Aparato Respiratorio: Estructura y Funcionamiento

Las vías aéreas del aparato respiratorio son el conjunto de estructuras anatómicas por las que el aire transita desde el exterior hacia los pulmones y, una vez en ellos, hacia los alvéolos pulmonares donde ocurre el intercambio gaseoso. Estas vías aéreas se dividen en dos grandes secciones: las vías aéreas superiores y las vías aéreas inferiores, cada una con características y funciones específicas. Están formadas por una serie de capas de tejido organizadas de manera específica, que permiten la conducción del aire y protegen el sistema respiratorio de partículas y microorganismos.

Anatomía del Aparato Respiratorio

El sistema respiratorio está compuesto por diversas capas de tejido que facilitan la conducción del aire y la protección. A continuación, se detallan sus principales componentes:

La Mucosa

La mucosa es la capa más interna de las vías respiratorias y tiene tres componentes principales:

• Epitelio respiratorio: Este epitelio es principalmente pseudoestratificado cilíndrico ciliado. Está compuesto por células cilíndricas ciliadas, células caliciformes, que secretan moco, y células basales que actúan como células madre para la regeneración del epitelio. Las células ciliadas tienen cilios que se mueven de forma coordinada para empujar el moco y las partículas atrapadas hacia la faringe, facilitando su eliminación.
• Lámina propia: Es una capa de tejido conectivo subyacente al epitelio, rica en vasos sanguíneos y fibras elásticas. Proporciona soporte estructural y nutrientes al epitelio y contiene células inmunitarias (como linfocitos y mastocitos) que forman parte de la defensa inmunológica de las vías respiratorias.
• Músculo liso: En las vías aéreas de menor calibre, como los bronquiolos, el músculo liso rodea la mucosa y permite la contracción y dilatación de las vías aéreas. Este músculo está bajo control del sistema nervioso autónomo, regulando la resistencia al flujo de aire.

La Submucosa

La submucosa es una capa de tejido conectivo más denso que se encuentra entre la mucosa y la capa de cartílago en las vías de mayor calibre (tráquea y bronquios). Sus principales componentes son:

• Glándulas mucosas y serosas: Producen moco y líquido seroso, que ayudan a humidificar y proteger las vías aéreas al captar y eliminar partículas.
• Vasos sanguíneos y linfáticos: Proveen nutrientes y eliminan desechos, además de participar en la regulación de la temperatura y la humedad del aire inhalado.
• Tejido linfático: Este tejido contiene células inmunitarias que ayudan a combatir patógenos.

El Cartílago

En las vías aéreas de mayor calibre, como la tráquea y los bronquios principales, se encuentran placas de cartílago hialino. Su función principal es mantener abiertas las vías respiratorias, evitando su colapso durante la respiración. A medida que el diámetro de las vías aéreas disminuye, las placas de cartílago se vuelven menos prominentes, hasta desaparecer por completo en los bronquiolos, permitiendo una mayor flexibilidad en las vías aéreas de menor calibre.

La Adventicia

La adventicia es la capa más externa de las vías respiratorias y está formada por tejido conectivo laxo. En la tráquea y los bronquios principales, conecta las vías respiratorias con las estructuras circundantes del mediastino. La adventicia contiene vasos sanguíneos y nervios que irrigan y controlan las vías respiratorias.

Vías Respiratorias Superiores

Las vías respiratorias superiores incluyen las estructuras iniciales por donde pasa el aire:

• Nariz y cavidad nasal: Es la entrada principal del aire, donde es filtrado, humidificado y calentado gracias a los cornetes, que son pliegues y dilataciones recubiertas por un epitelio que posee vellosidades que se encargan de retener las partículas suspendidas.
• Orofaringe: Es el conducto que conecta la cavidad nasal y la boca con la laringe, permitiendo el paso de aire y alimentos. En ella desembocan las trompas de Eustaquio y se sitúan las amígdalas.
• Laringe: Es una estructura de cartílago, músculos y membranas, que contiene las cuerdas vocales y sirve como vía de paso del aire hacia la tráquea y protege las vías respiratorias inferiores. Para impedir el paso del alimento a las vías respiratorias, la epiglotis cae sobre la glotis al tragar, favoreciendo el paso del alimento al esófago y alejándolo de la entrada a las vías respiratorias bajas.

