2014 Mar铆a Elena G贸mez Secci贸n: ED01D0V 2014-2
Din谩mica de la Vida
Aparato Circulatorio
Aparato Respiratorio
Aparato circulatorio Aparato circulatorio
Función
Pasar nutrientes, gases, hormonas, células sanguíneas, etc., a las células del cuerpo, recoger los desechos metabólicos que se han de eliminar después por los riñones, en la orina, y por el aire exhalado en los pulmones, rico en dióxido de carbono. Defender el cuerpo de infecciones y ayuda a estabilizar la temperatura y el pH para poder mantener la homeostasis. •
Transporte de sustancias nutritivas
•
Transporte de desecho celular
•
Defensas autoinmunes
Estructuras Corazón, básicas Sangre
Arterias,
Venas,
Sinónimos Sistema cardiovascular, sistema circulatorio
El aparato circulatorio o sistema circulatorioNota 1 es la estructura anatómica compuesta por el sistema cardiovascular que conduce y hace circular la sangre, y por el sistema linfático que conduce la linfa unidireccionalmente hacia el corazón. En el ser humano, el sistema cardiovascular está formado por el corazón, los vasos sanguíneos (arterias, venas y capilares) y la sangre, y el sistema linfático que está compuesto por los vasos linfáticos, los ganglios, los órganos linfáticos (el bazo y el timo), la médula ósea y los tejidos linfáticos Esquema del sistema cardiovascular que muestra las arterias y venas (como la amígdala y las placas de (en color rojo y azul, respectivamente) para la circulación sanguínea Peyer) y la linfa. La sangre es un tipo de tejido conjuntivo fluido especializado, con una matriz coloidal líquida, una constitución compleja y de un color rojo característico. Tiene una fase sólida (elementos formes, que incluye a los leucocitos (o glóbulos blancos), los eritrocitos (o glóbulos rojos) , las plaquetas y una fase líquida, representada por el plasma sanguíneo.
Capilares,
La linfa es un líquido transparente que recorre los vasos linfáticos y generalmente carece de pigmentos. Se produce tras el exceso de líquido que sale de los capilares sanguíneos al espacio intersticial o intercelular, y es recogida por los capilares linfáticos, que drenan a vasos linfáticos más gruesos hasta converger en conductos que se vacían en las venas subclavias. La función principal del aparato circulatorio es la de pasar nutrientes (tales como aminoácidos, electrolitos y linfa), gases, hormonas, células sanguíneas, entre otros, a las células del cuerpo, recoger los desechos metabólicos que se han de eliminar después por los riñones, en la orina, y por el aire exhalado en los pulmones, rico en dióxido de carbono (CO2). Además, defiende el cuerpo de infecciones y ayuda a estabilizar la temperatura y el pH para poder mantener la homeostasis.
Tipos de circulatorios
sistemas
Existen dos tipos de sistemas circulatorios: • Sistema circulatorio cerrado: En este tipo de sistema circulatorio la sangre viaja por el interior de una red de vasos sanguíneos, sin salir de ellos. El material transportado por la sangre llega a los tejidos a través de difusión. Es característico de anélidos, cefalópodos y de todos los vertebrados incluido el ser humano. • Sistema circulatorio abierto: En este tipo de sistema circulatorio la sangre no está siempre contenida en una red de vasos sanguíneos. La sangre bombeada por el corazón viaja a través de los vasos sanguíneos e irriga directamente las células, regresando luego por distintos
mecanismos. Este tipo de sistema se presenta en muchos invertebrados, entre ellos los artrópodos, que incluyen a los crustáceos, las arañas y los insectos; y los moluscos no cefalópodos, como caracoles y almejas. Estos animales tienen uno o varios corazones, una red de vasos sanguíneos y un espacio abierto grande en el cuerpo llamado hemocele.1 La circulación de la sangre o circulación sanguínea describe el recorrido que hace la sangre desde que sale hasta que vuelve al corazón. La circulación puede ser simple o doble: • Circulación sanguínea simple, la sangre pasa una vez por el corazón en cada vuelta. • Circulación sanguínea doble, la sangre pasa dos veces por el corazón en cada vuelta. La circulación sanguínea también se clasifica en: • Circulación sanguínea completa, no hay mezcla de sangre oxigenada y desoxigenada. • Circulación sanguínea incompleta, hay mezcla de sangres oxigenada y desoxigenada. El corazón de los seres humanos y de la mayoría de los vertebrados más evolucionados se divide en cuatro cámaras, es tetracameral. En otros animales solo tiene dos o tres cámaras, o incluso una sola en forma tubular. Además hay animales que tienen más de un corazón.
