Aparato respiratorio para niños

Datos para niños Aparato respiratorio
Diagrama del sistema respiratorio
Nombre y clasificación
Latín	[TA]: systema respiratorium
TA	A06.0.00.000
TH	H3.05.00.0.00001
Información fisiológica
Función	Intercambio de gases entre el cuerpo y la atmósfera.
Estructuras principales
fosas nasales, faringe, laringe, tráquea, pulmones, diafragma.

La mayoría de los animales tienen un sistema respiratorio que les permite intercambiar gases con el ambiente. Su forma y funcionamiento varían mucho según el tipo de organismo. El aparato respiratorio es el conjunto de órganos que se encargan de este intercambio de gases. En los vertebrados terrestres, como los humanos, está formado por las vías aéreas y los pulmones. El aire viaja por las vías aéreas hasta los pulmones, donde la sangre toma el oxígeno y libera el dióxido de carbono.

El órgano más importante del aparato respiratorio humano y de los mamíferos es el pulmón. Dentro de los pulmones, en unas estructuras muy pequeñas llamadas alveolos pulmonares, ocurre el intercambio de gases. Aquí, la sangre capta el oxígeno del aire y expulsa el dióxido de carbono, que es un desecho del cuerpo. El aparato respiratorio humano incluye las fosas nasales, la boca, la faringe, la laringe, la tráquea y los pulmones. Los pulmones, a su vez, contienen bronquios, bronquiolos y alveolos.

Los músculos que nos ayudan a respirar son el diafragma y los músculos intercostales. Cuando inhalamos (tomamos aire), el diafragma se contrae y baja, haciendo que el espacio en el pecho se agrande y el aire entre en los pulmones. Cuando exhalamos (soltamos aire), el diafragma se relaja y sube, el espacio en el pecho se reduce y el aire sale de los pulmones.

El aparato respiratorio humano: ¿Cómo funciona?

Aparato respiratorio humano.

Esquema del alveolo pulmonar y la red capilar que hace posible el intercambio de oxígeno con la sangre.

En los seres humanos, el sistema respiratorio está compuesto por las vías aéreas, los pulmones y los músculos que mueven el aire. En los alveolos pulmonares, el oxígeno y el dióxido de carbono se intercambian entre el aire y la sangre. Así, el sistema respiratorio permite que el cuerpo reciba oxígeno y elimine el dióxido de carbono, que es un producto de desecho. También ayuda a mantener el equilibrio de ácidos y bases en el cuerpo al eliminar el dióxido de carbono de la sangre.

Partes clave del aparato respiratorio

El aparato respiratorio humano tiene las siguientes partes:

• Fosas nasales: Son dos aberturas grandes por donde entra y sale el aire. Dentro, el aire se humedece, filtra y calienta gracias a unas estructuras llamadas cornetes.
• Faringe: Es un tubo en el cuello, cubierto por una membrana. Conecta la boca y las fosas nasales con el esófago y la laringe.
• Laringe: Es un conducto que permite que el aire pase de la faringe a la tráquea y los pulmones. Aquí se encuentran las cuerdas vocales, que vibran para producir la voz.
  • Cuerdas vocales. Son dos pliegues en la laringe que vibran con el aire para crear la voz.
  • Glotis. Es el espacio más estrecho entre las cuerdas vocales.
  • Epiglotis: Es un cartílago que está encima de la glotis. Cuando tragamos comida, la epiglotis cierra el paso al sistema respiratorio para que la comida no se vaya por el camino equivocado.
• Tráquea: Es un tubo que lleva el aire desde la laringe hasta los bronquios. Su pared tiene anillos de cartílago en forma de C que evitan que se cierre.
• Pulmones: Son los órganos donde se intercambian los gases con la sangre. Dentro de cada pulmón, la tráquea se divide en dos bronquios principales, que a su vez se ramifican en bronquios más pequeños, y luego en bronquiolos. Al final de los bronquiolos están los sacos alveolares.
  • Bronquio: Tubo que lleva el aire desde la tráquea hasta los bronquiolos.
  • Bronquiolo: Tubo más pequeño que lleva el aire desde los bronquios hasta los alvéolos.
  • Alvéolo: Son pequeños sacos al final de los bronquiolos, donde ocurre el intercambio de gases con la sangre. Sus paredes son muy delgadas, formadas por una sola capa de células. En total, tenemos unos 600 millones de alvéolos, que si se extendieran, cubrirían una superficie muy grande, lo que nos permite obtener suficiente oxígeno.
• Músculos intercostales: Músculos entre las costillas que ayudan a mover el pecho al inhalar.
• Diafragma: Músculo que separa el pecho del abdomen. Al contraerse, baja y agranda el pecho, permitiendo la entrada de aire. Al relajarse, sube y el aire sale.
• Pleura y cavidad pleural: La pleura es una membrana que cubre los pulmones. Tiene dos capas: una pegada a la pared del pecho (pleura parietal) y otra a los pulmones (pleura visceral). Entre ellas hay un espacio llamado cavidad pleural, donde la presión es menor que la del aire, lo que ayuda a que los pulmones se expandan al inhalar.

