Aparato respiratorio

1. CAPITULO VIII
APARATO RESPIRATORIO

2. 1.- ANATOMÍA FUNCIONAL DEL APARATO RESPIRATORIO
Los órganos del
aparato
respiratorio son:
nariz, faringe,
laringe, tráquea,
bronquios y sus
ramas, y los
pulmones, que
contienen los
alvéolos, o
terminaciones
aéreas saculares.
No obstante, estas vías
tienen otra función muy
importante, ya que
purifican, humidifican y
calientan el aire
entrante. De este modo,
el aire que alcanza los
pulmones tiene bajo
contenido en irritantes
(como polvo o
bacterias) respecto al
aire que entró en el
sistema; además, este
aire es cálido y húmedo.
Debido a que el
intercambio gaseoso
ocurre únicamente
en los alvéolos, las
otras estructuras del
aparato respiratorio
no son más que vías
de conducción que
permiten que el aire
alcance los
pulmones.

4. 2.- LA NARIZ
La nariz, tanto si
es respingona
como chata, es
la única parte
externamente
visible del
aparato
respiratorio.
Durante la
respiración, el
aire entra en la
nariz a través de
los orificios
nasales o
narinas.
El interior de la
nariz consta de
la cavidad
nasal, dividida
en la línea media
por el tabique
nasal. Los
receptores
olfatorios se
localizan en la
mucosa de la
hendidura
superior de la
cavidad nasal,
justo debajo del
hueso etmoides.
El resto de la mucosa
que tapiza la cavidad
nasal, llamada mucosa
respiratoria, descansa
sobre una rica red de
vénulas que calientan
el aire a su paso.
(Debido a la
localización superficial
de estos vasos
sanguíneos, las
hemorragias nasales
son comunes y a
menudo muy
abundantes.)

5. • 4
El espeso moco producido
por las glándulas mucosas
filtra el aire y atrapa las
bacterias entrantes y otras
partículas externas, y las
enzimas lisosómicas del
moco las destruyen
mediante un proceso
químico. Las células ciliadas
de la mucosa nasal crean
una corriente que mueve la
capa de moco contaminado
en sentido retrógrado hacia
la garganta (faringe), de
donde pasa al estómago
para ser digerida por los
jugos gástricos.
Normalmente no somos
conscientes de esta
importante acción ciliar, pero
cuando la temperatura
externa es extremadamente
fría, la acción de estos cilios
se ralentiza, permitiendo al
moco acumularse en la
cavidad nasal y escaparse a
través de los orificios
nasales. Esto ayuda a
explicar por qué se produce
rinorrea en los días de duro
invierno.

7. • 2
La cavidad nasal
está rodeada por un
anillo de senos
paranasales
localizados en los
huesos frontal,
esfenoidal, etmoidal
y maxilar.
Los senos aligeran el cráneo
y actúan como caja de
resonancia para el habla.
También producen moco,
que drena en la cavidad
nasal. El efecto de succión
que se produce al sonarse la
nariz ayuda a drenar los
senos. El conducto
nasolagrimal, que drena las
lágrimas procedentes de los
ojos, también vacía su
contenido en la cavidad
nasal.

8. 3.- LARINGE
La faringe es un
conducto muscular de
unos 13 cm de
longitud que recuerda
a una pequeña
manguera roja.
Comúnmente llamada
garganta, la faringe
actúa como vía de
paso de los alimentos
y el aire. Se comunica
con la cavidad nasal,
en posición anterior, a
través de la apertura
nasal posterior.
El aire entra por la porción
superior, la nasofaringe,
desde la cavidad nasal, y
luego desciende a través de
la orofaringe y laringofaringe
para entrar en la laringe,
situada debajo. El alimento
entra por la boca y viaja
después junto al aire a través
de la orofaringe y la
laringofaringe. En lugar de
entrar en la laringe, el
alimento se dirige al esófago,
en posición posterior.
La trompa de
Eustaquio, que drena
al oído medio, se abre
a la nasofaringe. Las
mucosas de ambas
regiones presentan
solución de
continuidad, por lo que
las infecciones de
oído, como la otitis
media, pueden ser
secundarias a un dolor
de garganta u otras
infecciones faríngeas

