SISTEMA RESPIRATORIO
consideraciones generales de la respiración
La función del sistema
respiratorio es abastecer a las células de oxigeno, necesario para realizar todos los
procesos metabólicos y que el organismo deshaga del dióxido de carbono, el más
abundante de los residuos producidos por el metabolismo. La exhalación de CO2
es fundamental para mantener un pH sanguíneo adecuado. El sistema respiratorio también
tiene una función importante en el sentido del olfato mediante el
transporte de sustancias odorantes al
interior de la nariz para su detección. El movimiento de aire hacia el interior y el exterior de las vías respiratorias hacen
vibrar las cuerdas vocales, lo que permite producir la voz humana. Funcionalmente,
el sistema respiratorio se divide en 2 compartimentos principales: las vías respiratorias, que conducen el aire, los pulmones, donde el oxígeno de
aire es absorbido hacia la sangre y el
CO2 pase de la sangre al aire.
En el centro del proceso
respiratorio se encuentra la producción de tritosfato de adenosina (ATTP), que
utiliza el oxigeno y produce dióxido de carbono como subproducto. La
respiración incluye una secuencia de procesos interrelacionados que llevan
oxigeno de la atmosfera hacia las células
del cuerpo.
RESPIRACIÓN
Las cinco etapas de la
respiración es que transportan el oxigeno desde la atmosfera hacia las células
del organismo y son:
- Ventilación pulmonar(respiración ) introduce y extrae aire en los pulmones
- Intercambio externo de gases, es la absorción del oxigeno desde el aire pulmonar hacia la sangre y el movimiento del CO2 desde la sangre hacia el aire del pulmón.
Transporte
de gases, es el transporte de oxigeno
desde los pulmones a los tejidos a través de la sangre y el transporte de CO2 desde
los tejidos hasta los pulmones, también a través de la sangre.
- Intercambio de gases interno es la transferencia de oxigeno de la sangre a las células del cuerpo y la transferencia de CO2 de las células de la sangre.
- Respiración celular es la utilización de oxigeno y la producción de CO2 por las células del cuerpo para generar ATP que las células utilizan para obtener oxigeno.
El sistema respiratorio
puede dividirse en dos partes: vías respiratorias superiores e inferiores.
La vía respiratoria inferiores: están formadas por las estructuras del
cuello y el tórax: la laringe (cuerdas vocales), la tráquea, los bronquios (una
red ramificada de túneles de aire más pequeños) y los pulmones.
LA ZONA DE CONDUCCION LLEVA
EL AIRE HACIA LOS PULMONES
El aire pasa secuencialmente
por la nariz, las fosas nasales, la nasofaringe, la orofaringe, la
laringofaringe, la laringe, la tráquea y los bronquios antes de que pasar a la
zona respiratoria.
Las vías respiratorias de la
zona de conducción están cubiertas casi en su totalidad por un epitelio cilíndrico
seudoestratificado ciliado (epitelio respiratorio) entre las células epiteliales
ciliadas se encuentran las células caliciformes, que producen moco. Esta membrana
calienta y humidifica el aire y moco pegajoso atrapa pequeñas partículas que producían
ser inhaladas hacia el interior de lis pulmones. Las acciones rítmicas de la
alfombra de cilios mueve el moco cargado de partículas hacia la faringe donde
puede ser deglutido o escupido esta función combina se le denomina elevador de
moco ciliar, es parte del sistema inmunitario no especifico.
LA NARIZ FILTRA Y HUMEDECE EL AIRE
La nariz esta formada por
una parte externa visible y una cavidad interna dentro del cráneo.
La nariz externa esta
encajada en una abertura en la parte anterior del cráneo. Debajo de la piel está
formada por cartílago, hueso y tejido fibroso denso tapizado por epitelio
respiratorio, y en su extremo superior por los dos huesos nasales, que forman
el puente de la nariz entre los ojos el resto de la nariz externa esta
constituida por placas y cartílago. Verticalmente por el tabique nasal formado también
por cartílago. Los extremos protuberantes inferiores laterales de la nariz están
constituidos por el tejido fibrosa blando. Las aberturas horizontales en cada
lado se denominan narinas. Hay numerosos pelos finos que se proyectan desde la
mucosa y cuyo diseño permite atrapar las partículas demasiadas grandes para ser
manejadas por el elevador del moco ciliar.
