APARATO RESPIRATORIO Y REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN.

La respiración es un proceso involuntario y automático, en que se extrae el oxígeno del aire inspirado y se expulsan los gases de desecho con el aire espirado. El aire se inhala por la nariz, donde se calienta y humedece. Las fosas nasales están conectadas con los senos paranasales o cavidades sinusales, unos espacios huecos del interior de algunos huesos de la cabeza que contribuyen a que el aire inspirado se caliente y humedezca. La inflamación de estos senos se conoce como sinusitis.

Después el aire pasa a la faringe, sigue por la laringe y penetra en la tráquea. A la mitad de la altura del pecho, la tráquea se divide en dos bronquios que se dividen de nuevo, una y otra vez , en bronquios secundarios, terciarios y, finalmente, en unos 250.000 bronquiolos.
Al final de los bronquiolos se agrupan en racimos de alvéolos, pequeños sacos de aire, donde se realiza el intercambio de gases con la sangre.  Los pulmones contienen aproximadamente 300 millones de alvéolos, que desplegados ocuparían una superficie de 70 metros cuadrados, unas 40 veces la extensión de la piel.
La respiración cumple con dos fases sucesivas, efectuadas gracias a la acción muscular del diafragma y de los músculos intercostales, controlados todos por el centro respiratorio del bulbo raquídeo. En la inspiración, el diafragma se contrae y los músculos intercostales se elevan y ensanchan las costillas. La caja torácica gana volumen y penetra aire del exterior para llenar este espacio. Durante la espiración, el diafragma se relaja y las costillas descienden y se desplazan hacia el interior. La caja torácica disminuye su capacidad y los pulmones dejan escapar el aire hacia el exterior.
Las Vías Respiratorias están formadas por la boca y las fosas nasales, la faringe, la laringe, la tráquea, los bronquios y los bronquiolos.
La laringe es el órgano donde se produce la voz, contiene las cuerdas vocales y una especie de tapón llamado epiglotis para que los alimentos no pasen por las vías respiratorias.
La tráquea es un tubo formado por unos veinte anillos cartilaginosos que la mantienen siempre abierta, se divide en dos ramas: los bronquios.
Los bronquios y los bronquiolos son las diversas ramificaciones del interior del pulmón, terminan en unos sacos llamadas alvéolos pulmonares que tienen a su vez unas bolsas más pequeñas o vesículas pulmonares, están rodeadas de una multitud de capilares por donde pasa la sangre y al realizarse el intercambio gaseoso se carga de oxígeno y se libera de CO2.
Los pulmones son dos masas esponjosas de color rojizo, situadas en el tórax a ambos lados del corazón, el derecho tiene tres partes o lóbulos; el izquierdo tiene dos partes.
La pleura es una membrana de doble pared que rodea a los pulmones.

*A continuación se añade un diagrama que explica las principales funciones del aparato respiratorio y un vídeo que ilustra el proceso de la respiración.





REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN.
La ventilación alveolar es regulada por una red de centros y vías neuronales que genera los estímulos que activan rítmicamente, no sólo los músculos respiratorios , sino también los músculos faríngeos que mantienen abierta la vía aérea superior. Aparte de esta función específica, el control de la ventilación opera también en otras actividades de naturaleza muy diferente, como son la fonación, la risa, el llanto, la tos, los estornudos, la regulación del pH, etc.

CENTROS DE LA RESPIRACIÓN
La alternancia de inspiración y espiración es determinada por actividad rítmica y automática de centros nerviosos situados en el tronco cerebral. Estos centros reciben información de otras zonas del cerebro y de sensores situados en diversas partes de organismo , todo lo cual permite que la respiración se adecúe a variadas demandas metabólicas y se coordine para realizar otras funciones diferentes, como la fonación, deglución, risa, tos. etc.
La inspiración comienza por activación de las neuronas inspiratorias, que envían impulsos a la musculatura inspiratoria, básicamente el diafragma, alrededor de cada 5 segundos en el adulto.
Los músculos faríngeos, que estabilizan y mantienen abierta la vía aérea superior, se activan antes que el diafragma y los intercostales, lo que impide que la faringe se colapse por efecto de la presión negativa generada durante la inspiración , mecanismo que puede alterarse patológicamente durante el sueño.
Durante la respiración normal en reposo, la musculatura espiratoria casi no participa, ya que la espiración es un evento pasivo debido a la retracción elástica del pulmón distendido por la inspiración previa. Durante la primera parte de la espiración, persiste alguna activación de los músculos inspiratorios que aminoran la velocidad del flujo aéreo en la primera parte de la espiración, la cual cesa durante el resto de la espiración. Los músculos espiratorios son estimulados sólo cuando aumenta la demanda ventilatoria en forma importante.

