<div style='margin-bottom: 20px;'> <div style="margin-bottom: 10px; background-color: #f2f2f2; border-radius: 1rem; padding: 10px 20px;"> <h2 style="font-weight: bold; margin-bottom: 3px; font-size: 1.5rem;">¿Cómo afecta la tensión en los pliegues vocales al tono del sonido producido?</h2> <p style="font-weight: normal; font-size: 1.2rem;">La tensión mayor en los pliegues vocales produce un tono más alto, mientras que la disminución de la tensión resulta en un tono más bajo.</p> </div> <div style="margin-bottom: 10px; background-color: #f2f2f2; border-radius: 1rem; padding: 10px 20px;"> <h2 style="font-weight: bold; margin-bottom: 3px; font-size: 1.5rem;">¿Qué procedimiento quirúrgico remodela la forma de la nariz?</h2> <p style="font-weight: normal; font-size: 1.2rem;">Rinoplastia.</p> </div> <div style="margin-bottom: 10px; background-color: #f2f2f2; border-radius: 1rem; padding: 10px 20px;"> <h2 style="font-weight: bold; margin-bottom: 3px; font-size: 1.5rem;">¿Cómo se clasifica anatómicamente la faringe y cuáles son sus partes?</h2> <p style="font-weight: normal; font-size: 1.2rem;">La faringe se clasifica en tres regiones anatómicas: nasofaringe, bucofaringe y laringofaringe.</p> </div> <div style="margin-bottom: 10px; background-color: #f2f2f2; border-radius: 1rem; padding: 10px 20px;"> <h2 style="font-weight: bold; margin-bottom: 3px; font-size: 1.5rem;">¿Cuáles son las dos divisiones principales del aparato respiratorio según su estructura?</h2> <p style="font-weight: normal; font-size: 1.2rem;">El aparato respiratorio superior e inferior.</p> </div> <div style="margin-bottom: 10px; background-color: #f2f2f2; border-radius: 1rem; padding: 10px 20px;"> <h2 style="font-weight: bold; margin-bottom: 3px; font-size: 1.5rem;">¿Cuáles son las principales funciones del aparato respiratorio?</h2> <p style="font-weight: normal; font-size: 1.2rem;">Las principales funciones del aparato respiratorio incluyen el pasaje del aire, la actuación como caja de resonancia para los sonidos del habla y la participación en las reacciones inmunológicas.</p> </div> <div style="margin-bottom: 10px; background-color: #f2f2f2; border-radius: 1rem; padding: 10px 20px;"> <h2 style="font-weight: bold; margin-bottom: 3px; font-size: 1.5rem;">¿Cuál es la función principal de la zona de conducción del aparato respiratorio?</h2> <p style="font-weight: normal; font-size: 1.2rem;">Filtrar, calentar y humidificar el aire y conducirlo hacia los pulmones.</p> </div> <div style="margin-bottom: 10px; background-color: #f2f2f2; border-radius: 1rem; padding: 10px 20px;"> <h2 style="font-weight: bold; margin-bottom: 3px; font-size: 1.5rem;">¿Qué estructuras componen la zona respiratoria del aparato respiratorio?</h2> <p style="font-weight: normal; font-size: 1.2rem;">Bronquiolos respiratorios, conductos alveolares, sacos alveolares y alvéolos.</p> </div> <div style="margin-bottom: 10px; background-color: #f2f2f2; border-radius: 1rem; padding: 10px 20px;"> <h2 style="font-weight: bold; margin-bottom: 3px; font-size: 1.5rem;">¿Qué especialidad médica se encarga del diagnóstico y tratamiento de las enfermedades de los oídos, la nariz y la garganta?</h2> <p style="font-weight: normal; font-size: 1.2rem;">Otorrinolaringología.</p> </div> <div style="margin-bottom: 10px; background-color: #f2f2f2; border-radius: 1rem; padding: 10px 20px;"> <h2 style="font-weight: bold; margin-bottom: 3px; font-size: 1.5rem;">¿Cuál es la función de la epiglotis durante la deglución?</h2> <p style="font-weight: normal; font-size: 1.2rem;">Durante la deglución, la epiglotis desciende para cubrir la glotis como una tapa, evitando que los alimentos y líquidos entren en la laringe y las vías aéreas.</p> </div> <div style="margin-bottom: 10px; background-color: #f2f2f2; border-radius: 1rem; padding: 10px 20px;"> <h2 style="font-weight: bold; margin-bottom: 3px; font-size: 1.5rem;">¿Cuál es la principal función del aparato respiratorio?</h2> <p style="font-weight: normal; font-size: 1.2rem;">Intervenir en el intercambio gaseoso, captando O2 y eliminando CO2.</p> </div> <div style="margin-bottom: 10px; background-color: #f2f2f2; border-radius: 1rem; padding: 10px 20px;"> <h2 style="font-weight: bold; margin-bottom: 3px; font-size: 1.5rem;">¿Qué estructuras forman el marco óseo de la porción externa de la nariz?</h2> <p style="font-weight: normal; font-size: 1.2rem;">Huesos frontal, nasales y maxilar.</p> </div> <div style="margin-bottom: 10px; background-color: #f2f2f2; border-radius: 1rem; padding: 10px 20px;"> <h2 style="font-weight: bold; margin-bottom: 3px; font-size: 1.5rem;">¿Por qué la voz de los hombres suele tener tonos más graves que la de las mujeres?</h2> <p style="font-weight: normal; font-size: 1.2rem;">Debido a la influencia de los andrógenos, los pliegues vocales en los hombres son más gruesos y más largos, lo que hace que vibren más lentamente y produzcan tonos más graves.</p> </div> <div style="margin-bottom: 10px; background-color: #f2f2f2; border-radius: 1rem; padding: 10px 20px;"> <h2 style="font-weight: bold; margin-bottom: 3px; font-size: 1.5rem;">¿Qué cartílago de la laringe es conocido como la 'nuez de Adán' y qué particularidad tiene?</h2> <p style="font-weight: normal; font-size: 1.2rem;">El cartílago tiroides es conocido como la 'nuez de Adán', y es más grande en los hombres debido a la influencia de las hormonas sexuales masculinas durante la pubertad.</p> </div> <div style="margin-bottom: 10px; background-color: #f2f2f2; border-radius: 1rem; padding: 10px 20px;"> <h2 style="font-weight: bold; margin-bottom: 3px; font-size: 1.5rem;">¿Cuáles son las tres funciones principales de las estructuras internas de la porción externa de la nariz?</h2> <p style="font-weight: normal; font-size: 1.2rem;">Calentamiento, humidificación y filtración del aire inhalado; detección del estímulo olfatorio; modificación de las vibraciones vocales.</p> </div> <div style="margin-bottom: 10px; background-color: #f2f2f2; border-radius: 1rem; padding: 10px 20px;"> <h2 style="font-weight: bold; margin-bottom: 3px; font-size: 1.5rem;">Bronquios Figura 23.7 Ramificación de las vías aéreas desde la tráquea: árbol bronquial. El árbol bronquial comienza en la tráquea y finaliza en los bronquiolos terminales. En el borde superior de la quinta vértebra torácica, la tráquea se bifurca en un bronquio principal derecho, que se dirige hacia el pulmón derecho, y un bronquio principal izquierdo, que va hacia el pulmón izquierdo (Figura 23.7). El bronquio principal derecho es más vertical, más corto y más ancho que el izquierdo. Como resulta- do, un objeto aspirado tiene más probabilidades de aspirarse y alojar- se en el bronquio principal derecho que en el izquierdo. Al igual que la tráquea, los bronquios principales tienen anillos cartilaginosos incompletos y están cubiertos por epitelio cilíndrico seudoestratifica- do ciliado. En el punto donde la tráquea se divide en los bronquios principa- les derecho e izquierdo, se identifica una cresta interna llamada carina (quilla), formada por una proyección posterior e inferior del Laringe Tráquea RAMIFICACIÓN DEL ÁRBOL BRONQUIAL Tráquea Bronquios principales Bronquios lobares Bronquios segmentarios Bronquiolos Bronquiolos terminales Localización de la carina Bronquio principal izquierdo Bronquio lobar izquierdo Bronquio segmentario izquierdo Bronquiolo izquierdo Bronquiolo terminal izquierdo Diafragma Pulmón derecho Pleura visceral Pleura parietal Cavidad pleural Bronquio principal derecho Bronquio lobar derecho Bronquio segmentario derecho Bronquiolo derecho Bronquiolo terminal derecho Pulmón izquierdo Incisura cardíaca Vista anterior ¿Cuántos lóbulos y bronquios secundarios hay en cada pulmón? Quita marcas de agua 23.1 ANATOMÍA DEL APARATO RESPIRATORIO PREGUNTAS DE REVISIÓN Wondershare PDFelement 929 último cartílago traqueal. La mucosa de la carina es una de las áreas más sensibles de la laringe y la tráquea para desencadenar el refle- jo tusígeno. El ensanchamiento y la distorsión de la carina es un signo grave porque, en general, indica la existencia de un carcino- ma de los ganglios linfáticos que rodean la bifurcación de la trá- quea. Al ingresar en los pulmones, los bronquios principales se dividen para formar bronquios más pequeños, los bronquios lobares (secun- darios), uno para cada lóbulo del pulmón. (El pulmón derecho tiene tres lóbulos, y el pulmón izquierdo, dos.) Los bronquios lobares siguen ramificándose y originan bronquios aún más pequeños, los bronquios segmentarios (terciarios), que se dividen en bronquio- los. Los bronquiolos se ramifican varias veces y los más pequeños se dividen en conductos aún más pequeños, denominados bronquiolos terminales. Los bronquiolos contienen células de Clara, que son células cilíndricas no ciliadas entremezcladas con las células epitelia- les. Las células de Clara podrían proteger de los efectos nocivos de las toxinas inhaladas y los carcinógenos; producen surfactante (se descri- birá en breve) y funcionan como células madre (células de reserva), que originan varios tipos de células del epitelio. Los bronquiolos ter- minales representan el final de la zona de conducción del aparato res- piratorio. Esta ramificación extensa a partir de la tráquea, a través de los bronquiolos respiratorios, se asemeja a un árbol invertido y suele denominarse árbol bronquial. A medida que la ramificación se hace más extensa en el árbol bron- quial, pueden advertirse diversos cambios estructurales: 1. En la mucosa del árbol bronquial, el epitelio cilíndrico seudoestra- tificado ciliado de los bronquios principales, los lobares y los seg- mentarios se transforma en epitelio cilíndrico simple ciliado con algunas células caliciformes, en los bronquiolos más grandes, con predominio de epitelio cúbico simple ciliado sin células calicifor- mes en los bronquiolos más pequeños y epitelio cúbico simple no ciliado en los bronquiolos terminales. (Se debe recordar que el epitelio ciliado de la membrana respiratoria elimina las partículas inhaladas de dos maneras.) El moco producido por el epitelio ciliado de la membrana respiratoria atrapa las partículas, y los cilios desplazan el moco con las partículas atrapadas hacia la faringe para su expulsión. En las regiones con epitelio cúbico sim- ple no ciliado, las partículas inhaladas se eliminan por la acción de los macrófagos. 