1 Anatomía funcional del aparato respiratorio

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FISIOLOGÍA II. Fisiología del sistema respiratorio.
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El objetivo real de la respiración es el metabolismo celular; en presencia de oxígeno la célula
puede degradar moléculas de alto contenido energético con producción equilibrada de CO2
y en consecuencias de ácidos.
Mecanismos involucrados en la respiración
● Ventilación.
● Difusión e intercambio gaseoso.
● Transporte de gases.
● Intercambio gaseoso celular.
● Control central de la ventilación.
Estos procesos dependen de una adecuada ventilación pulmonar y esta a su vez al
funcionamiento correcto de la bomba toracopulmonar, de la vía aérea de conducción y de
las vías áreas de intercambio respiratorio. Por lo que, el funcionamiento de la vía
toracopulmonar es cíclica en dos fases: subir y bajar o inspirar y espirar.
La función del aparato respiratorio es la de hacer que entre oxígeno a nuestro cuerpo y que
entre hasta la sangre. También permite la salida del dióxido de carbono.
El aparato respiratorio está compuesto por las vías aéreas altas y bajas, la caja torácica y
sus músculos, el tejido pulmonar y sus vasos y la pleura.
La vía aérea consiste en un sistema de conductos que transportan el aire hasta las
unidades de intercambio. Se les divide en vías aéreas de conducción de transición (vía alta y
baja) hasta los bronquios membranosos con funciones de conducción y difusión que
incluye los bronquios terminales respiratorios y los conductos alveolares.
Aparato respiratorio
El aparato respiratorio está formado por una sucesión de órganos huecos que constituyen
una especie de tubería ramificada en forma de árbol invertido. El extremo de cada
ramificación es cerrado, pero está en contacto con el sistema circulatorio.
Intercambio de gases
Función que permite al organismo utilizar el oxígeno que necesita para la combustión de los
elementos energéticos que le suministran energía y calor. Es, por consiguiente, un
intercambio del oxígeno utilizable por el gas carbónico desechable. El órgano encargado de
realizar esta función es el aparato respiratorio mediante el proceso de aspiración y
espiración.
Nariz
La nariz se divide en dos compartimientos separados por el tabique nasal, los cuales tienen
dos orificios de salida denominados narinas. Por el otro lado, la nariz termina en unas
aberturas que comunican con la faringe. En las paredes laterales de las fosas nasales se
encuentran unos huesos esponjosos llamados cornetes, que se encargan de calentar y
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limpiar el aire que va hacia los pulmones. Debajo de cada cornete existen unos espacios
denominados meatos, que son los que comunican la nariz con los senos paranasales.
El armazón óseo de la nariz está constituido por huesos, cartílagos duros y cartílagos
blandos. Los huesos duros forman la parte superior y los laterales del puente, los cartílagos
forman los laterales de las fosas nasales y el propio tabique nasal.
La nariz es el órgano donde reside el sentido del olfato. En el epitelio olfativo se encuentra la
pituitaria amarilla, constituida por un grupo de células nerviosas con pelos microscópicos
llamados cilios. Estos están recubiertos de receptores sensibles a las moléculas del olor.
Hay unos 20 tipos distintos de receptores, cada uno de los cuales se encarga de una clase
determinada de moléculas de olor. Estas células establecerán sinapsis con las neuronas de
los bulbos olfatorios, que mandarán las señales al cerebro.
Faringe
La faringe es un músculo en forma de tubo que ayuda a respirar y está situado en el cuello y
revestido de membrana mucosa; conecta la nariz y la boca con la tráquea y el esófago,
respectivamente por lo que hace parte de ambos sistemas tanto respiratorio, como
digestivo.
Por la faringe pasan tanto el aire como los alimentos, por lo que forma parte tanto del
aparato digestivo como del aparato respiratorio.
La faringe es un órgano muscular y membranoso que se extiende desde la base del cráneo,
limitado por el cuerpo del esfenoides, apófisis basilar del hueso occipital y el peñasco, hasta
la entrada del esófago que coincide con la séptima vértebra cervical.
Se encuentra sostenida por una masa muscular, los músculos constrictores de la faringe,
los músculos que se insertan en la apófisis estiloides y los músculos que se insertan en la
apófisis mastoides, principalmente el esternocleidomastoideo.
La faringe se encuentra recubierta por una mucosa la cual es diferente según la zona que se
estudie:
● Rinofaringe: epitélio cilíndrico ciliado pseudoestratificado
● Mesofaringe: epitelio escamoso estratificado
● Hipofaringe: epitelio cilíndrico ciliado pseudoestratificado
● Nasofaringe: también se llama faringe superior o rinofaringe al arrancar de la parte
posterior de la cavidad nasal.