MECANISMOS AFERENTE
La información moduladora llega al sistema neuronal por las vías humoral y nerviosa. La sensibilidad de estos mecanismos varía entre individuos y parece estar genéticamente determinada. También se producen adaptaciones adquiridas, como las que ocurren con el crecimiento, con el ejercicio intenso habitual o con la residencia en la altura.

REGULACIÓN HUMORAL
Los principales moduladores humorales de la ventilación son los niveles arteriales de O2, CO2 e hidrogeniones.
* A continuación se añade una serie de tres esquemas que ilustran los mecanismos de regulación de la respiración.






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VEJIGA Y REFLEJO DE LA MICCIÓN.

 La orina llega por los uréteres a la vejiga. Las contracciones rítmicas de la musculatura lisa de los cálices renales, expulsan la orina hacia los uréteres, cuyos movimientos peristálticos la impulsan rítmicamente hasta la vejiga.
La vejiga es un reservorio cuyas paredes tienen musculatura lisa dispuesta en 3 capas superpuestas, que forman alrededor del orificio uretral un anillo muscular que constituye el esfínter interno. En condiciones normales su capacidad es de 500-600 ml. Desde la vejiga la orina llega al exterior a través de la uretra. En el hombre existe además un esfínter externo, de musculatura estriada, ubicado alrededor de la uretra, inmediatamente por debajo de la vejiga.
la vejiga no es un simple receptáculo, ya que es capaz de absorber tanto agua como ciertos solutos. Su musculatura conserva cierto grado de tono aun cuando esté vacía. Este tono depende de impulsos generados en el músculo liso mismo (tono miogeno), pero la micción está regulada por un centro medular. La presión se incrementa, sin embargo, durante la micción, lo que facilita el paso de la orina a la uretra y luego al exterior.

La vejiga tiene doble inervación, simpática y parasimpática, cuyas fibras se distribuyen profusamente en la musculatura vesical. El sistema parasimpático, representado por los nervios pélvicos, formados por fibras parasimpáticas sacras, produce la contracción de la musculatura de la pared vesical y relajación del esfínter interno. El simpático, por su parte, disminuye el tono de la musculatura de la vejiga e incrementa el tono del esfínter interno. El esfínter externo está inervado por fibras nerviosas motoras somáticas, provenientes de la médula sacral.
Por lo tanto, el vago estimula y el simpático inhibe el vaciamiento de la vejiga. La influencia del simpático es de escasa importancia.
El centro nervioso que controla el vaciamiento vesical está ubicado en la médula sacra. En condiciones fisiológicas el vaciamiento no se inicia por el aumento de la presión intravesical, sino por la distensión de sus paredes, la que estimula receptores allí ubicados. Estos receptores emiten impulsos hacia el centro medular, desde el cual se transmiten impulsos por las vías eferentes simpática y parasimpática, que van a producir el vaciamiento. A pesar de que al evacuarse la orina disminuye la distensión vesical, no cesa el vaciamiento, lo que se debe a la estimulación, por el flujo de orina, de receptores situados en la uretra. Estos receptores mantienen, por vía refleja, la contracción de la musculatura de la vejiga y la relajación de los esfínteres tanto interno como externo.
La destrucción del centro reflejo sacral produce retención de orina y aumento de la presión intravesical. En esta condición la vejiga no se distiende, por no producirse la disminución del tono que, como ya se ha señalado, ocurre normalmente al aumentar su contenido. En este caso el vaciamiento se hace por rebalse y en el momento en que la presión intravesical vence la resistencia ofrecida por el esfínter externo (incontinencia pasiva). 

A continuación se añaden unos esquemas explicando la anatomia de la vejiga y el reflejo de la micción.







TRABAJO EN CONJUNTO NÚMERO 2 (VÍDEO FISIOLOGÍA RENAL)

ACLARAMIENTO PLASMÁTICO.

A medida que la sangre pasa a través de los riñones, algunos de los constituyentes del plasma son removidos y excretados en la orina. De este modo, la sangre resulta “depurada” de determinados solutos en el proceso de formación de la orina. Tales solutos pueden ser eliminados de la sangre al ser filtrados por los capilares glomerulares o al ser secretados por las células tubulares dentro del filtrado. 

