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APARATO RESPIRATORIO
1. INTRODUCCIÓN
Tiene la función de intercambio de gases con la sangre: va a aportar oxígeno desde el alveolo
a la sangre gracias a la inspiración y va a eliminar de la sangre el dióxido de carbono
procedente del metabolismo celular hacia el exterior mediante la espiración.
Este oxígeno es necesario para realizar la combustión de los nutrientes aportados por el
aparato digestivo, en la mitocondria, y así obtener la energía necesaria para que cada célula
pueda llevar a cabo su función.
El aparato respiratorio se compone de:


Una zona conductora del aire: transporta el aire hacia todos los alvéolos
o
Fosas nasales
o
Boca
o
Faringe
o
Laringe (con cuerdas vocales)
o
Tráquea
o
Bronquios
o
Bronquiolos
Una zona de intercambio: donde se produce el intercambio de gases
o
Alvéolos
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.
2. LA NARIZ
La nariz tiene forma piramidal con una base inferior donde se ubican las aberturas o fosas
nasales.
La parte superior de la nariz tiene un esqueleto óseo, formado por los huesos nasales y la
zona inferior posee un esqueleto cartilaginoso.
La piel que cubre la
parte interna de la nariz se denomina mucosa respiratoria, donde
encontramos pelos gruesos llamados vibrisas y glándulas sebáceas modificadas productoras
de moco.
Las paredes de las fosas nasales están muy capilarizadas y se llama pituitaria roja o
respiratoria, permitiendo regular la temperatura del aire inspirado.
El techo está compuesto por el frontal, el cuerpo del esfenoides y la lámina cribosa del
etmoides. Los filetes del nervio olfatorio comienzan en esta área. Esta zona está tapizada por
la pituitaria amarilla u olfatoria.
En las fosas nasales se produce el mucus, como ya hemos indicado, y existen unos cilios
encargados de purificar ese aire. Cuando entran en el organismo sustancias extrañas, éstas
quedarán adheridas al mucus y a los cilios, que actúan como una escoba, barriendo hacia el
exterior (efecto barrido). El tabaco es un paralizador de los efectos de barrido, llegando
incluso al enfisema pulmonar (rotura de los alveolos)
En ellas el aire se limpia, humedece y calienta.
Ambas fosas nasales están separadas por el tabique nasal.
3. SENOS PARANASALES
Los senos, cavidades óseas tapizadas por mucosa respiratoria, desembocan en las fosas
nasales. Existen frontales, etmoidales, esfenoidales y maxilares.
La mucosa de los senos paranasales produce mucus, el cual es vaciado hacia la cavidad
nasal.
A nivel del meato inferior se abre el conducto lacrimonasal. Este conducto recibe la secreción
lagrimal que, desde la conjuntiva, es drenada hacia las fosas nasales.
4. FARINGE
Es un corto tubo de musculatura estriada, tapizado internamente también por mucosa, común
para las vías respiratorias y digestivas. Su parte superior, llamada nasofaringe comunica con
las fosas nasales a través de las coanas. La zona media o bucofaringe, comunica a través del
itsmo de las fauces con la cavidad bucal. Y la zona inferior o laringofaringe, comunica con la
laringe.
En las paredes laterales de la nasofaringe está la abertura del conducto faringo-timpánico o
trompa de Eustaquio, la cual comunica con la cavidad del oído medio.
La musculatura faríngea posee tres músculos constrictores y dos músculos elevadores. Los
primeros generan una acción peristáltica que desplaza al bolo alimenticio a través de la
faringe (deglución) hacia el esófago. Los segundos acortan la faringe y elevan la laringe
durante la deglución.
En la mucosa faríngea encontramos mucho tejido linfoide: la amígdala faríngea, en el techo
de la faringe; las amígdalas tubáricas, en la pared lateral de la nasofaringe; y las amígdalas
palatinas, en la pared lateral de la bucofaringe. Por último en la mucosa de la zona posterior
de la lengua se ubica la amígdala lingual. Estos elementos servirán de barrera defensiva a las
infecciones que ingresen al organismo por esta vía. El conjunto de estas estructuras forman el
