Objetivos y Mecanismos de la Respiración

1. ¿Cuáles son los objetivos de la respiración?

Los objetivos principales de la respiración son:

• Realizar el intercambio gaseoso (captación de oxígeno y eliminación de dióxido de carbono).
• Regulación hemostática del pH.
• Protección contra patógenos y sustancias irritantes presentes en el aire.

2. ¿Cómo se lleva a cabo la ventilación pulmonar?

La ventilación pulmonar se realiza a través de dos fases:

• Inspiración: La cavidad torácica se expande y el diafragma se contrae, disminuyendo la presión interna y permitiendo la entrada de aire.
• Espiración: El diafragma se relaja y sube, mientras que el tórax se contrae, aumentando la presión interna y expulsando el aire.

3. ¿Cuáles son los músculos que elevan la caja torácica?

Los principales músculos que elevan la caja torácica durante la inspiración son:

• Intercostales externos.
• Esternocleidomastoideo.
• Serrato anterior.
• Escalenos.
• Diafragma (principal músculo inspiratorio).

Ciclo Respiratorio y Presiones Pulmonares

4. ¿Cómo se lleva a cabo el ciclo respiratorio?

El ciclo respiratorio consta de dos fases principales:

• Inspiración:
  • Tiempo inspiratorio activo.
  • Pausa inspiratoria.
• Espiración:
  • Movimiento pasivo del aire hacia el exterior.
  • Pausa espiratoria.

5. ¿Qué es la presión pleural y para qué sirve?

La presión pleural es la presión del líquido que se encuentra en el estrecho espacio entre la pleura visceral (que cubre los pulmones) y la pleura parietal (que recubre la pared torácica). Durante la respiración en reposo, esta presión es ligeramente negativa, lo que ayuda a mantener las vías aéreas abiertas y los pulmones expandidos.

6. ¿A qué se le conoce como distensibilidad pulmonar?

La distensibilidad pulmonar es la capacidad de los pulmones para expandirse y aumentar su volumen en respuesta a un cambio de presión.

7. ¿Qué es la tensión superficial?

La tensión superficial es la fuerza que actúa en la superficie de un líquido, tendiendo a minimizar el área superficial. En los alvéolos, esta fuerza es contrarrestada por el surfactante pulmonar.

8. ¿Qué es la presión de colapso alveolar?

La presión de colapso alveolar es la presión necesaria para evitar que los alvéolos colapsen debido a la tensión superficial. Esta presión es inversamente proporcional al radio del alvéolo (a menor radio, mayor presión).

Volúmenes y Capacidades Pulmonares

9. ¿Qué es la espirometría y qué mide?

La espirometría es una prueba que mide los volúmenes y flujos de aire que una persona puede inhalar y exhalar. Tradicionalmente, los resultados se registraban en un papel, pero actualmente se utilizan dispositivos electrónicos.

10. ¿Qué es el volumen corriente?

El volumen corriente (VC) es el volumen de aire inspirado o espirado en cada respiración normal (en reposo).

11. ¿Qué es el volumen de reserva espiratorio?

El volumen de reserva espiratorio (VRE) es el volumen máximo de aire que se puede espirar *forzadamente* después de una espiración normal.

12. ¿A qué se le llama ventilación alveolar?

La ventilación alveolar es el volumen de aire fresco que entra y sale de los alvéolos por minuto. Es la porción del aire inspirado que realmente participa en el intercambio gaseoso.

13. ¿Qué es el aire de espacio muerto?

El aire de espacio muerto es el volumen de aire que no participa en el intercambio gaseoso. Incluye el aire que se encuentra en las vías aéreas conductoras (nariz, tráquea, bronquios) y en los alvéolos que no están perfundidos (no reciben sangre).

Difusión y Control de la Respiración

14. ¿Qué causa el movimiento cinético de las moléculas en la difusión?

La difusión es causada por el movimiento aleatorio y continuo de las moléculas (movimiento browniano).

15. ¿A qué generación corresponde el desarrollo de la tráquea y los bronquios?

La tráquea y los bronquios principales se desarrollan a partir de la primera generación de las vías aéreas.