Circulación sanguínea en el ser humano los vertebrados
En los vertebrados más evolucionados de características homeotermas, como las aves y los mamíferos incluido el ser humano, el corazón tiene cuatro cámaras (es tetracameral) y la circulación es doble y completa. En la circulación sanguínea doble la sangre recorre dos circuitos o ciclos, tomando como punto de partida el corazón.2
•
Circulación mayor o circulación sistémica o general. El recorrido de la sangre comienza en el ventrículo izquierdo del corazón, cargada de oxígeno, y se extiende por la arteria aorta y sus ramas
arteriales hasta el sistema capilar, donde se forman las venas que contienen sangre pobre en oxígeno. Desembocan en una de las dos venas cavas (superior e inferior) que drenan en la aurícula derecha del corazón.3 • Circulación menor o circulación pulmonar o central. La sangre pobre en oxígeno parte desde el ventrículo derecho del corazón por la arteria pulmonar que se bifurca en sendos troncos para cada uno de ambos pulmones. En los capilares alveolares pulmonares la sangre se oxigena a través de un proceso conocido como hematosis y se reconduce por las cuatro venas pulmonares que drenan la sangre rica en oxígeno, en la aurícula izquierda del corazón. En realidad no son dos circuitos sino uno, ya que la sangre aunque parte del corazón y regresa a éste lo hace a cavidades distintas. El circuito verdadero se cierra cuando la sangre pasa de la aurícula izquierda al ventrículo izquierdo. Esto explica que se describiese antes la circulación pulmonar por el médico Miguel Servet que la circulación general por William Harvey. El circuito completo es: 1. ventrículo izquierdo 2. arteria aorta 3. arterias y capilares sistémicos 4. venas cavas 5. aurícula derecha 6. ventrículo derecho 7. arteria pulmonar 8. arterias y capilares pulmonares 9. venas pulmonares 10. aurícula izquierda y finalmente 11. ventrículo izquierdo , donde se inició el circuito.
Cuando se descubrió la circulación todavía no se podían observar los capilares, por lo que se pensaba que la sangre se consumía en los tejidos. Es importante notar que la sangre venosa aunque es pobre en oxígeno y rica en dióxido de carbono, contiene todavía un 75 por ciento del oxígeno que hay en la sangre arterial y solamente un 8 % más de carbónico.
Circulación portal La circulación portal es un subtipo de la circulación general originado de venas procedentes de un sistema capilar, que vuelve a formar capilares en el hígado, al final de su trayecto. Existen dos sistemas porta en el cuerpo humano:
para formar de nuevo venas que desembocan en la circulación sistémica a través de las venas suprahepáticas a la vena cava inferior. 2. Sistema porta hipofisario: La arteria hipofisaria superior procedente de la carótida interna, se ramifica en una primera red de capilares situados en la eminencia media. De estos capilares se forman las venas hipofisarias que descienden por el tallo hipofisario y originan una segunda red de capilares en la adenohipófisis que drenan en la vena yugular interna.
En los vertebrados más evolucionados de características homeotermas, como las aves y los mamíferos incluido el ser humano, el corazón tiene cuatro cámaras (es tetracameral) y la circulación es doble y completa.