2. Placas de cartílago remplazan gradualmente a los anillos cartilagi- nosos incompletos en los bronquios principales y, por último, des- aparecen en los bronquiolos distales. 3. A medida que disminuye la cantidad de cartílago, aumenta la can- tidad de músculo liso. El músculo liso rodea la luz en bandas heli- coidales y ayuda a mantener la permeabilidad. No obstante, como no existe cartílago de sostén, los espasmos musculares pueden obs- truir las vías aéreas, como durante una crisis asmática, situación que puede poner en riesgo la vida. Durante el ejercicio, se incrementa la actividad de la división simpática del sistema nervioso autónomo (SNA), y la médula suprarrenal libera las hormonas adrenalina y noradrenalina; ambas acciones inducen la relajación del músculo liso de los bronquiolos, lo que a su vez dilata las vías aéreas. Dado que el aire llega a los alvéolos con mayor rapidez, la ventilación pulmonar mejora. La división parasimpática del SNA y los mediadores de las reacciones alérgicas, como la histamina, producen el efecto opuesto: contraen el músculo liso bronquiolar, con constricción subsiguiente de los bronquiolos distales. 4. Explique la función de cada una de las tres regiones anatómi- cas de la faringe durante la respiración. 5. ¿Cómo funciona la laringe durante la respiración y la pro- ducción de la voz? 6. Describa la localización, la estructura y la función de la trá- quea. 7. Describa la estructura del árbol bronquial. Pulmones Los pulmones (de pulmon, liviano, porque flotan) son órganos pares, de forma cónica, situados en la cavidad torácica, están separa- dos entre sí por el corazón y otros órganos del mediastino, estructura que divide la cavidad torácica en dos compartimientos anatómicos distintos. Por esta razón, si un traumatismo provoca el colapso de un pulmón, el otro puede permanecer expandido. Dos capas de serosa, que constituyen la membrana pleural (pleura-, lado), encierran y protegen a cada pulmón. La capa superficial, denominada pleura parietal, tapiza la pared de la cavidad torácica; la capa profunda o pleura visceral reviste a los pulmones (Figura 23.8). Entre la pleura visceral y la parietal hay un pequeño espacio, la cavidad pleural, que contiene un escaso volumen de líquido lubricante secretado por las membranas. El líquido pleural reduce el rozamiento entre las mem- branas y permite que se deslicen con suavidad una contra la otra, durante la respiración. Este líquido también hace que las dos pleuras se adhieran entre sí, de la misma manera en que lo haría una gota de agua entre dos portaobjetos de vidrio, fenómeno llamado tensión superficial. Los pulmones derecho e izquierdo están rodeados por cavidades pleurales separadas. La inflamación de la membrana pleu- ral (pleuritis) puede producir dolor en sus estadios iniciales a causa del rozamiento entre las capas parietal y visceral de la pleura. Si la inflamación persiste, el exceso de líquido se acumula en el espacio pleural y provoca un derrame pleural. CORRELACIÓN CLÍNICA | Neumotórax y hemotórax En ciertas condiciones, las cavidades pleurales pueden llenarse de aire (neumotórax, pnêum(a)-, aire o respiración), sangre (hemotórax) o pus. El aire en las cavidades pleurales, que se introduce con mayor fre- cuencia luego de la apertura quirúrgica del tórax o como resultado de una herida de arma blanca o de fuego, puede provocar el colapso de una parte del pulmón o, en raras ocasiones, de todo el pulmón, condi- ción denominada atelectasia (atel-, incompleto; y -ektasía, expan- sión). El objetivo del tratamiento es la evacuación del aire (o sangre) del espacio pleural para permitir la reexpansión del pulmón. Un neu- motórax pequeño puede resolverse en forma espontánea, pero a menudo es necesario insertar un tubo de tórax para contribuir a la eva- cuación. Los pulmones se extienden desde el diafragma hasta un sitio supe- rior a las clavículas y están limitados por las costillas en sus caras anterior y posterior (Figura 23.9a). La porción ancha, en la cara infe- rior del pulmón, denominada base, es cóncava y tiene una forma com- plementaria a la superficie convexa del diafragma. La porción supe- rior estrecha del pulmón es el vértice. La superficie del pulmón que toma contacto con las costillas, denominada superficie costal, con- cuerda con la curvatura redondeada de éstas. La superficie mediastí- nica (medial) de cada pulmón contiene una región llamada hilio, a Quita marcas de agua Wondershare PDFelement 930 CAPÍTULO 23 • EL APARATO RESPIRATORIO Figura 23.8 Relación entre las pleuras y los pulmones. La pleura parietal reviste la cavidad torácica; la pleura visceral cubre los pulmones. Plano transversal Pleura visceral Vena cava superior Pulmón derecho Pleura parietal Cavidad pleural LATERAL Esternón Vista Pulmón izquierdo Aorta ascendente Arterias pulmonares Vena pulmonar Esófago Aorta torácica Cuerpo de T4 Médula espinal MEDIAL ¿Qué tipo de membrana es la pleura? través del cual el bronquio, los vasos sanguíneos pulmonares, los vasos linfáticos y los nervios entran y salen del órgano (Figura 23.9e). Estas estructuras se mantienen unidas por medio de la pleura y el teji- do conectivo y constituyen la raíz del pulmón. En su cara medial o interna, el pulmón izquierdo también presenta una concavidad, la incisura cardíaca, en la que se apoya el corazón. Dado el espacio ocupado por el corazón, el pulmón izquierdo es un 10% más pequeño que el derecho. A pesar de que el pulmón derecho es más grueso y más ancho, también es un poco más corto que el izquierdo porque el diafragma es más alto del lado derecho, para dar espacio al hígado, que se encuentra por debajo. Los pulmones llenan el tórax casi por completo (Figura 23.9a). El vértice pulmonar excede la altura del tercio medial de las clavículas y ésta es la única área donde se puede palpar. Las caras anterior, lateral y posterior de los pulmones se apoyan contra las costillas. Sus bases se extienden desde el sexto cartílago costal por delante hasta la apófi- sis espinosa de la décima vértebra torácica por detrás. La pleura se extiende cerca de 5 cm (2 pulgadas) por debajo de la base, desde el sexto cartílago costal en la cara anterior hasta la duodécima costilla en la cara posterior. Por lo tanto, los pulmones no ocupan por completo la cavidad pleural en esta zona. La evacuación del exceso de líquido en la cavidad pleural puede lograrse sin dañar el tejido pulmonar, mediante la inserción de una aguja desde la cara anterior a través del séptimo espacio intercostal, procedimiento denominado toracocente- sis (-kentesis, punción). La aguja pasa por el borde superior de la cos- tilla inferior para evitar la lesión de los nervios intercostales y los vasos sanguíneos. Debajo del séptimo espacio intercostal, se debe tener cuidado de no atravesar el diafragma. Lóbulos, fisuras y lobulillos Una o dos fisuras dividen cada pulmón en lóbulos (Figura 23.9b-e). Ambos pulmones tienen una fisura oblicua, que se extiende en direc- ción anteroinferior; el pulmón derecho también tiene una fisura hori- zontal. La fisura oblicua del pulmón izquierdo separa el lóbulo supe- rior del lóbulo inferior. En el derecho, la parte superior de la fisura oblicua separa el lóbulo superior del inferior, mientras que la parte inferior de la fisura oblicua separa el lóbulo inferior del lóbulo medio, que está delimitado en la región superior por la fisura horizontal. Cada lóbulo recibe su propio bronquio lobar (secundario). En con- secuencia, el bronquio principal derecho origina tres bronquios loba- res llamados superior, medio e inferior y el bronquio principal izquierdo da origen a los bronquios lobares superior e inferior. Dentro del