Sistema Respiratorio: Estructura y Función
El sistema respiratorio tiene como función principal poner en contacto el aire atmosférico con la sangre para permitir el intercambio gaseoso de O2 y CO2. Además, actúa como defensa contra agentes ambientales a través de la tos, el sistema mucociliar y los macrófagos alveolares. También participa en el metabolismo, como en la actividad de la angiotensina II y la producción de surfactante.
Respiración Interna y Externa
La respiración interna se refiere al intercambio de O2 y CO2 entre las células de los tejidos y el líquido que las rodea. La respiración externa, por otro lado, es el intercambio de estos gases entre el cuerpo y el medio ambiente.
Inspiración y Espiración
Durante la inspiración, la cavidad torácica aumenta gracias a la acción de los músculos inspiratorios, principalmente el diafragma y los intercostales externos, lo que permite la entrada de aire a los pulmones. La espiración es un proceso pasivo que depende de la elasticidad pulmonar, la cual está influenciada por el surfactante pulmonar en los alvéolos.
Componentes del Sistema Respiratorio
Vías Respiratorias Altas y Bajas
Las vías respiratorias altas incluyen la nariz, la faringe y la laringe. Las vías respiratorias bajas comprenden la tráquea, los bronquios y los pulmones.
Nariz
La nariz presenta tres caras (dos laterales y una posterior) y tres bordes. La nariz externa está formada por huesos y cartílagos cubiertos por piel. La parte superior es ósea (huesos nasales y procesos frontales del maxilar), mientras que la parte inferior está compuesta por cartílagos (lateral, alar mayor, nasales accesorios, alares menores y septal). La irrigación proviene de ramas de las arterias facial y oftálmica, y el drenaje venoso se dirige hacia las venas facial y oftálmica. La inervación está a cargo del nervio nasociliar, rama del nervio oftálmico.
Cavidad Nasal
La cavidad nasal se abre anteriormente por las narinas y posteriormente por las coanas, que comunican con la nasofaringe. El vestíbulo nasal es la entrada a las cavidades nasales y se caracteriza por tener un revestimiento cutáneo en lugar de mucosa. Las paredes de la cavidad nasal incluyen:
- Pared inferior: suelo, formado por el paladar óseo.
- Pared superior: frontonasal (hueso nasal y espina nasal del frontal), etmoides (lámina cribosa) y esfenoidal (cuerpo esfenoidal).
- Parte medial: lámina perpendicular del etmoides, septo nasal (vómer y cartílago septal).
- Parte lateral: maxilar, etmoides (concha y meato), lámina perpendicular del palatino, lámina del proceso pterigoideo y concha superior.
Vascularización: arteria nasal (rama de la oftálmica y facial). El drenaje venoso se realiza a través de las venas angular y facial. La inervación proviene del nervio facial y la sensibilidad del trigémino (nasal externo, interno e infraorbitario).
Senos Paranasales
Los senos paranasales son cámaras de aire que rodean la cavidad nasal y la aíslan de las órbitas. Son asimétricos y tienen funciones como humidificar y calentar el aire, actuar como cajas de resonancia para la voz y aliviar el peso de los huesos. Existen cuatro senos paranasales:
- Seno maxilar: el más grande, ubicado en el cuerpo del maxilar, con forma piramidal irregular. Desemboca en el meato medio.
- Seno frontal: situado en el hueso frontal, detrás de los arcos superciliares. Desemboca en el infundíbulo etmoidal (receso frontal) en el meato medio.
- Seno etmoidal: formado por cavidades de paredes delgadas en el laberinto etmoidal. Se clasifican en anteriores (hiato semilunar-meato medio), medias (bula etmoidal-meato medio) y posteriores (meato superior).
- Seno esfenoidal: ubicado en la parte posterior del techo de la cavidad nasal, en el cuerpo del hueso esfenoidal. Tiene relación con la hipófisis y el quiasma óptico, así como con el nervio maxilar.
En recién nacidos, las fosas nasales son pequeñas y la respiración es principalmente nasal durante los primeros tres meses. La lengua es proporcionalmente más grande.
Faringe
La faringe es un canal muscular sin paredes anteriores, ubicado detrás de la columna vertebral. Se continúa con el esófago y es una vía común para los sistemas digestivo y respiratorio. Mide aproximadamente 14 cm de longitud y se extiende desde la base del cráneo hasta C6. Se divide en nasofaringe, orofaringe y laringofaringe.
- Nasofaringe: se inicia en el orificio de las coanas y contiene el orificio faríngeo de la tuba auditiva.
- Orofaringe: delimitada por el istmo de las fauces. Destaca el surco glosoepiglótico, entre la raíz de la lengua y la epiglotis, que evita la entrada de saliva en la vía respiratoria.
- Laringofaringe: contiene los pliegues aritinoepiglóticos y los recesos piriformes.