16. ¿Cómo se controla la musculatura bronquiolar?

El control de la musculatura bronquiolar es principalmente nervioso (sistema nervioso autónomo) y local (sustancias liberadas en los pulmones):

• El sistema nervioso parasimpático causa broncoconstricción (estrechamiento de las vías aéreas).
• El sistema nervioso simpático causa broncodilatación (ensanchamiento de las vías aéreas).
• Sustancias locales como la histamina (liberada durante reacciones alérgicas) pueden causar broncoconstricción.

17. ¿Qué sistema inerva a los bronquiolos y qué provoca broncoconstricción?

El sistema nervioso parasimpático, a través del nervio vago, inerva los bronquiolos y provoca broncoconstricción.

Funciones de las Fosas Nasales y la Vocalización

18. ¿Cuáles son las funciones respiratorias de las fosas nasales?

Las fosas nasales cumplen tres funciones principales en la respiración:

• Calentar el aire inspirado.
• Humidificar el aire inspirado.
• Filtrar el aire inspirado, eliminando partículas y patógenos.

19. ¿De qué dos funciones mecánicas se compone la vocalización o habla?

La vocalización o habla se compone de dos funciones mecánicas principales:

• Fonación: Producción del sonido por la vibración de las cuerdas vocales en la laringe.
• Articulación y resonancia: Modificación del sonido producido por la laringe mediante las estructuras de la boca (lengua, labios, paladar) y las cavidades de resonancia (faringe, boca, senos paranasales).

Circulación Pulmonar

20. ¿Cuáles son las únicas arterias que llevan sangre desoxigenada?

Las arterias pulmonares son las únicas arterias del cuerpo que transportan sangre desoxigenada (desde el ventrículo derecho del corazón hacia los pulmones).

21. Durante la sístole, ¿cuál es la presión en la arteria pulmonar?

Durante la sístole (contracción ventricular), la presión en la arteria pulmonar es de aproximadamente 25 mmHg.

22. Después del cierre de la válvula pulmonar al final de la sístole, la presión del ventrículo cae precipitadamente, mientras que la presión de la arteria pulmonar disminuye más lentamente. Durante la diástole, ¿cuál es la presión arterial pulmonar?

Durante la diástole (relajación ventricular), la presión en la arteria pulmonar disminuye gradualmente, alcanzando un valor de aproximadamente 8 mmHg.

23. Durante la diástole, ¿cuál es la presión del ventrículo derecho?

Durante la diástole, la presión en el ventrículo derecho es muy baja, cercana a 0-1 mmHg.

24. ¿Cuál es el volumen sanguíneo pulmonar?

El volumen sanguíneo pulmonar es de aproximadamente 450 ml, lo que representa alrededor del 9% del volumen sanguíneo total del cuerpo.

25. Cuando la concentración de oxígeno en los alvéolos disminuye por debajo del 70% de lo normal (70 mmHg de PO2), ¿qué ocurre con los vasos sanguíneos a nivel pulmonar?

Cuando la concentración de oxígeno alveolar disminuye (hipoxia alveolar), los vasos sanguíneos pulmonares responden con una vasoconstricción. Esta respuesta, conocida como vasoconstricción hipóxica, redirige el flujo sanguíneo hacia las áreas mejor ventiladas del pulmón, optimizando el intercambio gaseoso.

26. ¿Cuál es el efecto del aumento del gasto cardíaco sobre la circulación pulmonar durante el ejercicio?

Durante el ejercicio, el gasto cardíaco (volumen de sangre bombeado por el corazón por minuto) aumenta significativamente. La circulación pulmonar se adapta a este aumento de varias maneras:

• Reclutamiento: Se abren capilares pulmonares que estaban cerrados en reposo.
• Distensión: Los capilares pulmonares se dilatan, aumentando su capacidad.

Estos mecanismos permiten que la circulación pulmonar acomode el aumento del flujo sanguíneo sin un aumento significativo de la presión arterial pulmonar. Afirmar que «explotaría los alvéolos» es incorrecto y una exageración.

Edema Pulmonar y Mecanismos de Protección

27. ¿Cómo evita el organismo que se desarrolle el edema pulmonar y qué factores de seguridad existen?