pulmón, los bronquios lobares forman los bronquios seg- mentarios (terciarios), que tienen un origen y una distribución cons- tantes: hay 10 bronquios segmentarios en cada pulmón. El segmento de tejido pulmonar que efectúa el intercambio gaseoso gracias a los gases aportados por cada bronquio segmentario se denomina segmen- to broncopulmonar. Las lesiones bronquiales y pulmonares (como los tumores y los abscesos) que se localizan en un segmento bronco- pulmonar pueden extirparse quirúrgicamente sin alterar demasiado el tejido pulmonar circundante. POSTERIOR Vista inferior del corte transversal de la cavidad torácica que muestra la cavidad pleural y las membranas pleurales Quita marcas de agua 23.1 ANATOMÍA DEL APARATO RESPIRATORIO Figura 23.9 Anatomía superficial de los pulmones. La fisura oblicua divide el pulmón izquierdo en dos lóbulos. Las fisuras oblicua y horizontal dividen el pulmón derecho en tres lóbulos. Primera costilla Vértice del pulmón Pulmón izquierdo Base del pulmón Cavidad pleural Pleura Vértice Lóbulo superior ANTERIOR Fisura horizontal Incisura cardíaca Lóbulo medio Base Vértice Lóbulo superior Fisura oblicua POSTERIOR Hilio y sus contenidos (raíz) Lóbulo inferior Fisura oblicua Base Wondershare PDFelement 931 (a) Vista anterior de los pulmones y las pleuras en el tórax Vista (b) Vista (c) Fisura oblicua Lóbulo inferior POSTERIOR Fisura oblicua Lóbulo inferior POSTERIOR (b) Vista lateral del pulmón derecho (c) Vista lateral del pulmón izquierdo Vista (d) Vista (e) Fisura horizontal Lóbulo medio ANTERIOR Incisura cardíaca (d) Vista medial del pulmón derecho ANTERIOR (e) Vista medial del pulmón izquierdo ¿Por qué los pulmones derecho e izquierdo presentan pequeñas diferencias en cuanto a su tamaño y su forma? Cada segmento broncopulmonar tiene numerosos compartimentos pequeños (lobulillos) y cada uno de ellos está envuelto en tejido conectivo elástico y contiene un vaso linfático, una arteriola, una vénula y una rama de un bronquiolo terminal (Figura 23.10a). Los bronquiolos terminales se subdividen en ramas microscópicas llama- das bronquiolos respiratorios (Figura 23.10b) y también originan alvéolos (que se describirán en breve) que se evaginan de sus paredes. Los alvéolos participan en el intercambio de gases, por lo que se con- sidera que los bronquiolos respiratorios comienzan la zona respirato- ria. A medida que los alvéolos penetran en mayor profundidad en los pulmones, el revestimiento epitelial cambia de cúbico simple a pavi- mentoso simple. Los bronquiolos respiratorios se subdividen en varios (2-11) conductos alveolares, compuestos por epitelio pavimentoso simple. Desde la tráquea hasta los conductos alveolares hay alrededor de 25 ramificaciones; la ramificación de la tráquea en los bronquios principales se llama ramificación de primer orden, la de los bronquios principales en bronquios lobares se llama ramificación de segundo orden y así sucesivamente hasta los conductos alveolares. Alvéolos Figura 23.10 Anatomía microscópica de un lobulillo pulmonar. Los sacos alveolares están formados por dos o más alvéolos que comparten la desembocadura. Alrededor de los conductos alveolares hay numerosos alvéolos y sacos alveolares. Un alvéolo es una evaginación con forma de diver- tículo revestida por epitelio pavimentoso simple y sostenida por una membrana basal elástica delgada. Un saco alveolar consiste en dos o más alvéolos que comparten la desembocadura (Figura 23.10a, b). Las paredes de los alvéolos tienen dos tipos de células epiteliales alve- olares (Figura 23.11). Las más numerosas son las células alveolares tipo I, células epiteliales pavimentosas simples que forman un reves- timiento casi continuo en la pared alveolar. Las células alveolares tipo II, también llamadas células septales, son más escasas y se dis- ponen entre las células alveolares tipo I. Las delgadas células alveola- res tipo I constituyen el sitio principal de intercambio gaseoso. Las células alveolares tipo II, que son células epiteliales redondeadas o cúbicas cuyas superficies libres contienen microvellosidades, secretan líquido alveolar, que mantiene húmeda la superficie entre las células y el aire. El líquido alveolar contiene surfactante, una mezcla com- Quita marcas de agua Wondershare PDFelement 932 CAPÍTULO 23 • EL APARATO RESPIRATORIO Bronquiolos terminales Bronquiolos respiratorios Conductos alveolares Sacos alveolares Alvéolos Vénula pulmonar Tejido conectivo elástico Capilar pulmonar Pleura visceral Alvéolos Bronquiolo terminal Arteriola pulmonar Vaso linfático Bronquiolo respiratorio Alvéolos Conductos alveolares SACO ALVEOLAR Bronquiolo terminal Vaso sanguíneo Bronquiolo respiratorio Conductos alveolares Alvéolos Sacos alveolares Pleura visceral MO alrededor de 30× (a) Diagrama de una porción de un lobulillo pulmonar ¿Qué tipos de células forman la pared del alvéolo? (b) Lobulillo pulmonar Quita marcas Wondershare de agua PDFelement Figura 23.11 Componentes estructurales de un alvéolo. La membrana respiratoria está formada por una capa de células alveolares tipo I y tipo II, la membrana basal epitelial, la membrana basal capilar y el endotelio capilar. El intercambio de los gases respiratorios se produce por difusión, a través de la membrana respiratoria. Monocito Célula alveolar tipo II (septal) Membrana respiratoria Célula alveolar tipo I Macrófago alveolar (célula de polvo) Eritrocito en un capilar pulmonar Fibra reticular Fibra elástica Alvéolo Difusión de O2 Difusión de CO2 Alvéolo Eritrocito Endotelio capilar Membrana basal capilar Membrana basal epitelial Célula alveolar tipo I Espacio intersticial (a) Corte a través de un alvéolo, que muestra los componentes de la célula Líquido alveolar con surfactante (b) Detalles de la membrana respiratoria Alvéolo Alvéolo MO 1 000× (c) Detalles de varios alvéolos Macrófago alveolar (célula de polvo) Célula alveolar tipo II (septal) Célula alveolar tipo I (epitelial pavimentosa pulmonar) ¿Cuál es el espesor de la membrana respiratoria? 933 Quita marcas de agua Wondershare PDFelement 934 CAPÍTULO 23 • EL APARATO RESPIRATORIO pleja de fosfolípidos y lipoproteínas que disminuye la tensión super- ficial del líquido alveolar, lo que a su vez reduce la tendencia de los alvéolos a colapsar y, de esta manera, mantiene su permeabilidad (véase más adelante). Los macrófagos alveolares (células del polvo) están asociados con la pared alveolar y son fagocitos que eliminan las finas partículas de polvo y otros detritos de los espacios alveolares. También se pueden identificar fibroblastos que producen fibras elásticas y reticulares. Debajo de la capa de células alveolares tipo I, hay una membrana basal elástica. Sobre la superficie externa de los alvéolos, la arteriola y la vénula del lobulillo constituyen una red de capilares sanguíneos (véase la Figura 23.10a) compuesta por una sola capa de células endo- teliales y una membrana basal. El intercambio de O2 y CO2 entre los espacios aéreos en los pulmo- nes y la sangre tiene lugar por difusión, a través de las paredes alveo- lares y capilares, que juntas forman la membrana respiratoria. Desde el espacio aéreo alveolar hacia el plasma, la membrana respira- toria consta de cuatro capas (Figura 23.11b): 1. Una capa de células alveolares tipos I y II y macrófagos alveolares asociados, que constituyen la pared alveolar. 2. La membrana basal epitelial por debajo de la pared alveolar. 3. Una membrana basal capilar que a menudo está fusionada con la membrana basal epitelial. 4. El endotelio capilar. A pesar de tener varias capas, la membrana respiratoria es muy del- gada, ya que sólo tiene 0,5 μm de espesor, alrededor de 1/16 del diá- metro de un eritrocito, lo que permite la rápida difusión de los gases. Se estima que los pulmones contienen 300 millones de alvéolos, que proporcionan una inmensa superficie de 70 m2 (750 pies2) –el tamaño aproximado de una cancha de tenis– para el intercambio gaseoso. Irrigación pulmonar Permeabilidad de las vías respiratorias Los pulmones reciben sangre mediante dos grupos de arterias: las arterias pulmonares y las arterias bronquiales. La sangre desoxigena- da circula a través del tronco pulmonar, que se divide en una arteria pulmonar izquierda para el pulmón izquierdo y una arteria pulmonar derecha para el pulmón derecho. (Las pulmonares son las únicas arte- rias del cuerpo que transportan sangre desoxigenada.) El regreso de la sangre oxigenada al corazón se lleva a cabo a través de las cuatro venas pulmonares, que desembocan en la aurícula izquierda (véase la Figura 21.29). Una característica exclusiva de los vasos pulmonares es que se contraen en respuesta a la hipoxia (bajo nivel de O ) localiza- En la descripción de los órganos respiratorios, se mencionaron varios ejemplos de estructuras o secreciones que ayudan a mantener la permeabilidad del sistema para que las vías aéreas permanezcan libres de obstrucciones. A modo de ejemplo, pueden mencionarse el sopor- te óseo y cartilaginoso de la nariz, los músculos esqueléticos de la