El techo de la faringe situado en la nasofaringe se llama cavum, donde se encuentran las
amígdalas faríngeas o adenoides.
La nasofaringe está limitada por delante por las coanas de las fosas nasales y por abajo por
el velo de paladar. A ambos lados presenta el orificio que pone en contacto el oído medio
con la pared lateral de la faringe a través de la trompa de Eustaquio.
Detrás de este orificio se encuentra un receso faríngeo llamado fosita de Rosenmüller. En la
pared posterior de la nasofaringe se aprecia el relieve del arco anterior del atlas o primera
vértebra cervical.
● Orofaringe: también se llama faringe media o bucofaringe porque por delante se
abre a la boca o cavidad oral a través del istmo de las fauces. Por arriba está
limitada por el velo del paladar y por abajo por la epiglotis. En la orofaringe se
encuentran las amígdalas palatinas o anginas, entre los pilares palatinos anterior o
glosopalatino y posterior faringopalatino.
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● Laringofaringe: también se llama hipofaringe o faringe inferior. Comprende las
estructuras que rodean la laringe por debajo de la epiglotis, como los senos
piriformes y el canal retrocricoideo, hasta el límite con el esófago. En el medio de los
senos piriformes o canales faringo laríngeos se encuentra la entrada de la laringe
delimitada por los pliegues aritenoepiglóticos.
Funciones de la faringe
● Deglución: es el paso del bolo alimenticio desde la boca hacia el esófago.
● Respiración: por respiración generalmente se entiende al proceso fisiológico
indispensable para la vida de los organismos que consta de inspiración o de
inhalación y espiración.
● Fonación: es el trabajo muscular realizado para emitir sonidos inteligibles, es decir,
para que
● exista la comunicación oral. Interviene en la audición ya que la trompa auditiva está
lateral a ella y se une a través de la trompa de Eustaquio. Otras funciones de la
faringe son la olfacción, salivación, masticación, funciones gustativas y protección.
Laringe
Es un órgano tubular, constituido por varios cartílagos en la mayoría semilunares, que
comunica la faringe con la tráquea. Se halla delante de la faringe y está en comunicación
con ésta. Es una estructura músculo-cartilaginosa, situada en la parte anterior del cuello, a
la altura de las vértebras cervicales C5, C6 y C7. Está formada por el hueso hioides y por los
cartílagos tiroides, cricoides, aritenoides, corniculado, cuneiforme y la epiglotis y por cuatro
pares laterales, todos ellos articulados, revestidos de mucosa y movidos por los músculos.
Cartílagos de la laringe
Consta de nueve cartílagos (3 impares y 3 pares):
Impares:
● Cricoides. Está sobrepuesto a la tráquea, vale decir el primer anillo traqueal
modificado para
● soportar la laringe propiamente dicha. Tiene forma de anillo con arco anterior y sello
posterior. Sobre el arco se articulan, de ambos lados, los cuernos inferioresdel
cartílago tiroides.
● Tiroides. Tiene forma de libro abierto hacia atrás, está formado por dos láminas
cuadrangulares que convergen por delante y por abajo. En la mayor las dos láminas
forman un arco abierto, de modo que, al converger en el centro, la prominencia
laríngea apenas se percibe.
● Epiglotis. Fibrocartílago impar medio situado por delante del orificio superior de la
laringe sobre el cual desciende a modo de opérculo cuando la laringe en el acto de la
deglución se aplica contra la base de la lengua. Está unida al borde posterior del
hueso hioides por la delgada membrana hioide-epiglótica.
Pares:
● Aritenoides. Están situados sobre los ángulos superiores o parte ancha del cricoides
a ambos lados de la línea media. Tienen forma de pirámide triangular cuyo vértice
superior es libre y cuya base descansa sobre el cricoides. En la base presenta dos
apófisis. Una anterior, apófisis vocal, que da inserción a la cuerda vocal y otra
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externa apófisis muscular porque en ella se insertan los músculos motores del
cartílago.
● Corniculados o de Santorini. Son dos pequeños núcleos situados en el ápice de cada
aritenoides. Su forma es la de un pequeño cuerno o cono cuya base descansa sobre
el vértice del cartílago del aritenoides y su vértice encorvados hacia delante y atrás.
● Cuneiformes o de wrisberg. Son inconstantes y su función es conocida, situados en
los repliegues aritenoepiglóticos.
Los cartílagos aritenoides y tiroides se articulan con el cricoides y tiroides, desde las astas
de los primeros se originan los ligamentos vestibulares o cuerdas vocales falsas cuya
función es proteger la entrada de la laringe y los ligamentos vocales que forman el
esqueleto de los pliegues o cuerdas vocales verdaderas.
