Fisiología Pulmonar

Diplomado en aeromedicina y transporte de cuidados críticos

Nombre: Edgar Torres Basilio

                                                         

14 de septiembre de 20117

               Tema: Fisiología pulmonar      

Profesor titular: Jaime Charfen Hinojosa

Introducción

Una persona puede vivir varias semanas sin alimento y varios días sin agua, pero solamente unos pocos sin oxígeno. Cada célula en el cuerpo necesita un suministro continuo de oxígeno para producir energía y crecer, repararse o reconstituirse, así como para mantener las funciones vitales.

El presente trabajo pretende explicar la importancia que ejerce el aparato respiratorio para mantener una adecuada homeostasis sistémica ya que el oxígeno debe estar disponible para las células de manera que ellas lo puedan utilizar. Deber ser incorporado dentro del cuerpo como aire purificado, enfriado o calentado, humidificado y entregado en las cantidades adecuada.

 El aparato respiratorio es el vínculo para esta fuente vital de oxígeno. Incluye el diafragma y los músculos del tórax, la nariz y la boca, la faringe, laringe y la tráquea, el árbol bronquial y los pulmones. Cada uno de estos elementos será tratado más adelante. También se encuentran involucrados el torrente sanguíneo, el corazón y el cerebro. El torrente sanguíneo capta el oxígeno de los pulmones para distribuirlo al resto del cuerpo por lo que regresa el dióxido de carbono hacia ellos para su remoción siguiendo la misma trayectoria que el aire. El corazón crea la fuerza para desplazar la sangre a la presión y velocidad adecuada a través de todo el cuerpo. El adecuado funcionamiento del conjunto de órganos que integran el aparato respiratorio es regulado por el cerebro y el sistema nervioso autónomo.

 El proceso de respiración consiste de un proceso de dos tiempos; inhalación que es la entrada de aire donde va la concentración de oxígeno y exhalación que es la salida de bióxido de carbono. El término respiración, sirve para designar el proceso fisiológico, por el cual tomamos oxígeno del medio que nos rodea y eliminamos el dióxido de carbono de la sangre conocido como respiración externa. Pero también sirve para designar el proceso de liberación de energía por parte de las células, procedente de la combustión de moléculas como los hidratos de carbono y las grasas a lo que llamamos respiración interna. Se puede decir que la respiración externa es imprescindible para que tenga lugar la interna. Además necesitamos respirar continuamente ya que nuestras células necesitan el oxígeno y sin él mueren, y por lo tanto la muerte de nuestras células nos conduce a la nuestra propia.

El aparato respiratorio es susceptible al daño causado por materiales tóxicos inhalados e irritantes, debido a que el área de superficie de los pulmones expuesta al aire es sumamente grande y a que el cuerpo tiene una gran necesidad de recibir oxígeno. La capacidad del sistema respiratorio de funcionar de manera apropiada tiene un gran impacto en el organismo. Las enfermedades de cada una de sus partes pueden conducir a una enfermedad o dañar otros órganos vitales. Por ejemplo, la enfermedad pulmonar ocupacional puede llevar a una cardiopatía. 

El aparato respiratorio

El aparato respiratorio se encarga de administrar oxígeno a los tejidos del organismo y eliminar el dióxido de carbono. Comienza en la boca y nariz donde esta última se encarga de filtrar, calentar y humidificar el aire. Por las vías ventilatorias antes mencionadas es donde penetra el aire del exterior y llega a la faringe o garganta. Después atraviesa la laringe encargada de producir la voz debido a que en dicha parte del aparato respiratorio se encuentran las cuerdas vocales.

La entrada de la laringe está cubierta por un pequeño fragmento de tejido cartilaginoso llamado epiglotis, que se cierra en el momento de la deglución, impidiendo así que el alimento se introduzca en las vías respiratorias. Después, el aire penetra en la tráquea, la cual acaba bifurcándose en la región llamada carina misma que divide a la tráquea en dos ramas llamadas bronquios, que conducen el aire a los bronquiolos, bronquiolos primarios, secundarios y terciarios.

Los bronquios se dividen sucesivamente en gran número de vías aéreas cada vez de menor tamaño que reciben el nombre de bronquiolos y los sacos alveolares, donde se lleva acabo el intercambio de gases de oxígeno por el dióxido de carbono.