9. e
Las agrupaciones de tejido
linfático se denominan
amígdalas, y se encuentran
en la faringe. La amígdala
faríngea, también llamada
adenoides, se localiza en la
parte alta de la nasofaringe.
Las amígdalas palatinas
están situadas en la
orofaringe y la porción
terminal del paladar blando,
como las amígdalas
linguales, que reposan en la
base de la lengua.
La laringe dirige el aire
y el alimento hacia sus
conductos
correspondientes y
participa en el habla.
Localizada en posición
inferior a la faringe
(véanse las Figuras 1
y 2), está formada por
ocho rígidos cartílagos
hialinos y una solapa
en forma de cuchara
compuesta por
cartílagos elásticos, la
epiglotis.
El cartílago hialino más
grande es el tiroides,
que tiene forma de
escudo, el cual protruye
hacia delante, y es
comúnmente conocido
como nuez.
A veces se hace
referencia a la epiglotis
como el guardián de la
vía aérea, ya que ésta
protege la apertura
superior de la laringe.

10. • 8
Cuando no
tragamos, la
epiglotis no
impide el paso de
aire hacia las vías
aéreas inferiores.
Sin embargo,
cuando ingerimos
alimentos o
líquidos, la
situación cambia
por completo: la
laringe asciende y
la epiglotis se
hace puntiaguda,
tapando la
apertura laríngea.
Esto impulsa el
alimento hacia el
esófago y el tubo
digestivo,
situados en
posición posterior.
Si entra en la
laringe otro
elemento que no
sea un alimento,
se dispara el
reflejo de la tos
para expeler la
sustancia y evitar
que llegue a los
pulmones.
Debido a que
este reflejo no
funciona cuando
perdemos la
conciencia,
nunca se deben
administrar
líquidos a una
persona
inconsciente a la
que se intenta
reanimar.
• Palpa tu
laringe
posicionando
tu mano en la
línea media
de la
superficie
anterior del
cuello y traga.
¿Puedes
sentir cómo
sube la laringe
mientras
tragas?

11. 4.- TRÁQUEA
El aire que entra en la
tráquea, o tubo
descendente, desde la
laringe desciende a través
de toda su longitud (10-12
cm) hasta el nivel de la
quinta vértebra torácica,
aproximadamente hasta la
mitad del pecho
La tráquea es muy rígida
porque sus paredes están
reforzadas con anillos en
forma de C de cartílago
hialino. Estos anillos
cumplen un doble
propósito.
La parte abierta del anillo
linda con el esófago y le
permite expandirse en
sentido anterior durante la
deglución de una gran
porción de alimento.
La parte sólida soporta las
paredes de la tráquea y la
mantiene permeable o
abierta, pese a los cambios
de presión que acontecen
durante la respiración.
La tráquea está
tapizada por una
mucosa ciliada. Los
cilios baten
continuamente en
dirección opuesta al
aire entrante.
Propulsan el moco
cargado de partículas
de polvo y otros
agentes nocivos lejos
de los pulmones,
hacia la garganta,
donde se tragan o se
expectoran.

12. Relación estructural entre la tráquea y el esófago. (a) Vista de sección transversal. (b) Cilios
traqueales.

13. 5.- BRONQUIOS PRINCIPALES
Los bronquios
principales (primarios)
izquierdo y derecho
se forman por división
de la tráquea. Cada
bronquio principal
discurre con
trayectoria oblicua
antes de hundirse en
la depresión medial
(hilio) del pulmón
correspondiente
El bronquio principal
derecho es más ancho,
corto e inclinado que el
izquierdo. Así, éste es
el lugar más común
donde terminan
alojándose los cuerpos
extraños inhalados.
Cuando el aire alcanza
los bronquios principales
es cálido, libre de la
mayoría de las
impurezas, y está bien
humidificado. Las
subdivisiones más
pequeñas de los
bronquios principales
dentro de los pulmones
son vías directas hacia
los alvéolos.

