Funcionamiento del aparato respiratorio humano.

Universidad Nacional Autónoma de México

Colegio de Ciencias y Humanidades Plantel Sur

Profesora: María Eugenia Tovar Martínez

Asignatura: Biología IV

Integrantes: Mariel, Rebeca, Karla,  Fernando y    Alejandro.

Grupo: 618

Práctica 11. Funcionamiento del aparato respiratorio humano.

Funcionamiento del aparato respiratorio humano

Preguntas generadoras:

1.    ¿Cuál es la función principal del aparato respiratorio humano?

2.    ¿Qué relación hay entre la frecuencia respiratoria y el ritmo cardiaco?

3.    ¿Qué relación existe entre el aparato respiratorio pulmonar del ser humano y la respiración de las células?

4.    ¿De dónde proviene el C02 que se produce durante la respiración?

Planteamiento de las hipótesis:
El aparato respiratorio, es en el cual tomamos oxigeno del medio que nos rodea. Tambien sirve para la liberacion de la energia por parte de las celulas. Por esto necesitamos respirar continuamente ya que nuestras celulas necesitan oxigeno y sin él mueren, y la muerte de estas nos conducen a la nuestra.

Introducción

El Aparato Cardiovascular

   El aparato cardiovascular es el encargado de transportar el oxígeno y las sustancias nutritivas a través de la sangre a los diferentes tejidos, así como, gracias a la sangre, eliminar los desechos producidos por las células.

       Está formado por:

• El corazón, que hace de bomba impulsora de la sangre.
• Los vasos sanguíneos (arterias, arteriolas, capilares, vénulas y venas). Son las cañerías por las cuales circula la sangre.

   Podemos decir que el corazón bombea la sangre, que transporta por medio de los vasos sanguíneos el oxígeno y los nutrientes que necesita la célula para obtener energía.

   Respecto al corazón, es uno de los órganos en los que mejor se pueden observar las repercusiones del ejercicio. Una actividad física de baja intensidad y larga duración (120-140 pulsaciones/minuto) aumenta el volumen de las cavidades (cabe más sangre en las aurículas y ventrículos) y las paredes (miocardio) se hacen más gruesas; gracias a esto, la masa muscular y la contractibilidad cardíaca sufren un incremento, lo que hace que envíe sangre con más fuerza al aparato circulatorio. Estas mejoras debidas a la actividad física se reflejan en un aumento de la eficacia de bombeo, lo que ocasiona un descenso de la frecuencia cardíaca de reposo. O sea, con un número más bajo de latidos se expulsa el mismo volumen de sangre, y el corazón realiza un trabajo más cómodo (una persona tiene menos pulsaciones por minuto cuando está entrenada, que cuando no lo está).

   Otro efecto importante de la actividad física sobre el aparato cardiovascular es el aumento de la capilarización, tanto cardíaca -vasos encargados de irrigar al propio corazón- como de la mayoría de los músculos, órganos y tejidos, a la vez que se mantiene la elasticidad arterial, que es uno de los factores facilitadores de la circulación sanguínea.

   Se previene la aparición de arteriosclerosis (o disminución del calibre de los capilares), con lo que se ayudará a evitar la aparición de embolias y enfermedades coronarias.

El Aparato Respiratorio

   El aparato respiratorio está implicado en la captación del oxígeno (O2) contenido en el aire atmosférico, y en la eliminación del dióxido de carbono (CO2) sintetizado en el organismo como producto de desecho. Asegura el intercambio gaseoso entre el aire atmosférico y la sangre.

   Está formado por:

• Vías respiratorias superiores: Son la nariz y fosas nasales, faringe y laringe. Se encargan de calentar, humidificar y filtrar el aire inspirado.
• Aparato broncopulmonar: Está formado por la tráquea, los dos bronquios principales y los pulmones (que a su vez poseen bronquiolos y alvéolos).

   La actividad física aumenta el metabolismo del organismo y, por tanto, las necesidades de oxígeno.

   Respecto a los pulmones, la frecuencia y amplitud respiratoria se ven elevadas, gracias al incremento de la capacidad pulmonar (capacidad vital y máxima capacidad respiratoria) y la eficacia de la musculatura respiratoria. Las posibilidades de ensanchamiento de la caja torácica también aumentan, debido a los músculos que se encargan de realizar ese trabajo (diafragma, intercostales, recto abdominal y oblícuos).