faringe, los cartílagos de la laringe, los anillos en forma de C en la trá- quea y los bronquios, el músculo liso bronquiolar y el surfactante en los alvéolos. Lamentablemente, existen factores que pueden comprometer la per- meabilidad, como las lesiones aplastantes de los cartílagos y los hue- sos, la desviación del tabique nasal, los pólipos nasales, la inflamación de las mucosas, los espasmos del músculo liso y la deficiencia de sur- factante. En el Cuadro 23.1 se presenta un resumen de los revestimientos epi- teliales y las características especiales de los órganos del aparato res- piratorio. CORRELACIÓN CLÍNICA | Coriza, gripe estacional y gripe H1N1 Cientos de virus pueden producir coriza o resfriado común, pero un grupo de virus (rinovirus) es responsable de cerca del 40% de todos los casos de resfriado en los adultos. Los síntomas típicos son estornudos, secreción nasal excesiva, tos seca y congestión. El resfriado común sin complicaciones no suele asociarse con fiebre. Entre las complicaciones se pueden mencionar la sinusitis, el asma, la bronquitis, las infecciones de los oídos y la laringitis. Investigaciones recientes sugieren una aso- ciación entre el estrés emocional y el resfriado común. Cuanto más alto es el nivel de estrés, mayor es la frecuencia y la duración de los resfria- dos. La gripe estacional también es causada por un virus (influenza). Sus síntomas son escalofríos, fiebre (en general mayor de 39°C o 101oF), cefalea y mialgias. La gripe puede poner en riesgo la vida y complicar- se con neumonía. Es importante reconocer que es una enfermedad res- piratoria y no gastrointestinal. Muchas personas cometen el error de considerar que padecen gripe estacional cuando en realidad tienen una enfermedad gastrointestinal. La gripe H1N1 (gripe porcina) es un tipo de gripe causada por un virus nuevo llamado influenza H1N1. Se conoce como gripe porcina porque en las pruebas de laboratorio iniciales se observó que muchos de los genes del virus nuevo procedían de cerdos de América del Norte. No obstante, las pruebas posteriores revelaron que dicho virus era muy diferente del que circula entre los cerdos norteamericanos. La gripe H1N1 es una enfermedad respiratoria que se detectó por pri- mera vez en los Estados Unidos, en abril de 2009. En junio del mismo año, la Organización Mundial de la Salud declaró que esta gripe era una enfermedad pandémica global (enfermedad que afecta a un gran número de individuos, durante un período breve, y que se presenta en todo el mundo). El virus se disemina de la misma forma que el de la gripe estacional, de una persona a otra, a través de la tos y los estornu- dos o del contacto con objetos infectados y la introducción posterior del virus en la propia boca o nariz. La mayoría de los individuos infec- tados desarrolla una enfermedad leve y se recupera sin tratamiento médico, pero algunos presentan una enfermedad grave e incluso mue- ren. Los síntomas son fiebre, tos, secreción o congestión nasal, cefalea, dolor corporal, escalofríos y cansancio. Algunas personas también pre- sentan vómitos y diarrea. La mayoría de los individuos internados debi- do a la gripe H1N1 tenía uno o más factores agravantes coexistentes, como diabetes, cardiopatías, asma, nefropatías o embarazo. Los indivi- duos infectados por el virus pueden transmitirlo a otras personas desde un día antes de la aparición de los síntomas hasta 5, 7 o más días des- pués del comienzo de la enfermedad. El tratamiento de la gripe H1N1 consiste en antivirales, como Tamiflu y Relenza. Además, existe una 2 da. En todos los demás tejidos del cuerpo, la hipoxia induce la dilata- ción de los vasos sanguíneos en un intento de aumentar el flujo de san- gre. En cambio, en los pulmones, la vasoconstricción inducida por la hipoxia desvía la sangre pulmonar de las áreas mal ventiladas a las regiones mejor ventiladas para lograr un intercambio de gases más efi- ciente. Este fenómeno se denomina acoplamiento entre la ventila- ción y la perfusión porque la perfusión (flujo sanguíneo) de cada área de los pulmones se modifica en función del grado de ventilación (flujo de aire) de los alvéolos en esa zona. Las arterias bronquiales, que son ramas de la aorta, transportan san- gre oxigenada hacia los pulmones. Esta sangre irriga las paredes de los bronquios y los bronquiolos. Sin embargo, hay conexiones entre las ramas de las arterias bronquiales y las ramas de las arterias pulmo- nares, y la mayor parte de la sangre retorna al corazón por medio de las venas pulmonares. Sin embargo, parte de la sangre drena en las venas bronquiales, que son ramas del sistema ácigos, y vuelve al cora- zón a través de la vena cava superior. Quita marcas de agua 23.1 ANATOMÍA DEL APARATO RESPIRATORIO Wondershare PDFelement 935 CUADRO 23.1 Resumen del aparato respiratorio ESTRUCTURA NARIZ Vestíbulo Región respiratoria Región olfatoria FARINGE Nasofaringe Bucofaringe Laringofaringe LARINGE TRÁQUEA BRONQUIOS Bronquios primarios Bronquios lobares Bronquios segmentarios Bronquiolos más grandes Bronquiolos más pequeños Bronquiolos terminales PULMONES Bronquiolos respiratorios Conductos alveolares Alvéolos Estructuras de conducción Estructuras respiratorias EPITELIO Pavimentoso estratificado no queratinizado. Cilíndrico seudoestratificado ciliado. Epitelio olfatorio (receptores olfatorios). Cilíndrico seudoestratificado ciliado. Pavimentoso estratificado no queratinizado. Pavimentoso estratificado no queratinizado. Pavimentoso estratificado no queratinizado sobre los pliegues vocales; cilíndrico seudoestrati- ficado ciliado debajo de los plie- gues vocales. Cilíndrico seudoestratificado ciliado. Cilíndrico seudoestratificado ciliado. Cilíndrico seudoestratificado ciliado. Cilíndrico seudoestratificado ciliado. Cilíndrico simple ciliado. Cilíndrico simple ciliado. Cilíndrico simple no ciliado. Cúbico simple a pavimentoso simple. Pavimentoso simple. Pavimentoso simple. CILIOS No Sí Sí Sí No No No sobre los pliegues vocales; sí debajo de ellos. Sí Sí Sí Sí Sí Sí No No No No CÉLULAS CALICIFORMES No Sí No Sí No No No sobre los pliegues vocales; sí debajo de ellos. Sí Sí Sí Sí Sí No No No No No CARACTERÍSTICAS ESPECIALES Contiene numerosos pelos. Contiene los cornetes y los meatos. Participa en el olfato. Vía para el pasaje del aire; contiene las fosas nasales, las desembocaduras de las trompas auditivas y las amígdalas faríngeas. Vías para el pasaje del aire, los alimentos y los líquidos; desembocadura de la boca (fauces). Vía para el pasaje del aire, los alimentos y los líquidos. Vía para el pasaje del aire; contiene los pliegues vocales para la producción de la voz. Vía para el pasaje del aire; contiene anillos cartilaginosos en forma de C, que mantienen la permeabilidad de la tráquea. Vía para el pasaje del aire; contiene anillos cartilaginosos en forma de C para mantener su permeabilidad. Vía para el pasaje del aire; contiene placas cartilaginosas para mantener su permeabilidad. Vía para el pasaje del aire; contiene placas cartilaginosas para mantener su permeabilidad. Vía para el pasaje del aire; contiene más músculo liso que en los bronquios. Vía para el pasaje del aire; contiene más músculo liso que en los bronquiolos más grandes. Vía para el pasaje del aire; contiene más músculo liso que en los bronquiolos más pequeños. Vía para el pasaje del aire; intercambio gaseoso. Vía para el pasaje del aire; intercambio gaseoso; produce surfactante. Vía para el pasaje del aire; intercambio gaseoso; produce surfactante para mantener la permeabilidad. Quita marcas de agua sale de los pulmones cuando la presión dentro de ellos es mayor que la presión atmosférica. Inspiración El ingreso del aire en los pulmones se llama inspiración (inhala- ción). Antes de cada inspiración, la presión del aire dentro de los pul- mones es igual a la presión atmosférica, que en el nivel del mar es de alrededor de 760 milímetros de mercurio (mm Hg) o 1 atmósfera (atm). Para que el aire ingrese en los pulmones, la presión dentro de los alvéolos debe ser menor que la presión atmosférica. Esta condi- ción se logra a través del aumento del tamaño de los pulmones. La presión de un gas en un compartimiento cerrado es inversamen- te proporcional al volumen del recipiente que lo contiene, lo que sig- nifica que si el tamaño de un recipiente cerrado aumenta, la presión del gas en su interior disminuye, y que si el tamaño del recipiente dis- minuye la presión en su interior aumenta. Esta relación inversa entre el volumen y la presión, llamada ley de Boyle, puede demostrarse de la siguiente manera (Figura 23.12). Se coloca un gas en un cilindro que tiene un pistón móvil y un manómetro; la presión inicial creada por las moléculas del gas que chocan contra las paredes del recipien- te es 1 atm. Si el pistón desciende, el gas se comprime a un volumen menor, de manera que las moléculas de gas golpean contra una menor superficie de la pared. El manómetro muestra que la presión se dupli- ca cuando el gas se comprime a la mitad de su volumen