Visión general de los pulmones.

Tráquea y bronquios principales.

¿Cómo entra y sale el aire de los pulmones?

Movimientos de entrada de aire a los pulmones (inspiración) y salida (espiración), en verde el diafragma.

La función del aparato respiratorio es mover el aire desde la atmósfera hacia los pulmones y viceversa. Esto se logra mediante un proceso llamado ventilación.

La ventilación tiene dos etapas: la inspiración (entrada de aire) y la espiración (salida de aire). La inspiración es un proceso activo: los músculos del diafragma y los intercostales se contraen, el pecho se expande, la presión dentro de los pulmones baja y el aire entra. Cuando la presión se iguala con la del exterior, la inspiración se detiene. Luego, la caja torácica se retrae por su elasticidad, la presión dentro de los pulmones sube y el aire sale.

Normalmente, la espiración es un proceso pasivo; el diafragma se relaja y vuelve a su posición. Pero si necesitamos expulsar más aire (como al soplar fuerte), los músculos abdominales se contraen, empujando el diafragma hacia arriba y sacando más aire.

¿Quién controla nuestra respiración?

La respiración se controla con mucho cuidado para que los niveles de oxígeno y dióxido de carbono en la sangre se mantengan estables. El sistema respiratorio tiene "sensores" que recogen información. Esta información llega a un "centro de control" en el cerebro, que la procesa y envía órdenes a los músculos respiratorios para que respiren.

Sensores de la respiración

Los sensores más importantes son los quimiorreceptores, que detectan cambios en la composición química de la sangre. Hay dos tipos:

• Quimiorreceptores centrales: Están cerca del bulbo raquídeo en el cerebro. Responden a los cambios de dióxido de carbono en la sangre, que afectan el pH del líquido cefalorraquídeo.
• Quimiorreceptores periféricos: Se encuentran en las arterias carótidas y la aorta. Responden a la disminución de oxígeno y al aumento de dióxido de carbono en la sangre. Son clave para aumentar la respiración cuando nos falta oxígeno.

También hay receptores en los pulmones que ayudan a controlar el tamaño de las vías aéreas y otras funciones.

El cerebro: el centro de control

Centros respiratorios del encéfalo.

El control de la respiración es posible gracias a una red compleja de neuronas en diferentes partes del cerebro. Estas neuronas envían órdenes a los músculos que se encargan de la respiración. Aunque la respiración es automática e involuntaria (controlada por el tallo cerebral), podemos controlarla un poco de forma consciente, por ejemplo, al aguantar la respiración.

Los centros principales de la respiración están en el bulbo raquídeo y establecen el ritmo normal de la respiración. Hay un Grupo Respiratorio Dorsal que ajusta el ritmo según las necesidades, y un Grupo Respiratorio Ventral que se activa cuando necesitamos respirar más rápido o profundo. Otros centros en el cerebro, como el Centro Neumotáxico y el Centro Apnéustico, también influyen en la frecuencia y profundidad de la respiración.

La corteza cerebral nos permite controlar la respiración de forma voluntaria, como al respirar muy rápido o muy lento por un corto tiempo. Otras partes del cerebro, como el sistema límbico y el hipotálamo, pueden afectar la respiración, por ejemplo, cuando estamos emocionados.

Músculos que actúan en la respiración

Los músculos que actúan en el sistema respiratorio son el diafragma, los músculos intercostales, los abdominales y otros músculos accesorios. Es muy importante que estos músculos trabajen juntos de forma coordinada. A veces, en bebés prematuros, esta coordinación no es perfecta, especialmente al dormir.

¿Cómo se intercambian los gases?