 Depuración renal de la inulina: medición de la GFR 



 Cálculos de la depuración.
La depuración plasmática renal es el volumen de plasma del cual se elimina por completo una sustancia en un minuto por excreción en la orina, y se obtiene mediante la utilización de la siguiente formula.

Depuración de PAH: medición del flujo sanguíneo renal  



TRANSPORTE DE GLUCOSA.

La reabsorción casi del 100% se lleva a cabo  mediante las proteínas con transportadoras  sodio-glucosa2 (Apical) y GLUT (basolateral).
El umbral plasmático renal es la mínima concentración en el plasma sanguíneo de una sustancia que resulta en la excreción de dicha sustancia en orina.
El umbral plasmático renal para la glucosa es 200 a 305 mg por cada 130 mL. La glucosuria (azúcar en orina) resulta cuando la concentración plasmática alcanza y excede el umbral plasmático renal de la glucosa. Cuando la concentración plasmática de glucosa es muy alta, la glucosa filtrada puede saturar sus portadores y alcanzar el transporte máximo de esa molécula. Cualquier cantidad que pase el transporte máximo continuará a través de los túbulos renales y será excretado en orina. Cabe destacar la diferencia entre umbral plasmático renal y transporte máximo, en el caso de la glucosa, este último es de 370mg, en donde si la concentración es superior se comienza a eliminar la glucosa de manera proporcionalmente directa a su concentración en el plasma ( situación en que todos los transportadores están saturados). Esto difiere del comportamiento del umbral renal, en el que pasado los 180mg, comienza una curva de excreción no lineal.
Si la glucosa no es reabsorbida por el riñón, ésta aparece en la orina, en una condición conocida como glucosuria. Generalmente, esto está asociado con la diabetes mellitus. Al pasar los 180-220mg de glicemia en la sangre, comienza a aparecer glucosa en la orina, siendo el máximo de reabsorción 370mg.Cuando se pasa este nivel, toda la glucosa sobrante se elimina mediante la orina.

Si la glucosa no es reabsorbida por el riñón, ésta aparece en la orina, en una condición conocida como glucosuria. Generalmente, esto está asociado con la diabetes mellitus. Al pasar los 180-220mg de glicemia en la sangre, comienza a aparecer glucosa en la orina, siendo el máximo de reabsorción 370mg.Cuando se pasa este nivel, toda la glucosa sobrante se elimina mediante la orina.

* A continuación se añade un esquema donde explica mas a detalle como se lleva a cabo el proceso de reabsorciòn de la glucosa.


CONTROL RENAL DE ELECTROLITOS Y REGULACIÓN ÁCIDO- BASE A NIVEL RENAL.

Los electrolitos son sustancias que al encontrarse en una solución acuosa se disocian, convirtiéndose en iones. A nivel renal los electrolitos actúan en el intercambio de agua entre los compartimientos líquidos del cuerpo.
La capa visceral del corpúsculo renal, es la que permite la filtración de la sangre que llega a los capilares glomerulares, logrando el control del equilibrio hidroelectrolitico y además la eliminación de los productos de desecho.

La regulación de sal y agua en el túbulo renal es el factor más importante para establecer el volumen urinario. La aldosterona aumenta la reabsorción de sodio en los túbulos renales.

Manejo renal del sodio

El sodio es el principal ion del compartimiento extracelular. La cantidad de sodio en el líquido extracelular determina el volumen extracelular determinando así el volumen de sangre y la presión arterial.
El riñón debe regular el contenido de sodio en el cuerpo, esto lo hace mediante la filtración y la reabsorción, con el fin de asegurar que la ingesta de sodio sea igual a la eliminación del mismo.
El sodio se filtra en los glomérulos de cada nefrona y luego es reabsorbido a lo largo de la misma. La mayor cantidad de sodio reabsorbido se da en el túbulo contorneado proximal, se reabsorbe 67%, allí se reabsorbe en conjunto con agua. En la rama gruesa ascendente del asa de Henle se reabsorbe el 25% de sodio, allí no se reabsorbe agua. La parte inicial del túbulo contorneado distal reabsorbe 5% y la porción Terminal del mismo 3%. En este tampoco hay reabsorción de agua.