   Se incrementa además la cantidad de hemoglobina de los glóbulos rojos y, dado que es la responsable de captar el oxígeno de los alvéolos, su transporte hasta los tejidos, el intercambio de CO2 y la expulsión de éste en el saco alveolar, se verán mejorados.

Objetivos:

•  Comprobar la relación que existe entre el aparato respiratorio y circulatorio a través del registro de cambios en la frecuencia respiratoria y el ritmo cardiaco ocasionado por la exposición a una actividad física (ejercicio).
• Utilizar el sensor de gas CO2 para determinar los cambios en la concentración de CO2 debidos a la respiración de un ser humano.
• Relacionar el mecanismo respiratorio pulmonar del ser humano con la respiración a nivel celular.
• Reconocer que el dióxido de carbono desechado durante la exhalación es resultado de la respiración individual de las células.

Material:

1 cronómetro

1 lápiz

cuaderno

1 matraz kitazato de 250 ml

30 cm de manguera de hule nueva

1 pinzas Mohr

Masking tape

Equipo:

Sensor de gas CO2

Interfase ULI para el sensor de gas CO2

Lap top

Software Logger Pro

Procedimiento:

A. Frecuencia respiratoria y ritmo cardiaco.

Toma la frecuencia cardiaca de un integrante de tu equipo que debe estar en reposo. Para ello, con los dedos índice y medio localiza en la parte lateral del cuello la carótida y presiona levemente hasta sentir pulsaciones. Cuantifica cuantas pulsaciones se perciben en un minuto y registra este dato en tu cuaderno. Lo normal son 80 pulsaciones por minuto.

Del mismo compañero toma ahora la frecuencia respiratoria, para hacerlo observa los movimientos de su tórax; un ascenso y un descenso del diafragma equivalen a un movimiento respiratorio. Lo normal es de 16 a 20 movimientos por minuto.

Posteriormente el mismo estudiante deberá realizar 20 sentadillas, subir escaleras o ejecutar brevemente algún ejercicio, después de terminar esta actividad física se deberán realizar nuevamente las dos mediciones anteriores.

Registra tus datos en un cuadro como el siguiente:

Frecuencia Respiratoria (respiraciones por minuto)

	Reposo	Actividad física leve	Actividad física intermedia	Actividad física intensa
Hombre	17	22	25	25
Mujer	26	28	26	22

Frecuencia Cardiaca (pulsaciones por minuto)

	Reposo	Actividad física leve	Actividad física intermedia	Actividad física intensa
Hombre	87	96	97	107
Mujer	73	81	98	124

Repite la operación al menos con una persona más y compara los datos registrados.

B. Empleo del sensor de gas CO2 para determinar la concentración de dióxido de carbono producido durante la respiración.

Conecta la interfase a la lap top y al sensor de gas CO2. Después enciende la computadora y la interfase.

Abre el programa Logger Pro y activa el sensor de gas CO2.

Ajusta las variables con las que se va a trabajar: partes por millón (ppm) para determinar la concentración de CO2 y minutos para medir el tiempo (5 minutos en intervalos de seis registros por minuto).

En la boca del matraz kitazato acomoda cuidadosamente el sensor. En la abertura lateral del matraz coloca el trozo de manguera, dóblala por la parte final y ajusta fuertemente este doblez con las pinzas Mohr. Coloca masking tape alrededor de la abertura para evitar fugas.

Espera 5 minutos para que se estabilice la concentración de CO2 que hay dentro del matraz, después de este tiempo comienza a colectar los datos de esta concentración haciendo click en el botón “collect”, registra los datos durante cinco minutos en intervalos de 6 registros por minuto. Esta primera muestra corresponde a tu control.

Después de transcurridos los cinco minutos asegúrate de que se haya detenido el registro de datos. En un disco de 3 1/2  “guarda” esta información en un archivo al que llamarás “control”.

Asegura nuevamente el sensor de gas CO2 a la boca del matraz, ten cuidado de que no se estén colectando datos cuando te encuentres preparando el dispositivo.