El organismo tiene varios mecanismos de seguridad para prevenir el edema pulmonar (acumulación de líquido en los pulmones):

• Sistema linfático: Los vasos linfáticos pulmonares drenan el exceso de líquido del espacio intersticial.
• Presión intersticial negativa: La presión negativa en el espacio intersticial ayuda a mantener el líquido dentro de los capilares.
• Barrera endotelial capilar: La baja permeabilidad de la barrera endotelial capilar limita la salida de líquido hacia el intersticio.
• Tejido conectivo: El tejido conectivo que rodea los bronquiolos ayuda a contener el líquido.

28. ¿Cuál es el mecanismo de mantenimiento para que los alvéolos permanezcan secos?

Los alvéolos se mantienen secos gracias a la combinación de varios factores:

• Sistema linfático: Drena el exceso de líquido.
• Surfactante pulmonar: Reduce la tensión superficial, disminuyendo la tendencia del líquido a acumularse en los alvéolos.
• Presión intersticial negativa: Atrae líquido desde los alvéolos hacia el intersticio.

Difusión y Unidad Respiratoria

29. ¿Cuál es la definición de difusión?

La difusión es el movimiento neto de moléculas desde una zona de alta concentración a una zona de baja concentración, debido al movimiento aleatorio de las moléculas.

30. ¿Qué estructuras conforman la unidad respiratoria?

La unidad respiratoria (o unidad alveolo-capilar) está formada por:

• Bronquiolo respiratorio.
• Conductos alveolares.
• Sacos alveolares.
• Alvéolos.
• Capilares pulmonares asociados.

31. ¿Cuáles son las capas de la membrana respiratoria?

La membrana respiratoria (o membrana alveolo-capilar) es la estructura a través de la cual se produce el intercambio gaseoso. Está formada por las siguientes capas:

1. Una monocapa de líquido que recubre el alvéolo y contiene el surfactante pulmonar.
2. El epitelio alveolar (neumocitos tipo I y tipo II).
3. La membrana basal del epitelio alveolar.
4. El espacio intersticial entre el alvéolo y el capilar.
5. La membrana basal del capilar.
6. El endotelio capilar.

32. ¿Qué factores afectan la difusión de gases a través de la membrana respiratoria?

Los principales factores que afectan la difusión de gases son:

• Gradiente de presión parcial del gas (PO2, PCO2).
• Grosor de la membrana respiratoria.
• Área de superficie de la membrana respiratoria.
• Coeficiente de difusión del gas (relacionado con su solubilidad y peso molecular).
• Tensión superficial
• Presión interna del alvéolo
• Presión del tórax

33. ¿Qué es la capacidad de difusión del oxígeno?

La capacidad de difusión del oxígeno (DLCO) es una medida de la eficiencia con la que el oxígeno pasa desde los alvéolos a la sangre. Se define como el volumen de oxígeno que atraviesa la membrana respiratoria por minuto por cada mmHg de diferencia de presión parcial de oxígeno.

Laringe: Anatomía y Función

35. ¿Cuál es la función de la laringe?

La laringe tiene tres funciones principales:

• Conducción del aire: Sirve como conducto para el paso del aire entre la faringe y la tráquea.
• Protección de las vías respiratorias: Evita la entrada de alimentos y líquidos a la tráquea durante la deglución.
• Fonación: Produce la voz mediante la vibración de las cuerdas vocales.

36. ¿Cuántos cartílagos existen en la laringe y cuáles son pares e impares?

La laringe está formada por nueve cartílagos, no seis: tres impares y tres pares.

• Cartílagos impares:
  • Cricoides.
  • Tiroides.
  • Epiglotis.
• Cartílagos pares:
  • Aritenoides.
  • Corniculados (de Santorini).
  • Cuneiformes (de Wrisberg).

37. ¿Qué cartílago tiene forma de anillo de sello y se articula con el cartílago tiroides?

El cartílago cricoides tiene forma de anillo de sello y se articula con el cartílago tiroides.

