Practica 1. Funcionamiento del aparto respiratorio humano

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES

PLANTEL SUR

 

PRÁCTICA 1: FUNCIONAMIENTO DEL APARATO RESPIRATORIO HUMANO

 

ALUMNO:

VIADERO CUMPLIDO JAVIER

 

 

BIOLOGIA IV

 

PROFRA. MARÍA EUGENIA TOVAR

 

GRUPO: 628

 

 

Practica 1. Funcionamiento del aparato respiratorio humano

Preguntas generadoras:

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

     La función del aparato respiratorio es introducir aire a los pulmones, y que después el oxígeno entre a las células. 

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

Las células exigen más oxígeno, por medio del aparato respiratorio ya que este oxigeno sirve para desdoblar compuestos organismo como la glucosa, para así poder transformarla en energía útil e inmediata para la célula. Y el oxígeno es transportado a por medio de las sangre hacia la mayoría de las células del cuerpo. 

3. ¿Qué relación existe entre el aparato respiratorio pulmonar del ser humano y la respiración de las células?
Considero que no existe alguna relación; ya que la “respiración” pulmonar solo se limita a inhalar y  exhalar, lo que hace introducir el aire al organismo.  Y la respiración celular es un proceso aún más complejo ya que es en la célula en donde se realiza el proceso de oxidación de los compuestos orgánicos que se encuentran en los alimentos lo que nos da energía.

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

El CO2 que se desecha en el proceso de la respiración, es el desecho de la degradación de la glucosa que se lleva a cabo en las células. 

Planteamiento de la hipótesis:

La función principal del aparato respiratorio es el proceso  catabólico de la glucosa, es decir, la obtención de energía de los compuestos orgánicos por medio de diversos procesos de un grupo de órganos donde se introduce el aire hasta llegar a la difusión del oxígeno en la sangre y su transporte a todas las células del cuerpo, gracias al transporte de los glóbulos rojos. El oxígeno dentro de la célula participa en las reacciones químicas del desdoblamiento de la glucosa desechando CO2 del cuerpo principalmente gracias a los plumones formándose energía inmediata utilizable. Reflejando se en el aparato respiratorio y circulatorio porque son complementarios y por lo tanto son fundamentales  para el buen funciona miento de las células y por consiguiente de nuestro organismo.

Introducción:

El aire de la atmósfera es frío, seco y en algunas ocasiones sucio. Al inspirar, el aire se humedece, se calienta y purifica al pasar por la nariz y la tráquea, debido a la acción de las células que recubren las vías respiratorias.

Los alveolos, son pequeñas cavidades, formadas por células dispuestas en forma de láminas plegadas.

El aparato respiratorio humano se integra por un grupo de órganos encargados de introducir el oxígeno al cuerpo y conducirlo hasta los glóbulos rojos, así como de recoger y desechar el dióxido de carbono (CO2) que se produce en las células durante la degradación de la glucosa.

El proceso por el cual se introduce aire, y por tanto el oxígeno disuelto en él, se conoce como inhalación. Durante esta actividad el diafragma se contrae desplazando las costillas hacia arriba y hacia afuera con lo que se agranda el tórax permitiendo la entrada de aire a los pulmones y la consecuente difusión del oxígeno a la sangre. Otro proceso sucede cuando se expulsa el CO2: la exhalación. En este caso el diafragma se relaja desplazando las costillas hacia abajo y hacia adentro disminuyendo la cavidad torácica con lo que se facilita la salida de este gas. La inhalación  y la exhalación generan un ciclo básico de respiración o frecuencia respiratoria, en un ciclo respiratorio normal se presentan de 10 a 16 inhalaciones y exhalaciones por minuto, aunque pueden llegar a presentarse hasta 20.

Aunque la inhalación y la exhalación de aire son fases importantes de la respiración, ambas actividades representan sólo una parte del proceso respiratorio que lleva a cabo un organismo multicelular que depende del oxígeno para transformar la energía de las moléculas orgánicas en energía inmediatamente utilizable.

La respiración incluye todos los mecanismos involucrados en la toma de oxígeno, su difusión en la sangre y transporte a todas las células del cuerpo donde participa en las reacciones químicas que desdoblan las moléculas orgánicas, así como la eliminación del dióxido de carbono que se produce durante este proceso.

En el hombre como en muchos animales la respiración de las células individuales depende de los mecanismos empleados para hacer llegar el oxígeno hasta ellas y de la eliminación del dióxido de carbono que se produce durante su actividad respiratoria. En este sentido los pulmones juegan un papel relevante en el proceso respiratorio de los seres humanos ya que se encargan de remover continuamente los gases que se introducen o desechan durante esta función.

La respiración de un ser humano se puede medir cuantificando la cantidad de oxígeno o dióxido de carbono que se consume y desecha durante este proceso. El dióxido de carbono producido durante el desdoblamiento de glucosa en las células puede ser determinado empleando un sensor de gas, instrumento altamente preciso que puede registrar pequeños cambios en la concentración de dióxido de carbono disuelto en la atmósfera como los producidos por ejemplo durante la exhalación de aire en la respiración.

 

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:

Mujer (Griselda)

	Antes  actividad física	Después actividad física Baja Media Alta
Pulsaciones / min.	69	73 84 194
Frecuencia respiratoria Ascensos- descensos/ min.	21	23 24 34

Hombre (Javier)

	Antes  actividad física	Después actividad física Baja Media Alta
Pulsaciones / min.	46	48 48 112
Frecuencia respiratoria Ascensos- descensos/ min.	21	22 22 27

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 interface 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.

Análisis de Resultados:

Responde los siguientes cuestionamientos:

¿Porque cuando se realiza algún ejercicio físico vigoroso se incrementa el número de inhalaciones y exhalaciones?

