crecen mucho- reciben el nombre de adenoides.

Faringe

Faringe y laringe

Por su parte, la orofaringe se encuentra limitada arriba por el paladar y abajo por el borde superior de la epiglotis, que es un cartílago que cubre la abertura de la laringe cuando comes, evitando así que el alimento entre en la tráquea. Contiene las amígdalas palatinas, dos masas de tejido linfoide ubicadas en las paredes laterales de la porción bucal de la faringe. Las amígdalas son de tamaño variable, y muchas veces son víctimas de inflamaciones, lo que conocemos como amigdalitis.

La laringofaringe es la parte inferior de esta cadena, y se extiende desde el borde superior de la epiglotis hasta el borde inferior del cartílago cricoide.

Como puedes ver, la faringe es solo un lugar de paso, y tiene una estructura acorde a su función, ya que está revestida por una capa mucosa que se encarga de atrapar las partículas de polvo que llegan a este lugar, y que son expulsadas a través de la tos o, en el peor de los casos, tragadas.

La etapa faríngea de la deglución es un acto absolutamente reflejo e involuntario. Durante uno o dos segundos, la respiración se inhibe o frena para dar paso a este proceso; sin embargo, al ser una acción involuntaria, no alcanzas a darte cuenta de que por un momento has dejado de respirar.

La laringe

Su pared está formada por una serie de cartílagos (tiroides, cricoides, aritenoides, cuneiformes, corniculados o de Santorini y epiglotis), que se articulan entre sí y poseen distintas formas. Todos se mueven gracias a la acción de músculos, cuyo interior está recubierto por una mucosa.

La principal función de la laringe es generar la voz. Además, deja pasar el aire hacia la tráquea y durante la deglución le cierra el camino a cuerpos extraños.

Este órgano tiene tres partes:

– Supraglotis o vestíbulo: es el sector donde está la epiglotis.

– Glotis o parte media: es el lugar donde se encuentran los pliegues o cuerdas vocales, que son dos bandas de tejido muscular compuestas por los llamados pliegues verdaderos y falsos. Los pliegues verdaderos, que encierran la glotis (órgano de la fonación), son los que producen el sonido de la voz cuando el aire que sale de los pulmones pasa a las cuerdas vocales haciéndolas vibrar. Los pliegues falsos solo cierran la entrada a la laringe.

– Infraglotis o parte inferior: está ubicada entre los pliegues vocales y la tráquea.

La tráquea

Traquea

Tejido cartilaginoso traqueal.

Es la vía aérea principal de los pulmones y se divide en dos grandes ramas llamadas bronquios, que canalizan el aire a uno de los dos pulmones.

Bajando por la laringe nos encontramos con la tráquea, un tubo cartilaginoso y membranoso que mide entre 10 y 11 centímetros con un diámetro igual al de tu dedo índice. Sus paredes son bastante resistentes, gracias a los 20 anillos cartilaginosos que posee. Aproximadamente la mitad de la tráquea se encuentra en el cuello y la otra mitad en el tórax. A la altura del esternón -ese hueso en forma de espada que tienes en la mitad de la caja torácica- se divide en dos bronquios, uno derecho y otro izquierdo, que se dirigen hacia los pulmones.

La tráquea está internamente recubierta por una capa de mucosa, que es una continuación de la que se halla en la laringe, y su superficie está revestida de una película de moco, en el cual se adhieren las partículas de polvo que han logrado atravesar las vías respiratorias superiores. Este moco no sólo retiene el polvo, sino que además actúa como bactericida.

Árbol bronquial

 

Árbol bronquial

Árbol bronquial

A partir de la tráquea nacen los bronquios. Estos se abren en dos ramas que penetran en cada uno de tus pulmones, junto con vasos sanguíneos y nervios; son estas ramificaciones las que reciben el nombre de árbol bronquial. Al entrar en los pulmones se producen varias bifurcaciones a medida que los bronquios se hacen más estrechos. Estas ramitas más delgadas del árbol, de sólo un milímetro de anchura, son lo que conocemos como bronquiolos.

Los bronquios cumplen también una función motora. Cuando inspiras, el árbol bronquial se ensancha y alarga, lo que facilita la circulación del aire hacia los alvéolos. Además, también se preocupan de colaborar con la acción de los cilios que se encuentran en la mucosa para evitar que entren partículas extrañas a tus pulmones, todo esto mediante un movimiento de las paredes bronquiales.

Los pulmones

 

Estos órganos son los protagonistas del proceso de respiración. Se encuentran en la caja torácica, a ambos lados del corazón, separados por el mediastino, nombre que recibe el espacio entre cada uno de ellos.