La nariz interna es una
cavidad dentro del cráneo la cavidad nasal. Está dividida en dos mitades
derecha e izquierda por el tabique óseo, formado por el vómer y la lamina
perpendicular etmoides. Este tabique óseo conecta por delante con el tabique
cartilaginoso de la nariz externa. El techo de la cavidad nasal está formada
por la base del cráneo; la parte anterior del suelo está constituida por el
hueso del paladar duro y la parte posterior por el paladar blando, un repliegue
carnoso que se extiende hacia atrás desde el paladar óseo que, durante la deglución
se mueve hacia arriba para sellar la cavidad nasal y el espacio situado atrás de
ella (nasofaringe), con el fin de no dejar pasar los alimentos y el agua. El paladar
blando termina en la úvula, el pequeño péndulo carnoso visible en la parte
posterior de la garganta. La pared externa de cada cavidad nasal está formada por
partes de varios huesos de la cara. Sobresaliendo de las paredes externas se
encuentran tres delicadas volutas de hueso, los cornetes nasales, recubiertos de mucosa y que aumentan de forma
considerable la superficie de la mucosa de la cavidad nasal; crean turbulencias
en el aire inhalado para una mayor humectación, temperatura y limpieza.
La estructura nasal
determina el flujo aéreo. Las narinas son horizontales, lo que dirige el aire
inhalado hacia arriba hasta el techo de la cavidad nasal, donde se encuentra el
apartado olfativo. Por otro lado, la abertura posterior de la nariz en la
garganta es vertical, una forma que dirige el aire aspirado a través de las
regiones más bajas.
La faringe: Es un espacio hueco tubular
revestido por mucosa y músculos esqueléticos importantes para la deglución. Se extienden
desde la base del cráneo hasta la laringe (cuerdas vocales) y se abre hacia
adelante y arriba de la cavidad nasal. Está dividida en nasofaringe superior,
orofaringe media y laringofaringe inferior.
Orofaringe:
Esta
detrás de la boca, se extiende hacia abajo desde el paladar blando a lo largo
de la cara posterior de la lengua. Está protegida en cada lado por grandes nódulos
de tejido linfoide, las tonsilas palatinas (amígdalas) y por las tonsilas
lingual, una placa gruesa de tejido linfoide en la base de la lengua.
Laringofaringe:
Es
un espacio inmediatamente superior y posterior a la laringe y la parte más
estrecha de la faringe. Para permitir la fricción y el paso de alimentos, la
orofaringe y la laringofaringe están revestidas por epitelio escamoso
estratificado. Forman inserción fundamental donde se encuentra el paso del aire
y los amilenos. Al igual que el paladar blando sella la nasofaringe durante la deglución,
la epiglotis una parte de la laringe se pliega hacia abajo para sellar la
entrada a la laringe.
LA LARINGE PRODUCE SONIDO
La laringe (caja de voz) es
un complejo conjunto tubular de cinco centímetros de longitud de cartílago,
musculo esquelético y ligamentos que conectan la laringofaringe por arriba por
la tráquea y por abajo, tiene tres funciones:
- Conducción de aire.
-
Dirigir los alimentos hacia el esófago y el
aire hacia la tráquea.
-
Fonación (habla).
La laringe está suspendida
del hueso hioides por los ligamentos, una herradura de hueso en la parte
anterior del cuello que forma un arco alrededor de la base de la lengua. Está formada
por tres estructuras cartilaginosas:
La mas superior es la epiglotis, una hoja de cartílago
elástica flexible que se extiende desde la laringe y la base de la lengua hacia
arriba y se proyecta hacia la orofaringe. Durante la deglución la laringe es
traccionada hacia arriba y el extremo de la epiglotis hacia abajo para cubrir
la entrada de la laringe; esta acción dirige la comida hacia el interior del esófago.
Cuando se inhala o se ríe mientras se come este mecanismo puede fallar, lo que
permite que el agua o la comida entre en la laringe. Cuando ocurre esto se
estimula el reflejo de la tos para expulsar el material de las vías respiratorias.
- En la parte anterior de la laringe se encuentra un escudo de cartílago llamado cartílago tiroides. Este forma una prominencia en la parte anterior del cuello denomina <nuez de Adán>, ya que es más pronunciada en los hombres debido al efecto de la testosterona los hombres tienen una laringe mas grande, con cuerdas vocales más largas y gruesa.
-
La parte más inferior de la laringe es el
anillo del cartílago cricoides, unido por medio de ligamentos con el cartílago tiroides
por encima y con el primer anillo del cartílago de la tráquea por abajo.