anillo linfático de Waldeyer.
5. LARINGE
Es un conducto formado por la superposición de varias piezas cartilaginosas, tapizadas
internamente con mucosa de tipo respiratorio.
Los cartílagos que la forman son: epiglotis con forma de paleta, tiroides con forma de libro
abierto hacia atrás, cricoides con forma de anillo, aritenoides de forma piramidal y los
corniculados en forma de gancho. Estos elementos se encuentran unidos entre sí por
pequeñas articulaciones sinoviales, siendo movilizados por la musculatura intrínseca de la
laringe.
La laringe comienza en el borde superior de la epiglotis (el aditus laríngeo). En la laringe
también encontramos las cuerdas vocales, tanto las falsas como las verdaderas.
Las cuerdas vocales verdaderas delimitan un espacio entre ellas llamado glotis.
Las funciones de la laringe son:
1.- Transferir el aire de la cavidad faríngea hacia la tráquea.
2.- Impedir la entrada de alimento o agua a las vías respiratorias bajas.
3.- Producir vibraciones en la columna de aire para convertirlos en sonidos.
6. TRÁQUEA
Conducto formado por la superposición de anillos incompletos de cartílago, abiertos por la
zona dorsal, donde se ubica el músculo traqueal.
Este conducto también se encuentra tapizado internamente por mucosa respiratoria. Mide 12
cm. de largo, con un lumen de 2,5 cm. en el adulto. La porción cervical de la tráquea discurre
delante del esófago, detrás del istmo de la glándula tiroides y franqueada lateralmente por la
arteria carótida primitiva y la vena yugular interna. Presenta una porción torácica que, más o
menos a la altura de la cuarta vértebra torácica, se divide en dos bronquios, derecho e
izquierdo, que entran por el hilio del pulmón correspondiente.
7. BRONQUIOS
Los bronquios son conductos formados por anillos cartilaginosos unidos por músculo liso. A
medida que el árbol bronquial se divide, reduce su calibre y las paredes de los conductos
reducen progresivamente la cantidad de cartílago, que es reemplazado por musculatura lisa.
A nivel de los bronquiolos, la pared ya sólo está formada por musculatura lisa.
8. ALVEOLOS
Poseen forma redondeada (recuerdan una uva) y se agrupan en racimos. Si los pusiéramos
todos sobre un plano, la superficie que ocuparían sería aproximadamente de 130m2.
Toda la pared del alveolo (sólo formada por mucosa) se encuentra recubierta por capilares
para poder realizar el intercambio de gases.
En la mucosa del alveolo encontramos unas células llamadas neumocitos, encargados de
producir el surfactante, importante para mantener el alveolo abierto. Además encontramos
células fagocitarias entre los alveolos, que constituyen el sistema defensivo del pulmón
(macrófagos del sistema defensivo endotelial). Son monocitos de la sangre que salieron y
se han situado en puntos concretos (fagocitan y eliminan células extrañas)
La ventilación pulmonar se produce mediante la expansión y reducción de los alveolos, en
esa continua entrada y salida de aire desde el exterior al interior.
9.EL INTERCAMBIO DE GASES
Los capilares que rodean los alveólos son ramificaciones de la arteria pulmonar, que sale del
corazón como ya vimos por el ventrículo derecho. Al punto de contacto entre la membrana del
capilar y la membrana del alveólo se denomina membrana respiratoria, y posee muy poco
espesor (entorno a 1 micra, con una superficie total de 70m2).
El intercambio de gases se produce mediante difusión y utiliza la totalidad de la membrana
respiratoria. Es un fenómeno físico que no gasta energía, por el que una sustancia disuelta es
capaz de atravesar una membrana que separa dos disoluciones. La difusión de las moléculas
disueltas, en este caso el O2 o el CO2, se produce de la disolución que tenga mayor
concentración (hipertónica) hacia la de menor (hipotónica) y cesa cuando se alcanza el
equilibrio (isotónica). Siempre pasan las moléculas del lugar donde hay mayor presión a
donde hay menor presión.
El transporte total de O2 desde el alveolo hasta las células (tejidos) requiere de tres procesos:

Difusión del O2 desde los alvéolos hacia la sangre pulmonar

Transporte del O2 por la sangre

Difusión de ese O2 desde la sangre capilar tisular hacia los tejidos
Estos procesos de difusión se producen dependiendo de la diferencia de presión de ese gas
entre los dos puntos y de la solubilidad de ese gas en las membranas. La presión de O2 que
tiene la sangre venosa que llega a los pulmones y sale por la arteria pulmonar (extremo
arterial) es de 40 mmHg, la presión del alveolo es de 104 mmHg (gradiente de presión
bastante grande)
La sangre es transformada en sangre oxigenada a una presión de 100 mmHg, ésta regresará
al corazón por las venas pulmonares, entrando en él a través de la aurícula izquierda, de ahí
pasará al ventrículo izquierdo y saldrá del corazón por la aorta, dirigiendo la sangre a todos
los tejidos, en donde habrá una presión de más o menos 350 mmHg.
El oxígeno que ha sido cedido a los tejidos es rápidamente utilizado por ellos, en el
metabolismo de los azúcares, grasas y proteínas; por tanto en los tejidos la presión de O2 se
mantendrá baja. Como consecuencia del metabolismo se produce CO2 y H2O.
El O2 es transportado por la sangre, una pequeña proporción está disuelta en el plasma y en
los glóbulos rojos, pero la mayor parte de O2 es transportada por la hemoglobina.
El gradiente de presión es más bajo para la difusión del CO2, pero éste posee una solubilidad
20 veces mayor, atravesando las membranas.
Presiones de CO2:

En los tejidos donde se acumula el CO2 la presión es de 46 mmHg

En la sangre oxigenada será de 40 mmHg

En los alveolos de 40 mmHg

En la sangre venosa de 46 mmHg
El CO2 se transporta por la sangre de tres formas:
1. Como CO2 disuelto en la sangre, en una proporción del 7% más o menos
2. El 27% se transporta combinado con la hemoglobina.
3. El más importante es el transporte en forma de ión bicarbonato
Si no respiramos, acumulamos CO2, aumentando de esta forma el ácido carbónico (ácido
débil que se disocia en ión bicarbonato + hidrogeniones) y produciendo un aumento de los
hidrogeniones. El pH desciende en situaciones de acidosis. Si se eliminara mucho CO2 del
organismo, se formaría poco ácido carbónico y disminuiría el hidrógeno.
10. PULMONES Y PLEURA
Los pulmones son órganos pares con forma piramidal, ubicados en la cavidad torácica, por
detrás del esternón y por delante de la columna; debajo encontramos el diafragma; están
recubiertos por una capa serosa de hoja doble, denominada pleura pulmonar.
En el pulmón derecho se describen tres lóbulos; superior, medio e inferior.
El pulmón izquierdo muestra únicamente lóbulos superior e inferior. Cada lóbulo es funcional
y estructuralmente independiente de los demás.
En el espesor de los pulmones ocurre la división progresiva del árbol bronquial. Los
bronquíolos se continúan con los conductos alveolares donde se abren los alvéolos
pulmonares.
Una capa serosa también cubre la superficie interna de la pared torácica. Esta capa se
denomina pleura parietal y en ella se reconocen los siguientes sectores: pleura cervical
(apical) en la base del cuello; pleura costal sobre las superficies internas de la pared torácica;
pleura diafragmática y pleura mediastínica. Las pleuras visceral y parietal se hacen
continuas al fusionarse la una con la otra a nivel del pedículo pulmonar.
Entre las pleuras visceral y parietal se encuentra un espacio, la cavidad pleural, que contiene
sólo una película de líquido pleural producido por las membranas pleurales. El líquido lubrica
las superficies de la pleura. Este líquido genera un fenómeno de capilaridad entre las pleuras
visceral y parietal (semejante a lo que ocurre cuando dos platos se pegan entre sí al colocar
una pequeña cantidad de agua entre ellos). Esta presión negativa permite que el pulmón
acompañe a la pared torácica durante los momentos respiratorios.
El espacio entre ambos pulmones recibe el nombre de mediastino, en él se encuentran: el
corazón, la tráquea, el esófago, la aorta, la arteria pulmonar y las venas cavas.
El pulmón es un órgano que contiene aire, lo que le da una sonoridad muy particular al tórax
en la percusión; característica que se pierde cuando el pulmón o la cavidad pleural están
ocupados por líquido u otro material.
11. LA RESPIRACIÓN
La respiración consta de 2 movimientos: inspiración y espiración.
Los músculos inspiratorios son los responsables de la inspiración. El músculo más importante
es el diafragma y también, pero en menor medida, los músculos intercostales externos y los
músculos del cuello (esternocleidomastoideo y escalenos).