Los pliegues vocales limitan la hendidura glótica que es el acceso a la parte inferior de la
laringe. Estos pliegues modifican la forma de la hendidura glótica alejándose o
aproximándose entre sí.
Durante la deglución se cierra completamente para evitar el ingreso de alimentos y durante
la fonación los pliegues de la hendidura según el tipo de sonido.
Músculos
Existen en la laringe dos clases de músculos según sus funciones. Una es la que se inserta
en el hueso hioides, los cuales no influyen en las funciones principales de la laringe.
La otra está constituida por los músculos intrínsecos de la misma, de importancia clínica
sobre todo en relación con los trastornos de la función motora.
Los músculos intrínsecos pueden agruparse según sus funciones:
● Los encargados de cerrar la laringe y evitar el paso a las vías respiratorias de
líquidos, alimentos o cuerpos extraños que pudieran penetrar.
● Los que abren la laringe para permitir la función respiratoria vital.
Funciones de la laringe
Protectora, respiratoria, circulatoria, fijación, deglutoria, tusígena y de expectoración,
fonética.
Tráquea
Es un órgano del aparato respiratorio de carácter cartilaginoso y membranoso que va desde
la laringe a los bronquios. En una persona adulta la tráquea mide entre 10 y 11 cm de
longitud, su diámetro es de 2 a 2,5 cm, aunque estas medidas varían dependiendo la edad,
raza y sexo.
Está formada por veinte anillos de cartílago en forma de herradura; con la parte anterior de
cartílago duro, y la parte posterior de músculo liso, ya que la vía digestiva esofágica pasa
por detrás de este órgano. La mitad de estos anillos se encuentra en el cuello y en el resto
del esternón.
La tráquea se divide al llegar a los pulmones, quedando el lado izquierdo más pequeño que
el derecho: el izquierdo mide 1,5 cm de diámetro y el derecho 2 cm debido a que el pulmón
izquierdo posee solo dos lóbulos mientras que el derecho, más voluminoso, posee tres. No
interfiere con nuestros movimientos porque los anillos cartilaginosos proporcionan
flexibilidad.
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Bronquios
Son la continuación de la parte conductora del aire que van desde la tráquea hasta los
alvéolos. Es por este motivo que, en primer lugar, se ramifica en dos bronquios principales,
uno derecho (que se introduce en el pulmón derecho de forma bastante vertical) y otro
izquierdo (con una penetración en el pulmón izquierdo más horizontal, ya que hay el corazón
en este lado y por tanto no puede descender tanto).
Los bronquios principales son histológicamente muy similares a la tráquea. A continuación,
aparecen los bronquios lobares primarios (3 en el pulmón derecho y 2 en el izquierdo). Estos
bronquios ya no tienen un cartílago continuo, aunque las placas forman un anillo. Luego
vienen los bronquios secundarios y los terciarios y finalmente los respiratorios los cuales
acaban en los sacos alveolares, lugar donde se realiza la respiración o intercambio gaseoso
entre la sangre y el aire inspirado.
Funciones defensivas de la vía aérea
La superficie de intercambio presenta un área similar a una cancha de tenis y debido a que
la superficie atmosférica se encuentra cargada con múltiples microorganismos y una serie
de contaminantes motivo por la cual es lógico que la vía aérea tenga mecanismos de
protección locales para asegurar que el intercambio de gases esté lo más limpio posible.
Moco
El epitelio de la vía aérea y las glándulas traqueobronquiales secretan moco y tiene las
siguientes funciones:
● Protección contra la desecación y humidificador del aire inspirado.
● Mecanismo para adherir partículas y gérmenes y depurarlos mediante el sistema
ciliar, ya que las glucoproteínas del moco tienen propiedades adhesivas.
● Antimicrobianas ya que contiene lisozimas, lactoferrina beta e IgA y G.
● Protector de las vías aéreas de agentes proteolíticos.
El moco tiene dos fases: viscosa, dada por las glucoproteínas (fase mucosa) y una más
fluida fase solvente.
La estimulación vagal aumenta la secreción de moco tanto mucosa como serosa. La
estimulación β adrenérgica simpática aumenta la fase mucosa, la serosa y la inhalación de
irritantes pueden aumentar la secreción de moco.
Pulmones
Son estructuras anatomoclínicas de origen embrionario mesodérmico, pertenecientes al
sistema respiratorio, se ubican en la caja torácica, delimitando a ambos lados el
mediastinos, sus dimensiones varían, el pulmón derecho es algo más grande que su
homólogo izquierdo, poseen tres caras; mediastínica, costal y diafragmática. Lo irrigan las
arterias bronquiales, y las arterias pulmonares le llevan sangre para su oxigenación.