Vías Respiratorias Inferiores

La función principal de las vías respiratorias inferiores es la conducción del aire hacia los pulmones, además de participar en el proceso de intercambio gaseoso:

• Tráquea: Conducto tubular de 10-15 cm de longitud que dirige el aire desde la laringe hacia los pulmones.
• Bronquios: Ramificaciones de la tráquea que se dividen en dos bronquios principales, derecho e izquierdo, y posteriormente en conductos de menor calibre que distribuyen el aire en los pulmones y se conocen como bronquios lobulares, bronquios segmentarios, bronquiolos, sacos alveolares y alvéolos.
• Alvéolos: Pequeñas estructuras en forma de sacos en los extremos de los bronquiolos, donde ocurre el intercambio de gases (O₂ y CO₂) entre el aire y la sangre a través de los capilares pulmonares.
• Pulmones: Órganos principales donde se realiza el intercambio de gases. Se componen de las ramificaciones bronquiales, arterias y venas pulmonares, así como de tejido de sostén. Su estructura es de cono en la parte superior y de base en la inferior.
• Pleura: Son membranas que se encuentran íntimamente adheridas a la superficie de los pulmones (pleura visceral) y otra a la pared interna (pleura parietal); ambas se encuentran adheridas por una pequeña cantidad de líquido que existe entre ellas.
• Otras estructuras intervinientes en la respiración: La entrada y salida del aire está regulada por el centro respiratorio, que se encuentra a nivel del bulbo raquídeo, en el cerebro; el cual se estimula a través de distintos receptores situados en el organismo. Este centro respiratorio envía la información necesaria a los músculos encargados de realizar el trabajo respiratorio, principalmente el diafragma (encargado del 90% del trabajo respiratorio).

Funciones Esenciales del Aparato Respiratorio

El aparato respiratorio cumple varias funciones esenciales para el organismo, entre las cuales destacan:

• Intercambio de gases: Su función principal es el intercambio de O₂ y CO₂ entre los alvéolos y los capilares sanguíneos. Este proceso permite que el oxígeno entre en la circulación para ser transportado a todas las células del cuerpo y que el CO₂, como producto de desecho, sea expulsado.
• Regulación del pH sanguíneo: A través de la eliminación de CO₂, el aparato respiratorio ayuda a mantener el equilibrio ácido-base del organismo. La acumulación de CO₂ en la sangre puede llevar a la acidificación (acidosis), mientras que su eliminación en exceso puede causar alcalosis.
• Filtración y defensa: Las vías respiratorias están equipadas con mecanismos de defensa que ayudan a filtrar partículas de polvo, microorganismos y otras sustancias presentes en el aire inhalado. Estos mecanismos incluyen la mucosidad y los cilios en las vías respiratorias, que atrapan y expulsan partículas.
• Fonación: La laringe, donde se encuentran las cuerdas vocales, permite la producción de sonidos, lo que es esencial para el habla.
• Olfacción: La cavidad nasal también contiene receptores olfativos, lo que permite la detección de olores.

El Proceso Respiratorio: Fases Clave

A su vez, el proceso respiratorio puede dividirse en cuatro fases:

• Ventilación pulmonar: Movimiento del aire hacia adentro y hacia afuera de los pulmones, lo que incluye la inspiración (entrada de aire) y la espiración (salida de aire).
• Difusión de gases: Intercambio de O₂ y CO₂ entre los alvéolos y los capilares pulmonares.
• Transporte de gases: El oxígeno es transportado desde los pulmones a los tejidos a través de la sangre, principalmente unido a la hemoglobina, y el CO₂ desde los tejidos hacia los pulmones para su eliminación.
• Respiración celular: Utilización del oxígeno en las células para la producción de energía en forma de ATP, liberando CO₂ como producto de desecho.