Sistema cardiovascular humano
1. Sistema porta hepático: Las
venas originadas en los capilares del tracto digestivo desde el estómago hasta el recto que transportan los productos de la digestión, se transforman de nuevo en capilares en los sinusoides hepáticos del hígado,
Los componentes más importantes del sistema cardiovascular humano son el corazón, la sangre, y los vasos sanguíneos. Esto contiene: la circulación pulmonar, un ciclo a través de los pulmones, donde se oxigena la sangre y la circulación sistémica, el resto del cuerpo para proporcionar sangre oxigenada. Un adulto promedio contiene cincuenta y cinco cuartos de galón (aproximadamente 4.7 a 5.7 litros) de sangre, lo que representa aproximadamente el 7 % de su peso corporal total. La sangre se compone de plasma, glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas. Además, el sistema digestivo funciona con el sistema circulatorio para proporcionar los nutrientes que el sistema necesita para mantener el bombeo del corazón.
Privado de oxígeno de la sangre superior y vena cava inferior, entra en la aurícula derecha del corazón y fluye a través de la válvula tricúspide (válvula atrio ventricular derecha) en el ventrículo derecho, desde el cual se bombea a través de la válvula semilunar pulmonar en la arteria pulmonar a los pulmones. El intercambio de gases se produce en los pulmones, mediante el cual se libera CO2 de la sangre, y el oxígeno se absorbe. La vena pulmonar devuelve la sangre ya oxigenada a la aurícula izquierda.
La circulación sistémica La circulación sistémica es la circulación de la sangre a todas las partes del cuerpo, excepto los pulmones. La circulación sistémica es la parte del sistema cardiovascular que transporta la sangre oxigenada desde el corazón a través de la aorta desde el ventrículo izquierdo donde la sangre se ha depositado previamente a partir de la circulación pulmonar, con el resto del cuerpo, y devuelve sangre pobre en oxígeno de vuelta al corazón. La circulación sistémica es, en términos de distancia, mucho más tiempo que la circulación pulmonar, el transporte de sangre a cada parte del cuerpo.
Cuidados
La circulación pulmonar El sistema circulatorio pulmonar es la parte del sistema cardiovascular en el que la sangre pobre en oxígeno se bombea desde el corazón, a través de la arteria pulmonar, a los pulmones y se devuelve, oxigenada, al corazón a través de la vena pulmonar.
En rasgos generales, el aparato circulatorio y más específicamente el corazón, deben ser cuidados con mucho esmero para mantenerlos sanos el mayor tiempo posible. Dentro de las medidas preventivas que podemos seguir para proteger nuestro aparato circulatorio tenemos: •
Ejercicio físico: La realización de ejercicio físico moderado con regularidad es un factor de suma importancia que favorece la
circulación de la sangre, por lo que previene las enfermedades de las arterias y el corazón.
•
cuando tenemos algún problema con nuestro aparato circulatorio.
Alimentación sana y variada: Una alimentación sana, con buenas cantidades de frutas, verduras, cereales; con pocas grasas, pocas frituras, e ingerida con moderación, favorece el buen funcionamiento del aparato circulatorio, evitando enfermedades del mismo.
Aparato respiratorio Aparato respiratorio
•
Acudir periódicamente al médico: Visitar periódicamente al cardiólogo es una actitud que ayuda a alejar las enfermedades del corazón y del aparato circulatorio. Más aún, el cuidado médico se hace indispensable
Función
Cambio de gases entre el cuerpo y la atmósfera.
Estructuras Tráquea, pulmones. básicas
Diagrama del sistema respiratorio.
El aparato respiratorio o sistema respiratorio es el encargado de captar oxígeno (O2) y eliminar el dióxido de carbono (CO2) procedente del 1 anabolismo celular. El aparato respiratorio generalmente incluye tubos, como los bronquios, las fosas nasales usadas para cargar aire en los pulmones, donde ocurre el intercambio gaseoso. El diafragma, como todo músculo, puede contraerse y relajarse. En la inhalación, el diafragma se contrae y se allana, y la cavidad torácica se amplía. Esta contracción crea un vacío que succiona el aire hacia los pulmones. En la exhalación, el diafragma se relaja y retoma su forma de domo y el aire es expulsado de los pulmones. En humanos y otros mamíferos, el sistema respiratorio consiste en vías respiratorias, pulmones y músculos respiratorios que median en el movimiento del aire tanto dentro como fuera del cuerpo. El intercambio de gases es el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono, del ser vivo con su medio. Dentro del sistema alveolar de los pulmones, las moléculas de oxígeno y dióxido de carbono se intercambian pasivamente, por difusión, entre el entorno gaseoso y la sangre. Así, el sistema respiratorio facilita la oxigenación con la remoción contaminante del dióxido de carbono y otros gases que son desechos del metabolismo y de la circulación. El sistema respiratorio también ayuda a mantener el balance entre ácidos y bases en el cuerpo a través de la eficiente eliminación de dióxido de carbono de la sangre.