El aire, luego de pasar por las fosas nasales, circula por la faringe y llega a la tráquea, que se divide en dos bronquios, cada uno de los cuales penetra en un pulmón. Los pulmones son los órganos de la respiración donde se produce la hematosis, proceso durante el cual los glóbulos rojos absorben oxígeno y se liberan del anhídrido carbónico. Protegidos por las costillas, se encuentran en la caja torácica, a ambos lados del corazón, separados por el mediastino, nombre que recibe el espacio entre cada uno de ellos.

Parecidos a un par de esponjas, forman uno de los órganos más grandes de tu cuerpo. Su función esencial, compartida con el sistema circulatorio, es la distribución de oxígeno y el intercambio de gases. Tienen la capacidad de aumentar de tamaño cada vez que inspiras y de volver a su tamaño normal cuando el aire es expulsado.

¿Sabías que el pulmón derecho es más grande que el izquierdo? Esto, porque está dividido en tres lóbulos -superior, medio e inferior- y el izquierdo solamente en dos – superior e inferior. Cada uno de los lóbulos se divide en un gran número de lobulillos, en cada uno de los cuales irá a parar un bronquiolo, que a su vez se divide en unas cavidades llamadas vesículas pulmonares; estas forman otras cavidades llamadas alvéolos.

El pulmón está recubierto por una membrana serosa que presenta dos hojas, una que se adhiere a los pulmones, llamada pleura visceral, y otra que tapiza el interior de la cavidad torácica, denominada pleura parietal. Estas dos capas se encuentran en contacto, deslizándose una sobre otra cuando tus pulmones se dilatan o contraen. Entre ellas se encuentra la cavidad pleural, que se encarga de almacenar una pequeña cantidad de líquido, cumpliendo una función lubricadora. Pero la misión principal de la membrana pleural es evitar que tus pulmones rocen directamente con la pared interna de la cavidad torácica, manteniendo una presión negativa que impide el colapso de los pulmones.

En estas cavidades alargadas que están en tu nariz es por donde se intercambian oxígeno y dióxido de carbono con el medio aéreo.

Diferencias de género

En el hombre adulto, la laringe está ubicada frente a la tercera, cuarta, quinta y sexta vértebras cervicales; en cambio, en los niños y en la mujer adulta se encuentra en una posición un poco más alta. De hecho, hasta la pubertad el tamaño de la laringe es distinto entre hombres y mujeres. En la mujer el crecimiento es muy pequeño, mientras que en el hombre es bastante considerable. La laringe está formada por un esqueleto cartilaginoso y es el cartílago mayor el que forma un bulto llamado prominencia laríngea, nuez o bocado de Adán, especialmente marcada en los varones.

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Laringitis

Es la inflamación del tejido mucoso de la laringe. Su principal causa son los virus, pero también, en algunas ocasiones, puede provocarla una bacteria. Sus síntomas son parecidos a un resfrío común, como tos seca, congestión nasal y fiebre. Pero, a los pocos días, la tos es más profunda, provocando afonía y dificultad para respirar.

Enfermedades respiratorias

Cada vez que respiras estás renovando el aire de los 80 metros cuadrados de superficie que tienen los pulmones. Diariamente respiramos entre 14 y 18 kilos de aire, que muchas veces está lleno de partículas nocivas y contaminantes, virus y microbios que entran con el aire a los pulmones. Es por esto que las enfermedades más comunes son las respiratorias, lo que se comprueba cada invierno, cuando se ven los hospitales colapsados por la gran cantidad de gente que asiste por algún problema respiratorio, especialmente niños, que son los más afectados.

Incluso, y aunque te parezca extraño, si respiras por la boca tienes más posibilidades de enfermarte, porque esta es un pésimo filtro: muchas partículas que por la nariz no entrarían, llegarán por esta vía a tus pulmones.

Algunas de las enfermedades más comunes del sistema respiratorio son:

 

Resfrío común: un conjunto de enfermedades

 

El resfrío no es una enfermedad como tal, sino un grupo de enfermedades menores provocadas por cualquiera de los 200 virus distintos causantes del resfrío. Normalmente, un resfriado común se limita a afectar la nariz y la garganta, pero hay veces en que incluso pueden llegar a afectar la laringe, lo que se conoce como laringitis.

En general, el resfrío puede afectar casi cualquier parte de tu sistema respiratorio. Cuando estornudas o produces mocos, significa que el tracto respiratorio superior está afectado. La infección puede irritar la tráquea, produciendo tos, y la laringe, provocándote ronquera y disfonía. Cuando son los bronquios los que se ven afectados por esta enfermedad, estamos frente a una bronquitis aguda.

 

Rinitis alérgica: el mal de la primavera

 

Cuando llega septiembre y empiezan a florecer los árboles, mucha gente se ve afectada por una alergia que no la deja respirar bien, le produce congestión y estornudos. Es lo que se conoce como rinitis alérgica, una enfermedad muy parecida al asma. Esta alergia es consecuencia de una sustancia disuelta en el aire que causa hipersensibilidad. Se manifiesta en los ojos, nariz y garganta. Esto sucede por la exposición al elemento que te produce irritación, que está disuelto en el aire, lo que provoca una descarga de histamina (producto químico del cuerpo); además, causa inflamación y secreción en las células de las mucosas de la nariz, en los párpados y en la capa superficial de los ojos.