38. Descripción anatómica de la epiglotis:

La epiglotis es un cartílago elástico con forma de hoja que se proyecta hacia arriba, detrás de la base de la lengua y del hueso hioides. Durante la deglución, la epiglotis se dobla hacia abajo para cubrir la entrada de la laringe, evitando que los alimentos y líquidos entren en las vías respiratorias.

39. ¿Qué estructuras conforman la glotis?

La glotis es la parte más estrecha de la laringe y está formada por las cuerdas vocales verdaderas (pliegues vocales) y el espacio entre ellas (hendidura glótica). Los cartílagos aritenoides *no* forman parte de la glotis, sino que se articulan con las cuerdas vocales y controlan su movimiento.

40. Nombra los ligamentos y membranas que se encuentran en la laringe y cómo se dividen:

Los ligamentos y membranas de la laringe se dividen en dos grupos:

• Ligamentos intrínsecos: Conectan los cartílagos laríngeos entre sí (ej: ligamento cricotiroideo, ligamento vocal).
• Ligamentos extrínsecos: Conectan la laringe con estructuras vecinas (ej: membrana tirohioidea, ligamento hioepiglótico).
• Membranas: Membrana tirohioidea, membrana cricotiroidea.

41. Menciona los músculos de la laringe y cómo se dividen:

Los músculos de la laringe se dividen en dos grupos:

• Músculos intrínsecos: Se originan e insertan en los cartílagos laríngeos y controlan la tensión, posición y apertura de las cuerdas vocales (ej: músculo cricotiroideo, músculo tiroaritenoideo).
• Músculos extrínsecos: Tienen una inserción en la laringe y otra fuera de ella, y participan en los movimientos de la laringe en su conjunto (elevación y descenso durante la deglución y el habla). Se subdividen en:
  • Grupo depresor: Esternohioideo, esternotiroideo, tirohioideo, omohioideo.
  • Grupo elevador: Geniohioideo, digástrico, milohioideo, estilohioideo, constrictor medio e inferior de la faringe.

Tráquea y Bronquios

42. Subdivisión clínica de la laringe:

Clínicamente, la laringe se subdivide en tres regiones:

• Supraglotis: Por encima de las cuerdas vocales verdaderas.
• Glotis: Incluye las cuerdas vocales verdaderas y la hendidura glótica.
• Subglotis: Por debajo de las cuerdas vocales verdaderas, hasta el borde inferior del cartílago cricoides.

43. Composición anatómica de la tráquea, sus dimensiones y diámetros, situación y límites:

La tráquea es un órgano tubular que se extiende desde el borde inferior del cartílago cricoides (a nivel de la vértebra C6) hasta su bifurcación en los bronquios principales (a nivel de la vértebra T4-T5). Está compuesta por anillos cartilaginosos incompletos en forma de C, unidos por tejido fibroso y músculo liso (músculo traqueal). Las dimensiones promedio son:

• Longitud: 10-12 cm en hombres, 9-11 cm en mujeres.
• Diámetro transverso: 1.5-2.5 cm.
• Diámetro anteroposterior: Ligeramente menor que el transverso.

44. Diferencias anatómicas entre los bronquios derecho e izquierdo:

Existen diferencias anatómicas importantes entre los bronquios principales derecho e izquierdo:

• Bronquio principal derecho: Es más corto (2-3 cm), más ancho y más vertical que el izquierdo. Se divide en tres bronquios lobares (superior, medio e inferior).
• Bronquio principal izquierdo: Es más largo (4-5 cm), más estrecho y más horizontal que el derecho. Se divide en dos bronquios lobares (superior e inferior).

Estas diferencias tienen implicaciones clínicas, ya que los cuerpos extraños inhalados tienden a alojarse con mayor frecuencia en el bronquio principal derecho.

Transporte de Gases y Respiración Celular

45. ¿Cómo se lleva a cabo el transporte de O2 y CO2 en la sangre?