En el ser humano En humanos, el sistema respiratorio consiste en las vías aéreas, pulmones y músculos respiratorios, que provocan el movimiento del aire tanto hacia adentro como hacia afuera del cuerpo. El intercambio de gases es el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono, del cuerpo con su medio. Dentro del sistema alveolar de los pulmones, las moléculas de oxígeno y dióxido de carbono se intercambian pasivamente, por difusión, entre el entorno gaseoso y la sangre. Así, el sistema respiratorio facilita la oxigenación con la remoción contaminante del dióxido de carbono (y otros gases que son desechos del metabolismo) de la circulación. El sistema también ayuda a mantener el balance entre ácidos y bases en el cuerpo a través de la eficiente remoción de dióxido de carbono de la sangre. El hombre utiliza respiración pulmonar, su aparato respiratorio consta de: • Sistema de conducción: fosas nasales, boca, epiglotis, faringe, laringe, tráquea, bronquios principales, bronquios lobulares, bronquios segmentarios y bronquiolos. •
Sistema de intercambio: conductos y los sacos alveolares. El espacio muerto anatómico, o zona no respiratoria (no hay intercambios gaseosos) del árbol bronquial incluye las 16 primeras generaciones bronquiales, siendo su volumen de unos 150 ml.
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. La contracción de los músculos inspiratorios principales, diafragma e intercostales externos, es la responsable de este proceso. Una vez que la presión intrapulmonar iguala a la atmosférica, la inspiración se detiene y entonces, gracias a la fuerza elástica de la caja torácica, esta se retrae, generando una presión positiva que supera a la
atmosférica y determinando la salida de aire desde los pulmones. En condiciones normales la respiración es un proceso pasivo. Los músculos respiratorios activos son capaces de disminuir aún más el volumen intratorácico y aumentar la cantidad de aire que se desplaza al exterior, lo que ocurre en la espiración forzada. Mientras este ciclo ventilario ocurre, en los sacos alveolares, los gases contenidos en el aire que participan en el intercambio gaseoso, oxígeno y dióxido de carbono, difunden a favor de su gradiente de concentración, de lo que resulta la oxigenación y detoxificación de la sangre. El volumen de aire que entra y sale del pulmón por minuto, tiene cierta sincronía con el sistema cardiovascular y el ritmo circadiano (como disminución de la frecuencia de inhalación/exhalación durante la noche y en estado de vigilia/sueño). Variando entre 6 a 80 litros (dependiendo de la demanda). Se debe tener cuidado con los peligros que implica la ventilación pulmonar ya que junto con el aire también entran partículas sólidas que puede obstruir y/o intoxicar al organismo. Las de mayor tamaño son atrapadas por los vellos y el material mucoso de la nariz y del tracto respiratorio, que luego son extraídas por el movimiento ciliar hasta que son tragadas, escupidas o estornudadas. A nivel bronquial, por carecer de cilios, se emplean macrófagos y fagocitos para la limpieza de partículas.
