Respiración Capítulo 40.

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1 Respiración Capítulo 40

2 Respiración Proceso fisiológico por el cual O2 se mueve al ambiente interno y CO2 se mueve hacia afuera Se necesita O2 para respiración aeróbica (producción de ATP) CO2 es producido como residuo

3 Sistema Respiratorio Contribuye a homeostasis
Funciona junto al sistema circulatorio para llevar O2 y remover CO2 También ayuda a regular el balance ácido-base

4 food, water intake oxygen intake DIGESTIVE SYSTEM RESPIRATORY SYSTEM elimination of carbon dioxide nutrients, water, salts oxygen carbon dioxide CIRCULATORY SYSTEM URINARY SYSTEM water solutes elimination of food residues rapid transport to and from all living cells elimination of excess water, salts, wastes

5 Gradientes de Presión Gradientes de concentración para gases
Gases se difunden de lugar donde moléculas están más concentradas a lugar donde están menos concentradas Gases entran y dejan el cuerpo al difundirse a través de superficies respiratorias

6 Presión Atmosférica Presión ejercida por el peso del aire en objetos en la superficie de la Tierra Al nivel del mar = 760 mm Hg O2 es 21% del aire; su presión parcial es cerca de 160 mm Hg Presión parcial de O2 = (760) (21/100)

7 Barómetro de mercurio -presión en columna de mercurio es igual a la
Partial pressure of N2 = 600 mm Hg Barómetro de mercurio -presión en columna de mercurio es igual a la presión atmosférica 760 mm Hg 21% O2 Partial pressure of O2 = 160 mm Hg 1% CO2, other gases

8 Ley de Fick Describe la tasa a la que una sustancia (como oxígeno) se difunde a través de una membrana (como la superficie respiratoria) Tasa es proporcional al gradiente de presión a través de la membrana y al área de superficie de la membrana

9 Razón Superficie-a-Volumen
Según aumenta el tamaño de un animal, disminuye su razón superficie-a-volumen Animales pequeños y aplanados pueden usar la superficie del cuerpo como su superficie respiratoria Animales más grandes tienen estructuras especiales para aumentar la superficie respiratoria, como agallas y pulmones

10 Adaptaciones para Intercambio de Gases
Sistema circulatorio para transportar O2 y CO2 Inhalación y exhalación ayuda a ventilar los pulmones Pigmentos de transporte Hemoglobina- en eritrocitos Mioglobina- en células de músculo cardiaco y esquelético (almacenan O2)

11 Sistema Respiratorio Humano
Función principal es intercambio de gases Otras funciones del sistema respiratorio: Capacidad del habla Mejora retorno de sangre venosa al corazón Ayuda a eliminar agua y exceso de calor Controla equilibrio ácido-básico

12 Sistema Respiratorio Humano
Aire entra por dos cavidades nasales Secreciones mucosas lo calientan y humedecen Epitelio ciliado filtran polvo Receptores olfativos Aire pasa a faringe (garganta) Laringe- dos pares de pliegues de membrana mucosa, par inferior son cuerdas vocales

13 Sistema Respiratorio Humano
Epiglotis- en entrada a laringe, cierra cuando tragamos comida Tráquea Bronquios- revestimiento epitelial con cilios y células secretoras de moco Bronquiolos Alveolos- sacos, 300 millones en cada pulmón

14 Sistema Respiratorio Humano
Pharynx (Throat) Epiglottis Larynx (Voice Box) Trachea (Windpipe) Pleural Membrane Bronchiole Alveoli Intercostal Muscle Diaphragm Figure 40.10  Page 712

15 Fig. 40.10bc Page 712 alveolar sac alveolar sac (sectioned) bronchiole
duct alveoli pulmonary capillary Fig bc Page 712

16 Human respiratory system animation.
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17 Producción del Habla Cuerdas vocales se estiran a través de apertura de laringe; espacio entre ellas es la glotis Se varía posición de cuerdas para crear diferentes sonidos Figure 40.10  Page 713

18 Figure 40.11 Page 713 glottis vocal cords (open) glottis (closed)
epiglottis cartilage base of tongue Figure Page 713

19 Respiración Mueve aire adentro y afuera de pulmones
Ocurre en patrón cíclico llamado ciclo respiratorio Un ciclo respiratorio consiste de inhalación y exhalación

20 Inhalación Diafragma se contrae (se aplana)
Músculos intercostales externos se contraen Volumen de cavidad torácica aumenta Pulmones se expanden Aire fluye según gradiente de presión a pulmones Figure 40.12  Page 714

21 Exhalación Normal (Pasiva)
Músculos de inhalación se relajan Cavidad torácica se mueve hacia abajo Volumen de pulmones disminuye Aire fluye según gradiente de presión y hacia afuera de pulmones Figure 40.12  Page 714

