Sistema Respiratorio y Circulatorio PDF

**UNIDAD 3: Nutrición humana II** **Otros sistemas que intervienen en la nutrición** C:\\Users\\USUARIO\\Desktop\\Sofi\\Colegio de María\\2023\\Biología 4°B\\81b7ad8f-10f3-4c9a-b433-fda4eb0a4b46.jpg Contenido {#contenido.TtuloTDC} ========= [[¿PARA QUÉ RESPIRAMOS?] 2](#para-qu%C3%A9-respiramos)...

**UNIDAD 3: Nutrición humana II** **Otros sistemas que intervienen en la nutrición** C:\\Users\\USUARIO\\Desktop\\Sofi\\Colegio de María\\2023\\Biología 4°B\\81b7ad8f-10f3-4c9a-b433-fda4eb0a4b46.jpg Contenido {#contenido.TtuloTDC} ========= [[¿PARA QUÉ RESPIRAMOS?] 2](#para-qu%C3%A9-respiramos) [[Algunas investigaciones sobre la respiración] 2](#algunas-investigaciones-sobre-la-respiraci%C3%B3n) [[LA RESPIRACIÓN] 4](#la-respiraci%C3%B3n) [[El consumo de oxígeno durante el ejercicio] 4](#el-consumo-de-ox%C3%ADgeno-durante-el-ejercicio) [[¿CÓMO Y POR QUÉ OCURRE EL INTERCAMBIO GASEOSO?] 5](#c%C3%B3mo-y-por-qu%C3%A9-ocurre-el-intercambio-gaseoso) [[La mecánica respiratoria] 5](#la-mec%C3%A1nica-respiratoria) [[¿Qué sucede con el aire cuando llega a los pulmones? La hematosis] 6](#qu%C3%A9-sucede-con-el-aire-cuando-llega-a-los-pulmones) [[¿CÓMO Y POR DÓNDE SE MUEVE LA SANGRE?] 7](#c%C3%B3mo-y-por-d%C3%B3nde-se-mueve-la-sangre) [[LAS ARTERIAS, LAS VENAS Y LOS CAPILARES] 8](#_Toc134558911) [[LA CIRCULACIÓN Y EL CORAZÓN] 9](#la-circulaci%C3%B3n-y-el-coraz%C3%B3n) [[La circulación mayor o sistémica y la circulación menor o pulmonar] 10](#la-circulaci%C3%B3n-mayor-o-sist%C3%A9mica-y-la-circulaci%C3%B3n-menor-o-pulmonar) ¿PARA QUÉ RESPIRAMOS? ===================== **ACTIVIDAD**: **No es tan fácil ganar un partido en La Paz** Lean el texto "Después de doce años" y respondan las preguntas a continuación  1. Después de correr, por lo general, nos sentimos agitados o agitadas y escuchamos que el corazón late más rápidamente. ¿Cómo lo pueden explicar? 2. Jugar al fútbol implica correr gran parte del tiempo que dura el partido. ¿Por qué les parece que a la selección argentina le resulta más difícil jugar en La Paz que en Buenos Aires? 3. Si alguna vez hicieron una caminata de ascenso en un lugar montañoso, puede que hayan sentido que les faltaba el aire. ¿Se les ocurre por qué? ¿Cómo creen que se relaciona esto con las derrotas de la selección argentina en La Paz? Algunas investigaciones sobre la respiración -------------------------------------------- ***Comer, beber y respirar según Santorio Santorio*** En la antigüedad no estaba claro exactamente para qué comemos y respiramos ni, en general, qué función cumplen los diferentes órganos del cuerpo. Descubrir qué hace cada estructura no es algo fácil sin ningún tipo de tecnología que permita observar el interior del organismo sin abrirlo ni dañarlo, y lo es menos aún averiguar de qué sirve comer o respirar si se va más allá de la obvia observación de que nos morimos si dejamos de hacerlo. En 1612, un médico de Venecia llamado Santorio Santorio publicó un trabajo llamativo, basado en un experimento que realizó con su propio cuerpo. Santorio había construido lo que él llamaba la silla estática, una balanza muy precisa, con un asiento montado sobre ella, que permitía medir su peso corporal. Durante años, Santorio tomó cuidadosamente nota del peso de todo lo que comía y bebía y de todo el peso producido en forma de material fecal y de orina. Si su peso aumentaba era porque estaba incorporando más materia que la que perdía. Si disminuía, ocurría lo contrario. Si su peso se conservaba, concluía que había un equilibrio entre la materia que incorporaba y la que eliminaba. No obstante, Santorio notó algo más: si se quedaba en la balanza un corto tiempo (sin comer, ni beber ni ir al baño), su peso disminuía gradualmente. Esto lo llevó a concluir que parte de lo que ingresaba al cuerpo se iba como algo que se llamaba entonces *perspiratio insensibilis*, 'transpiración