El intercambio de gases en los alvéolos pulmonares tiene lugar por difusión simple. El oxígeno entra en la sangre y el dióxido de carbono sale.

Una vez que los alvéolos pulmonares están llenos de aire después de inhalar, el oxígeno debe pasar a la sangre, y el dióxido de carbono debe pasar de la sangre a los alvéolos para ser expulsado. Esto sucede por un proceso llamado difusión simple. Las moléculas se mueven de donde hay más concentración a donde hay menos, hasta que se equilibran. En los alvéolos, este intercambio es muy rápido.

¿Cómo viaja el oxígeno en la sangre?

Cada glóbulo rojo dispone de 250 millones de moléculas de hemoglobina para transportar oxígeno.

Cuando el oxígeno pasa a la sangre en los alvéolos, debe ser distribuido por todo el cuerpo para que las células lo usen. La presión parcial de oxígeno es mayor en los alvéolos que en la sangre, por eso el oxígeno se mueve hacia la sangre. Luego, en los tejidos del cuerpo, la presión de oxígeno es más baja en las células que en la sangre, así que el oxígeno se desprende de la sangre y entra en las células para la respiración celular.

La sangre no puede transportar mucho oxígeno disuelto por sí misma. Por eso, el cuerpo tiene una proteína especial llamada hemoglobina. La hemoglobina es muy buena captando oxígeno y transportándolo. Sin ella, el corazón tendría que bombear muchísima sangre, lo cual sería imposible. Gracias a la hemoglobina, el gasto cardiaco (la cantidad de sangre que bombea el corazón) es suficiente para oxigenar todas las células del cuerpo en reposo. Cada molécula de hemoglobina puede llevar cuatro moléculas de oxígeno, y un solo glóbulo rojo tiene millones de moléculas de hemoglobina.

Hb= Hemoglobina, O=Oxígeno.

¿Cómo nos adaptamos a la altura?

Efectos de la altitud en los humanos A medida que subimos a lugares más altos, la presión del aire disminuye. Esto puede causar hipoxia (falta de oxígeno) porque al cuerpo le cuesta más trabajo obtener la misma cantidad de oxígeno.

Medición de gases en la sangre

Gasometría arterial

• PaO₂: Es la presión parcial de oxígeno en la sangre de las arterias. Sus valores normales varían entre 66 y 100 mmHg.
• PaCO₂: Es la presión parcial de dióxido de carbono en la sangre de las arterias. Sus valores normales están entre 35 y 45 mmHg. Si es más alta, significa que el cuerpo está reteniendo demasiado dióxido de carbono.

Para saber estos valores, se toma una muestra de sangre de una arteria, como la arteria radial. La sangre de las venas no sirve porque tiene menos oxígeno. Comparar estos valores con los normales ayuda a saber si hay algún problema con el aparato respiratorio.

Volúmenes de aire en los pulmones

Volúmenes y capacidades pulmonares VR: Volumen de reserva. VRI: Volumen de reserva inspiratorio. VRE: Volumen de reserva espiratorio. CV: Capacidad vital. CRF: Capacidad residual funcional. CI: Capacidad inspirada. CPT: Capacidad pulmonar total.

Normalmente, una persona respira unas 15 veces por minuto, y en cada respiración entran 500 cc de aire a los pulmones. Sale la misma cantidad. Así, en un minuto, la ventilación pulmonar es de 7.5 litros. Pero al hacer ejercicio, la respiración se vuelve más profunda y rápida, y podemos mover hasta 200 litros de aire por minuto.

• Volumen corriente (VC): Es la cantidad de aire que usamos en cada respiración normal. Son unos 500 ml.
• Volumen de reserva espiratorio: Es el aire extra que podemos expulsar si soplamos con fuerza. Son unos 1000 cc.
• Volumen de reserva inspiratorio: Es el aire extra que podemos inhalar si tomamos aire con mucha fuerza. Son unos 2500 cc.
• Volumen residual: Es la cantidad de aire que siempre queda en los pulmones después de expulsar todo el aire posible. Son unos 1200 ml.

La capacidad pulmonar total es la suma de estos cuatro volúmenes.

Presiones en el aparato respiratorio

Presión intraalveolar e intrapleural inmediatamente antes del inicio de la inspiración.