22 Exhalación Activa Músculos del abdomen y músculos intercostales internos se contraen Esto disminuye el volumen de la cavidad torácica más que exhalación pasiva Volumen mayor de aire debe fluir hacia afuera para igualar presión intrapulmonar con presión atmosférica *Ocurre al hacer ejercicio vigoroso

23 Changes in thoracic cavity animation.
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24 Cambios en Presión Figure 40.13 Page 715 Atmospheric pressure: 760 760
754 Intrapleural pressure: 756 756 759 Intrapulmonary pressure: 760 761 Before inhalation During inhalation (lungs expanded) During exhalation Figure 40.13  Page 715

25 Pressure changes interaction.
Animation Pressure changes interaction. Click to view animation.

26 Volumen Respiratorio XY adulto- 5.7 litros de aire
XX adulta- 4.2 litros Volumen varía con edad y estado de salud Capacidad vital- volumen que sale de pulmones después de inhalación máxima - siempre queda ~ 1.2 L para intercambio Volumen corriente o tidal- volumen que fluye hacia adentro o afuera en un ciclo (0.5 litros)

27 Volumen Respiratorio inspiratory reserve volume tidal volume
vital capacity total lung capacity expiratory reserve volume residual volume

28 Vista de Alveolos red blood cell air space inside alveolus
(see next slide) pore for airflow between alveoli Figure 40.16  Page 715

29 Membrana Respiratoria
Area entre un alveolo y un capilar pulmonar O2 y CO2 se difunden fácilmente a través de la membrana alveolar epithelium capillary endothelium fused basement membranes of both epithelial tissues Figure 40.16  Page 715

30 Transporte de Oxígeno Mayoría de O2 se lleva enlazado a hemoglobina en glóbulos rojos (98.5%) Hemoglobina tiene una gran afinidad por O2 cuando tiene alta presión parcial (en capilares pulmonares)- oxihemoglobina o HbO2

31 Transporte de CO2 Tres mecanismos: 10% disuelto en la sangre
30% se une con hemoglobina- carbamino hemoglobina (HbCO2) 60% se transporta en forma de bicarbonato

32 Formación de Bicarbonato
CO2 + H2O H2CO3 carbonic acid HCO3– bicarbonate + H+ CO2 se convierte en ácido carbónico y luego en bicarbonato Enzima anhidrasa carbónica aumenta la velocidad de la reacción 250 veces Bicarbonato- acepta o libera iones, regula pH

33 Control de Respiración
Tasa respiratoria debe corresponder a tasa de flujo sanguíneo Médula oblongada establece el ritmo principal; centro en pons lo afina Magnitud de respiración depende de concentración de O2 y H+ Cerebro detecta H+- aumenta respiración Cuerpos carótidos y cuerpos aórticos detectan disminución en O2- aumenta respiración

34 Humanos en Grandes Alturas
Residentes permanentes de grandes alturas tienen Pulmones más vascularizados Ventrículos del corazón más grandes Más mitocondrias en músculos Aclimatación Cambios en tasa de respiración, salida del corazón Riñón secreta hormona eritropoyetina; aumenta producción de glóbulos rojos

35 Envenenamiento por Monóxido de Carbono (CO)
Gas sin color, ni olor Humo de carros, cigarrillos, madera y carbón Compite con O2 por sitios de enlace en hemoglobina Capacidad de enlace es al menos 200 veces más grande que la del O2 Exposición afecta entrega de O2

36 Respiración en Aguas Profundas
Presión aumenta con profundidad > 150 pies Aumenta N2 disuelto en la sangre y tejidos Se forman burbujas si buzo sube muy rápido Dolor en coyunturas, visión afectada, parálisis

37 Bronquitis Irritación de epitelio ciliado que cubre las paredes de bronquiolos Contaminantes en el aire, humo de cigarrillo, o alergias pueden ser la causa Exceso de mucosidad causa tos y acumula bacterias Bronquitis crónica cicatriza y obstruye las vías respiratorias

38 Enfisema Daño irreversible en las paredes alveolares
Pulmones se vuelven inelásticos Puede ser causado por defecto genético Principalmente causado por fumar

39 Efectos de Fumar Expectativa de vida acortada
Aumenta tasas de cáncer (pulmonar, boca, laringe, esófago, páncreas, vejiga) Aumento en tasas de enfermedades cardiovasculares Función inmune y de sanación debilitadas Detrimental al feto

40 Efectos de Fumar Cada 13 segundos en EU muere uno de los 50 millones de fumadores por una causa relacionada al cigarrillo Cigarrillo es el único producto de consumo legal que mata a más de la mitad de sus usuarios regulares

41 Heimlich maneuver animation.
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