15. 6.- PULMONES
Los pulmones son órganos
de gran tamaño. Ocupan
toda la cavidad torácica
excepto su porción central,
el mediastino, que engloba
el corazón (en la región
inferior del pericardio), los
grandes vasos sanguíneos,
los bronquios, el esófago y
otros órganos
La estrecha porción superior
de los pulmones, el ápex,
está justo debajo de la
clavícula.
La parte ancha del
pulmón que
descansa sobre el
diafragma es la
base. Cada pulmón
está dividido en
lóbulos por las
cisuras; el pulmón
izquierdo tiene dos
lóbulos, mientras
que el derecho
tiene tres.
La superficie de cada
pulmón se halla recubierta
por una capa serosa
visceral denominada
pleura pulmonar o visceral;
la pared torácica está
tapizada por la pleura
parietal.
Las membranas pleurales
producen líquido pleural,
una secreción serosa
resbaladiza que permite a
los pulmones deslizarse
sobre la pared torácica
durante los movimientos
respiratorios

17. • 3
En cambio, puede
producirse el proceso
inverso: la pleura puede
producir un exceso de
fluido, que ejerce
presión sobre los
pulmones. Este tipo de
pleuresía obstaculiza
los movimientos
respiratorios, pero es
mucho menos dolorosa
que el tipo seco por
fricción.
Después de entrar en
los pulmones, los
bronquios principales
se subdividen en
bronquios cada vez
más pequeños
(bronquios
secundarios, terciarios,
y así sucesivamente),
terminando en las vías
conductoras más
pequeñas, los
bronquiolos
Debido esta
ramificación sucesiva
de las vías
respiratorias dentro de
los pulmones, la red
que se forma se
denomina
habitualmente árbol
respiratorio o
bronquial. A excepción
de las ramas menores,
todas las ramas tienen
su pared reforzada con
cartílago.

19. 8.- MEMBRANA RESPIRATORIA
Las paredes de los
alvéolos se componen en
gran parte por una única y
fina capa de células
escamosas epiteliales. La
delgadez de sus paredes
es difícil de imaginar, e
incluso una lámina de un
pañuelo de papel es
bastante más gruesa.
Los poros alveolares
conectan sacos vecinos y
proporcionan rutas
alternativas al aire para
alcanzar alvéolos cuyos
bronquios tributarios están
atascados por un tampón de
moco o cualquier otro tipo de
bloqueo.
La superficie externa
de los alvéolos está
cubierta por una red
en forma de mazorca
de capilares
pulmonares. Juntos,
los alvéolos y las
paredes capilares, sus
membranas basales
fusionadas y algunas
fibras elásticas
constituyen la
membrana respiratoria
(barrera hemato-
aérea), en la que hay
gas (aire) pasando
hacia un lado y sangre
pasando hacia el otro.
El intercambio gaseoso se
produce mediante una
difusión simple a través de
la membrana respiratoria: el
oxígeno pasa del aire
alveolar hacia el capilar, y el
dióxido de carbono
abandona la sangre para
entrar en el alvéolo lleno de
aire.
Se estima que la superficie
total para el intercambio
gaseoso proporcionada por
las paredes alveolares es de
unos 50 a 70 metros
cuadrados en un individuo
sano, o aproximadamente 40
veces mayor que la
superficie de su piel.

21. • w
La superficie externa de
los alvéolos está cubierta
por una red en forma de
mazorca de capilares
pulmonares. Juntos, los
alvéolos y las paredes
capilares, sus
membranas basales
fusionadas y algunas
fibras elásticas
constituyen la membrana
respiratoria (barrera
hemato- aérea), en la que
hay gas (aire) pasando
hacia un lado y sangre
pasando hacia el otro.
El intercambio gaseoso se
produce mediante una difusión
simple a través de la membrana
respiratoria: el oxígeno pasa del
aire alveolar hacia el capilar, y el
dióxido de carbono abandona la
sangre para entrar en el alvéolo
lleno de aire. Se estima que la
superficie total para el
intercambio gaseoso
proporcionada por las paredes
alveolares es de unos 50 a 70
metros cuadrados en un
individuo sano, o
aproximadamente 40 veces
mayor que la superficie de su
piel.
La última línea de
defensa del aparato
respiratorio la constituyen
los alvéolos. Los
macrófagos alveolares,
de destacada eficiencia,
a veces denominados
“células de polvo”,
recorren el camino dentro
y fuera del alvéolo
recogiendo bacterias,
partículas de carbón y
otros agentes nocivos