Control de la ventilación La ventilación es controlada de forma muy cuidadosa y permite la regulación del intercambio gaseoso, es decir que los niveles normales de PaO2 y PaCO2 arteriales se mantengan dentro de límites estrechos a pesar de que las demandas de captación de O2 y eliminación de CO2 varían mucho. El sistema respiratorio se puede considerar un sistema de control de lazo cerrado ya
que posee un grupo de componentes que regula su propia conducta, estos componentes pueden ser clasificados como: sensores que reúnen información y con ella alimentan al controlador central, en el encéfalo, que coordina la información y a su vez envía impulsos hacia los músculos respiratorios efectores, que causan la ventilación. • Sensores (entradas) Los sensores protagonistas en el control de la respiración son los quimiorreceptores, estos responden a los cambios en la composición química de la sangre u otro líquido. Se han clasificado anatómicamente como centrales y periféricos. Quimiorreceptores centrales cerca de la superficie ventral del bulbo raquideo están rodeados por el líquido extracelular del cerebro y responden a los cambios de H+ en ese líquido. El nivel de CO2 en la sangre regula la ventilación principalmente por su efecto sobre el pH del LCR. Quimiorreceptores periféricos se hallan dentro de los cuerpos carotídeos, en la bifurcación de las arterias carótidas primitivas, y en los cuerpos aórticos por encima y por debajo del cayado aórtico, estos responden al descenso de la PO2 arterial y al aumento de la PCO2 y de los H+, estos son los responsables de cualquier aumento de la ventilación en el ser humano como respuesta de la hipoxemia arterial. En los pulmones también existen receptores sensoriales que intervienen en el control del calibre de las vías aéreas, la secreción bronquial, así como en la liberación de mediadores por las células cebadas u otras células inflamatorias, esta información llega a los centros superiores a través de las fibras sensoriales del nervio vago. Los
receptores asociados a la vía vagal son los siguientes: Receptores de estiramiento pulmonar en el músculo liso de las vías aéreas, producen impulsos cuando se distiende el pulmón, y su actividad persiste mientras el mismo se encuentre insuflado. Receptores de sustancias irritantes entre las células epiteliales de las vías aéreas y son estimulados por gases nocivos y aire frío .2 Receptores J o yuxtacapilares las terminaciones nerviosas de estas fibras se encuentran situadas en el parénquima pulmonar en la vecindad de las paredes alveolares y los capilares pulmonares, son estimulados por el edema y la fibrosis pulmonar intersticio y dan lugar a la sensación de disnea en estos pacientes, además se señala que tiene un importante papel en la regulación de la secreción de surfactante pulmonar. 3 Existen otros receptores correspondientes al sistema de control respiratorio o que de alguna manera pueden modificar la frecuencia ventilatoria: Receptores nasales y de las vías aéreas superiores la nariz, la nasofaringe, la laringe y la tráquea poseen receptores que responden a la estimulación mecánica y química. Se les atribuyen diversas respuestas reflejas, como estornudos, tos y broncoconstricción. Basorreceptores arteriales los barorreceptores de la aorta y los senos carotídeos por el aumento de la presión arterial puede causar hipoventilación o apnea reflejas. La disminución de la
presión arterial causará hiperventilación. Dolor y temperatura La estimulación de muchos nervios aferentes puede general cambios en la ventilación. El dolor muchas veces causa un período de apnea seguido de hiperventilación. El calentamiento de la piel puede causar hiperventilación.
• Controlador central El control de la ventilación es una compleja interconexión de múltiples regiones en el cerebro que inervan a los diferentes músculos encargados de la ventilación pulmonar. El proceso automático normal de la respiración se origina en impulsos que provienen del tallo cerebral, sin embargo, se puede tener cierto control voluntario dentro de determinados límites ya que los estímulos de la corteza se pueden priorizar respecto a los del tallo cerebral. 2 Tallo cerebral periodicidad de la inspiración y espiración es controlada por neuronas ubicadas en la protuberancia y en el bulbo raquídeo, a estas se les denomina los Centros respiratorios, es un conjunto algo indefinido de neuronas con diversos componentes.
