El aparato respiratorio

Para poder generar la energía que precisan sus células, los seres vivos necesitan tomar no solamente ciertas sustancias nutrientes de su medio ambiente, sino también un elemento fundamental en los procesos metabólicos: el oxígeno. La respiración es el proceso por el cual los organismos vivos absorben oxígeno y liberan dióxido de carbono: por medio de la respiración, el oxígeno es trasferido a las células y el dióxido de carbono, resultante del metabolismo, es expulsado fuera del organismo. Todos los seres vivos pluricelulares cuentan con alguna forma de aparato respiratorio.

En el ser humano, el aparato o sistema respiratorio trabaja junto con el circulatorio para aportar oxígeno a las células del organismo y eliminar el dióxido de carbono. La ventilación pulmonar (lo que en forma imprecisa llamamos respiración) en el proceso de inspiración y espiración del aire, que accede y se expulsa del principal órgano del sistema, los pulmones, a través de las vías respiratorias; pero el intercambio gaseoso se realiza a través de las membranas celulares tanto de los pulmones (respiración exógena) como de los tejidos corporales (respiración endógena).

Las vías respiratorias

Las vías respiratorias limpian, calientan y humedecen el aire durante su viaje hacia los pulmones. Se dividen en dos porciones: las vías respiratorias superiores y las inferiores. Las superiores incluyen la nariz, la cavidad nasal, la faringe y la laringe, y las inferiores, la tráquea, los bronquios y el árbol bronquial.

La nariz posee dos orificios que constituyen la vía de entrada del flujo de aire. Los pelillos que recubren su interior atrapan las partículas de suciedad impidiendo que entren en las vías respiratorias. La nariz se continúa en un gran espacio, la cavidad nasal, situada en la base del cráneo y recubierta por una mucosa provista de finos cilios. La mucosidad humedece el aire inhalado y atrapa las partículas de polvo, y los cilios transportan parte de esta mucosidad hacia la garganta, donde es escupida o deglutida. En el segundo caso, los ácidos gástricos se encargan de eliminar las bacterias perjudiciales. Los pequeños vasos sanguíneos de la nariz y de la cavidad nasal liberan calor para calentar el aire entrante.


Vías respiratorias

A continuación, el aire abandona la cavidad nasal y entra en la faringe y luego en la laringe, que se halla rodeada por un armazón de cartílago (tejido conjuntivo blanco y resistente) y está cubierta por la epiglotis, una membrana de cartílago elástico que se abre y se cierra a modo de tapadera. Durante la respiración, la epiglotis se abre para que el aire pase a la laringe, pero al deglutir se cierra, impidiendo que las partículas sólidas (alimento) y los líquidos se desvíen hacia la tráquea. Si por azar cualquier otro cuerpo diferente del aire entra en la tráquea, es automáticamente expelido al exterior por medio de la tos.

El aire entra seguidamente en la tráquea, órgano situado en el cuello. La tráquea está revestida por una mucosa que presenta anillos de cartílago en forma de C que refuerzan su pared. Las fibras elásticas de la pared de la tráquea permiten los movimientos de expansión y contracción durante la respiración, mientras que los anillos de cartílago evitan que la tráquea se colapse. A la altura del esternón, la tráquea se bifurca en dos conductos, derecho e izquierdo, que reciben el nombre de bronquios. Cada uno de ellos penetra en su pulmón correspondiente.

Los pulmones

Los pulmones son dos órganos en forma de cono situados en la cavidad torácica y separados entre sí por el corazón. El pulmón derecho es algo más grande que el izquierdo. Ambos pulmones se hallan rodeados por un saco, la pleura, membrana de dos capas que los protege. La capa externa de la pleura está unida a la pared de la cavidad torácica, mientras que la interna recubre y protege cada uno de los pulmones; el fluido existente entre capas membranosas, denominado líquido pleural, reduce la fricción a fin de favorecer los movimientos pulmonares durante la respiración.

Los pulmones están divididos en lóbulos, cada uno de los cuales recibe su propia ramificación bronquial. Dentro de los pulmones, los bronquios se van bifurcando en conductos cada vez más pequeños hasta ramificaciones diminutas, denominadas bronquiolos terminales, cuyo diámetro no sobrepasa los 0,5 milímetros. Estas ramificaciones que como una red se extienden por el interior de los pulmones reciben el nombre de árbol bronquial.


Pulmones y alvéolos

Los bronquiolos terminales acaban en unos saquitos de aire de paredes muy delgadas denominados alvéolos. Una persona de mediana edad está provista de un total de casi setecientos millones de alvéolos llenos de gas en los pulmones, que proporcionan una gran superficie para el intercambio gaseoso. Una red de capilares rodea cada alvéolo; a medida que la sangre fluye por estos vasos y el aire llena los alvéolos, se produce el intercambio gaseoso: el oxígeno abandona los alvéolos para entrar en los capilares, mientras el dióxido de carbono abandona los capilares para entrar en los alvéolos.

Este proceso, denominado respiración exógena, hace que la sangre se desprenda del dióxido de carbono y abandone los pulmones cargada con oxígeno. Cuando esta sangre rica en oxígeno llega a las células del cuerpo, se produce la respiración endógena. El oxígeno difunde, es decir, se mezcla en el fluido tisular y a continuación penetra dentro de la célula. Paralelamente, el dióxido de carbono generado por las células difunde en el fluido tisular y pasa a los capilares. Esta sangre cargada con dióxido de carbono vuelve a los pulmones para iniciar un nuevo ciclo.