insensible'. ***El aire tiene "algo" imprescindible para la vida*** Hasta el siglo XVII, poco era lo que se sabía sobre la respiración, su función y los órganos involucrados. Aún se sostenía lo que había propuesto Galeno en el siglo II d. C. (que los animales respiraban para enfriar el corazón). En 1660, el químico Robert Boyle demostró que el aire tenía alguna propiedad necesaria y esencial para la vida. Colocó un pájaro en un contenedor y, con una bomba de vacío, retiró la máxima cantidad posible de aire. El pájaro se agitó y, finalmente, murió, y lo mismo sucedió cuando Boyle probó con otros animales. También experimentó añadiendo aire "respirado" (exhalado por otros animales) al contenedor, y los animales no sobrevivieron. Concluyó que los organismos necesitaban "aire fresco" (no exhalado) para seguir con vida. 1464px-An\_Experiment\_on\_a\_Bird\_in\_an\_Air\_Pump\_by\_Joseph\_Wright\_of\_Derby \... \"Experimento con un pájaro en una bomba de aire\" de Wright de Derby ***El aire ingresa desde los pulmones*** Robert Hooke, asistente de Robert Boyle, demostró que el aire se absorbía en el cuerpo en los pulmones (hasta entonces se pensaba que el aire entraba al corazón). Esto lo probó realizando un experimento con un perro, al que le abrió el tórax y le inyectó aire directamente en el pulmón y, así, logró que permaneciera vivo. ACTIVIDADES: 1. ¿Cómo podrían explicar, con lo que ustedes saben, las observaciones de Santorio Santorio sobre la transpiración insensible? 2. 2\. A partir del experimento de Boyle, ¿qué se puede concluir acerca de esa "propiedad" que tiene el aire una vez que es exhalado? 3. De acuerdo con lo que ustedes ya conocen sobre el sistema respiratorio, ¿qué es esa "propiedad" que contiene el aire y que ya no está presente cuando se exhala? 4. ¿Por qué Robert Hooke concluyó que el aire se absorbía en los pulmones? LA RESPIRACIÓN ============== El proceso de la respiración se resume de forma simplificada en el video: [[El oxígeno y la respiración 3D - Educ.ar]](https://www.educ.ar/recursos/105150/el-oxigeno-y-la-respiracion-3d). Luego de las actividades realizadas anteriormente y de entender el video, deberíamos poder responder estos interrogantes: - ¿Para qué respiramos? - ¿Qué recorrido hace el aire y qué sucede dentro de nuestro organismo? - ¿Qué es lo que tiene el aire que es imprescindible para la vida? El consumo de oxígeno durante el ejercicio ------------------------------------------ Como vimos en el video, la respiración es necesaria para que todas las células de nuestro cuerpo realicen las reacciones químicas para obtener la energía que requieren para funcionar. Cuando hacemos actividad física nos sentimos agitados o agitadas y respiramos más rápido. En los años veinte, los investigadores A. V. Hill y H. Lupton estudiaron cómo se modificaba el consumo de oxígeno cuando una persona corría. Como el consumo de oxígeno depende, entre otros factores, del peso de la persona y del tiempo que transcurre, se suele trabajar con la cantidad de oxígeno (en mililitros, ml) dividida por el peso corporal de la persona (en kilogramos, kg) dividido por el tiempo considerado (en minutos, min). Así se define el VO~2~ (volumen de oxígeno consumido), cuyas unidades son mililitros de oxígeno consumido por kilogramos de peso por minuto, o ml/kg/min. **ACTIVIDADES:** El siguiente gráfico muestra el VO~2~ en función del tiempo que transcurre durante una carrera: 1. ¿Qué se representa en cada eje?, ¿en qué unidades? 2. En líneas generales, ¿qué podrían decir acerca del gráfico? ¿La curva muestra una variación del VO~2~ similar a lo largo del tiempo o se pueden identificar tramos con distintas características? 3. ¿Qué ocurre con el valor del VO~2~ durante los primeros seis minutos, aproximadamente? 4. ¿Qué sucede con el valor del VO~2~ a partir de los seis minutos? ¿Qué se puede concluir al respecto? 