original. En otras palabras, el mismo número de moléculas en la mitad del volu- men provoca el doble de presión. De manera inversa, si el pistón se eleva para incrementar el volumen, la presión disminuye. Por consi- guiente, la presión de un gas varía en forma inversamente proporcio- nal al volumen. Las diferencias de presión provocadas por los cambios en el volu- men de los pulmones obligan al aire a entrar en ellos durante la inspi- ración y a salir durante la espiración. Para poder inspirar, los pulmo- nes deben expandirse, lo que aumenta su volumen y disminuye su pre- sión por debajo de la presión atmosférica. El primer paso para la expansión de los pulmones durante la inspiración normal requiere la contracción de los músculos inspiratorios principales, es decir, el dia- fragma y los intercostales externos (Figura 23.13). El músculo inspiratorio más importante es el diafragma, un múscu- lo esquelético cupuliforme que forma el piso de la cavidad torácica. Figura 23.12 Ley de Boyle. El volumen de un gas varía en forma inversamente proporcio- Wondershare PDFelement 936 CAPÍTULO 23 • EL APARATO RESPIRATORIO vacuna, pero esta no remplaza a la vacuna contra la gripe estacional. Para prevenir la infección, los Centres for Disease Control and Prevention (Centros de control y prevención de las enfermedades de los Estados Unidos) recomiendan lavarse las manos con frecuencia con agua y jabón o con un limpiador con alcohol, cubrirse la boca y la nariz con un pañuelo de papel al toser o estornudar y desechar el pañuelo, no tocarse la boca, la nariz y los ojos, evitar el contacto estrecho (15 cm o 6 pies) con personas con síntomas seudogripales y permane- cer en el domicilio durante 7 días luego del comienzo de los síntomas o al menos 24 horas después de la desaparición de los síntomas. PREGUNTAS DE REVISIÓN 8. 9. 10. 11. ¿Dónde se localizan los pulmones? Distinga la pleura parie- tal de la pleura visceral. Defina cada una de las siguientes partes del pulmón: base, vértice, superficie costal, superficie medial, hilio, raíz, incisu- ra cardíaca, lóbulo y lobulillo. ¿Qué es un segmento broncopulmonar? Describa la histología y la función de la membrana respira- toria. 23.2 VENTILACIÓN PULMONAR OBJETIVO • Describir los procesos involucrados en la inspiración y la espiración. El proceso de intercambio gaseoso en el cuerpo, llamado respira- ción, tiene tres pasos básicos: 1. La ventilación pulmonar (pulmon, pulmón) o respiración es la inspiración (flujo hacia adentro) y la espiración (flujo hacia afuera) de aire, lo que produce el intercambio de aire entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares. 2. La respiración externa (pulmonar) es el intercambio de gases entre la sangre que circula por los capilares sistémicos y la que cir- cula por los capilares pulmonares, a través de la membrana respi- ratoria. Durante este proceso, la sangre capilar pulmonar obtiene O2 y pierde CO2. 3. La respiración interna (tisular) es el intercambio de gases entre la sangre en los capilares sistémicos y las células tisulares. En este proceso, la sangre pierde O2 y adquiere CO2. Dentro de las células, las reacciones metabólicas que consumen O2 y liberan CO2 duran- te la producción de ATP constituyen la respiración celular (véase Cap. 25). Durante la ventilación pulmonar, el aire fluye entre la atmósfera y los alvéolos, gracias a diferencias de presión alternantes creadas por la contracción y la relajación de los músculos respiratorios. La velo- cidad de flujo aéreo y el esfuerzo necesario para la ventilación tam- bién dependen de la tensión superficial alveolar, la distensibilidad de los pulmones y la resistencia de las vías aéreas. Cambios de presión durante la ventilación pulmonar El aire ingresa en los pulmones cuando la presión del aire que se encuentra en su interior es menor que la presión atmosférica. El aire nal a su presión. Pistón Manómetro 0 12 Volumen = 1 litro Presión = 1 atm Si el volumen descendiera desde 1 000 mL (1 L) hasta 250 mL, ¿cómo cambiaría la presión? Volumen = 500 mL Presión = 2 atm 0 12 Wondershare PDFelement 937 Figura 11.14a. Durante la respiración forzada, profunda, participan los músculos inspiratorios accesorios (esternocleidomastoideos, escalenos y pectorales Quita marcas de agua 23.2 VENTILACIÓN PULMONAR Figura 23.13 Músculos inspiratorios y espiratorios y sus acciones. El músculo pectoral menor (no se muestra aquí) está ilustrado en la menores). MÚSCULOS INSPIRATORIOS Esternocleidomastoideo Escalenos MÚSCULOS ESPIRATORIOS Intercostales externos Diafragma Intercostales internos Oblicuo externo Oblicuo interno Transverso abdominal Recto abdominal Esternón: Espiración Inspiración Diafragma: Espiración Inspiración (b) Cambios en el tamaño de la cavidad torácica durante la inspiración y la espiración (a) Músculos inspiratorios y sus acciones (izquierda) y músculos espiratorios y sus acciones (derecha) En este momento, ¿cuál es el músculo principal que impulsa su ventilación? Está inervado por fibras de los nervios frénicos, que se originan en la médula espinal, en los niveles cervicales 3, 4 y 5. La contracción del diafragma aplana y desciende su cúpula, lo que aumenta el diámetro vertical de la cavidad torácica. Durante la inspiración normal, el dia- fragma desciende alrededor de 1 cm (0,4 pulgadas), lo que genera una diferencia de presión de entre 1 y 3 mm Hg y una inspiración de alre- dedor de 500 mL de aire. Durante la ventilación forzada, el diafragma puede descender 10 cm (4 pulgadas), lo que produce una diferencia de presión de 100 mm Hg y la inspiración de 2-3 litros de aire. La con- tracción del diafragma es responsable de alrededor del 75% del aire que ingresa en los pulmones durante la respiración normal. El emba- razo avanzado, la obesidad mórbida o la ropa ceñida en la zona del abdomen pueden impedir el descenso completo del diafragma. Los músculos inspiratorios, segundos en orden de importancia, son los intercostales externos. Cuando estos músculos se contraen, elevan las costillas. Como consecuencia, aumentan los diámetros anteropos- (c) Durante la inspiración, las costillas se mueven hacia arriba y afuera, igual que el asa de un balde Presión atmosférica = 760 mm Hg Presión atmosférica = 760 mm Hg Quita marcas de agua za hacia afuera en todas las direcciones, y la pleura visceral y los pul- mones se desplazan con ella. Al aumentar el volumen de los pulmones de esta manera, la presión en su interior, llamada presión alveolar (intrapulmonar), desciende desde 760 hasta 758 mm Hg. De este modo se establece una diferen- cia de presión entre la atmósfera y los alvéolos. Como el aire siempre fluye desde una región con mayor presión a otra con menor presión, se produce la inspiración. El aire fluye hacia los pulmones siempre que exista una diferencia de presión. Durante las inspiraciones vigo- rosas y profundas también participan los músculos inspiratorios acce- sorios para aumentar el tamaño de la cavidad torácica (véase la Figura 23.13a). Dichos músculos reciben este nombre porque su contribución es escasa o nula durante la inspiración normal, pero durante el ejerci- cio o la ventilación forzada pueden contraerse en forma vigorosa. Los músculos inspiratorios accesorios son los esternocleidomastoideos, que elevan el esternón, los músculos escalenos, que elevan las dos pri- meras costillas, y los pectorales menores, que ascienden de la tercera Wondershare PDFelement 938 CAPÍTULO 23 • EL APARATO RESPIRATORIO terior y lateral de la cavidad torácica. La contracción de los intercos- tales externos es responsable de alrededor del 25% del aire que entra en los pulmones durante la ventilación normal. Durante la inspiración normal, la presión entre las dos capas de la pleura, llamada presión intrapleural (intratorácica), siempre es subatmosférica (más baja que la presión atmosférica). Antes de la ins- piración, esta presión es unos 4 mm Hg menor que la presión atmos- férica, es decir, cercana a 756 mm Hg, con una presión atmosférica de 760 mm Hg (Figura 23.14). Cuando el diafragma y los músculos intercostales externos se contraen y el tamaño total de la cavidad torá- cica aumenta, el volumen de la cavidad pleural también se incremen- ta, lo que hace que descienda la presión intrapleural hasta alrededor de 754 mm Hg. Durante la expansión del tórax, las capas pleurales parie- tal y visceral suelen adherirse estrechamente por la presión subatmos- férica que existe entre ellas y por la tensión superficial generada debi- do al contacto entre sus superficies húmedas. A medida que la cavidad torácica se expande, la pleura parietal que tapiza la cavidad se despla- Figura 23.14 Cambios de presión durante la ventilación pulmonar. Durante la inspiración, el diafragma se contrae, el tórax se expande, los pulmones se desplazan hacia fuera y la presión alveolar disminuye. Durante la espiración, el diafragma se relaja, los pulmones retroceden en dirección interna a su forma original y la presión alveolar aumenta, lo que impulsa el aire fuera de los