23. 9.- FISIOLOGÍA RESPIRATORIA
La función principal
del aparato
respiratorio es
aportar oxígeno al
organismo y
expulsar el dióxido
de carbono. Para
hacerlo, deben
producirse de forma
simultánea cuatro
acciones diferentes,
llamadas
respiración:
1. Ventilación
pulmonar. El aire
debe entrar y salir
de los pulmones de
modo que los gases
que están en los
sacos aéreos
(alvéolos) de los
pulmones se
renuevan
continuamente. Este
proceso de
ventilación pulmonar
suele denominarse
respiración.
2. Respiración
externa. El
intercambio
gaseoso (carga de
oxígeno y descarga
de dióxido de
carbono debe tener
lugar entre la sangre
pulmonar y los
alvéolos. En la
respiración externa,
el intercambio
gaseoso se realiza
entre la sangre y el
exterior del cuerpo.
3. Transporte de
gases. El oxígeno y
el dióxido de
carbono viajan a
través del torrente
sanguíneo desde
los pulmones a los
tejidos del
organismo, y
viceversa.

24. • 2 4.- 1.- MECANISMOS DE LA RESPIRACIÓN
4. Respiración interna. En
los capilares sistémicos, el
intercambio gaseoso debe
hacerse entre la sangre y
las células de los tejidos*.
En la respiración interna, el
intercambio gaseoso tiene
lugar entre las células
sanguíneas en el interior del
cuerpo.
Aunque sólo los dos
primeros procesos son
responsabilidad específica
del aparato respiratorio, los
cuatro procesos son
necesarios para completar
el intercambio gaseoso.
La respiración, o ventilación
pulmonar, es un proceso
mecánico completo del cual
dependen los cambios de
volumen que se producen en
la cavidad torácica. Aquí
Aquí se muestra una regla
para hacernos una idea del
mecanismo de la ventilación
pulmonar: los cambios de
volumen llevan a cambios de
presión, que hacen que el
flujo de gases equipare esa
presión.
Un gas, al igual que un
líquido, adopta siempre la
forma de su continente. Sin
embargo, a diferencia de un
líquido, el gas rellena el
continente.
Por tanto, en un gran
volumen, las moléculas de
gas estarán muy separadas
y la presión (creada por las
moléculas de gas
golpeándose unas contra
otras y contra las paredes
del continente) será baja. Si
el volumen es reducido, las
moléculas de gas estarán
más juntas, aumentando,
por tanto, la presión.

25. 4.- 1.- 1.- INSPIRACIÓN
Cuando los músculos
inspiratorios, el diafragma y los
intercostales externos se
contraen, aumenta el tamaño de
la cavidad torácica. Mientras el
diafragma con forma de cúpula
se contrae, se mueve hacia
abajo y se aplana (se deprime).
Como resultado, la dimensión
supero-inferior (altura) de la caja
torácica aumenta. La contracción
de los músculos intercostales
externos eleva la parrilla costal y
tira del esternón hacia delante,
aumentando así los planos
anteroposterior y lateral del tórax
Los pulmones
están fuertemente
adheridos a la
pared torácica
(debido a la
tensión superficial
del fluido que se
encuentra entre
las membranas
pleurales) y, por
tanto, se
expanden de
manera acorde
con el nuevo y
mayor tamaño del
tórax.
Mientras, el volumen
intrapulmonar (el volumen que
hay dentro de los pulmones)
aumenta, y los gases contenidos
en los pulmones se expanden
para llenar este espacio
agrandado. El descenso de
presión que tiene lugar en los
pulmones produce una presión
negativa (presión inferior a la
atmosférica) que succiona el aire
hacia éstos (Figura 9). El aire
continúa movilizándose hacia los
pulmones hasta que la presión se
equipara con la atmosférica. Esta
serie de acontecimientos se
denomina inspiración (inhalación).

27. 4.- 1.- 2.- ESPIRACIÓN
La espiración
(exhalación) en
personas sanas es un
proceso en gran parte
pasivo que depende
más de la elasticidad
pulmonar natural que de
la contracción pulmonar.
A medida que los
músculos inspiratorios
se relajan y recuperan
su longitud de reposo,
la parrilla costal
desciende y los
pulmones se retraen.
De este modo, tanto el
volumen intrapulmonar
como el torácico
decrecen, se fuerza a los
gases intrapulmonares a
juntarse, y la presión
intrapulmonar crece hasta
superar a la atmosférica
Esto provoca que los gases
salgan para igualar la
presión dentro y fuera de
los pulmones.
En condiciones
normales, la
espiración es no
forzada, pero si las
vías respiratorias se
estrechan por
espasmos
bronquiolares (como
en el asma) u
ocupados por moco o
fluidos (como en la
bronquitis crónica o la
neumonía), la
espiración se
convierte en un
proceso activo.