Para entender cómo funciona el aparato respiratorio, debemos considerar cuatro tipos de presiones que cambian durante la respiración:

• Presión atmosférica: Es la presión del aire que nos rodea.
• Presión alveolar o intrapulmonar: Es la presión del aire dentro de los alvéolos.
• Presión pleural o intrapleural: Es la presión en el espacio entre las dos capas de la pleura. Esta presión es negativa (menor que la atmosférica).
• Presión transpulmonar: Es la diferencia entre la presión alveolar y la presión pleural.

Términos importantes

• Hipoxemia: Cuando el nivel de oxígeno en la sangre arterial es bajo (menos de 80 mmHg).
• Hipoxia: Cuando hay poco oxígeno a nivel de las células del cuerpo.
• Insuficiencia respiratoria: Cuando el nivel de oxígeno en la sangre arterial baja de 60 mmHg a nivel del mar. Hay dos tipos:
  • Parcial: Oxígeno bajo, pero el dióxido de carbono es normal o bajo.
  • Global: Oxígeno bajo y dióxido de carbono alto (más de 45 mmHg).

Composición del aire que respiramos

Composición del aire en los alvéolos

Enfermedades comunes del aparato respiratorio

Enfermedades del aparato respiratorio

El humo de ciertos productos puede afectar gravemente el aparato respiratorio.

Algunas enfermedades respiratorias son causadas por virus y bacterias. Si no se tratan bien, pueden ser muy serias. Las enfermedades pulmonares en niños causan muchas muertes en menores de 1 año y muchas hospitalizaciones en menores de 15 años.

1. Resfriado común. Es la enfermedad infecciosa más frecuente. Los niños pequeños pueden tener de 6 a 12 resfriados al año.
2. Rinitis. Se presenta como resfriados nasales constantes. Puede llevar a problemas como la sinusitis o el asma.
3. Rinosinusitis. Son infecciones bacterianas repetidas de los senos paranasales.
4. Faringitis. La mayoría de los dolores de garganta y fiebre son por infecciones virales.
5. Amigdalitis. Es una infección que afecta a las amígdalas.
6. Traqueitis. Es la inflamación de la tráquea. Afecta más a niños alrededor de los 5 años.
7. Bronquitis. Es la inflamación de los bronquios. Puede ser por infecciones o por irritantes del ambiente.
8. Enfermedad pulmonar obstructiva crónica. Una causa importante es la exposición a ciertos humos.
9. Enfisema. Una causa principal es la inhalación de ciertos humos.
10. Asma. Es una obstrucción reversible de las vías aéreas pequeñas. Si no se trata, puede ser grave.
11. Tuberculosis pulmonar. Enfermedad infecciosa causada por una bacteria.
12. Neumonía. Es la inflamación del pulmón, generalmente por bacterias o virus.
13. Silicosis. Causada por inhalar ciertos químicos por mucho tiempo, común en trabajadores de minas.
14. Cáncer de pulmón. Aunque puede ocurrir en personas que no han estado expuestas a ciertos humos, la causa principal es la exposición directa a ellos. Otras sustancias como el amianto y el gas radón también se han relacionado.
15. Fibrosis quística. Enfermedad genética que afecta principalmente a los pulmones.

¿Cómo podemos prevenir enfermedades respiratorias?

• Cáncer de pulmón. Es una enfermedad muy grave. Para prevenirla, es fundamental evitar la exposición a ciertos humos, tanto directamente como si otras personas los producen cerca. Cuanto mayor sea la exposición, mayor es el riesgo.
• Gripe. La gripe puede ser muy peligrosa para personas mayores o con otras enfermedades. Por eso, se recomienda la vacunación anual para prevenirla en personas con riesgo.

El aparato respiratorio en los animales

Los seres vivos han desarrollado diferentes formas de intercambiar gases con su entorno: a través de la piel (respiración cutánea), por tráqueas, por branquias o por pulmones. De esta manera, toman oxígeno y liberan dióxido de carbono y vapor de agua. Los humanos y los mamíferos solo tienen respiración pulmonar, pero algunos animales como los anfibios usan varios sistemas a la vez.

• Respiración cutánea. Algunos animales respiran directamente a través de su piel. Para esto, la piel debe ser muy delgada y no tener escamas. Los anélidos (como las lombrices) tienen respiración cutánea. En los anfibios, más del 20% del intercambio de gases ocurre por la piel.

• Respiración traqueal. Ocurre en muchos invertebrados, como insectos, miriápodos y algunos arácnidos. Estos animales tienen orificios en su cuerpo llamados estigmas por donde entra el aire.