5. En diálogo con la respuesta que formulamos a la pregunta "¿para qué respiramos?", ¿por qué creen que aumenta el consumo de oxígeno con el ejercicio? 6. Cuando Hill y Lupton realizaron este tipo de mediciones con muchas personas y en muchos momentos, fueron notando que siempre se alcanza un VO~2~ máximo y que este valor es mayor cuanto más entrenada está la persona. De hecho, se considera actualmente que es una manera de medir la capacidad aeróbica de alguien. ¿Cuál es el VO~2~ de la persona cuyos valores se utilizaron para hacer el gráfico? ¿A qué creen que se deberá que se llegue a un máximo? 7. En la primera actividad, mencionamos la dificultad que tiene la selección argentina para jugar en La Paz, que se encuentra a una altura cercana a los 4000 metros sobre el nivel del mar. ¿Podrían elaborar ahora alguna explicación más profunda que la del comienzo del tema? ¿CÓMO Y POR QUÉ OCURRE EL INTERCAMBIO GASEOSO? ============================================== La mecánica respiratoria ------------------------ Los pulmones están situados en un compartimiento cerrado que es la cavidad torácica o tórax. La caja torácica está formada por las costillas, la columna vertebral torácica situada posteriormente y en el plano anterior por el esternón. La parte superior está cerrada por músculos y tejido conectivo y la parte inferior por el diafragma. Esta caja, la caja torácica tiene la particularidad que puede expandirse y volver a su tamaño original, forzando así la entrada y salida de aire. Este proceso recibe el nombre de "ventilación". El proceso respiratorio pulmonar ocurre mediante el llenado de aire o **inspiración** o **inhalación** y su vaciado o **espiración o exhalación**. En cada ciclo respiratorio normal o basal se distinguen, por lo tanto, dos fases debidas a la expansión y retracción de la caja torácica mediante contracción muscular. ¿Cómo ocurre la ventilación? La cavidad torácica alberga y protege los pulmones, delimitada por las costillas y un músculo grande, llamado "diafragma". Entre las costillas hay unos músculos pequeños, llamados "intercostales". Cuando el diafragma y los músculos intercostales se contraen, aumenta el volumen de la cavidad torácica y baja la presión, lo que produce el ingreso del aire. Por el contrario, cuando el diafragma y los músculos intercostales se dilatan, el volumen se reduce, la presión del aire aumenta y este tiende a salir. La contracción muscular consume energía, no así la de relajación, por lo que se dice que la inspiración es activa y la espiración es pasiva. Un adulto en reposo inspira alrededor de quince veces por minuto, ingresando aproximadamente ½ litro de aire cada vez.  ¿Qué sucede con el aire cuando llega a los pulmones? ---------------------------------------------------- La hematosis ------------ El aire que ingresa por las fosas nasales recorre las vías respiratorias hasta llegar a los alvéolos pulmonares. Los alvéolos son estructuras en forma de bolsa que se encuentran al final de cada bronquiolo y están rodeados de capilares sanguíneos. Entre el interior de los alvéolos pulmonares y la sangre presente en los capilares se lleva a cabo un intercambio conocido con el nombre de "hematosis": el oxígeno se difunde desde el aire hasta la sangre, mientras que el dióxido de carbono sigue el camino contrario. ¿Qué sucede con el oxígeno en la sangre? Mayormente, se une a una proteína llamada "hemoglobina", de color rojo, que se encuentra en el interior de los glóbulos rojos o eritrocitos. La afinidad de la hemoglobina por el oxígeno se ve afectada por la presión: cuanto mayor es la presión, mayor es la afinidad. En los alvéolos pulmonares, la presión del oxígeno es elevada y, por ende, la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno también. Por este motivo, la hemoglobina "se carga" y puede saturarse (llevar la mayor cantidad de oxígeno posible). En los tejidos, en cambio, la presión baja y el oxígeno