Los músculos faríngeos incluyen el constrictor superior, medio e inferior de la faringe, que permiten el descenso del bolo alimenticio.
Laringe
La laringe es un órgano impar, simétrico y superficial, ubicado en la parte anterior del cuello, debajo del hueso hioides y la lengua. Es un órgano cartilaginoso unido por ligamentos. Se encuentra entre las vértebras C3 y C6 en el adulto, con dimensiones de 4.5 cm de alto, 4 cm de ancho y 3.5 cm de diámetro. Es más ancha en el hombre. En los niños, crece poco hasta la pubertad y completa su desarrollo a los 23 años. Está fijada por músculos y ligamentos que la conectan con el hioides y la tráquea.
La laringe está compuesta por cartílagos (epiglotis, tiroides, cricoides, triticio, aritenoides, corniculados y cuneiforme) y músculos (cricotiroideo, cricoaritenoideo lateral, vocal, aritenoides transverso, cricoaritenoideo posterior, tiroaritenoideo, tiroepiglótico y aritenoideo oblicuo). Estos músculos permiten el paso del aire a través de la abducción y aducción de los pliegues vocales.
La túnica mucosa de la laringe está firmemente adherida en las paredes posteriores y laterales, con un gran número de glándulas, excepto en los bordes de los pliegues vocales. La vascularización proviene de las arterias laríngeas superior e inferior, y la inervación de los nervios laríngeos superior e inferior.
La laringe interviene en la respiración, la fonación y la deglución, impidiendo el paso de partículas alimenticias o saliva.
Tráquea, Bronquios y Pulmones
Tráquea
La tráquea es la continuación de la laringe y termina en el tórax, donde se bifurca en los bronquios principales. Tiene dos segmentos: cervical y torácico. Está compuesta por 16 a 20 cartílagos en forma de C, unidos por ligamentos anulares. La carina traqueal tiene forma de triángulo y da paso a los bronquiolos. Se extiende desde el cartílago cricoides, con una longitud de 13 cm en vivo, entre C6 y T5. El primer cartílago está unido por el ligamento cricotraqueal, y el último forma la carina. La túnica mucosa tiene un epitelio ciliado pseudoestratificado.
La tráquea es oblicua hacia atrás y se desvía 1 cm a la derecha. A nivel del manubrio esternal, se desvía y forma el bronquio principal derecho más posterior. En su trayecto cervical, se relaciona con la glándula tiroides, y en la parte inferior con el tronco pulmonar, la aorta, el tronco braquiocefálico, la arteria carótida común izquierda y la vena cava inferior, además del esófago.
La tráquea está compuesta por una capa mucosa, submucosa, cartílago hialino y adventicia. La vascularización proviene de las arterias tiroideas superiores e inferiores, bronquiales y torácicas internas. Las venas son afluentes de las tiroideas inferiores. La inervación consiste en fibras viscerales y aferentes.
Bronquios
Los bronquios principales se extienden desde la bifurcación de la tráquea hasta el hilio del pulmón correspondiente. Se dividen en bronquios lobares y luego en bronquios segmentarios. El tono de las vías diferencia a los bronquiolos en longitud y grosor.
- Bronquio principal derecho: más corto, vertical y de mayor calibre que el izquierdo. Mide 2.5 cm de longitud. Los cuerpos extraños se alojan preferentemente en él. Pasa por detrás de la vena cava superior y está cruzado por el arco de la vena ácigos. Se ramifica en bronquios lobares superior, medio e inferior.
- Bronquio principal izquierdo: más largo, horizontal y de menor calibre que el derecho. Mide alrededor de 5 cm. Pasa por detrás del esófago y por debajo del arco aórtico. En el hilio pulmonar, se divide en bronquios lobares superior e inferior, que a su vez se dividen en bronquios segmentarios.
Ramas del Bronquio Principal Derecho
- Bronquio lobar superior:
- Bronquio segmentario apical
- Bronquio segmentario posterior
- Bronquio segmentario anterior
- Bronquio lobar medio:
- Bronquio segmentario lateral
- Bronquio segmentario medio
- Bronquio lobar inferior:
- Bronquio segmentario apical-superior
- Bronquio segmentario basal medio
- Bronquio segmentario basal anterior
- Bronquio segmentario basal lateral
- Bronquio segmentario basal posterior
Ramas del Bronquio Principal Izquierdo
- Bronquio lobar superior:
- Bronquio segmentario posterior
- Bronquio segmentario anterior
- Bronquio segmentario lingular superior
- Bronquio segmentario lingular inferior
- Bronquio lobar inferior:
- Bronquio segmentario apical posterior
- Bronquio segmentario basal medial
- Bronquio segmentario basal anterior
- Bronquio segmentario basal lateral
- Bronquio segmentario basal posterior
Pleuras y Pulmones
Las pleuras son membranas serosas que envuelven los pulmones. Se dividen en pleura visceral y parietal. Ambas hojas se continúan a nivel de la raíz del pulmón y el ligamento pulmonar. Entre las pleuras existe la cavidad pleural.