pulmones. El aire ingresa en los pulmones cuando la presión alveolar es menor que la atmosférica y sale de ellos cuando la presión alveolar es mayor que la atmosférica. Presión alveolar = 760 mm Hg Presión alveolar = 758 mm Hg Presión intrapleural = 754 mm Hg Presión intrapleural = 756 mm Hg 1. En reposo (diafragma relajado) 2. Durante la inspiración (diafragma contraído) Presión atmosférica = 760 mm Hg 3. Durante la espiración (diafragma relajado) ¿Cómo cambia la presión intrapleural durante la respiración normal? Presión alveolar = 762 mm Hg Presión intrapleural = 756 mm Hg a la quinta costilla. Puesto que tanto la inspiración normal como la inspiración durante el ejercicio o la ventilación forzada involucran la contracción muscular, se dice que el proceso de inspiración es activo. En la Figura 23.15a se resumen los procesos que tienen lugar duran- te la inspiración. Espiración La expulsión del aire (espiración) también depende del gradiente de presión, pero en este caso, en la dirección opuesta: la presión en los pulmones es mayor que la presión atmosférica. A diferencia de la ins- piración, la espiración normal es un proceso pasivo porque no involu- cra contracciones musculares, sino que es el resultado del retroceso elástico de la pared del tórax y los pulmones, que tienen una tenden- cia natural a recuperar su forma original después de expandirse. Dos fuerzas dirigidas hacia adentro contribuyen el retroceso elástico: 1) el retroceso de las fibras elásticas estiradas durante la inspiración y 2) la tracción hacia adentro generada por la tensión superficial, que es el resultado de la presencia de la capa de líquido alveolar. La espiración comienza cuando los músculos inspiratorios se rela- jan. Cuando el diafragma se relaja, su cúpula asciende, a causa de su elasticidad. Cuando los músculos intercostales externos se relajan, las costillas descienden. Estos movimientos disminuyen los diámetros vertical, lateral y anteroposterior de la cavidad torácica, lo que a su vez reduce el volumen pulmonar. Luego, la presión alveolar aumenta hasta alrededor de 762 mm Hg. En ese momento, el aire fluye desde el área con mayor presión, en los alvéolos, hasta el área con menor presión, en la atmósfera (véase la Figura 23.14). La espiración sólo se vuelve activa durante la ventilación forzada, cuando se toca un instrumento de viento o durante el ejercicio. En esta oportunidad, se contraen los músculos espiratorios, esto es los abdo- minales y los intercostales internos (véase la Figura 23.13a), lo que aumenta la presión en la región abdominal y el tórax. La contracción de los músculos abdominales desciende las costillas inferiores y com- prime las vísceras abdominales, con el consiguiente ascenso del dia- fragma. La contracción de los músculos intercostales internos, que se extienden en dirección posteinferior entre las costillas adyacentes, desciende las costillas. Aunque la presión intrapleural siempre es menor que la presión alveolar, puede exceder un poco la presión atmosférica durante la espiración forzada, como durante la tos. En la Figura 23.15b se resumen los eventos que se producen duran- te la espiración. Otros factores que afectan la ventilación pulmonar Como ya se analizó, las diferencias en la presión del aire promue- ven su movimiento durante la inspiración y la espiración. No obstan- te, otros tres factores afectan la velocidad de flujo de aire y la facili- dad de la ventilación pulmonar: la tensión superficial del líquido al- veolar, la distensibilidad de los pulmones y la resistencia de las vías aéreas. Tensión superficial del líquido alveolar Se explicó en una sección anterior que una fina capa de líquido alve- olar cubre la superficie luminal de los alvéolos y ejerce una fuerza denominada tensión superficial. La tensión superficial surge en todas las interfases aire-agua porque las moléculas polares del agua se atraen con mayor intensidad entre sí, que con las moléculas de gas en Figura 23.15 Resumen de los eventos inspiratorios y espiratorios. La inspiración y la espiración son el resultado de cambios en la presión alveolar. Durante la inspiración normal, el diafragma y los músculos intercostales internos se contraen. Durante la inspiración forzada, los músculos esternocleidomastoideos, escalenos y pectorales menores también se contraen. La presión alveolar aumenta hasta 762 mm Hg Quita marcas de agua 23.2 VENTILACIÓN PULMONAR Wondershare PDFelement 939 El tamaño de la cavidad torácica aumenta y el volumen pulmonar se expande La presión alveolar disminuye hasta 758 mm Hg (a) Inspiración La presión atmosférica es de alrededor de 760 mm Hg a nivel del mar Durante la espiración normal, el diafragma y los músculos intercostales externos se relajan. Durante la espiración forzada, los músculos abdominales e intercostales internos se contraen. El tamaño de la cavidad torácica disminuye y los pulmones vuelven a su tamaño original ¿Cuál es la presión atmosférica normal a nivel del mar? (b) Espiración Quita marcas de agua reducción de la distensibilidad pulmonar se observa en el enfisema (véase Trastornos: desequilibrios homeostáticos, al final de este capí- tulo) como consecuencia de la destrucción de las fibras elásticas de las paredes alveolares. Resistencia de las vías aéreas Al igual que el flujo de la sangre a través de los vasos sanguíneos, la velocidad del flujo a través de las vías aéreas depende tanto de la diferencia de presión como de la resistencia. El flujo de aire es igual a la diferencia de presión entre los alvéolos y la atmósfera, dividida por la resistencia. Las paredes de las vías aéreas, en especial los bron- quiolos, ofrecen cierta resistencia al flujo normal de aire hacia el inte- rior y el exterior de los pulmones. Cuando los pulmones se expanden durante la inspiración, los bronquiolos se agrandan, ya que sus pare- des son traccionadas hacia afuera en todas direcciones. Las vías aé- reas de mayor diámetro ejercen menos resistencia. La resistencia de las vías aéreas aumenta durante la espiración, a medida que disminu- ye el diámetro de los bronquiolos. El diámetro de las vías aéreas también depende del grado de contracción o relajación del músculo liso de sus paredes. Las señales procedentes de la división simpática del sistema nervioso autónomo provocan la relajación de este músculo liso, lo que a su vez genera broncodilatación y disminuye la resistencia. Cualquier estado que estreche u obstruya las vías aéreas aumenta la resistencia, de manera que se requiere más presión para mantener el mismo flujo aéreo. La característica más importante del asma o de la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC, que incluye el enfi- sema y la bronquitis crónica) es el aumento de la resistencia en la vía aérea, a causa de su obstrucción o colapso. Patrones respiratorios y movimientos respiratorios modificados El patrón normal de respiración se denomina eupnea (de eu-, bueno, normal; y -pnoia, respiración). La eupnea puede manifestarse como una respiración superficial, profunda o combinada. Un patrón respiratorio superficial (torácico), llamado respiración costal, es el movimiento del tórax hacia arriba y afuera, por la contracción de los músculos intercostales externos. Un patrón de respiración profunda (abdominal), llamado respiración diafragmática, se caracteriza por el movimiento del abdomen hacia afuera, a causa de la contracción y el descenso del diafragma. La respiración también permite expresar emociones, a través de la risa, el suspiro y el sollozo. Asimismo, el aire se puede utilizar para expulsar materiales extraños de las vías aéreas inferiores, mediante acciones como el estornudo y la tos. Los movimientos respiratorios también se modifican y se controlan durante el habla y el canto. En el Cuadro 23.2 se mencionan algunos de los movimientos respiratorios modificados que expresan emoción o que sirven para limpiar las vías aéreas. Todos estos movimientos son reflejos, pero algunos también pueden iniciarse en forma voluntaria. PREGUNTAS DE REVISIÓN 12. ¿Cuáles son las diferencias básicas entre la ventilación pul- monar, la respiración externa y la respiración interna? 13. Compare lo que sucede durante la ventilación pulmonar normal y la ventilación pulmonar forzada. 14. Describa la influencia de la tensión superficial alveolar, la distensibilidad y la resistencia de la vía aérea sobre la venti- lación pulmonar. 