tiende a separarse de la hemoglobina. Volvamos a la situación de la selección argentina en La Paz. Esta ciudad se encuentra a casi 4000 metros sobre el nivel del mar. La presión atmosférica disminuye con la altura y, por ende, también baja la presión parcial de oxígeno. ¿Cómo podríamos explicar la dificultad de acuerdo con la saturación de la hemoglobina? Una posible explicación es que la saturación de la hemoglobina puede no ser completa debido a la disminución de la presión parcial del oxígeno en la atmósfera. **ACTIVIDADES:** 1. El esquema a continuación representa el intercambio gaseoso que ocurre entre la sangre y el aire que se encuentra en el interior de los alvéolos pulmonares. Las flechas indican el sentido de desplazamiento de los gases y de la sangre. Presten atención a los valores de las presiones parciales que tienen el oxígeno y el dióxido de carbono en la arteriola pulmonar, en la vénula pulmonar y en el aire alveolar y **expliquen** el sentido de desplazamiento de los gases. 2. La siguiente tabla muestra los valores de la presión atmosférica y de la presión alveolar. Indiquen cuál columna (1 o 2) corresponde a la inspiración y cuál a la espiración. Expliquen por qué.  ¿CÓMO Y POR DÓNDE SE MUEVE LA SANGRE? ===================================== ***Los experimentos y las conclusiones de William Harvey*** En las clases anteriores ya hemos mencionado dos funciones muy importantes de la sangre: recibir el oxígeno en los pulmones y transportarlo al resto del cuerpo y recibir el dióxido de carbono que desechan las células para eliminarlo en los pulmones. Al igual que lo que pasaba con el sistema respiratorio, hace unos siglos era muy poco lo que se conocía sobre el sistema circulatorio. Antiguamente se creía que la sangre era producida por el hígado y que era absorbida y consumida en el cuerpo. El médico inglés William Harvey (1578-1657) realizó múltiples experimentos, gracias a los cuales llegó a descubrir varios aspectos importantes sobre el sistema circulatorio. En aquel entonces ya se sabía que había dos tipos de vasos sanguíneos, las arterias y las venas, con características diferentes, observables a simple vista. Uno de los experimentos de Harvey consistió en ligar una arteria o una vena de un animal vivo y observar qué sucedía. En el primer caso, se acumuló la sangre en el lado correspondiente entre el corazón y el punto bloqueado. Cuando ligó la vena, en cambio, la acumulación se produjo en el extremo más alejado. Este experimento le permitió concluir que: - la sangre no es absorbida, sino que circula en una única dirección y en un circuito cerrado. - la sangre viaja desde el corazón hacia el resto del cuerpo por las arterias y desde el cuerpo al corazón a través de las venas. 1. ¿Por qué Harvey pudo concluir que la sangre circulaba? ¿Cuáles habrían sido los resultados si la sangre fuese absorbida? 2. ¿Qué resultados lo llevaron a proponer que la sangre circula en una única dirección y en un circuito cerrado? 3. ¿Por qué era necesario demostrar que las arterias y las venas se unían para terminar de confirmar la propuesta de Harvey? []{#_Toc134558911.anchor}**LAS ARTERIAS, LAS VENAS Y LOS CAPILARES** Los vasos sanguíneos son estructuras en forma de tubo por las que circula la sangre. Como vimos en la actividad anterior, la sangre se mueve en un único sentido: sale del corazón, viaja por el cuerpo a través de las arterias y regresa al corazón por las venas. Las arterias y las venas están conectadas entre sí por vasos muy finos, que solo se ven al microscopio, llamados "capilares". Las arterias que salen del corazón se van ramificando y forman estructuras cada vez más pequeñas que culminan en los capilares. Desde los capilares se van formando las venas, y generan conductos cada vez más grandes hasta llegar al corazón. Además del sentido de la circulación de la sangre, las arterias y las venas tienen otras