Como ya se mencionó, en el extremo de cada bronquiolo existen docenas de cavidades llenas de aire, con forma de diminutas burbujas que reciben el nombre de alvéolos o sacos alveolares, semejantes a racimos de uvas. Cada uno de los pulmones contiene millones de alvéolos y cada alvéolo está rodeado por una densa malla de pequeños vasos sanguíneos conocidos como capilares. Las paredes alveolares son extremadamente finas, lo cual permite el intercambio entre el oxígeno, que pasa de los alvéolos a la sangre de los capilares, y una sustancia de desecho, el dióxido de  carbono, que pasa de la sangre de los capilares al interior de los alvéolos.

Los pulmones tienen una forma semejante a dos grandes esponjas que ocupan la mayor parte de la cavidad torácica. El pulmón izquierdo es ligeramente menor que el derecho porque comparte el espacio con el corazón, en el lado izquierdo del tórax. Cada pulmón está dividido en secciones llamadas lóbulos. El pulmón derecho está compuesto por tres lóbulos y el izquierdo por dos.

Los pulmones están envueltos por una doble capa de membrana serosa llamada pleura, que facilita el movimiento de los pulmones en cada inspiración y espiración. Normalmente, el espacio entre las dos capas lubricadas de la pleura es mínimo y durante los movimientos respiratorios se desplazan fácilmente la una sobre la otra.

Los pulmones, así como el reto de los órganos del tórax, se encuentran situados en una caja ósea protectora formada por el esternón, las costillas y la columna vertebral. Los 12 pares de costillas se curvan alrededor del tórax. Por la parte trasera dorsal del cuerpo, las costillas están unidas a la columna vertebral y por la parte delantera están unidas al esternón hasta el séptimo par. El octavo, noveno y décimo par de costillas se unen al cartílago del par inmediatamente superior; los dos últimos pares son más cortos y no se unen a la parte anterior, por lo que reciben el nombre de costillas flotantes.

Entre las costillas se encuentran los músculos intercostales, que colaboran con el movimiento de la caja torácica, participando de ese modo en la respiración. El diafragma es el músculo más importante de la respiración. Está adherido a la base del esternón, a la parte inferior de la caja torácica y a la columna vertebral. Cuando se contrae, aumenta el tamaño de la cavidad torácica y, por lo tanto, los pulmones se expanden.

El diafragma se mueve hacia abajo cuando se contrae, dilatando la cavidad torácica y reduciendo así la presión en el pecho. El aire fluye rápidamente hacia el interior de los pulmones para igualar la presión atmosférica. Entonces el diafragma se relaja y sube, y la cavidad torácica se contrae, elevando la presión del aire. El aire es expelido fuera de los pulmones por la elasticidad natural de los mismos. Los músculos intercostales participan en este proceso, especialmente cuando la respiración es profunda o rápida.

Conclusiones

La función principal del aparato respiratorio consiste en llevar el oxígeno al interior de los pulmones, transferirlo a la sangre y expulsar las sustancias de desecho, en forma de dióxido de carbono.

El oxígeno inspirado penetra en los pulmones y alcanza los alvéolos. Desde allí atraviesa las paredes de los alvéolos y pasa a la sangre de los capilares que circundan los alvéolos. El dióxido de carbono pasa desde la sangre al interior de los alvéolos, siendo expulsado por las fosas nasales y la boca.

La sangre oxigenada que ha penetrado en los capilares circula desde los pulmones a través de las venas pulmonares, llega a las cavidades de lado izquierdo del corazón y es bombeada hacia el resto del cuerpo. La sangre con ausencia de oxígeno y cargada de dióxido de carbono vuelve a las cavidades de lado derecho del corazón a través de dos grandes venas: la vena cava superior y la vena cava inferior. Es impulsada a través de la arteria pulmonar hacia los pulmones, donde recoge el oxígeno y libera el dióxido de carbono.

Control de la respiración

El centro respiratorio se encuentra situado en la parte inferior del cerebro y controla de manera automática la respiración. El cerebro y unos pequeños órganos sensoriales situados en las arterias aorta y carótida, son capaces de percibir una concentración de oxígeno inferior a la normal o un incremento anormal de dióxido de carbono. Cuando esto sucede, el cerebro provoca un aumento de la frecuencia respiratoria. Por el contrario, cuando los valores de dióxido de carbono bajan excesivamente, la frecuencia respiratoria disminuye.