15. Explique los diversos tipos de movimientos respiratorios modificados. Wondershare PDFelement 940 CAPÍTULO 23 • EL APARATO RESPIRATORIO el aire. Cuando un líquido rodea una esfera de aire, como en un alvé- olo o una burbuja de jabón, la tensión superficial produce una fuerza dirigida hacia adentro. Las burbujas de jabón “explotan” porque colapsan hacia adentro debido a la tensión superficial. En los pulmo- nes, la tensión superficial hace que los alvéolos adopten el menor diá- metro posible. Durante la respiración, se debe superar la tensión superficial para expandir los pulmones durante cada inspiración. La tensión superficial también es responsable de dos tercios de la retrac- ción elástica del pulmón, que disminuye el tamaño de los alvéolos durante la espiración. El surfactante (agente tensioactivo) (una mezcla de fosfolípidos y lipoproteínas) presente en el líquido alveolar reduce su tensión super- ficial por debajo de la tensión superficial del agua pura. La deficien- cia de surfactante en los recién nacidos prematuros produce el síndro- me de dificultad respiratoria, que se caracteriza por un aumento sig- nificativo de la tensión superficial del líquido alveolar, responsable del colapso de muchos alvéolos al final de cada espiración. Por lo tanto, se necesita un gran esfuerzo en la siguiente inspiración para volver a abrir los alvéolos colapsados. CORRELACIÓN CLÍNICA | Síndrome de dificultad respiratoria El síndrome de dificultad respiratoria (SDR) es un trastorno respi- ratorio que se produce en recién nacidos prematuros y se caracteriza por el colapso de los alvéolos como consecuencia de la falta de surfac- tante. Se debe recordar que el surfactante reduce la tensión superficial y es necesario para evitar el colapso de los alvéolos durante la espira- ción. Cuanto más prematuro es el recién nacido, mayor es la probabili- dad de que desarrolle SDR. Este síndrome es más frecuente en hijos de madres diabéticas y en varones, y se presenta más a menudo en esta- dounidenses de origen europeo que en afroamericanos. Los síntomas del SDR son esfuerzo respiratorio, aleteo nasal durante la inspiración, estertores espiratorios y, en ciertas ocasiones, una coloración azulada de la piel (cianosis). Además de los síntomas, el SDR se diagnostica por radiografías de tórax y un análisis de sangre. Un recién nacido con SDR moderada puede requerir sólo oxígeno suplementario a través de una carpa de oxígeno o de una cánula nasal. En los casos graves, el oxíge- no puede administrarse mediante presión positiva continua en la vía aérea (CPAP), a través de tubos nasales o de una máscara facial. En estos casos, se puede administrar surfactante por vía directa a los pul- mones. Distensibilidad pulmonar La distensibilidad es el esfuerzo requerido para distender los pul- mones y la pared del tórax. Una distensibilidad elevada significa que los pulmones y la pared torácica se expanden con facilidad, mientras que una distensibilidad baja significa que resisten la expansión. Por analogía, un globo delgado que es fácil de insuflar tiene alta distensi- bilidad, mientras que un globo rígido y pesado que requiere más esfuerzo para insuflarlo tiene una distensibilidad baja. En los pulmo- nes, la distensibilidad se relaciona con dos factores principales: la elasticidad y la tensión superficial. En condiciones normales, los pul- mones tienen una distensibilidad elevada y se expanden fácilmente porque las fibras elásticas del tejido pulmonar se estiran de manera normal, y el surfactante del líquido alveolar reduce la tensión superfi- cial. La disminución de la distensibilidad es una característica com- partida por varios trastornos pulmonares que: 1) producen cicatrices en el tejido pulmonar (p. ej., la tuberculosis), 2) hacen que el tejido pulmonar se llene de líquido (edema de pulmón), 3) producen una deficiencia de surfactante, o 4) impiden la expansión de los pulmones de alguna manera (p. ej., parálisis de los músculos intercostales). La CUADRO 23.2 Movimientos respiratorios modificados Quita marcas de agua 23.3 VOLÚMENES Y CAPACIDADES PULMONARES Wondershare PDFelement 941 MOVIMIENTO Tos Estornudo Suspiro Bostezo Sollozo Llanto Risa Hipo Maniobra de Valsalva Presurización del oído medio DESCRIPCIÓN Inspiración larga y profunda seguida por el cierre completo de la rima glótica, lo que produce una espiración fuerte responsable de abrir la rima glótica en forma brusca y de enviar una bocanada de aire a través de las vías respiratorias superiores. Los estímulos de este acto reflejo pueden ser producidos por un cuerpo extraño alojado en la laringe, la tráquea o la epiglotis. Contracción espasmódica de los músculos espiratorios, que expulsa aire a presión a través de la nariz y la boca. El estímulo puede ser una irritación de la mucosa nasal. Inspiración larga y profunda seguida de inmediato por una espiración más corta pero más intensa. Inspiración profunda a través de la boca bien abierta, que produce una depresión exagerada de la mandíbula. Puede ser estimulada por la somnolencia o por el bostezo de otra persona, pero la causa precisa se desconoce. Serie de inspiraciones convulsivas seguidas por una espiración prolongada. La rima glótica se cierra antes de lo normal después de cada ins- piración, de manera que ingresa poco aire en los pulmones durante cada inspiración. Inspiración seguida de varias espiraciones cortas convulsivas, durante las cuales la rima glótica permanece abierta y los pliegues vocales vibran; se asocia con expresiones faciales características y lagrimeo. Los mismos movimientos básicos que el llanto, pero el ritmo de los movimientos y las expresiones faciales suelen ser distintos. La risa y el llanto a veces son indistinguibles. Contracción espasmódica del diafragma seguida por el cierre espasmódico de la rima glótica, lo que produce un sonido agudo durante la inspiración. El estímulo suele ser la irritación de las terminaciones nerviosas sensitivas del tubo digestivo. Espiración forzada contra la rima glótica cerrada, que puede producirse durante el esfuerzo para la defecación. La nariz y la boca permanecen cerradas, y el aire de los pulmones sale de manera forzada a través de la trompa auditiva hacia el oído medio. Empleada por los buzos durante el descenso en el agua para equiparar la presión del oído medio con la del medio externo. 23.3 VOLÚMENES Y CAPACIDADES PULMONARES OBJETIVOS • Explicar la diferencia entre volumen corriente, volumen de reserva inspiratoria, volumen de reserva espiratoria y volu- men residual. • Distinguir entre capacidad inspiratoria, capacidad residual funcional, capacidad vital y capacidad pulmonar total. En reposo, un adulto sano efectúa en promedio 12 respiraciones por minuto, y con cada inspiración y espiración moviliza alrededor de 500 mL de aire hacia el interior y el exterior de los pulmones. La can- tidad de aire que entra y sale en cada movimiento respiratorio se deno- mina volumen corriente (VC). La ventilación minuto (VM), que es el volumen total de aire inspirado y espirado por minuto, se calcula mediante la multiplicación de la frecuencia respiratoria por el volu- men corriente: VM = 12 respiraciones/min × 500 mL/respiración = 6 litros/min Una ventilación minuto más baja que lo normal suele indicar una disfunción pulmonar. El aparato que suele usarse para medir el volu- men de aire intercambiado durante la respiración y la frecuencia res- piratoria es el espirómetro (spirare-, respirar; y -metría, medida) o respirómetro. El registro se llama espirograma. La inspiración se registra como una deflexión positiva y la espiración, como una defle- xión negativa (Figura 23.16). El volumen corriente varía en gran medida de una persona a otra y en la misma persona, en distintas oportunidades. En un adulto típico, alre- dedor del 70% del volumen corriente (350 mL) alcanza en forma efec- tiva la zona respiratoria del aparato respiratorio, es decir, los bronquio- los respiratorios, los conductos alveolares, los sacos alveolares y los alvéolos, y participa en la respiración externa. El otro 30% (150 mL) permanece en las vías aéreas de conducción de la nariz, la faringe, la laringe, la tráquea, los bronquios, los bronquiolos y los bronquiolos ter- minales. En conjunto, las vías aéreas de conducción con aire que no par- ticipa del intercambio respiratorio constituye el espacio muerto anató- mico (respiratorio). (Una regla sencilla para determinar el volumen del espacio muerto anatómico consiste en equipararlo en mililitros al peso ideal en libras [kg × 2,2].) No toda la ventilación minuto puede partici- par en el intercambio gaseoso porque una parte permanece en el espacio muerto anatómico. La frecuencia ventilatoria alveolar es el volumen de aire por minuto que llega, en realidad, a la zona respiratoria. En el ejemplo mencionado, la frecuencia ventilatoria alveolar sería de 350 mL/respiración × 12 respiraciones/min = 4 200 mL/min. Otros volúmenes pulmonares se definen en relación con la ventila- ción forzada. En general, estos volúmenes son mayores en los hom- bres, en los individuos más altos y en los adultos jóvenes; y menores en las mujeres, en los individuos de baja estatura y en las personas mayores. Hay algunos trastornos que pueden diagnosticarse mediante la comparación entre los valores reales y los estimados para el sexo del paciente, su altura y su edad. Los valores que se muestran repre- sentan el promedio para los adultos jóvenes. Figura 23.16 Espirograma de los volúmenes y las capacidades pulmonares. Se indican los valores medios para adultos sanos de ambos sexos, con los valores para la mujer entre paréntesis. Se debe señalar que el espirograma se lee de derecha (comienzo del registro) a izquierda (fin del registro). Las capacidades pulmonares son combinaciones de varios volúmenes pulmonares. 