Cuando los músculos inspiratorios se contraen, el tamaño de la caja aumenta en
sentido longitudinal (arriba-abajo) contrayendo el diafragma.

Cuando actúan los músculos intercostales externos y los del cuello, se elevan las
costillas hacia arriba, aumentando el diámetro antero-posterior de la caja.
Al expandirse la caja torácica, la pleura parietal adherida a ella por el interior, arrastra a su
vez a la pleura visceral, produciéndose el ensanchamiento “obligado” de los pulmones,
entrando aire en su interior en lo que conocemos como inspiración, ya que se genera una
presión negativa (de succión). Durante la inspiración, la presión dentro de los alvéolos
será de -3 mmHg respecto a la atmosférica, actuará como un aspirador de aire, hacia el
alveolo.
Existe una ley física que indica: cuando el volumen de un gas aumenta, su presión
disminuye.
En reposo, el centro respiratorio envía la orden hacia esos músculos unas 14 veces/min
(frecuencia respiratoria); el volumen de aire basal más o menos es de 500 ml de aire. El aire
en situación de reposo sale porque los músculos se contraen, saliendo el aire por rebote.
Los músculos espiratorios son:

Abdominales: si se contraen desplazan el contenido del abdomen, desplazan hacia
arriba el diafragma y reducen el diámetro longitudinal del tórax.

Intercostales internos: situados entre las costillas y ubicados en dirección contraria,
cuando se contraen bajan aún más las costillas, reduciendo el diámetro anteroposterior (reducen más la caja torácica), con la actuación de estos músculos va a
disminuir mucho la caja torácica.
Cuando acaba la inspiración, los músculos inspiradores se relajan y se produce la espiración.
Cuando utilizamos los abdominales estamos realizando una espiración forzada.
Durante la espiración la presión será de +3 mmHg, el aire saldrá hacia el exterior (respiración
basal). La finalidad de contraer los músculos y relajarlos es generar presiones para que el aire
entre y salga.
La presión en el interior del pulmón siempre es negativa: una media de -5 mmHg. La presión
siempre será negativa porque:

En primer lugar, el pulmón posee fibras elásticas, las cuales tienden a colapsar
(cerrar) el pulmón

En segundo lugar, porque los alveolos están recubiertos de un líquido que hace que
los pulmones tengan tendencia a colapsar sus alveolos
Una enfermedad que consiste en la entrada de aire en el espacio intrapleural (presión +) es
el neumotórax. Al entrar aire en este espacio el pulmón se colapsa, dificultando la respiración
del paciente. Lo que se debe hacer es aspirar el aire y cerrar el orificio (interior, presión - ;
exterior, presión +).
Los niños prematuros pueden fallecer por un colapso porque tienen problemas en la
producción de surfactante. Se trata de lipoproteínas que evitan el cierre de los alveolos, con
una parte hidrófoba y otra hidrófila. La parte en contacto con el aire es la parte hidrófoba y la
que está en contacto con el líquido es la parte hidrófila, la finalidad de esto es mantener
abierto el alveolo.
En el caso de que una persona requiera respiración asistida, porque sus músculos no están
actuando (no producción de presiones alveolares), hay que hacer respiración artificial
(ahogados, intoxicados), forzando la entrada y salida de aire (boca-boca o boca-nariz).
11. LA VENTILACIÓN PULMONAR
La ventilación pulmonar consiste
en la renovación continua de aire
entre el aire atmosférico y los
alveolos, mediante la inspiración y
espiración. Con un espirómetro,
podemos medir la entrada y salida
de aire en el aparato respiratorio.
Esta medición nos da:
o
La
fuerza
funcionamiento
y
de
los
músculos respiratorios
o
Nos da idea de cómo está la elasticidad del pulmón y la elasticidad de la caja
torácica
La mayor parte del aire respirado no llegará a los alveolos, quedándose en las vías
respiratorias (laringe, bronquios y bronquiolos). Este aire, llamado muerto, suele ser entorno a
150 ml y carece de utilidad desde el punto de vista del intercambio de gases. Al espacio que
contiene este volumen de aire, lo llamamos espacio pulmonar muerto.
En cada inspiración, llega a la zona de intercambio de gases alrededor de unos 500 ml, de los
cuales 350 ml son de aire fresco (recién renovado) y 140 ml de aire no fresco, ya que son
procedentes de la espiración anterior.
12. LA REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN
En base a las necesidades que tiene el organismo en cada momento, el sistema respiratorio
ajusta el ritmo de la ventilación alveolar, bajo el mando del sistema nervioso.
Existen varias zonas nerviosas de control:

ÁREA INSPIRATORIA (en el bulbo raquídeo): mantiene el ritmo básico de la
respiración, enviando señales hacia los músculos inspiratorios, produciéndose
la inspiración, proceso que dura sólo unos 2 segundos y a continuación los
músculos vuelven a su sitio y por causa del rebote elástico, el aire es
expulsado al exterior.

ÁREA ESPIRATORIA (bulbo raquídeo): La espiración dura aproximadamente
unos 3 segundos. En un minuto esto deberá suceder de 12-14 veces. En
situaciones de ejercicio, actúan también los músculos espiratorios (área
espiratoria), músculos abdominales.

ÁREA NEUMOTÁXICA: si esta zona es estimulada, se producirá una respiración
rápida y superficial, aumentará la frecuencia respiratoria y disminuirá la
profundidad de la respiración, se producirá un grado similar, pero no se
producirá una modificación del volumen respiratorio por minuto. Posee función
termorreguladora, eliminando calor a través del área respiratoria. También se
produce esta respiración ante el miedo y la ansiedad.
13. REFLEJO HERING-BREUER
Regula la respiración y previene de posibles lesiones pulmonares debidas a un incremento
excesivo en la insuflación pulmonar.
En los bronquios existen unos receptores de estiramiento. Ante una inspiración muy grande
se produce una insuflación pulmonar, produciéndose un predominio del centro espiratorio y
una inhibición del centro inspiratorio. Cuando espiramos mucho, se produce un colapso
pulmonar, en este caso se inhibirá el centro espiratorio y el que predominará será en centro
inspiratorio.
INSUFLACIÓN PULMONAR
Inhibición del centro espiratorio
Inhibición del centro inspiratorio
Dominio del centro inspiratorio
Predominio del centro espiratorio
COLAPSO PULMONAR
13. REGULACIÓN DE LA VENTILACIÓN ALVEOLAR
Ante el ejercicio intenso, el volumen de los alveólos aumenta unas 25 veces sobre el volumen
normal en reposo, de unos 6 litros pueden alcanzar hasta 150 litros.
Factores que regulan/informan a los centros respiratorios:

Presión de CO2

Concentración de iones hidrógeno

Presión de O2
En una persona en situación basal, los estímulos más poderosos son la presión de CO2 y la
concentración de iones hidrógeno en los líquidos corporales.
Si aumentara mucho el CO2 en la sangre, éste se acumulará produciendo la muerte. Al
aumentar el CO2, también aumenta la concentración de ácido carbónico y los hidrogeniones
(si el pH descendiera estaríamos hablando de una acidosis). La acidosis hace que se
paralicen las reacciones químicas del cuerpo.
Si por el contrario, se eliminara mucho CO2, disminuiría también la concentración de ácido
carbónico y los iones hidrogeniones y aumentaría el pH, produciendo una alcalosis, esto
producirá irritabilidad del Sistema Nervioso, pudiendo provocar convulsiones parecidas a las
de un epiléptico.