En conjunto la laringofaringe,
la epiglotis y la laringe son una parte anatómicamente compleja y fundamental
de la zona de conducción.
Árbol Bronquial
Los bronquiolos principalmente el izquierdo es más pequeño que el
derecho, debido que lleva el aire al pulmón izquierdo con el fin de dar espacio
al corazón. En sus ramas más grandes, los bronquiolos tienen la misma
estructura que la tráquea: un revestimiento de epitelio respiratorio, anillos
de cartílago y una capa externa fibrosa.
La cavidad pleural
es un espacio virtual entre la pleura parietal y la pleura visceral. Posee una
capa de líquido casi capilar. El volumen normal de líquido pleural contenido en
esta cavidad es de 0,1 a 0,2 ml/kg de peso.
INSPIRACION
LA TRÁQUEA
Es un tubo flexible de 11cm
de largo y 2cm de diámetro que desciende desde la laringe. Pasa a través de la
parte anterior del cuello, por detrás del esternón y por el mediastino. Donde
se divide en los bronquios principales derecho e izquierdo.
La tráquea está formada por
tres capas. El revestimiento interno es la membrana mucosa respiratoria que
está formada por el epitelio y la submucosa. La capa media tiene de 16 a 20
anillos en forma de C de cartílago traqueal, está formada por tejido fibroso.
El esófago encaja fácilmente
en el extremo abierto de la C de cada cartílago de la tráquea, que hace de
abrazadera de la posterior de estos
ayudados por una delgada capa de musculo liso. Esta disposición permite que el
esófago pueda expandirse hacia delante si es necesario para dar cabida a un
bolo de alimento ingerido. El musculo
traqueal se contrae ligeramente con cada espiración estrechando el diámetro de
la tráquea.
Los epitelios respiratorios,
los cilios se mueven en la tráquea de manera coordinada para barrer el moco y
las partículas. En la tráquea los
bronquios, la dirección del movimiento es hacia arriba para que pueda
expulsarse el moco.
Tiene una estructura
ramificada. A partir de la tráquea, se ramifican los bronquios principales, que
salen en ángulo lateral varios cm antes de ramificarse en bronquios lobulares secundarios y bronquios segmentarios terciarios. Los
bronquios lobulares se ramifican en clases cada vez más pequeños llamados bronquiolos.
Los bronquiolos principalmente el izquierdo es más pequeño que el
derecho, debido que lleva el aire al pulmón izquierdo con el fin de dar espacio
al corazón. En sus ramas más grandes, los bronquiolos tienen la misma
estructura que la tráquea: un revestimiento de epitelio respiratorio, anillos
de cartílago y una capa externa fibrosa.
Cambios importantes:
v Los
cartílagos en forma de C se transforman en pequeñas placas curvadas que a su
vez desaparecen en los bronquiolos.
v El
epitelio pasa del epitelio cilíndrico alto ciliado a epitelio cilíndrico corto
y cubico que contiene pocos cilios y
células caliciformes .
v Se
incrementa la cantidad de musculo liso y esto conlleva a la resistencia de
flujo de aire.
LOS ALVÉOLOS
El
alveolo es la parte final del árbol respiratorio y actúa como unidad primaria
de intercambio gaseoso. La barrera gas-sangre entre el espacio alveolar y los
capilares pulmonares es extremadamente fina, permitiendo un rápido intercambio
gaseoso. Para alcanzar la sangre, el oxígeno debe difundir a través del
epitelio alveolar, el fino espacio intersticial, y el endotelio capilar; el CO2
sigue el camino inverso para llegar al alveolo.
Existen
dos tipos de células epiteliales alveolares. Las células tipo I que tienen
largas extensiones citoplasmáticas que se distribuyen a lo largo de las paredes
alveolares y constituyen el fino epitelio alveolar. Las células tipo II son más
compactas y son las responsables de producir surfactante, un fosfolípido que
cubre los alveolos y sirve para reducir sensiblemente la tensión superficial a
diferentes volúmenes contribuyendo a la estabilidad alveolar.
LA MEMBRANA RESPIRATORIA
Es el conjunto de estructuras que deben cruzar los gases entre el
alveolo y el capilar pulmonar. Está integrada por, llenado desde el
alveolo al capilar,
1. /fina capa de liquido, que cubre el alveolo y contiene el surfactante
2. / epitelio alveolar
3. / membrana basal alveolar
4. / espacio intersticial
5. / membrana basal capilar
6. / endotelio capilar.