Centros respiratorios bulbares: la región dorsal del bulbo esta asociada con la inspiración, estas son las responsables del ritmo básico de la ventilación, y la región ventral con la espiración. Centro apneústico: se ubica en la parte inferior de la protuberancia. Los impulsos desde este centro tienen un efecto excitador sobre el área inspiratoria del bulbo. Centro neumotáxico: parte superior de la protuberancia en este centro se desactiva o inhibe la inspiración y así se regula el volumen inspiratorio y consecuentemente la frecuencia respiratoria. Corteza: en cierta medida la ventilación tiene un carácter voluntario, la hiperventilación voluntaria puede disminuir a la mitad la PCO2, si bien la alcalosis consiguiente puede causar tetania con contracción de los músculos de las manos y los pies, sin embargo la hipoventilación voluntaria es más difícil, el tiempo durante el cual se puede retener la respiración es limitado, por diversos factores, incluyendo la PCO2 y la PO2 arteriales. Otras partes del cerebro: sistema límbico y el hipotálamo, pueden afectar el patrón de la respiración, por ejemplo en alteraciones emocionales. • Efectores (salidas) Como actuadores del sistema respiratorio están el diafragma, los músculos intercostales, abdominales y los músculos accesorios. En el contexto del control de la ventilación, es fundamental que estos diversos grupos trabajen conjuntamente en forma coordinada. Hay evidencias de que en algunos neonatos, en particular los
prematuros, existe falta de coordinación en la actividad de los músculos respiratorios, en especial durante el sueño. Por ejemplo, los músculos torácicos pueden realizar el trabajo inspiratorio mientras los músculos abdominales efectúan el trabajo espiratorio.
Adaptación a alturas El organismo siempre conserva una atracción inspirada de oxígeno de 21 % (FiO2) porque la composición de la tierra es constante pero a medida que va aumentando la altitud irá bajando la presión atmosférica y por lo tanto la concentración de oxígeno que inspiramos también disminuirá. Se da entonces el fenómeno de la hipoxia cuyas consecuencias son: • Inmediatas Hay taquicardia y aumento del gasto cardíaco, aumento de la resistencia de la arteria pulmonar, hiperventilación (que si es excesiva puede llevar a una alcalosis metabolica), cambios psicóticos, el aumento de la frecuencia respiratoria y aumento de la presión venosa es por aumento del tono enérgico. • Crónicas Aumento de la masa de glóbulos rojos, aumento del p50, compensación renal de la alcalosis respiratoria, aumento de la densidad de capilares musculares y aumento del número de mitocondrias y sus enzimas oxidativas.
Definición de los órganos •
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Vía nasal: Consiste en dos amplias cavidades cuya función es permitir la entrada del aire, el cual se humedece, filtra y calienta a una determinada temperatura a través de unas estructuras llamadas cornetes. Faringe: es un conducto muscular membranoso, que ayuda a que el aire se vierta hacia las vías aéreas inferiores.
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Epiglotis: es una tapa que impide que los alimentos entren en la laringe y en la tráquea al tragar. También marca el límite entre la orofaringe y la laringofaringe. Laringe: es un conducto cuya función principal es la filtración del aire inspirado. Además, permite el paso de aire hacia la tráquea y los pulmones y se cierra para no permitir el paso de comida durante la deglución si la propia no la ha deseado y tiene la función de órgano fonador, es decir, produce el sonido.
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Tráquea: Brinda una vía abierta al aire inhalado y exhalado desde los pulmones.
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Bronquio: Conduce el aire que va desde la tráquea hasta los bronquiolos.
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Bronquiolo: Conduce el aire que va desde los bronquios pasando por los bronquiolos y terminando en los alvéolos.
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Alvéolo: Donde se produce la hematosis (Permite el intercambio gaseoso, es decir, en su interior la sangre elimina el dióxido de carbono y recoge oxígeno).
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Pulmones: la función de los pulmones es realizar el intercambio gaseoso con la sangre, por ello los alvéolos están en estrecho contacto con capilares.
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Músculos intercostales: la función principal de los
músculos intercostales es la de movilizar un volumen de aire que sirva para, tras un intercambio gaseoso apropiado, aportar oxígeno a los diferentes tejidos.
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Diafragma: músculo que separa la cavidad torácica (pulmones, mediastino, etc.) de la cavidad abdominal (intestinos, estómago, hígado, etc.). Interviene en la respiración, descendiendo la presión dentro de la cavidad torácica y aumentando el volumen durante la inhalación y aumentando la presión y disminuyendo el volumen durante la exhalación. Este proceso se lleva a cabo, principalmente, mediante la contracción y relajación del diafragma.