La frecuencia respiratoria del adulto en reposo es de aproximadamente unas 15 inspiraciones y espiraciones por minuto. Dado que los pulmones no poseen músculos propios, el esfuerzo respiratorio lo realizan principalmente el diafragma y, en menor escala, los músculos intercostales. Durante la respiración forzada y voluntaria participan otros músculos del cuello, de la pared del tórax y del abdomen.

Como ya nos pudimos percatar, el conjunto de todos los órganos que forman el aparato respiratorio juegan un papel muy importante en el cuerpo humano. Cada órgano con funciones específicas para poder captar oxígeno y extraer el dióxido de carbono que generan nuestras células por el trabajo que hacen para hacer funcionar nuestro cuerpo. El aparato respiratorio en conjunto con el circulatorio se encargan de transportar el oxígeno hasta la célula más distal de nuestro cuerpo y esta pueda cumplir con las funciones para la manutención de una homeostasis. La alteración clínica o alguna lesión que afecte a un órgano del aparato respiratorio con lleva a una alteración en las funciones del mismo. Cabe destacar que la alteración en las funciones del aparato respiratorio no solo es por alguna enfermedad o lesión, sino también puede ser por los cambios bruscos de temperatura o exposición a climas los cuales el aparato respiratorio no se adapta. Otro factor que nos podría alterar las funciones del aparato respiratorio es la explosión a sustancias que desprendan algún tipo de vapor u sustancia de manera consecutiva, las cuales con el paso del tiempo provoque una enfermedad.

Otro factor que podría influir en la alteración de las funciones del aparato respiratorio seria la altitud ya que con la altitud la presión parcial del oxígeno atmosférico disminuye, disminuyendo al mismo tiempo la presión parcial de oxígeno alveolar por lo que una cantidad menor de oxígeno se difunde hacia la sangre. Los síntomas más comunes con la altitud incluyen el acortamiento de la respiración, fatiga, náusea entre otros. Cualquier alteración pulmonar que disminuya la superficie funcional formada por la membrana alveolo-capilar disminuye la eficacia de la ventilación.

Existen algunos trastornos respiratorios donde clínicamente destacan la tos, el ahogo  conocido como disnea, el dolor torácico, la respiración sibilante, el estridor, la hemoptisis que nos es más que esputo con sangre, la cianosis o coloración azulada de la piel, los dedos en palillo de tambor y la insuficiencia respiratoria. Algunos de estos síntomas no siempre indican un problema respiratorio pero si son conveniente tenerlos en cuenta por el posible desarrollo de alguna enfermedad del aparato respiratorio, puesto que al afectar las funciones del aparato respiratorio también pasaría a afectarse otros órganos que dependen del oxígeno que aparato respiratorio lleva hasta la sangre y de la sangre a los órganos que en función con el aparato respiratorio mantengan una adecuada perfusión de oxígeno.

Cabe mencionar que así como se toman ciertas acciones para mantener en adecuadas condiciones nuestra piel, como bañarnos, mantenernos alejados de los rayos ultravioleta y demás, también es necesario llevar acabo algunas acciones que nos permitan mantener en medida posible la adecuada función de nuestro aparato respiratorio como por ejemplo:

·      *   No fumar, ya que con el tiempo esto dificulta respirar.

*    * Mantener limpia las vías respiratorias; ¿Cómo lo logramos? Respirando aire puro y haciendo ejercicio físico. Cuando se realiza ejercicio se le da ventilación a los pulmones, la respiración se acelera, la respiración es continua aprendiendo a controlar la respiración y evitando enfermedades.

·         Tomar medidas necesarias para cubrirse ante cambios bruscos del clima.

Aunque la acción de respirar es involuntaria es de vital importancia en nuestro desarrollo como persona y seres humanos. El aparato respiratorio no solo ejerce esta acción, cada una de sus partes son componentes básicos que ayudan a evitar enfermedades y para el funcionamiento adecuado de nuestro organismo.

Bibliografía:

Tortora Gerard J. & Derrickson Bryan. (2011). PRINCIPIOS DE ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA, 11ª EDICIÓN. España: PANAMERICANA.

Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional & División de Estudios de Enfermedades Respiratorias. (1 de marzo 2007). GUÍA DE NIOSH SOBRE ENTRENAMIENTO EN ESPIROMETRÍA. 1 de marzo 2007, de EL INSTITUTO NACIONAL DE ENFERMEDADES RESPIRATORIAS Sitio web: https://www.cdc.gov/spanish/niosh/docs/2004-154c_sp/pdfs/2004-154c-intro.pdf