A pesar de sus 6 capas, tiene un espesor muy delgado, solo 0,5 micras,
en cambio, si tomamos en cuente los 300 millones de alveolos, su
superficie es muy amplia, 70 metros cuadrados.
LA PLEURA
La pleura es una
membrana serosa de origen mesodérmico que recubre ambos pulmones, el mediastino, el diafragma y
la parte interna de la caja torácica. La pleura parietal es la parte
externa, en contacto con la caja
torácica, el mediastino y la
cara superior del diafragma mientras que la pleura visceral es la parte
interna, en contacto con los pulmones.
La cavidad pleural
es un espacio virtual entre la pleura parietal y la pleura visceral. Posee una
capa de líquido casi capilar. El volumen normal de líquido pleural contenido en
esta cavidad es de 0,1 a 0,2 ml/kg de peso.
El movimiento de líquido entre las hojas parietal y visceral, está
determinado por la ecuac ióde Starling del transporte de líquidos y por el
drenaje linfático, lo que permite la entrada y salida de líquido y proteínas en forma balanceada para mantener un volumen y concentración constante de
proteínas.
Ventilación pulmonar al conjunto de procesos que hacen fluir el aire
entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares a través de los actos alternantes
de la inspiración y la espiración. Los factores que intervienen en esta
mecánica son las vías aéreas internas, el diafragma, la cavidad torácica
formada por la columna vertebral, el esternón y las costillas, así como la musculatura
asociada. La ventilación se lleva a cabo por los músculos que cambian el
volumen de la cavidad torácica, y al hacerlo crean presiones negativas y
positivas que mueven el aire adentro y afuera de los pulmones. Durante la
respiración normal, en reposo, la inspiración es activa, mientras que la
espiración es pasiva.
El diafragma, que
provoca el movimiento de la caja torácica hacia abajo y hacia afuera, cambiando
el tamaño de la cavidad torácica en la dirección horizontal, es el principal
músculo inspiratorio.
El diafragma es un músculo que al momento de contraerse se desplaza hacia arriba agrandando la caja torácica, empujando el contenido: abdominal hacia abajo y hacia delante, de forma que la dimensión vertical del tórax aumenta. Esta acción es la principal fuerza que produce la inhalación. Al mismo tiempo que el diafragma se mueve hacia abajo, un grupo de músculos intercostales externos levantan la parrilla costal y el esternón. Esta acción de levantamiento incrementa el diámetro de la cavidad torácica. El incremento en el volumen torácico crea una presión negativa (depresión, presión menor que la atmosférica) en el tórax. Ya que el tórax es una cámara cerrada y la única comunicación con el exterior es el sistema pulmonar a través de los bronquios y la tráquea, la presión negativa torácica causa que el aire entre a los pulmones. Los alvéolos de los pulmones por sí mismos son pasivos y se expanden solamente por la diferencia de presión de aire en los pulmones, la cual es menor que la presión en el exterior de los pulmones.
Otros músculos accesorios para la inspiración son el músculo escaleno, que eleva las dos primeras costillas, y el esternocleidomastoideo, que eleva el esternón. Durante la respiración en reposo, estos músculos presentan poca actividad, pero durante el ejercicio pueden contraerse vigorosamente, para facilitar la ventilación. Otros músculos que juegan papeles menores son los alae nasi (que producen el aleteo de los orificios nasales) y algunos músculos pequeños de la cabeza y el cuello.Espiración
En reposo, la espiración es un proceso pasivo. Durante la espiración, se produce la relajación de los músculos inspiratorios, mientras que los pulmones y la caja torácica son estructuras elásticas que tienden a volver a su posición de equilibrio tras la expansión producida durante la inspiración. La elasticidad torácica, combinada con la relajación del diafragma, reducen el volumen del tórax, produciendo una presión positiva que saca el aire de los pulmones.
En una espiración forzada un grupo de músculos abdominales empujan el diafragma hacia arriba muy poderosamente. Estos músculos también se contraen de manera forzada durante la tos, el vómito y la defecación. Simultáneamente, los músculos intercostales internos tiran de la parrilla costal hacia abajo y hacia dentro (a la inversa que los intercostales externos), disminuyendo el volumen torácico y endureciendo los espacios intercostales. De esta forma, estos músculos aplican presión contra los pulmones contribuyendo a la espiración forzada.
Al final de la espiración sea forzada o pasiva, la presión intra alveolar se iguala con la presión atmosférica.
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