La respiración

A través de la respiración se produce el intercambio gaseoso entre el aire externo y los alvéolos de los pulmones. La expansión pulmonar se realiza por medio de dos importantes músculos: el diafragma y los músculos intercostales. El primero es una capa muscular en forma de cúpula o de bóveda situada debajo de los pulmones que separa la cavidad torácica de la abdominal. Los músculos intercostales están situados, como su nombre indica, entre las costillas.

Los nervios cerebrales envían impulsos al diafragma y a los músculos intercostales para estimularlos a contraerse o relajarse. Cuando el diafragma se contrae, se mueve hacia abajo, de manera que la bóveda se aplana, aumentando el tamaño de la cavidad torácica. Cuando los músculos intercostales se contraen, tiran de las costillas hacia arriba y hacia fuera contribuyendo también a que el tamaño de la caja torácica sea mayor.


Mecánica de la respiración

En la inspiración, cuando el diafragma y los músculos intercostales se contraen, expanden los pulmones. Como consecuencia de esta expansión, la presión dentro de los pulmones se hace negativa con respecto a la presión del aire atmosférico, por lo que los alvéolos aspiran el aire procedente de las vías respiratorias. En la espiración ocurre el proceso contrario: el diafragma se relaja, recuperando su forma de bóveda bajo la cavidad torácica, mientras los músculos intercostales se relajan, con lo cual las costillas recuperan su posición original. La disminución del volumen de la caja torácica aumenta la presión en los pulmones, lo que obliga a expulsar el aire hacia fuera.

Un adulto sano inspira y espira aire unas doce veces por minuto, pero este promedio varía si se practica deporte o por otros factores. La capacidad total pulmonar es de unos seis litros. En circunstancias normales, un adulto inspira y espira alrededor de medio litro de aire en cada bocanada, aunque sólo tres cuartas partes de este aire llegará a los alvéolos, pues el resto permanece en las vías respiratorias. Independientemente del volumen de aire inspirado o expelido, los pulmones siempre tienen una pequeña reserva de unos 1,2 litros de aire que mantiene los alvéolos y bronquiolos parcialmente llenos en cualquier momento.

Trastornos respiratorios

El aparato respiratorio está expuesto a los gérmenes que el aire transporta y a la contaminación ambiental. Algunos trastornos respiratorios son relativamente leves y, desafortunadamente, bastante frecuentes. El exceso de mucosidad, la tos y los estornudos son síntomas de un resfriado, que es la inflamación de la mucosa que reviste la nariz y la cavidad nasal. Virus, bacterias y alergenos pueden causar un resfriado.

Debido a la continuidad del revestimiento interno de las vías aéreas, las infecciones de la cavidad nasal a menudo se propagan por las vías respiratorias, provocando por ejemplo una laringitis, o inflamación de las cuerdas vocales, que se manifiesta con ronquera y pérdida de la voz. Las laringitis pueden estar causadas por una infección vírica, por sustancias químicas irritantes transportadas por el aire y por el uso excesivo de la voz.

La neumonía, o inflamación de los alvéolos, suele estar producida por bacterias o por virus. Durante un ataque de neumonía, los alvéolos inflamados se llenan de fluidos y bacterias muertas (pus), lo que dificulta la respiración. El paciente presenta fiebres, escalofríos, dolores torácicos, expulsión de flema con la tos y, a veces, de sangre.

Los pacientes afectos de bronquitis, o inflamación de los bronquios, también eliminan una densa flema cuando tosen. Existen dos tipos de bronquitis, la aguda y la crónica. La primera puede ser una complicación de un resfriado o de una gripe o el resultado de una infección bacteriana, del hábito tabáquico o de la contaminación ambiental. La bronquitis aguda suele resolverse en un breve lapso de tiempo. La bronquitis crónica, en cambio, es una enfermedad de larga duración causada principalmente por la contaminación ambiental y el hábito de fumar. Se manifiesta en una tos persistente y en la congestión de las vías respiratorias.

En el enfisema, también causado por el tabaco, se destruyen las paredes de los alvéolos y, como consecuencia, éstos se fusionan formando unas grandes bolsas que retienen el aire; al disminuir la superficie para el intercambio gaseoso, el paciente presenta serias dificultades para espirar. El sobreesfuerzo que supone la espiración de aire acaba provocando, con el paso de los años, que el tórax se ensanche y adopte una forma de barril. El organismo no tiene la capacidad de restituir los tejidos pulmonares dañados, por lo que esta afección conduce a la insuficiencia respiratoria.

El asma es un trastorno del sistema nervioso. Aunque su etiología es desconocida, se sabe que las alergias pueden provocar una crisis asmática. Los mensajes nerviosos provocan fuertes espasmos musculares en los pulmones que producen el estrechamiento o el cierre de los bronquiolos. Con frecuencia se observa una tirantez en el tórax que traduce la dificultad para respirar. Las crisis asmáticas se manifiestan con intervalos irregulares y su intensidad es muy variable.

El cáncer de pulmón es la primera causa de muertes por cáncer en los varones y la segunda, después del cáncer de mama, en las mujeres. El principal agente responsable es el hábito de fumar; la contaminación ambiental, los minerales radiactivos y el asbesto también son factores desencadenantes. Los síntomas de esta enfermedad son tos crónica por bronquitis, expulsión de sangre, falta de aliento y dolor torácico. El cáncer de pulmón puede diseminarse a toda la región pulmonar y, si no es controlado, a cualquier parte del organismo.