viernes, 24 de febrero de 2012

Práctica 1: Funcionamiento del aparato respiratorio humano.

Universidad Nacional Autónoma de México
Colegio de Ciencias y Humanidades
Plantel Sur
Maria Eugenia Tovar
Equipo 3
Magos López Nabile Aracely
Muñoz Escobar Geovanni
Ramírez Itali
Funcionamiento del aparato respiratorio humano
Biología
Grupo: 623







Funcionamiento del aparato respiratorio humano

Planteamiento de las hipótesis:
La frecuencia respiratoria y cardiaca aumentarán conforme se realice actividad física de diferente intensidad, esto debido a que las células deberán producir una mayor cantidad de energía y necesitarán para ello más oxígeno.

Introducción

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.
Respiramos unas 17 veces por minuto y cada vez introducimos en la respiración normal ½ litro de aire. El número de inspiraciones depende del ejercicio, de la edad, etc. La capacidad pulmonar total de una persona es de cinco litros.
Cuando el aire llega a los alvéolos pulmonares, parte del oxígeno que lleva atraviesa las finísimas paredes y pasa a los glóbulos rojos de la sangre. Y el dióxido de carbono que traía la sangre pasa al aire, así la sangre venenosa se convierte en sangre arterial esta operación se denomina hematosis.
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 aparato respiratorio humano está constituido por las fosas nasales, la faringe, la laringe la tráquea, los dos bronquios y los dos pulmones. El pulmón derecho tiene tres lóbulos y el izquierdo dos. Cada lóbulo pulmonar presenta centenares de lóbulos secundarios o lobulillos.
Los bronquios al entrar en los pulmones se ramifican apareciendo los bronquiolos, que se vuelven a ramificar entrando cada uno en un lobulillo, dónde al ramificarse de nuevo forman los capilares bronquiales que acaban en los sáculos pulmonares, las paredes de los cuales presentan expansiones globoses llamadas alvéolos pulmonares.

La mayor parte de la superficie interna de las vías respiratorias presenta células productoras de mucosidad (moco). Se trata de una sustancia muy viscosa dónde quedan adheridas las partículas que lleva el aire y que presenta sustancias antibacterianas y antivíricas. Además, las fosas nasales, la tráquea, los bronquios y los bronquiolos presentan internamente células ciliadas que mueven dicha mucosidad hacia la faringe, de dónde por deglución pasa al esófago. 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.
Capacidad Pulmonar
Volumen corriente (VC). Es el volumen de aire que normalmente entra en una inspiración o sale en una espiración. En los hombres es de 0,5 litros.
Volumen de la reserva inspiratoria (VRI). Es el volumen de aire que entra de más en una inspiración forzada. En los hombres es de 3 litros.
Volumen de la reserva espiratoria (VRE). Es el volumen de aire que sale de más en una espiración forzada. En los hombres es de 1 litro.
Capacidad vital (CV). Es el volumen de aire que se puede espirar tras una inspiración forzada. Equivale a la suma de los tres anteriores volúmenes (VC + VRI + VRE = CV). En los hombres es de 4,5 litros.
Volumen residual (VR). Es el volumen de aire que siempre queda en el interior de los pulmones. En los hombres es de 1,5 litros.
Capacidad pulmonar total (CPT). Es la máxima cantidad de aire que pueden acoger los pulmones. En el hombre son 6 litros.


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:
FC: Frecuencia Cardiaca
FR: Frecuencia Respiratoria

<><><><>
CuantificaciónAntes de la actividad fisicaDespues de la actividad fisica
GeovanniAlexiaGeovanniAlexia
Pulso NormalFC: 93 FR: 23FC: 70 FR:20
Caminata por 1:00 min FC:96 FR:25FC:70 FR:24
Salto por 1:00 minFC: 137 FR:32FC:95 FR:29
Subir/ Bajar escalones 1:00 minFC: 154 FR:52FC:106 FR: 48



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.

<><><><><><><><><><><><>
Frecuencia cardiaca (Hombre)
0
93
1
96
1
137
1
154









<><><><><><><><>
Frecuencia cardiaca (mujer)
070
170
195
1100




<><><><><><><><>
Frecuencia respiratoria
0
23
1
25
1
32
1
52





<><><><><><><><>
Frecuencia respiratoria mujer
0
20
1
24
1
29
1
48




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?
R=Si efectuamos algún tipo de ejercicio físico, los músculos necesitan de un mayor aporte de oxigeno, el cual debe provenir de los pulmones a través de la sangre; por ello al inicio del ejercicio hay un rápido incremento de la frecuencia cardiaca y respiratoria, índices que se normalizan en determinado

¿Qué sucede con la frecuencia cardiaca y respiratoria durante el ejercicio?
R=Amabas aumentan

¿Qué pasa con los niveles de oxígeno en tus pulmones durante el ejercicio?
R=Aumenta ya que los musculos requieren de

¿Qué relación hay entre el aumento de la frecuencia cardiaca y el aumento de la frecuencia respiratoria durante la actividad física?
R= Cuando las células necesitan producir más energía, necesitan tener más oxígeno, por esta razón la frecuencia respiratoria aumenta para capturar mayor cantidad de oxígeno, pero este oxigeno debe transportarse a todas las células, por ello la frecuencia cardiaca aumenta, debido a que es la sangre la que lo transporta.

Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:
En efecto, cuando la actividad física se incrementó, tanto la frecuencia respiratoria como la cardiaca también aumentaron. de este modo inferimos que las células son las que en realidad respiran y las que usan el oxígeno capturado por los pulmones para producir energía necesaria para realizar cualquier trabajo.
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?
si; a la demanda de oxigeno por parte del organismo.
¿Para qué piensas que se hizo el registro del dispositivo “control”?
Para compara los resultado y saber cuando se consumio mayor oxigeno durante el ejercicio físico.
¿Hubo alguna diferencia entre el registro de la respiración “en reposo” y “después de un ejercicio?
Si, y fue muy notoria
¿Qué opinas del uso de estos instrumentos para trabajar en clase?
Que es uan manera eficaz de conocer o inferir como funciona el mecanismo respiratorio.

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

Degradación de glucosa: En la glucólisis se convierte la glucosa en ácido pirúvico y en este estado se transforma a CO2 y a H2O por medio de una oxidación. En este proceso se produce ATP. Comprende la degradación de los carbohidratos en los organismos vivos desde glucosa o glucógeno hasta ácido láctico en ausencia de oxígeno para el caso del músculo, y en aerobiosis hasta pirúvico en la mayoría de los tejidos.
-Aire: mezcla homogénea de gases: nitrógeno (78%), oxígeno (20%) y argón (0,9%) y aerosoles que principalmente se emiten desde la superficie terrestre o se originan en la fase aérea y constituyen lo que conocemos como atmósfera.
-Respiración pulmonar: La función del aparato respiratorio consiste en desplazar volúmenes de aire desde la atmósfera a los pulmones y viceversa. Lo anterior es posible gracias a un proceso conocido como ventilación.
La ventilación es un proceso cíclico y consta de dos etapas: la inspiración, que es la entrada de aire a los pulmones, y la espiración, que es la salida. La inspiración es un fenómeno activo, caracterizado por el aumento del volumen torácico que provoca una presión intrapulmonar negativa y determina el desplazamiento de aire desde el exterior hacia los pulmones,
-Reacción química: proceso químico en el cual dos o más sustancias (llamadas reactantes), por efecto de un factor energético, se transforman en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos.
-Energía: El concepto de energía está relacionado con la capacidad de poner en movimiento o transformar algo.
Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:
En efecto, cuando la actividad física se incrementó, tanto la frecuencia respiratoria como la cardiaca también aumentaron. de este modo inferimos que las células son las que en realidad respiran y las que usan el oxígeno capturado por los pulmones para producir energía necesaria para realizar cualquier trabajo.
Conceptos clave: Ritmo cardiaco, cavidad torácica, centro respiratorio, frecuencia respiratoria, ciclo respiratorio, sensor, sensor de gas CO2.
Ritmo cardiaco:
El corazón es el músculo más importante del cuerpo, pues bombea la sangre al contraer y relajar sus válvulas. El ritmo cardiaco son los latidos del corazón, medidos en pulsos por minuto y es un indicador de la condición física confiable y fácil de medir. Con el podemos saber el nivel de esfuerzo en nuestro ejercicio.
Cavidad torácica:
La cavidad torácica es una cavidad ósea que protege y sostiene a los órganos esenciales de los aparatos circulatorio y respiratorio.
Centro respiratorio:
Está situado en oblongata de la médula cuál es la parte más baja de vástago de cerebro. RC recibe las señales que controlan de naturalezas y de controles de los nervios, químicos y hormonales el índice y la profundidad de los movimientos respiratorios del diafragma y de otros músculos respiratorios.
Frecuencia respiratoria:
La frecuencia respiratoria se define como las veces que se respira (ciclo de respiración: se contraen y se expanden los pulmones) por unidad de tiempo, normalmente en respiraciones por minuto.
Ciclo respiratorio:
Sucesión de fenómenos que conforman la ventilación pulmonar y que consisten en una inspiración seguida de una espiración de aire.
Sensor:
Los sensores de respiración existentes constan de una banda elástica que se estira con el movimiento de respiración del cuerpo, pero estas bandas con el tiempo tienden a aflojarse y la medición obtenida ya no es la correcta, además, es molesto para la persona colocarse estas bandas alrededor del cuerpo.
Sensor de gas CO2 :
Con este sensor se puede explorar los cambios respiratorios en humanos niveles de CO 2 basado en el ejercicio con la gama alta.

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.
Conclusiones:

El mecanismo respiratorio esta ligado al sistema circulatorio pues, el oxigeno que es capturado por el mecanismo respiratorio es transportado por el torrente sanguíneo ( atraves de la sangre) hacia las células para la obtención de la energía de los alimentos y obtener la energía en forma de ATP que es atreves de la degradación de la glucosa en presencia de oxigeno.

Biografía:
Programa de Biologia III

Cibergrafía:

1 comentario:

  1. Faltan acentos, y la parte de los sensores no se realizó por lo que no hay que ponerla.

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