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Que estructuras intervienen en los movimientos respiratorios

Ciencias Naturales, Estructura y función de los seres vivos

8° Básico

La respiración no sería posible sin el funcionamiento conjunto de una serie de estructuras, musculares y nerviosas, que movilizan todo el sistema respiratorio con la finalidad vital de captar oxígeno.

Si bien nuestros pulmones poseen la estructura adecuada para dilatarse y contraerse, según el ingreso o salida de aire, necesitan de la ayuda conjunta de otros órganos y tejidos que faciliten el verdadero sistema de bombeo que nos permite respirar.
Los músculos involucrados en la respiración son importantísimos para realizar los básicos, pero vitales, movimientos de inspiración y espiración.

El diafragma

Es el principal músculo involucrado en el proceso respiratorio. Posee una forma similar a la de un paracaídas y ocupa gran parte de la superficie del tórax. Separa a este último del abdomen y está perforado por una serie de orificios que facilitan el avance de algunas estructuras. Entre ellas destacan el esófago (orificio esofágico) y la aorta (orificio aórtico).

Este importante músculo (el más plano de nuestro cuerpo) está formado por tres grupos de fibras musculares que se entrecruzan.

Sus bordes están conectados a la columna vertebral por la parte posterior; con las costillas inferiores por los lados y por delante, con la parte distal del esternón, formando una verdadera cúpula que aloja a importantes órganos ubicados en este sector, como el hígado, el estómago y el bazo. Es asimétrico -es más extenso por delante que por detrás- ya que las costillas de la parte anterior de nuestro cuerpo son más elevadas. Posee varias partes: una parte vertebral (conocida como pilares del diafragma), otra lumbar (fibras que van desde la primera vértebra lumbar hasta la duodécima costilla), la porción costal (desde la séptima costilla hasta la duodécima) y las fibras esternales (ubicadas en la parte inferior del esternón).

Músculos intercostales

Otra serie de músculos, alojados en el tórax, también participan en el proceso respiratorio. Son los músculos intercostales, que permiten el movimiento de las costillas hacia arriba, abajo y hacia afuera, expandiendo el pecho, tirando los pulmones hacia adelante e incrementando así su volumen.

Imaginemos que nuestro tórax es una verdadera jaula. Las rejillas serían las costillas, cada una ubicada al lado de la otra. Los espacios vacíos entre cada una de ellas (espacios intercostales) están ocupados por estos músculos planos, que forman un verdadero tejido en la zona interna de nuestro tronco.

Los músculos intercostales externos participan en la inspiración y los internos, en la espiración. Su acción conjunta es capaz de estabilizar el tamaño alcanzado por el espacio intercostal ante cualquier movimiento, sobre todo durante la acción del diafragma.

Inspiración y espiración

La renovación constante de oxígeno y la salida de dióxido de carbono exige una organización específica para permitir el ingreso (inspiración) y expulsión (espiración) de aire. Ya que los pulmones no poseen una musculatura propia para efectuar estos procesos, la acción conjunta de los músculos intercostales y el diafragma permite el intercambio gaseoso. Ellos aumentan o disminuyen la capacidad torácica, de acuerdo con los requerimientos de nuestro organismo, agrandando o reduciendo la capacidad de los elásticos pulmones.

Al momento de inspirar, el diafragma se contrae, cambiando de manera radical la fisonomía y capacidad de la caja torácica. Cuando inhalamos aire desde el exterior, la contracción del diafragma comprime las vísceras abdominales y permite un aumento considerable del espacio del tórax, lo que otorga la superficie necesaria para que nuestros pulmones se inflen con el aire inspirado. También contribuyen en esta tarea los músculos intercostales, que se contraen y hacen que las costillas se muevan hacia arriba y afuera, aumentando un poco más la capacidad de la caja torácica.

Al momento de expulsar el aire desde nuestros pulmones (espiración), los músculos involucrados se relajan. El diafragma recupera su forma de paracaídas, las costillas se mueven hacia abajo (en ello también influye la gravedad) y hacia adentro, contrayendo a los pulmones y recuperando el espacio inicial de la cavidad torácica. El flujo de aire finalmente volverá hacia el exterior y será exhalado por las vías aéreas superiores.

Control nervioso de la respiración

Como la mayoría de los procesos que ocurren al interior de nuestro organismo, la respiración está controlada por nuestro computador central: el cerebro. En una verdadera cadena de reacciones, el cuerpo humano es capaz de coordinar todas las estructuras y receptores que ajustan la ventilación a las necesidades físicas de cada momento, tanto en situaciones de reposo como de movimiento.

Desde el tronco cerebral se controlan diversas funciones básicas e involuntarias de nuestro cuerpo, entre ellas, la respiración. El bulbo raquídeo es el segmento específico encargado de determinar el ritmo ventilatorio. Su acción difícilmente es perceptible, ya que al ser un proceso automático, no tenemos conciencia de que lo estamos realizando.