Manejo renal del potasio

El potasio es fundamental para el funcionamiento de los tejidos excitables, como los nervios, el músculo esquelético y el músculo cardíaco.
El potasio esta localizado en un 98% en el líquido intracelular y 2% en el líquido extracelular. Al igual que el sodio, el equilibrio se basa en que la ingesta sea igual a la eliminación.
El contenido de potasio en el cuerpo es controlado mediante el equilibrio externo y el equilibrio interno.
El equilibrio externo se da gracias a los procesos de filtración, resorción y secreción. El potasio se filtra libremente a través de los capilares glomerulares. La resorción se lleva  acabo a lo largo de la nefrona. En el túbulo contorneado proximal se resorbe 67% de potasio y en la rama ascendente gruesa el 20%.
El equilibrio externo se logra además a la acción de la aldosterona quien se encarga de la excreción de potasio e hidrogeniones en los túbulos dístales y colectores corticales de la nefrona; por medio de este mecanismo se pierde el 90% de potasio y el 10% restante es excretado a nivel gastrointestinal.
El túbulo distal y los conductos colectores pueden resorber o excretar el potasio, esto depende de la necesidad de ajuste para el equilibrio.
El equilibrio interno se realiza dependiendo del flujo de potasio en los espacios intracelular y extracelular. Este mecanismo se lleva a cabo mediante la acción de la insulina y de las catecolaminas que promueven el paso del potasio al interior celular mediante la bomba Na-K-ATPasa.
Cuando hay ingestión de alimentos se libera insulina con el fin aumentar la captación de potasio al interior de las células y de esta manera se evite una hiperpotasemia, es decir una concentración de potasio en el liquido extracelular.

Manejo renal de fosfato
El fosfato es importante ya que es un elemento fundamental del hueso y además es un amortiguador urinario de H.
El fosfato es filtrado en el glomérulo, luego reabsorbido en un 70% en el túbulo contorneado proximal, 15% en el túbulo proximal recto. El resto es excretado. El fosfato necesita unirse a un cotransportador  Na-P  para ser reabsorbido.
La resorción de fosfato en el túbulo proximal es regulada por la hormona paratiroidea.

Manejo renal de calcio

Es un electrolito importante en la composición ósea.
Por lo que el calcio se encuentra unido a proteínas plasmáticas es filtrado aproximadamente en un 60%, ya que por su unión a estas proteínas no puede pasar a través de los capilares glomerulares.
La resorción de calcio es paralela a la de sodio, el túbulo proximal se resorbe 67%, en la rama ascendente gruesa del asa de Henle 25%, igual que el sodio, en el túbulo distal 8%, aquí ya no es paralelo al sodio, porque la hormona paratiroidea aumenta la resorción de calcio.

Manejo renal de magnesio

El magnesio se filtra en los glomérulos en un 80%, el 20% restante esta unido a proteínas plasmáticas. De este volumen se reabsorbe 30% en el túbulo proximal, 60% en la rama ascendente gruesa y 5% es reabsorbido en el túbulo distal.

* A continuación se añade un esquema que explica las diferentes hormonas que actúan en este proceso.






Control Ácido- Base renal.

El cuerpo regula el equilibrio acido básico de tres formas: el mecanismo tampón, el mecanismo respiratorio y el mecanismo urinario. Mediante estos tres mecanismos se busca mantener el pH de la sangre.
Un pH de 7 es una solución neutra, cuando están por encima de 7 son sustancias alcalinas o básicas y por debajo de 7 son acidas. La sangre venosa tiene un pH de 7.35 y la sangre arterial un pH de 7.45.
Tampones: Son sustancias químicas que impiden el cambio brusco de pH de un líquido. Actúan sobre sustancia muy acidas o básicas para bajar sus altas concentraciones disociándolas. Los tampones principales son el bicarbonato sódico y el acido carbónico.
Mecanismo respiratorio: Se realiza mediante el intercambio gaseoso, en donde por medio de este se saca al exterior el CO2, disminuyendo de esta forma la concentración en sangre.
Mecanismo urinario: Cuando entran más ácidos que bases a la sangre, se eliminan primero. Esto se realiza gracias a que los riñones acidifican la orina, dejándola con un pH de 4.869.
La acción del riñón en el control del estado acido básico es principalmente neutralizar la producción endógena de iones ácidos no volátiles y así conservar un pH extracelular adecuado, que varia entre 7.35 – 7.43.
Para mantener este equilibrio, el riñón reabsorbe los bicarbonatos que fueron filtrados y regenera a nivel tubular los iones bicarbonato, esto se logra gracias a la eliminación de iones H+ por la orina.
Cuando la sangre se encuentra en el capilar renal se libera CO2 para que luego en el túbulo renal distal se una con agua para dar origen al acido carbónico, este se disocia en iones H y bicarbonato, el H pasa por el túbulo a la orina donde desplaza el sodio, este ultimo es reabsorbido en la sangre.

* A continuación se añade un esquema que explica el proceso de la regulación ácido- base a nivel renal.