El peso de los pulmones depende del sexo y del hemitórax que ocupen:
● Pulmón derecho: pesa en promedio 600 gramos y el izquierdo alcanza en promedio
los 500 gramos.
● Pulmón izquierdo: tiene dos lóbulos (superior e inferior) separados por una cisura.
Se describen en ambos pulmones un vértice o ápex (correspondiente a su parte más
superior, que sobrepasa la altura de las clavículas), y una base (inferior) que se apoya en el
músculo diafragma.
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Los pulmones tienen alrededor de 500 millones de alvéolos, formando una superficie
alrededor de 140 m 2 en adultos. La capacidad pulmonar depende de la edad, peso y sexo;
oscila entre 4,000-6,000 cm 3 . Las mujeres suelen tener alrededor del 20 – 25% más baja la
capacidad pulmonar, debido al menor tamaño de la caja torácica.
Bronquiolos
Son pequeñas vías aéreas en que se dividen los bronquios llegando a los alvéolos
pulmonares. Son cada uno de los pequeños conductos en que se dividen y los bronquios
dentro de los pulmones. Los bronquiolos no se encuentran en la parte media del pulmón. En
nuestros pulmones tenemos alrededor de 750,000,000 de bronquiolos. Es importante
destacar que la tráquea lleva el aire a los bronquios, de ahí a losbronquiolos y por último a
los alvéolos pulmonares, y regresa en forma de dióxido de carbono (CO 2 ) por la misma vía.
Este ciclo se continúa sucesivamente para conformar el proceso total de la respiración. No
poseen cartílagos, la pared es sólo musculatura lisa.
Acinos
La unidad funcional mínima del parénquima pulmonar es el acino, formado por las
generaciones que originan de cada bronquio terminal junco con sus vasos, los bronquios
terminales se encuentran 17 generaciones por debajo de la tráquea y cada bronquio
terminal da lugar a un acino compuesto por varios bronquiolos los que dan origen a los
conductos alveolares y que terminan en sacos alveolares y alveolos.
Alveolos
Son sacos recubiertos en su pared interna por líquido y agente tensoactivo, hay
aproximadamente 300 millones de ellos en todo el aparato respiratorio, ubicados en las
terminaciones de los bronquiolos pulmonares, también llamados bronquiolos terminales o
del fin de los bronquios.
En ellos se produce el intercambio de gases entre la sangre y el aire inspirado. Este
intercambio permite al organismo obtener los gases principales para el mismo (oxígeno,
dióxido de carbono).
El alveolo está cubierto por un epitelio que tiene dos tipos de células:
Los neumocitos o alveolocitos I y II, entre ellos hay células neuroendocrinas intercaladas y
también macrófagos alveolares.
● Las células tipo I permiten la difusión rápida de los gases.
● Las de tipo II secretan una sustancia surfactante.
En contacto con el tejido alveolar hay una red extensa de capilares que permiten el
intercambio gaseoso, linfáticos que evitan el edema alveolar.
Hay también fibras elásticas y colágena del intersticio que son responsables de la retracción
elástica del pulmón, la mayor parte de la retracción elástica del parénquima pulmonar está
dada por la tensión superficial del líquido alveolar.
Circulación pulmonar
Es un circuito de capacitancia, sale del ventrículo derecho hacia los pulmones mediante la
arteria pulmonar. Tronco de la arteria pulmonar, se divide en dos ramas arteria pulmonar
derecha e izquierda, luego en el parénquima pulmonar se subdividen hasta llegar a las
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arterias de transición tiene alrededor de un mm de diámetro y sus paredes están
conformadas por tejido muscular, se continúa por meta arteriolas y por último desembocan
en los capilares pulmonares formando una red densa alrededor de las paredes alveolares
para convertirse en vénulas pulmonares cuya estructura es similar a la arteria retornando
por las venas pulmonares hacia la aurícula izquierda.
Músculos ventilatorios
Los músculos respiratorios son fibras esqueléticas que se han adaptado a la función de
ventilar, el músculo más importante es el diafragma, luego los músculos intercostales
externos e internos que se insertan en las costillas, los accesorios son el
esternocleidomastoideo y los escalones que se originan en el cuello y cabeza, se insertan en
las primeras dos costillas, esternón y los músculos abdominales (rectos, oblicuo y
transverso del abdomen).
Pleura
Es la membrana serosa que recubre a los pulmones y las estructuras anatómicas que lo
rodean y están destinadas a facilitar el movimiento de los pulmones.