 

Sinusitis: dolor de cabeza constante

 

Esta enfermedad se produce cuando se inflaman las membranas mucosas de los senos perinasales. Los senos son cavidades aéreas en los huecos craneales, tapizadas de mucosidades, que se comunican con la cavidad nasal. La sinusitis suele producirse después de una infección bacteriana o vírica. Los senos más susceptibles son los frontales y los maxilares (en la frente y las mejillas, respectivamente). Los organismos causantes provienen de la nariz, generalmente después de un resfrío que se complica con una infección secundaria provocada por bacterias. Los síntomas son, generalmente: aumento de la mucosidad verdosa, lo que provoca una obstrucción en las vías respiratorias; la nariz se torna aún más obturada; la respiración tendrá que hacerse por la boca; la conversación se hará gangosa y proviene un decaimiento general, además de un dolor de cabeza constante sobre los ojos. Si los afectados son los senos maxilares, el dolor se sentirá en una o las dos mejillas, y una especie de dolor de muela en la mandíbula superior.

Asma: esclavos de un inhalador

Esta es una enfermedad de larga duración, que se caracteriza por una dificultad ocasional para respirar normalmente a causa de la obstrucción de los bronquios y los bronquiolos, por la contracción de los músculos de sus paredes. A diferencia de la bronquitis -que es constante-, los ataques de asma van y vienen, con variaciones en el grado de obstrucción. Por lo común, esta enfermedad aparece en la infancia o en la adolescencia, aunque muchas veces puede no manifestarse hasta la edad adulta.

Durante un ataque asmático, ayuda bastante sentarse con los codos apoyados en el respaldo de una silla, ya que así se levanta y estabiliza la parte superior de la caja torácica, permitiendo que los músculos del tórax expulsen el aire con mayor eficacia.

 

Neumonía

 

Es el proceso infeccioso, bacteriano o viral, que afecta directamente el parénquima (tejido) pulmonar. Si el compromiso es múltiple, hablamos de bronconeumonía, que incluso puede acompañarse de derrame pleural, si es que hubiese compromiso de la pleura. La neumonía generalmente se presenta con fiebre alta (sobre 38.5), tos con espectoración mucopurulenta, dolor en el hemitórax afectado y dificultad respiratoria.

 

Contaminación letal

 

Un gran problema que se ha presentado en las últimas décadas es la contaminación, debido a que, de acuerdo con investigaciones científicas, esta daña permanentemente al cuerpo humano, siendo el sistema respiratorio el más perjudicado. Su actuar es silencioso y no provoca dolor, pero sí causa un envejecimiento prematuro del sistema respiratorio, a través de un proceso constante e irreversible y que lo va destruyendo lentamente.

Faringitis: garganta irritada

Seguramente muchas veces has tenido dolor de garganta o has sentido un extraño dolor cuando tragas. Eso se produce por la inflamación aguda y repentina de la faringe, causada por una infección bacteriana o vírica. Los principales síntomas son: garganta irritada, dificultad al tragar y probablemente estado febril. Si además hay inflamación de las amígdalas, hablamos de faringoamigadalitis.

Comprobemos lo aprendido

La función esencial del sistema respiratorio es suministrar oxígeno a la sangre y expulsar el anhídrido carbónico, nocivo para nuestra salud.

Por medio de la siguiente actividad entenderás qué sucede al interior de tus pulmones cuando respiras. Estos órganos, que están protegidos por las costillas y ubicados al interior de la llamada caja torácica, tienen la capacidad de aumentar de tamaño cada vez que inspiras y de volver a su tamaño normal cuando el aire es expulsado.

Necesitas

– Botella desechable
– Tijera podadora
– Corcho
– Pajilla
– Dos globos
– Elástico

Paso 1

Corta la parte inferior o el fondo de la botella.

Paso 2

Hazle un orificio al corcho, a través del cual debes introducir la pajilla. En su extremo inferior, coloca un globo sujeto en la punta con el elástico. Coloca todo lo anterior en la botella.

Paso 3

Corta el otro globo por la mitad.

Paso 4

Pon la mitad más ancha como base de la botella. Sopla la pajilla.

Conclusión

El globo que está al interior de la botella representa a tu pulmón y el de la base de la botella reemplaza al diafragma. Si soplas el primero o tiras del segundo, verás cómo funciona la respiración: cuando aspiras o inhalas (ingreso del oxígeno), el diafragma baja, el pulmón se hincha y las costillas suben; cuando espiras o exhalas (eliminando el anhídrido carbónico de tu cuerpo), el diafragma sube, los pulmones se achican y las costillas vuelven a su posición anterior.

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