• Respiración branquial. Ocurre en los peces. Las branquias son órganos respiratorios de muchos animales acuáticos. Son láminas muy finas con muchos vasos sanguíneos. Cuando el agua con oxígeno pasa por las branquias, se intercambian los gases con la sangre.

• Respiración pulmonar. La tienen la mayoría de los vertebrados terrestres: anfibios, reptiles, aves y mamíferos, incluyendo al ser humano. Su aparato respiratorio tiene conductos que llevan el aire a los pulmones. Los pulmones tienen alveolos rodeados de capilares sanguíneos, donde se intercambian los gases con la sangre. La sangre con oxígeno se distribuye por todo el cuerpo gracias al aparato circulatorio.

Los protozoos son organismos unicelulares que captan el oxígeno directamente a través de la membrana celular.

Organismos muy simples

Los protozoarios son organismos de una sola célula que no tienen aparato respiratorio. Toman el oxígeno directamente del ambiente a través de su membrana celular. Algunos organismos con muchas células, como las hidras y las medusas, tampoco tienen aparato respiratorio.

Insectos: ¿Cómo respiran?

Espiráculos.

Los insectos respiran a través de pequeños orificios a los lados de su cuerpo, llamados espiráculos o estigmas. Cada espiráculo tiene una válvula que se abre cuando el insecto necesita aire. De los espiráculos salen unos tubos llamados tráqueas, que llevan el aire al interior del insecto. Las tráqueas se ramifican en tubos aún más pequeños, llevando oxígeno a cada grupo de células. A veces, los insectos contraen su abdomen para ayudar a mover el aire.

Peces: Respiración bajo el agua

Branquias de un atún.

Los peces respiran con branquias, que toman el oxígeno del agua. El agua con oxígeno entra por la boca del pez y sale por unas aberturas laterales cubiertas por unas tapas llamadas opérculos. Los vasos sanguíneos de las branquias toman el oxígeno del agua y liberan dióxido de carbono. Este sistema es muy eficiente porque la sangre y el agua circulan en direcciones opuestas.

Anfibios: Doble respiración

Los anfibios respiran con branquias cuando son renacuajos. Cuando son adultos, pueden respirar por la piel y por los pulmones al mismo tiempo.

Reptiles: Pulmones adaptados

Los reptiles tienen respiración pulmonar. Su piel es gruesa, por lo que no respiran por ella como los anfibios, salvo algunas excepciones. Los reptiles acuáticos deben subir a la superficie para tomar aire. Algunas tortugas marinas pueden estar bajo el agua por mucho tiempo gracias a adaptaciones como un ritmo cardíaco lento y la capacidad de su cerebro para funcionar con menos oxígeno.

Cada grupo de reptiles tiene adaptaciones especiales. Muchas serpientes solo tienen un pulmón funcional, ya que su cuerpo alargado hizo que uno creciera mucho y el otro se redujera. Las tortugas no pueden expandir su pecho por su caparazón, así que usan otros mecanismos para que el aire entre en sus pulmones.

Aves: Sacos aéreos especiales

Esquema del aparato respiratorio de las aves con las fases de inspiración y espiración.

Las aves tienen pulmones, pero también unos órganos especiales que no tienen los mamíferos: los sacos aéreos. La mayoría de las aves tienen 8 sacos aéreos que almacenan aire. Esto permite que el aire circule por los bronquios en ambas direcciones, sin que quede aire "viejo" en los pulmones. Otra característica de las aves es su órgano para el canto, llamado siringe, que está en la base de la tráquea.

Mamíferos: Un sistema similar al nuestro

Respiración y circulación sanguínea de los mamíferos El sistema respiratorio de los mamíferos es pulmonar y es muy parecido en todas las especies, incluyendo a los humanos. Tienen un sistema de conductos que transportan el aire, pero el intercambio de gases ocurre en los alveolos pulmonares. Los alveolos forman una gran superficie para el intercambio de gases, con una separación muy pequeña entre la sangre y el aire. La inspiración ocurre cuando el diafragma y los músculos intercostales se contraen, agrandando el pecho y creando una succión que atrae el aire. La espiración es pasiva. Al hacer ejercicio, la respiración se vuelve más fuerte y se mueve mucho más aire. Las paredes de los alveolos tienen una sustancia llamada surfactante pulmonar que ayuda a que no se cierren.

Véase también

En inglés: Respiratory system Facts for Kids