- Pleura visceral o pulmonar: se adhiere a la superficie del pulmón, es delgada y transparente.
- Pleura parietal: tapiza el interior de la cavidad torácica y reviste el espacio donde se encuentran los pulmones. Tiene tres porciones: costal (fascia endotorácica), diafragmática (fascia frenicopleural) y mediastínica, además de una porción cervical (según Moore).
Los recesos pleurales son fondos de saco formados por la pleura:
- Receso costodiafragmático: entre la pared torácica y el diafragma (hasta la 12ª costilla).
- Receso costomediastínico: retroesternal, desde la 1ª costilla hasta el 7º cartílago.
- Receso vertebromediastínico: forma un canal a los lados del canal vertebral.
- Receso frenicomediastínico: entre el diafragma y el mediastino.
La vascularización de la pleura parietal proviene de las arterias intercostales, y la de la pleura visceral de las arterias bronquiales. La inervación está a cargo de los nervios intercostales y frénico.
Pulmones
Los pulmones son órganos de consistencia blanda y elástica, de aspecto esponjoso. Su superficie es lisa y brillante. Su coloración varía de rosado en la infancia a grisáceo con manchas en el adulto. El pulmón derecho es más grande que el izquierdo (600g vs. 500g). Tienen un color rosado claro, gris moteado negro o rojo oscuro, y una consistencia flácida y elástica.
Fisuras y Lobos
Los pulmones son asimétricos. El derecho es más voluminoso y pesado que el izquierdo. El pulmón derecho presenta dos fisuras (oblicua y horizontal) que lo dividen en tres lóbulos (superior, medio e inferior). El pulmón izquierdo está dividido por la fisura oblicua en dos lóbulos (superior e inferior). Para realizar una punción, se hace sobre las costillas, ya que por debajo está el paquete vasculonervioso (vena, nervio y arteria).
Componentes del Intercambio Gaseoso
- Neumocito tipo I: ocupa el 90% de la superficie alveolar. Su membrana basal se fusiona con la del endotelio.
- Neumocito tipo II: sintetiza el surfactante pulmonar, que reduce la tensión superficial.
- Intersticio pulmonar: tejido de sostén compuesto por fibras colágenas y fibroblastos. La parte externa se adosa a las costillas (pleura parietal) y la interna a la pleura visceral.
El colapso del tejido se denomina atelectasia.
Configuración Externa y Relaciones
Los pulmones tienen una forma irregularmente crónica, aplanada en la parte medial. Cada uno presenta una base, un ápex, caras costales y medial, y bordes anteriores e inferiores. El ápex es redondeado y está cubierto por la cúpula pleural (2ª costilla). La base se adapta a la convexidad del diafragma.
- Cara costal: en relación con las paredes torácicas.
- Cara medial (mediastínica): aplanada, presenta el hilio pulmonar.
Estructura
La estructura del sistema respiratorio incluye: tráquea, bronquio principal, bronquio lobar, bronquio segmentario, bronquiolo, bronquiolo terminal, bronquiolo respiratorio, saco alveolar y alvéolo.
Vasos y Nervios
La vascularización pulmonar incluye los vasos encargados de la circulación funcional respiratoria y nutritiva de los pulmones. El tronco pulmonar, que procede del ventrículo derecho, lleva sangre venosa y se bifurca en dos arterias pulmonares que penetran en el hilio y se distribuyen de manera similar a la distribución bronquial. Las venas pulmonares conducen la sangre arterializada desde los pulmones al atrio izquierdo, mezclándose con sangre venosa de las venas bronquiales profundas. Las ramificaciones de las arterias bronquiales llegan hasta los bronquiolos respiratorios e irrigan la pleura pulmonar y las paredes de los vasos pulmonares (vasa vasorum). Las venas bronquiales son afluentes de la vena pulmonar y desembocan en la vena ácigos o en las intercostales posteriores.
La inervación proviene del sistema visceral a través del plexo pulmonar anterior y posterior, con aporte adicional del plexo cardíaco y de los nervios laríngeos recurrentes. No hay inervación sensorial. Las fibras simpáticas derivan del segmento medular T1 a T4 e inervan los músculos bronquiales, el epitelio alveolar y el músculo liso de los vasos sanguíneos, ejerciendo una acción broncodilatadora y vasoconstrictora. Las fibras parasimpáticas provienen de los nervios vagos y tienen un efecto estimulador sobre las glándulas bronquiales, con acción broncoconstrictora y vasodilatadora.
La neumonía respiratoria se produce por el cierre inadecuado de la epiglotis, permitiendo que el alimento pase al tubo respiratorio y cause una infección en el pulmón.