Sólo piensa en cuántas veces has inspirado y espirado mientras lees este fascículo. De seguro no lo sabes, porque para ti respirar resulta obvio.

Para facilitar una adecuada respuesta respiratoria, nuestro cuerpo cuenta, además, con una serie de receptores que se estimulan ante sustancias extrañas, afecciones respiratorias y concentraciones anormales de oxígeno y dióxido de carbono, entre otras causas.

Los receptores ubicados en el pulmón reciben el nombre de mecanorreceptores. Su función es captar la información recibida y transmitirla al centro respiratorio, a través del nervio vago (encargado del control visceral). Estos se dividen en tres tipos: receptores de distensión, irritación y vasculares o yuxtacapilares.

Los de distensión son aquellos que responden de manera más lenta y su estimulación provoca la elongación de los músculos lisos de las vías aéreas durante la inspiración.

En tanto, los receptores de irritación son de rápida estimulación y poseen una finalidad más bien defensiva; se activan por gases irritantes, reacciones alérgicas, congestión y embolia pulmonar, entre otros factores, generando respuestas como la tos.

Por último, los receptores vasculares o yuxtacapilares se ubican en el espacio entre alvéolos y capilares, estimulándose por procesos que involucran a esta zona (edema intersticial o la acción de irritantes químicos, entre otros).

Concentraciones gaseosas

Nuestro cuerpo también reacciona ante los cambios en las concentraciones normales de los gases involucrados en el intercambio respiratorio.

Para ello, cuenta con quimiorreceptores tanto para el oxígeno como para el dióxido de carbono, ubicados en su mayoría en algunos sectores de la arteria carótida y en la arteria aorta.

Los receptores que reaccionan ante la presencia de dióxido de carbono se dividen en centrales (células ubicadas en el bulbo raquídeo) y periféricos (presentes en la arteria carótida y en la aorta); mientras que los receptores encargados de mantener un nivel normal de oxigenación son solo periféricos y se sitúan en la bifurcación de la carótida.

Receptores musculares

Tanto los músculos intercostales como el diafragma poseen husos musculares (receptores sensoriales ubicados al interior de la estructura muscular), que captan la elongación de cada uno de ellos. Esta información es determinante para controlar la fuerza de contracción de estos músculos respiratorios.

Estudios señalan, además, que estos importantes receptores estarían involucrados en la disnea (sensación subjetiva de falta de aire), cuando perciben que el esfuerzo muscular no se relaciona con la capacidad ventilatoria alcanzada.

Músculos anexos

Existen otras estructuras musculares que sirven como elementos accesorios durante el proceso respiratorio. Por lo general, participan en él durante la realización de ejercicios y en episodios de insuficiencia respiratoria. Entre los músculos secundarios que colaboran en la respiración destacan el músculo escaleno (anterior y posterior), esternocleidomastoideo, trapecio, los rectos abdominales, los oblicuos y el transverso del abdomen.

Músculos intercostales

Es un conjunto de músculos ubicados a los dos lados de la caja torácica. Permiten el movimiento de las costillas hacia arriba, abajo y hacia adelante. Mientras esto ocurre, el pecho se expande y los pulmones también crecen hacia adelante, aumentando su volumen. Los músculos intercostales externos participan en la fase de inspiración del aire, y los internos lo hacen en la espiración. Al realizar los movimientos respiratorios, estos músculos se contraen y se relajan.

Maniobra de Valsalva

Por medio de una coordinada acción muscular y de algunas estructuras, nuestro organismo puede efectuar la maniobra de Valsalva. Esta consiste en realizar una espiración forzada, manteniendo la nariz, la boca y la glotis cerradas. De esta manera, se aumenta la presión intrapulmonar, baja la frecuencia cardíaca y se reduce el flujo sanguíneo en el tórax. En situaciones cotidianas (al toser, inflar un globo o defecar) la efectuamos; también, las personas que transportan objetos pesados y los levantadores de pesas la utilizan para mantener la estabilidad de la caja torácica y optimizar el funcionamiento de los músculos situados en esta zona.

Datos Icarito

¿Qué otro efecto provoca la contracción del diafragma?
Comprime el hígado, vaciándolo de sangre y mejorando así el retorno venoso.

¿A qué llamamos frecuencia respiratoria?
Al número de veces que se repite el ciclo de inspiración y espiración en un minuto.

¿Qué factores determinan la frecuencia respiratoria?
La edad, el sexo y la actividad física, entre otros.

¿Cuántas respiraciones realizamos por minuto?
Aproximadamente, 15 a 20.

¿Qué es la hipercapnia?
Es la presencia excesivamente alta de dióxido de carbono en la sangre.

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