diferencias: - las arterias tienen una pared gruesa muscular y elástica, una luz (el espacio hueco interior) bastante redonda y no tienen válvulas - las venas tienen una pared más fina, su luz es irregular y tienen válvulas - Los capilares tienen una pared muy fina, formada por una única capa de células LA CIRCULACIÓN Y EL CORAZÓN =========================== El corazón es la bomba que impulsa el movimiento de la sangre. Está formado por cuatro cavidades, dos aurículas y dos ventrículos, que están separadas entre sí por válvulas. Las aurículas reciben la sangre que llega al corazón y los ventrículos la expulsan fuera. ¿Cómo funciona el corazón? ¿Qué características tiene? ¿Por qué el corazón es el motor del sistema circulatorio? Encontrá todas las respuestas en este video: [[El sistema circulatorio en 3D - Educ.ar]](https://www.educ.ar/recursos/105145/el-sistema-circulatorio-en-3d) **ACTIVIDADES:** 1. Indiquen a qué corresponde cada número en la siguiente representación gráfica del corazón.  2. ¿Cómo es la sangre que pasa por el lado derecho del corazón, oxigenada o carboxigenada? ¿Por qué? 3. ¿A dónde se dirige la sangre cuando sale del ventrículo derecho? 4. ¿Por qué la sangre que entra por el lado izquierdo del corazón es oxigenada? ¿De dónde viene y qué proceso ocurre allí? 5. ¿Hacia dónde es expulsada la sangre que sale del ventrículo izquierdo? 6. La sangre que ingresa a un lado del corazón y la que ingresa al otro, ¿les parece que se mezclan o no? ¿Por qué? 7. ¿Es correcto afirmar que todas las arterias llevan sangre oxigenada y todas las venas transportan sangre carboxigenada? ¿Por qué? ***Las observaciones de Richard Lower y Robert Hooke*** A fines del siglo XVII, Lower y Hooke investigaron acerca de la sangre que salía y la que entraba al corazón. Ellos notaron que la sangre que entraba desde el cuerpo al corazón era de un color rojo oscuro. Por otro lado, si extraían la sangre que salía del corazón hacia el cuerpo, esta tenía un color rojo brillante. **ACTIVIDADES:** 1. ¿A través de qué vaso llega la sangre del cuerpo al corazón? ¿A qué lado del corazón? ¿Por qué será de un color rojo oscuro? 2. ¿De qué cavidad sale la sangre al cuerpo? ¿A través de qué vaso? ¿De qué lado del corazón se trata? ¿Por qué tendrá un color rojo brillante? ¿En qué lugar adquiere ese color y a través de qué proceso? La circulación mayor o sistémica y la circulación menor o pulmonar ------------------------------------------------------------------ Las observaciones de Lower y Hooke están relacionadas con los dos recorridos o circuitos que sigue la sangre. Uno de los recorridos implica el paso por el pulmón, sitio en el que ocurre la hematosis (como vimos en la segunda clase, el oxígeno ingresa a la sangre y el dióxido de carbono sale). La sangre oxigenada adquiere un color rojo brillante y regresa al otro lado del corazón, desde el cual es impulsada hacia todo el cuerpo. Esta viaja a través del sistema arterial, y en los capilares de los tejidos ocurre un nuevo intercambio gaseoso: el oxígeno pasa desde la sangre a las células y el dióxido de carbono es eliminado desde las células a la sangre, que adquiere un color rojo oscuro. La sangre retorna por las venas hacia el corazón. El siguiente esquema representa los dos circuitos: el mayor o sistémico y el menor o pulmonar.  **ACTIVIDADES:** 1. Redacten un breve texto para describir el circuito mayor y el circuito menor, aclarando el nombre de las cavidades y los vasos involucrados. 2. ¿Cuál es la única arteria en el cuerpo que transporta sangre carboxigenada y por qué? 3. ¿Cuál es la única vena en el cuerpo que transporta sangre oxigenada y por qué? **Bibliografía:** - Curtis, H. y Barnes, N.S. "Biología". Ed. Panamericana. Bs. As. (Diferentes ediciones). - Ferrario, P. y Rizo Patrón, G (2021-2022). Apuntes previos de la asignatura. - Gleiser, Marcela (2022). Respiración y circulación. Fenomenautas.