28. y
En estos casos de
espiración forzada,
los músculos
intercostales se
activan para ayudar
al descenso de la
parrilla costal, y los
músculos
abdominales se
contraen y ayudan a
expulsar el aire de
los pulmones,
movilizando las
vísceras abdominales
contra el diafragma.
La presión normal en
el espacio pleural,
presión intrapleural,
siempre es negativa,
siendo éste el factor
principal en la
prevención de la
atelectasia pulmonar.
Si por cualquier
motivo la presión
intrapleural se iguala
con la atmosférica,
los pulmones se
retraen
completamente de
inmediato y se
colapsan

29. 4.- 2.- VOLÚMENES Y CAPACIDADES RESPIRATORIOS
Hay muchos factores que
afectan a la capacidad
respiratoria, por ejemplo,
la talla, el sexo, la edad y
la condición física de una
persona. La ventilación
silenciosa normal mueve
aproximadamente 500 ml
de aire dentro y fuera de
los pulmones en cada
ciclo. Este volumen
respiratorio se denomina
volumen corriente (CV).
Como norma general, una
persona puede inspirar
mucho más aire que el
volumen corriente durante
un ciclo respiratorio
normal. La cantidad de
aire que de manera
forzada puede superar al
volumen corriente se
denomina volumen de
reserva inspiratorio
(IRV), que normalmente
se establece en torno a
los 2.100 ml y los 3.200
ml.
De manera similar,
tras una espiración
normal se puede
expulsar más aire.
Esta cantidad de aire
espirado extra, que
se hace de manera
forzada y supera al
volumen corriente, es
el volumen de
reserva espiratorio
(ERV), que se
aproxima a los 1.200
ml.

30. 10.- RESPIRACIÓN EXTERNA, TRANSPORTE DE GASESRESPIRACIÓN
INTERNA
Tal y como se ha
explicado
previamente, la
respiración externa es
el intercambio real de
gases entre los
alvéolos y la sangre
(intercambio gaseoso
pulmonar), y la
respiración interna es
el intercambio
gaseoso que se
produce entre los
capilares sistémicos y
las células de los
tejidos.
Es importante recordar
que los intercambios
gaseosos se hacen de
acuerdo con las leyes
de la difusión: esto es,
el desplazamiento se
produce hacia las
áreas de menor
concentración de la
sustancia que difunde.
La relación entre las
cantidades de O2 y
CO2 en los tejidos
alveolares y en la
sangre arterial y
venosa

31. 10.- 1.- RESPIRACIÓN EXTERNA
Durante la respiración
externa, la sangre roja
oscura que fluye a través
de la circulación
pulmonar se transforma
en un río escarlata que
regresa al corazón para
ser distribuido a nivel
sistémico.
Aunque este cambio de
color se debe a la
captación de oxígeno
pulmonar por la
hemoglobina, se
descarga dióxido de
carbono de la sangre con
la misma velocidad.
Debido a que las
células del cuerpo
toman
constantemente
oxígeno de la sangre,
siempre hay más
oxígeno en los
alvéolos que en la
sangre. De este
modo, el oxígeno
tiende a moverse del
aire alveolar hacia la
sangre pobre en
oxígeno de los
capilares pulmonares
atravesando la
membrana alvéolo-
capilar.
Por otro lado, mientras las
células tisulares extraen
oxígeno de la sangre de la
circulación sistémica, liberan
dióxido de carbono a la
sangre. Es por esto que la
concentración de dióxido de
carbono es mayor en los
capilares pulmonares que en
el aire alveolar. Se
desplazará, por tanto, de la
sangre a los alvéolos para
luego ser expulsado durante
la espiración.