Por que las células más energía ya que se está realizando una mayor fuerza, la cual se obtienen por medio del oxígeno que es capturado por los pulmones, entonces entra oxígeno y sale dióxido de carbono.

¿Para qué debemos respirar más rápido en esta situación? 

Al realizar una actividad física hay más demanda de oxigeno por parte de las células. 

¿Qué sucede con la frecuencia cardiaca y respiratoria durante el ejercicio?
Aumentan al realizar ejercicio físico.

¿Qué pasa con los niveles de oxígeno en tus pulmones durante el ejercicio?
Los niveles de oxígeno aumentan debido a que se requiere más energía. 

¿Qué relación hay entre el aumento de la frecuencia cardiaca y el aumento de la frecuencia respiratoria durante la actividad física?
Que ambas trabajan rápidamente y coordinadas para tener el mismo ritmo.

 

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:

Analiza con tu equipo las gráficas que hicieron y respondan las siguientes preguntas:

¿Encontraste diferencias en las concentraciones de CO2?

¿A qué crees que de deban?

¿Hubo alguna diferencia entre el registro de la respiración “en reposo” y “después de un ejercicio?

Si hubo cambios en los registros de la respiración ya que el cuerpo estaba en reposos su respiración era normal y no necesitaba de una cantidad mayor de oxigeno después de que se realizó una actividad física la respiración se alteró ya que había mas demanda para obtener oxígeno y así poder obtener más energía.

¿Qué opinas del uso de estos instrumentos para trabajar en clase?

Realiza la caracterización de los conceptos: Degradación de glucosa, aire, respiración pulmonar, reacción química, energía.

Planteamiento de las hipótesis:

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

Es introducir y conducir el oxígeno al interior de los pulmones,
transferirlo a la sangre y expulsar la sustancia de desecho que es el
dióxido de carbono.

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

La frecuencia respiratoria se define como el número de
respiraciones que efectúa un ser vivo por unidad de tiempo, mientras
que el ritmo cardiaco es el movimiento del corazón causado por el
bombeo constante de sangre, este puede verse afectado por factores
como la actividad física o el sedentarismo. El ritmo respiratorio y el
ritmo cardiaco están ligados estrechamente, la perturbación de uno
altera la función del otro. Así que si podemos controlar nuestra
respiración podemos controlar nuestro ritmo cardiaco.

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

El aparato respiratorio es el sistema de nuestro cuerpo que lleva
el aire (oxígeno) que respiramos hacia nuestro interior para hacer
posible el crecimiento y la actividad. El aire pasa desde la boca y la
nariz hasta los pulmones a través de las vías respiratorias (faringe,
laringe, tráquea, bronquios, tubos bronquiales, bronquíolos y
finalmente los alvéolos) las cuales se van haciendo cada vez más
pequeñas al llegar al pulmón.
Las células para llevar a cabo su respiración toman el oxígeno que les
lleva la sangre y lo utilizan para quemar los alimentos que han
absorbido, allí producen la energía que el cuerpo necesita.

4. ¿De dónde proviene el CO2 que se produce durante la respiración?

El dióxido de carbono se produce en las células y proviene de la
degradación o desdoblamiento de las moléculas de glucosa.

Conceptos clave:

RITMO CARDIACO: El ritmo cardiaco es el movimiento del corazón causado por el bombeo constante de sangre, este puede verse afectado por factores como la actividad fisica.

CAVIDAD TORÁCICA: cavidad torácica (o cavidad de pecho) es compartimiento del cuerpo humano (y de otros cuerpos animales) que es protegido por pared torácica.

CENTRO RESPIRATORIO: El CR recibe señales de control de sustancias químicas, neuronales y hormonales y controla la velocidad y la profundidad de los movimientos respiratorios del diafragma y otros músculos respiratorios.

FRECUENCIA RESPIRATORIA: Se define como las veces que se respira (ciclo de respiración: se contraen y se expanden los pulmones) por unidad de tiempo.
 

CICLO RESPIRATORIO: La respiración es un trabajo totalmente rítmico del organismo.

Discusión:

El aparato respiratorio humano se encarga de introducir el oxígeno al cuerpo y conducirlo a los glóbulos rojos para recoger y desechar el CO2, que resulta de la degradación de la glucosa, por medio de la inhalación y exhalación los cuáles forman la frecuencia respiratoria y por medio de todos estos procesos se lleva el oxígeno a las células para que estas puedan respirar.

El ritmo cardiaco y la frecuencia respiratoria aumentaran al realizar algún ejercicio, ya que existe un mayor esfuerzo y cantidad de aire, oxígeno y CO2. Pero también será diferente dependiendo del ser mujer u hombre por ser diferentes en peso, fuerza y estatura.

Cuando una persona realiza una actividad física la demanda de oxígeno incrementa por lo tanto la frecuencia respiratoria y circulatoria aumentan también. 

Conclusión:

La respiración es un proceso por el cual se obtiene energía, este proceso se realiza a nivel celular y consiste en la oxidación de los compuestos orgánicos para poder obtener ATP.

El ritmo cardiaco y la frecuencia respiratoria aumentaran al realizar algún ejercicio, ya que existe un mayor esfuerzo y cantidad de aire, oxígeno y CO2. Pero también será diferente dependiendo del ser mujer u hombre porque son diferentes en peso, fuerza, estatura y condición que tengan.

El oxígeno que nosotros los seres humanos necesitamos para tener energía es capturado por los pulmones y transportado por la hemoglobina hasta las células.

Bibliografía:

• Tovar Martínez María Eugenia, Programa de biologia III, año 2006
• http://www.frecuencia-cardiaca.com/frecuencia-respiracion.php