Cuando el dispositivo este listo retira de la manguera la pinza que sujeta su extremo final. Rápidamente tú o algún compañero de equipo deberán de Inhalar y exhalar normalmente 5 veces sin interrupción, el aire producido durante las exhalaciones deberá ser desechado al matraz kitazato a través de la manguera, cada vez que repitan esta operación procuren mantener cerrada al exterior la manguera, para hacerlo pueden presionar fuertemente con las manos el extremo final de ésta. Inmediatamente después de la última exhalación  comienza a registrar los datos sobre la concentración de CO2 haciendo “click" otra vez en el botón “collect” (recuerda que los registros se deben hacer durante cinco minutos en intervalos de 6 mediciones por minuto). Este registro corresponderá a la respiración en “reposo”, guarda los datos en un archivo independiente.

Posteriormente la misma persona de quien se recabaron los datos anteriores deberá realizar algún tipo de ejercicio con el fin de aumentar su frecuencia respiratoria. Después del ejercicio deberá inhalar y exhalar nuevamente siguiendo las instrucciones mencionadas en el punto número ocho. El registro de estos datos corresponderá a la respiración “después de un ejercicio”, crea un archivo nuevo para guardarlos.

Repite el mismo procedimiento con una persona más con el fin de realizar comparaciones.    

Resultados:

A. Frecuencia respiratoria y ritmo cardiaco.

Discute con tus compañeros los resultados que observaron. Analicen las posibles causas que ocasionan que haya diferencias en el ritmo cardiaco y la frecuencia respiratoria entre una persona y otra. Análisis de resultados:

Responde los siguientes cuestionamientos:

¿Porque cuando se realiza algún ejercicio físico vigoroso se incrementa el número de inhalaciones y exhalaciones? ¿Para qué debemos respirar más  rápido en esta situación?

- Es mayor el consumo de energia, por lo tanto requerimos de mas oxigeno, y esto provoca que los pulmones tomen mas aire para poder llevar a cabo el proceso de respiracion en las celulas.

¿Qué sucede con la frecuencia cardiaca y respiratoria durante el ejercicio?
Se incrementan, ya que requerimos de mayor energia
¿Qué pasa con los niveles de oxígeno en tus pulmones durante el ejercicio?
se incrementan

¿Qué relación hay entre el aumento de la frecuencia cardiaca y el aumento de la frecuencia respiratoria durante la actividad física?

Las dos aumentan de intensidad

Realiza la caracterización de los conceptos: Inhalación, exhalación, pulmones, alvéolos, difusión de gases, diafragma, glóbulos rojos.

B. El empleo de sensores para medir la concentración de CO2

Observa en la computadora la forma de las gráficas en las tres distintas situaciones. Comenta con tus compañeros de equipo estas observaciones y escriban en sus cuadernos las conclusiones a las que llegaron para cada una de las situaciones.  

Anota en tu cuaderno los datos que se obtuvieron en cada una de las tres situaciones en las que se registró la concentración de CO2 (control, respiración en reposo, respiración después de hacer ejercicio), arregla estos datos en tres tablas distintas y grafícalos en papel milimétrico.

Análisis de resultados:

Replanteamiento de las predicciones de los alumnos: Al realizar esta practica, claramente pudimos observar la relación que existe entre la ritmo cardiaco y la frecuancias respiratorias por minuto, para observar esta relación fue necesario tener un control en la medición de datos mediante los instrumentos. La actividad fisica fue un factor importante al momento de recopilar los datos, siendo diferente para cada persona por su condición fisica.

Conclusión: La respiración es un proceso llevado a cabo a nivel celular, el cuel tiene como principal función el proveer de energía a todo el cuerpo, ademas llevar el oxigeno necesario para el correcto funcionamiento del organismo.

Conceptos clave: Ritmo cardiaco, cavidad torácica, centro respiratorio, frecuencia respiratoria, ciclo respiratorio, sensor, sensor de gas CO2.

   

Relaciones. Con esta sencilla actividad los alumnos podrán comenzar a relacionar el proceso respiratorio con la liberación de la energía que se requiere para realizar cualquier actividad o trabajo. Además se da apertura a la concepción de la respiración como un proceso que se realiza a nivel celular.

Por otro lado involucra a los alumnos en el uso de equipos poco convencionales para comprender fenómenos biológicos y les permite aplicar conocimientos de otras disciplinas para interpretar los resultados que obtuvieron del monitoreo.

Ciberografía:

• http://www.efdeportes.com/efd51/salud.htm