Anatomía

Vías respiratorias

Las vías aéreas superiores están compuestas por la cavidad nasal, la cavidad bucal, la faringe y parte de la laringe. En ellas, el aire inspirado se calienta, se hidrata y se purifica. Las vías aéreas inferiores comienzan a nivel de las cuerdas vocales. Están constituidas por la tráquea y el árbol bronquial. Los dos bronquios principales que salen de la tráquea se dividen sucesivamente en bronquios lobares, segmentarios y subsegmentarios hasta llegar a los bronquiolos terminales, que se forman después de ~16 divisiones. Con cada división, los bronquios y los bronquiolos se vuelven cada vez más cortos y estrechos, su cantidad se duplica y la sección total de las vías respiratorias aumenta (fig. II.A.1-1). Los bronquios y los bronquiolos de diámetro <2 mm conforman las vías aéreas pequeñas. Su resistencia al flujo aéreo representa una pequeña parte (10 %) de la resistencia total de las vías aéreas. Por esa razón, las enfermedades de esta parte del árbol bronquial permanecen ocultas durante bastante tiempo y solo se manifiestan en los estadios más avanzados. En los bronquiolos respiratorios comienza la parte respiratoria de los pulmones, esto es, la zona de intercambio gaseoso (fig. II.A.1-1). Los bronquiolos respiratorios acaban desembocando en los conductos alveolares, que a su vez, acaban en los sacos alveolares, los cuales están formados por los alvéolos pulmonares. Cada bronquiolo terminal, junto con sus bronquiolos respiratorios, conductos alveolares y alvéolos pulmonares, forma un ácino pulmonar (fig. II.A.1-2). El ácino pulmonar es la unidad funcional básica de los pulmones en la que tiene lugar el intercambio gaseoso. Entre una docena y ~30 ácinos forman un lobulillo pulmonar, los cuales conforman los lóbulos pulmonares superior, medio e inferior del pulmón derecho; y superior e inferior del pulmón izquierdo.

En los pulmones se distribuyen 300-500 mill. de alvéolos pulmonares, con una superficie de 70-80 m2. Los alvéolos tienen forma de poliedro irregular y su diámetro mide 200-250 μm. Las paredes de los alvéolos están formadas por capilares, fibras de tejido conjuntivo y por los neumocitos tipo I que recubren la superficie interna del alvéolo. Los neumocitos tipo I son células cuyo citoplasma posee una capa muy fina y una gran superficie que se adhieren directamente a la membrana basal. En los alvéolos también se observan neumocitos tipo II y III, así como macrófagos alveolares.

Los neumocitos tipo II producen surfactante, una sustancia que reduce la tensión superficial de los alvéolos pulmonares. La ley de Laplace (ΔP = 2T/r) explica la relación entre la presión en los alvéolos (P), la tensión de sus paredes (T) y su radio (r). Cuando el tamaño del alvéolo se reduce, su tensión debería aumentar, de tal forma que los alvéolos pequeños deberían colapsarse. El surfactante, que reduce la tensión superficial en función de la capacidad pulmonar, previene este fenómeno. Funciones del surfactante:

1) reducir el trabajo necesario para aumentar la capacidad pulmonar

2) estabilizar los alvéolos, esto es, impedir que los alvéolos pequeños se colapsen durante la espiración

3) impedir un edema pulmonar reduciendo la entrada de líquido a los alvéolos desde el intersticio y los vasos pulmonares.

Estroma pulmonar

Las vías aéreas, los vasos sanguíneos y los alvéolos pulmonares están rodeados por el estroma pulmonar, que cumple una función de soporte. El estroma pulmonar está compuesto por una sustancia básica que contiene proteoglicanos (que forman una estructura gelatinosa que alberga otros elementos del estroma), fibras de tejido conjuntivo (colágenas, elásticas y reticulares) y distintas células de origen mesenquimal (fibroblastos, miofibroblastos y células de músculo liso). En condiciones patológicas en el estroma pulmonar se pueden acumular células inflamatorias como: linfocitos, macrófagos, mastocitos, eosinófilos y neutrófilos. Las fibras del tejido conjuntivo que rodea a los alvéolos pulmonares están dispuestas de manera que, al inspirar, estos no experimenten una tensión excesiva y al mismo tiempo los pulmones enteros aumenten fácilmente su capacidad. Las fuerzas elásticas que se producen al aumentar la capacidad de los pulmones se transfieren desde las fibras del tejido conjuntivo que rodean a los alvéolos, a través de las fibras que rodean el ácino y los lobulillos pulmonares, las fibras que forman las cisuras interlobulares y las fibras que rodean los haces bronquiolovasculares y broncovasculares, hasta llegar a la pleura visceral. Este mecanismo conserva la permeabilidad de las vías aéreas (especialmente la de las pequeñas, cuyas paredes no poseen cartílago) durante la espiración, momento en el que la presión que actúa sobre las paredes de las vías aéreas desde fuera es mayor a la presión de su interior.

El deterioro del estroma pulmonar es uno de los mecanismos patológicos que desencadenan un enfisema pulmonar. El daño de las fibras del tejido conjuntivo elimina las fuerzas elásticas que conservan la permeabilidad de las vías aéreas pequeñas, lo que provoca que se cierren precozmente durante la espiración, un atrapamiento aéreo y una hiperinsuflación pulmonar estática y dinámica. Diversos procesos inflamatorios, los trastornos de la cicatrización de lesiones y la fibrosis son los mecanismos patológicos básicos de las enfermedades pulmonares intersticiales.

Músculos respiratorios

El músculo respiratorio principal es el diafragma, que se adhiere a los 6 pares inferiores de costillas, el esternón y las vértebras lumbares. Los nervios diafragmáticos, que parten del plexo cervical (C3-C5), llegan a ambas cúpulas diafragmáticas. Al contraerse, el diafragma se reduce y se aplana. Al mismo tiempo, gracias a los músculos intercostales externos, las costillas se elevan, lo que aumenta la capacidad del tórax, reduce la presión en las vías respiratorias y da paso a la inspiración. Asimismo, aumenta la presión en la cavidad abdominal. Algunos músculos respiratorios accesorios son, p. ej., músculos escalenos y esternocleidomastoideos. Los músculos espiratorios son principalmente los músculos de la pared abdominal y los músculos intercostales internos. En condiciones normales, el trabajo de los músculos respiratorios se corresponde con el 1-2 % del consumo total de oxígeno, mientras que en los casos de obstrucción bronquial grave puede llegar a ~30 %.