Síntomas y Signos Respiratorios Comunes

El aparato respiratorio puede manifestar diversas alteraciones a través de síntomas y signos específicos:

Disnea

La disnea es un síntoma subjetivo que manifiesta sensación de falta de aire. La respiración es un proceso involuntario que realizamos de manera inconsciente, pero que podemos transformar de manera voluntaria en una actividad consciente. En una disnea, el paciente es consciente de su acción de respirar y cuando aparece puede deberse a múltiples causas patológicas, ejercicio físico o estrés/ansiedad. Cuando la disnea aparece al estar tumbado se llama ortopnea e indica un problema cardíaco.

Cambios en la Frecuencia Respiratoria

La frecuencia respiratoria fisiológica de una persona adulta, también conocida como eupnea, es de 10 a 20 respiraciones por minuto (rpm) y se repite de forma cíclica. Esta es mayor en niños/as, lactantes y recién nacidos (30-80 rpm). Las alteraciones que se pueden producir en personas adultas son:

• Taquipnea: >20 rpm.
• Bradipnea: <10 rpm.
• Apnea: Cese total de la respiración durante al menos 10 segundos.

Tos

La tos es un mecanismo fisiológico y protector del cuerpo diseñado para mantener las vías aéreas respiratorias libres de secreciones, cuerpos extraños e irritantes. Consta de 4 fases: irritación, inspiratoria, compresiva y expulsiva. Puede ser seca, productiva (con expulsión de moco o flema) o paroxística (asociada a la tos ferina). Según su causa, puede ser de origen infeccioso o no infeccioso.

Expectoración

Fenómeno fisiopatológico que consiste en la expulsión de secreciones, moco u otras sustancias acumuladas en las vías respiratorias bajas (bronquios, tráquea, pulmones) hacia el exterior a través de la boca. Este proceso es clave en la defensa y limpieza de las vías respiratorias y puede presentarse tanto en condiciones normales como en el contexto de enfermedades respiratorias.

Estridor

Es un ruido respiratorio agudo, de tono alto, que se produce debido a la obstrucción parcial del flujo de aire en las vías respiratorias superiores. Este fenómeno señala un compromiso potencialmente grave en la vía aérea.

Hipoxia

La hipoxia es un estado fisiopatológico caracterizado por una disminución en el suministro de oxígeno (O₂) a los tejidos, que puede afectar la función celular y llevar a daño o muerte celular si no se corrige. Puede deberse a una disminución en la presión parcial de oxígeno en sangre arterial; a que, habiendo suficiente oxígeno en la sangre, la capacidad de transporte de oxígeno por la hemoglobina está reducida; a que el suministro de oxígeno está comprometido debido a un flujo sanguíneo inadecuado; o a que los tejidos son incapaces de utilizar el oxígeno, aunque este esté presente en cantidades normales por situación de toxicidad.

Hipercapnia

La hipercapnia se define como un aumento anormal de dióxido de carbono (CO₂) en la sangre arterial, usualmente por encima de los niveles normales de 35-45 mmHg (PaCO₂). Este fenómeno está estrechamente relacionado con trastornos en la ventilación pulmonar, el intercambio gaseoso o la regulación del CO₂ en el organismo.

Cianosis

La cianosis es la coloración azulada o violácea de la piel, las membranas mucosas y los lechos ungueales, causada por una concentración anormalmente alta de hemoglobina desoxigenada (>5 g/dL) en la sangre capilar o por la presencia de hemoglobinas anómalas. Este fenómeno indica un desequilibrio en la oxigenación tisular y puede ser un signo clínico de diversas patologías.