El transporte de oxígeno (O2) y dióxido de carbono (CO2) en la sangre se realiza de las siguientes maneras:

• Oxígeno:
  • La mayor parte (97-98%) se transporta unido a la hemoglobina dentro de los glóbulos rojos, formando oxihemoglobina.
  • Una pequeña cantidad (2-3%) se transporta disuelto en el plasma.
• Dióxido de carbono:
  • La mayor parte (70%) se transporta en forma de bicarbonato (HCO3-) en el plasma.
  • Una parte (23%) se transporta unido a la hemoglobina, formando carbaminohemoglobina.
  • Una pequeña cantidad (7%) se transporta disuelto en el plasma.

46. ¿Qué es la respiración celular?

La respiración celular es el conjunto de reacciones bioquímicas que ocurren dentro de las células, en las cuales se utiliza el oxígeno para oxidar moléculas orgánicas (principalmente glucosa) y obtener energía en forma de ATP (adenosín trifosfato). El dióxido de carbono es un producto de desecho de este proceso.

Surfactante Pulmonar y Reflejo Tusígeno

47. ¿De qué está compuesto el factor surfactante y cuáles son sus compuestos más importantes y por qué?

El surfactante pulmonar es una mezcla compleja de lípidos (principalmente fosfolípidos), proteínas e iones. Sus componentes más importantes son:

• Dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC): Es el principal fosfolípido responsable de reducir la tensión superficial en los alvéolos.
• Proteínas del surfactante (SP-A, SP-B, SP-C, SP-D): Cumplen diversas funciones, como facilitar la dispersión del DPPC, regular la producción de surfactante y participar en la defensa inmunitaria pulmonar.

48. Explica la fórmula de la presión de colapso y la presión hidrostática:

La presión de colapso de un alvéolo se puede estimar mediante la ley de Laplace:

P = 2T/r

Donde:

• P = Presión de colapso
• T = Tensión superficial
• r = Radio del alvéolo

La fórmula indica que a menor radio alveolar, mayor es la presión necesaria para evitar el colapso. El surfactante reduce la tensión superficial (T), disminuyendo así la presión de colapso (P) y facilitando la expansión alveolar.

La presión hidrostática, en el contexto de los capilares pulmonares, es la presión ejercida por la sangre dentro de los capilares. Esta presión tiende a filtrar líquido desde los capilares hacia el espacio intersticial.

49. Explica el reflejo tusígeno:

El reflejo tusígeno es un mecanismo de defensa del sistema respiratorio que se activa por la estimulación de receptores sensoriales (receptores de la tos) ubicados en la tráquea, los bronquios principales, la laringe y la pleura. La estimulación de estos receptores envía señales a través de nervios aferentes (principalmente el nervio vago) hacia el centro de la tos en el bulbo raquídeo. Desde allí, se envían señales a través de nervios eferentes a los músculos respiratorios (diafragma, intercostales, abdominales) para producir la tos, que es una espiración forzada y explosiva que ayuda a expulsar moco, partículas extrañas o sustancias irritantes de las vías respiratorias.

50. Explica cómo se lleva a cabo la circulación pulmonar:

La circulación pulmonar es el circuito de baja presión y alta capacitancia que transporta la sangre desoxigenada desde el corazón derecho a los pulmones para su oxigenación, y luego devuelve la sangre oxigenada al corazón izquierdo. El proceso se describe a continuación:

1. La sangre venosa (desoxigenada) del organismo llega a la aurícula derecha del corazón.
2. La sangre pasa de la aurícula derecha al ventrículo derecho.
3. El ventrículo derecho se contrae (sístole) y bombea la sangre desoxigenada a través de la arteria pulmonar hacia los pulmones.
4. La arteria pulmonar se divide en ramas cada vez más pequeñas, hasta llegar a los capilares pulmonares, que rodean los alvéolos.
5. En los capilares pulmonares, se produce el intercambio gaseoso: el oxígeno del aire alveolar pasa a la sangre y el dióxido de carbono de la sangre pasa a los alvéolos.
6. La sangre oxigenada sale de los capilares pulmonares y se reúne en vénulas y venas pulmonares cada vez más grandes.
7. Las venas pulmonares (generalmente cuatro) transportan la sangre oxigenada de regreso a la aurícula izquierda del corazón.
8. Desde la aurícula izquierda, la sangre pasa al ventrículo izquierdo, desde donde será bombeada a la circulación sistémica (el resto del cuerpo).