6 000 mL 5 000 mL VOLUMEN DE Inspiración Quita marcas de agua Wondershare PDFelement 942 CAPÍTULO 23 • EL APARATO RESPIRATORIO 4000mL RESERVA INSPIRATORIO 3100mL (1 900 mL) Espiración CAPACIDAD INSPIRATORIA 3 600 mL (2 400 mL) CAPACIDAD FUNCIONAL RESIDUAL 2 400 mL (1 800 mL) CAPACIDAD VITAL 4 800 mL (3 100 mL) CAPACIDAD PULMONAR TOTAL 6000mL (4 200 mL) 3 000 mL VOLUMEN 2 000 mL 1000mL CORRIENTE 500 mL VOLUMEN DE RESERVA ESPIRATORIO 1 200 mL (700 mL) VOLUMEN RESIDUAL 1 200 mL (1 100 mL) Fin del registro Comienzo del registro VOLÚMENES CAPACIDADES PULMONARES PULMONARES Si se inspira con la mayor profundidad posible y luego se espira tanto aire como se pueda, ¿qué capacidad pulmonar se demuestra? Luego de realizar una inspiración muy profunda, es posible inspirar mucho más que 500 mL. Este aire inspirado adicional, llamado volu- men de reserva inspiratorio, es de alrededor de 3100 mL en un hom- bre adulto promedio y de 1900 mL, en una mujer adulta promedio (Figura 23.16). Puede inspirarse aún más aire, si antes de la inspira- ción se realiza una espiración forzada. Si se inspira normalmente y luego se espira con la mayor intensidad posible, se puede eliminar una cantidad mucho mayor de aire que los 500 mL del volumen corriente. El volumen adicional de 1200 mL en los hombres y 700 mL en las mujeres se denomina volumen de reserva espiratorio. El FEV1.0 es el volumen espiratorio forzado en un segundo, es decir el volumen de aire que se puede espirar en 1 segundo con un esfuerzo máximo, precedido de una inspiración máxima. La enfermedad pulmonar obs- tructiva crónica (EPOC) disminuye en forma típica el FEV1.0 porque aumenta la resistencia de la vía aérea. Incluso después de la exhalación del volumen de reserva espirato- rio, aún queda una cantidad considerable de aire en los pulmones, ya que la presión intrapleural subatmosférica mantiene los alvéolos algo insuflados, y una pequeña cantidad de aire permanece en las vías aére- as no colapsables. Este volumen, que no se puede medir con espiro- metría, es el volumen residual y se aproxima a 1 200 mL, en los hom- bres, y a 1100 mL, en las mujeres. Si se abre la cavidad torácica, la presión intrapleural asciende hasta igualar la presión atmosférica y expulsa parte del volumen residual. El aire remanente se llama volumen mínimo. El volumen mínimo aporta una herramienta médico-legal para determinar si un niño nació muerto o murió después del nacimiento. La presencia del volumen mínimo puede demostrarse mediante la colocación de un trozo de pulmón en agua para observar si flota. Los pulmones fetales no contienen aire, por lo que el pulmón de un niño que nació muerto no flotará en el agua. Las capacidades pulmonares son combinaciones de volúmenes pul- monares específicos (Figura 23.16). La capacidad inspiratoria es la sumatoria del volumen corriente y el volumen de reserva inspiratorio (500 mL+3100 mL=3600mL,enloshombres,y500mL+1900 mL = 2 400 mL, en las mujeres). La capacidad residual funcional es la sumatoria del volumen residual y el volumen de reserva espira- torio(1200 mL+1200 mL=2 400 mL,enloshombres,y 1100 mL + 700 mL = 1800 mL, en las mujeres). La capacidad vital es la sumatoria del volumen de reserva inspiratorio, el volumen corriente y el volumen de reserva espiratorio (4 800 mL, en los hombres, y 3 100 mL, en las mujeres). Por último, la capacidad pulmonar total es la sumatoria de la capacidad vital y el volumen residual (4800 mL +1200mL=6000mL,enloshombres,y3100mL+1100mL= 4 200 mL, en las mujeres). PREGUNTAS DE REVISIÓN 16. ¿Qué es un espirómetro? 17. ¿Cuál es la diferencia entre volumen pulmonar y capacidad pulmonar? 18. ¿Cómo se calcula la ventilación minuto? 19. Defina frecuencia ventilatoria alveolar y FEV1.0. Quita marcas de agua 23.4 INTERCAMBIO DE OXÍGENO Y DIÓXIDO DE CARBONO Wondershare PDFelement 943 23.4 INTERCAMBIO DE OXÍGENO Y DIÓXIDO DE CARBONO OBJETIVOS • Explicar la ley de Dalton y la ley de Henry. • Describir el intercambio del oxígeno y el dióxido de carbo- no durante la respiración interna y la externa. El intercambio de oxígeno y de dióxido de carbono entre el aire alveolar y la sangre pulmonar se produce por difusión pasiva, que depende del comportamiento de los gases, descrito en dos leyes: la ley de Dalton y la ley de Henry. La ley de Dalton es importante para entender la forma en que los gases se mueven, según sus diferencias de presión por difusión, y la ley de Henry ayuda a explicar la relación entre la solubilidad de un gas y la difusión. Leyes de los gases: ley de Dalton y ley de Henry De acuerdo con la ley de Dalton, cada gas en una mezcla de gases ejerce su propia presión como si fuera el único. La presión de un gas específico en una mezcla se denomina presión parcial (P ); el subín- x dice es la fórmula química del gas. La presión total de la mezcla se calcula en forma simple sumando todas las presiones parciales. El aire atmosférico es una mezcla de gases, nitrógeno (N2), oxígeno (O2), argón (Ar), dióxido de carbono (CO2), cantidades variables de vapor de agua (H2O) y otros gases presentes en pequeñas cantidades. La pre- sión atmosférica es la suma de las presiones de todos estos gases: Presión atmosférica (760 mm Hg) =PN +PO +PH O+P +PCO +P 2 2 2 Ar 2 otros gases La presión parcial ejercida por cada componente de la mezcla puede determinarse a través de la multiplicación el porcentaje del gas en la mezcla por la presión total. El aire atmosférico contiene 78,6% de nitrógeno, 20,9% de oxígeno, 0,93% de argón, 0,04% de dióxido de carbono y 0,06% de otros gases. La cantidad de agua varía desde casi 0% en el desierto hasta 4% en el océano, pero promedia 0,4% en un día fresco y seco. En consecuencia, las presiones parciales de los gases en el aire inspirado son las siguientes: PN2 = 0,786 × 760 mm Hg = 597,4 mm Hg PO2 = 0,209 × 760 mm Hg = 158,8 mm Hg PAr = 0,0009 × 760 mm Hg = 0,7 mm Hg PH2O =0,003×760mmHg=2,3mmHg PCO2 = 0,0004 × 760 mm Hg = 0,3 mm Hg Potros gases = 0,0006 × 760 mm Hg = 0,5 mm Hg Total = 760 mm Hg Estas presiones parciales determinan el desplazamiento del O2 y del CO2 entre la atmósfera y los pulmones; entre los pulmones y la san- gre; y entre la sangre y las células corporales. Cada gas difunde a tra- vés de una membrana permeable, desde el área con mayor presión parcial hacia el área con menor presión parcial. Cuanto mayor es la diferencia en la presión parcial, más rápida es la difusión. la cubierta mucosa húmeda. A medida que aumenta el contenido de vapor de agua en el aire, el porcentaje relativo de O2 disminuye. En cambio, el aire espirado contiene más O que el aire alveolar (16 ver- En comparación con el aire inspirado, el aire alveolar tiene menos O2 (13,6 versus 20,9%) y más CO2 (5,2 versus 0,04%) por dos razo- nes. En primer lugar, el intercambio gaseoso en los alvéolos aumenta el contenido de CO y disminuye el contenido de O del aire alveolar. 2 sus 13,6%) y menos CO2 (4,5 versus 5,2%) porque parte del aire espi- rado se encontraba en el espacio muerto anatómico y no participó en el intercambio gaseoso. El aire espirado es una mezcla de aire alveo- lar y aire inspirado que estaba en el espacio muerto anatómico. La ley de Henry establece que la cantidad de gas que se va a disol- ver en un líquido es proporcional a la presión parcial del gas y a su solubilidad. En los líquidos corporales, la capacidad de un gas de mantenerse en solución es mayor, cuando su presión parcial es más alta y cuando tiene una solubilidad elevada en agua. Cuanto mayor es la presión parcial de un gas sobre un líquido y cuanto mayor es su solubilidad, más porcentaje del gas permanece en solución. En com- paración con el oxígeno, una proporción mucho mayor del CO2 se disuelve en el plasma porque su solubilidad es 24 veces mayor que la del O2. Aunque el aire ambiente contiene sobre todo N2, este gas no ejerce un efecto conocido sobre las funciones del cuerpo y a la presión existente sobre el nivel del mar se disuelve muy poco</h2> <p style="font-weight: normal; font-size: 1.2rem;"></p> </div> <div style="margin-bottom: 10px; background-color: #f2f2f2; border-radius: 1rem; padding: 10px 20px;"> <h2 style="font-weight: bold; margin-bottom: 3px; font-size: 1.5rem;">¿Cuál es la función principal de los pliegues vocales en la producción de la voz?</h2> <p style="font-weight: normal; font-size: 1.2rem;">Los pliegues vocales son las principales estructuras para la fonación, generando la voz al vibrar cuando el aire pasa a través de la laringe.</p> </div> <div style="margin-bottom: 10px; background-color: #f2f2f2; border-radius: 1rem; padding: 10px 20px;"> <h2 style="font-weight: bold; margin-bottom: 3px; font-size: 1.5rem;">¿Qué estructura separa la nasofaringe de la bucofaringe?</h2> <p style="font-weight: normal; font-size: 1.2rem;">El paladar blando separa la nasofaringe de la bucofaringe.</p> </div> </div>