Limitan lateralmente en el tórax las llamadas “regiones pleuropulmonares”, ubicadas a
ambos lados del mediastino. La pleura se divide en hojas, denominando como tal a toda
porción extensa de la pleura.
Pleura parietal. Terminaciones dolorosas.
● Venas: drenan en circulación sistémica (mayor presión)
● Linfáticos: contactan con espacios pleural mediante poros que permiten el drenaje
de líquido y proteínas.
Pleura visceral. No hay inervación dolorosa.
● Venas: drenan en circulación pulmonar (menor presión que los de la pleura parietal)
● Linfáticos: drenan en linfáticos del pulmón y no se comunican con la cavidad pleural.
Convencionalmente cada pleura se divide en dos hojas:
Una pleura visceral que tapiza íntimamente la superficie pulmonar.
Una pleura parietal que cubre la pared de la cavidad donde se halla el pulmón.
Entre las dos pleuras hay un espacio virtual, en estado normal. En él existe una “depresión” o
vacío pleural que las adosa en forma perfecta.
● Pleura visceral
Se aplica a las caras pulmonares costal, mediastinal y diafragmática, así como a las caras
interlobares de los lóbulos pulmonares. Se halla íntimamente unida al pulmón, al cual se
adhiere a toda su superficie externa. Es delgada y transparente, no puede ser separada ni
disecada del parénquima pulmonar subyacente, le proporciona un aspecto brillante y pulido.
Recorre todos los relieves del pulmón, penetrando y formando todas las cisuras de este, sin
embargo, esta hoja a nivel de la cara interna del pulmón se refleja para formar la pleura
hiliar, por lo que queda un espacio de pulmón sin recubrimiento pleural, la zona
correspondiente a hilio puede extenderse hasta el borde inferior de la cara interna.
● Pleura parietal
Tapiza el interior de la cavidad torácica. Se puede dividir a la misma en tres porciones:
Pleura costal. Llamada así tanto a la que recubre a las costillas como a la que se extiende
sobre los músculos intercostales, cartílagos y una pequeña porción de esternón.
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Esta se extiende entre la primera costilla hacia arriba y las digitaciones del diafragma hacia
abajo, atrás llega a la cara lateral de los cuerpos vertebrales y hacia delante los senos
pleurales anteriores.
Pleura diafragmática. Cubre el hemidiafragma correspondiente, adhiriéndose firmemente a
este músculo, en especial a nivel del centro frénico. Se extiende entre las digitaciones
costoesternales del diafragma hasta el mediastino.
Pleura mediastinal. Se halla extendida entre el canal costovertebral hacia atrás y el esternón
hacia delante, hallándose interrumpida por el hilio pulmonar, el cual la divide
anatómicamente en tres porciones según su ubicación relativa con el: pleura mediastinal
anterior, superior y posterior. Forma los recesos interacigoesofágico a la derecha y el
interacigoesofágico hacia la izquierda. Es una firme capa pleural extendida sobre los
órganos que contiene el mediastino.
Patologías pulmonares
● Bronquitis: cuando aparece inflamación únicamente en los conductos aéreos de
grueso calibre.
● Neumonía: la zona inflamada se trata de un lóbulo.
● Bronconeumonía: la zona inflamada afecta al territorio de varios lobulillos.
● Enfisema: enfermedad crónica caracterizada por el agrandamiento permanente de
los espacios aéreos distales a los bronquiolos respiratorios, con destrucción de la
pared alveolar, con o sin fibrosis manifiesta.
● Neumotórax: se produce la ruptura de la pleura, entrando aire al espacio pleural y
causando un colapso pulmonar. Algunos síntomas son agudo dolor en el pecho,
cianosis, falta de aire, entre otros.
● Alveolitis fibrosa: enfermedad que causa cicatrización y engrosamiento de los
alvéolos. es de causa desconocida y en algunos casos aparece junto a
enfermedades como la artritis reumatoide.
● Asbestosis: es una enfermedad irreversible producida por la inhalación prolongada
de asbesto. Después de la inhalación, el asbesto se fija en los pulmones
produciendo cicatrización y engrosamiento de las pleuras. Por esto los pulmones no
se contraen ni se expanden en forma normal.
● Tuberculosis: se trata de una enfermedad infectocontagiosa que se suele contagiar
por vía aérea. Durante muchos años ha sido la enfermedad más grave de la
humanidad.
● Cáncer de pulmón: es una de las enfermedades más graves y uno de los cáncer con
mayor incidencia en el ser humano. Uno de los principales factores de riesgo es el
tabaco.
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