32. 10.- 2.- TRANSPORTE DE GASES EN LA SANGRE
El oxígeno se transporta en la sangre de dos maneras.
La mayoría se une a moléculas
de hemoglobina dentro de las
células rojas sanguíneas (RBC)
para formar oxihemoglobina.
Una pequeña cantidad de
oxígeno se transporta disuelto
en el plasma. La mayoría del
dióxido de carbono se transporta
en plasma en forma de ión
bicarbonato (HCO3), que
desempeña un papel muy
importante como sistema
tampón sanguíneo.
(La transformación enzimática de dióxido
de carbono en ión bicarbonato tiene
lugar en el interior de las células rojas,
luego, el ión bicarbonato recién formado
sale disuelto al plasma). Una pequeña
cantidad (entre el 20-30% del transporte
de CO2) es transportado por las RBC
unido a la hemoglobina
El dióxido de carbono que viaja en el
interior de los glóbulos rojos se une a la
hemoglobina en un lugar diferente al que
lo hace el oxígeno, por tanto, no interfiere
en modo alguno en el transporte de
oxígeno.

33. • 5 Antes de que el dióxido de
carbono pueda salir de la sangre y
dirigirse a los alvéolos, debe
primero liberarse de su forma de
ión bicarbonato. Para que esto
suceda, los iones bicarbonato
entran en los glóbulos rojos,
donde se combinan con iones de
hidrógeno (H+) para formar ácido
carbónico (H2CO3).
El ácido carbónico se disocia
rápidamente para formar agua y
dióxido de carbono, para luego
difundir de la sangre a los alvéolos.

34. 10.- 3.- RESPIRACIÓN INTERNA
La respiración interna, o
intercambio de gases
entre la sangre y las
células de los tejidos, es
lo contrario de lo que
ocurre en los pulmones.
El dióxido de carbono se
difunde saliendo de las
células de los tejidos para
pasar a la sangre, donde
se combina con agua para
formar ácido carbónico,
que rápidamente libera
iones bicarbonato
Como se apuntó con
anterioridad, la mayor
parte de la
transformación de
dióxido de carbono a ión
bicarbonato se produce
en el interior de los
glóbulos rojos, donde
está disponible una
enzima especial
(anhidrasa carbónica)
que cataliza la reacción.
Posteriormente, los iones
bicarbonato pasan al plasma,
el cual será su medio de
transporte. Al mismo tiempo,
el oxígeno se libera de la
hemoglobina y sale
rápidamente de la sangre
para entrar en los tejidos.
Como resultado de este
intercambio, la sangre venosa
sistémica es mucho más
pobre en oxígeno y rica en
dióxido de carbono que la que
abandona los pulmones.

35. 11.- CONTROL DE LA RESPIRACIÓN
Regulación neurológica: las bases del ritmo
Aunque la respiración parece
muy sencilla, su control es
sumamente complejo. Se
tratarán únicamente los
aspectos más básicos del
control respiratorio. La
actividad de los músculos
respiratorios, el diafragma y
los intercostales externos se
regula a través de impulsos
nerviosos transmitidos desde
el cerebro por el nervio
frénico y los nervios
intercostales.
Los centros neurales
que controlan las
frecuencias respiratorias
y su profundidad se
localizan principalmente
en el bulbo y la
protuberancia (Figura
12). El bulbo, que sienta
las bases del ritmo
respiratorio, contiene un
marcapasos, esto es,
unas células
inspiratorias auto
excitables.
Cuando estas
neuronas se
activan, una ráfaga
de impulsos viaja a
lo largo de los
nervios frénicos e
intercostales para
excitar el diafragma
y los músculos
intercostales
externos,
respectivamente.

37. • 9
Los centros póntinos
parecen suavizar el ritmo
básico de inspiración y
espiración establecido por el
bulbo
Además, los bronquiolos y los
alvéolos tienen receptores de
estiramiento que responden a
una superinflación extrema
(que puede dañar los
pulmones) mediante el inicio
de reflejos protectores.
En caso de
superinflación, el
nervio vago envía
un impulso desde
los receptores de
estiramiento hacia
el bulbo. De
manera inmediata,
acaba la
inspiración y
comienza la
espiración.
Durante el ejercicio, respiramos
más vigorosamente y en
profundidad porque los centros del
cerebro envían más impulsos a la
musculatura respiratoria. Este
patrón respiratorio se llama
hiperpnea.
Después de un ejercicio
extenuante, la espiración se
transforma en activa, y los
músculos abdominales y cualquier
otro músculo capaz de levantar
las costillas se utilizan para
ayudar a la espiración.