Función

El sistema respiratorio lleva a cabo el intercambio gaseoso, es decir, la entrada de O2 y la eliminación de CO2. Este proceso ocurre en tres niveles:

  1. Entre la atmósfera y los pulmones
  2. Entre los pulmones y el sistema sanguíneo
  3. Entre el sistema sanguíneo y las células

Vías Aéreas

Las vías aéreas se dividen en tres zonas:

  1. Vías de conducción (0-16): Transportan el aire hacia los pulmones.
  2. Zona de transición (17-19): Zona intermedia entre las vías de conducción y la zona respiratoria.
  3. Zona respiratoria (20-23): Donde ocurre el intercambio gaseoso. Se compone del conducto alveolar y del saco alveolar.

Gradiente de Presión Transmural

Es la diferencia entre la presión alveolar y la presión pleural. Este gradiente es esencial para mantener los alveolos abiertos y permitir el intercambio gaseoso.

Surfactante Pulmonar

Sustancia secretada por el retículo endoplasmático que estabiliza los alveolos, reduce la tendencia al colapso, disminuye el trabajo respiratorio, incrementa la distensibilidad pulmonar y participa en la homeostasis del fluido alveolar y en los mecanismos de defensa.

Músculos Inspiratorios

  1. Diafragma: Principal músculo inspiratorio, responsable de 2/3 del aire que entra en los pulmones durante la respiración tranquila.
  2. Intercostales y accesorios: Músculos que asisten al diafragma durante la inspiración.

Relación Volumen/Presión (V/P)

Esta relación está relacionada con la distensibilidad, es decir, la capacidad de expansión del tórax y los pulmones. Describe los cambios de volumen que experimenta el pulmón frente a los cambios de presión.

Respiración Tranquila

Inspiración

El proceso de inspiración se inicia en el cerebro, con la excitación de las fibras eferentes de los músculos inspiratorios. Esto provoca la contracción del diafragma, aumentando el volumen torácico y disminuyendo la presión intrapleural. Como resultado, el gradiente de presión transmural aumenta, expandiendo los alveolos y haciendo que la presión alveolar sea menor que la presión atmosférica. Esto permite que el aire entre en los alveolos.

Espiración

Cuando el cerebro cesa el comando de inspiración, los músculos inspiratorios se relajan, disminuyendo el volumen torácico y haciendo que la presión intrapleural sea menos negativa. El gradiente de presión transmural disminuye, reduciendo el volumen alveolar y haciendo que el aire salga de los alveolos.

Ventilación

Volumen Corriente

Volumen de aire que circula en cada respiración en reposo (alrededor de 500 ml).

Ventilación Pulmonar Total

Cantidad total de aire que entra y sale de los pulmones por minuto (alrededor de 6 litros). Se calcula multiplicando la frecuencia respiratoria por el volumen corriente.

Espacio Muerto Anatómico

Volumen de aire que queda en la zona de conducción y no participa en el intercambio gaseoso (alrededor de 150 ml, 1/3 del volumen corriente).

Ventilación Alveolar

Cantidad de aire que llega a la zona respiratoria por minuto. Se calcula restando el volumen del espacio muerto anatómico al volumen corriente y multiplicando por la frecuencia respiratoria.

Intercambio Gaseoso

El intercambio gaseoso se produce en la barrera alveolo-capilar por difusión simple, debido a las diferencias de presión parcial de los gases y al área de superficie disponible.

Volúmenes Pulmonares

  • Volumen espiratorio de reserva: Aire adicional que se puede exhalar después de una espiración tranquila.
  • Capacidad inspiratoria: Volumen máximo de aire que se puede inhalar después de una espiración tranquila.
  • Capacidad residual funcional: Aire que queda en los pulmones después de una espiración tranquila.
  • Volumen residual: Aire que queda en los pulmones después de una espiración máxima.
  • Capacidad vital: Volumen máximo de aire que se puede exhalar después de una inspiración máxima.
  • Capacidad pulmonar total: Volumen máximo de aire que pueden contener los pulmones.

Estos volúmenes se pueden medir con una espirometría, excepto el volumen residual.

Resistencia al Flujo de Aire

El flujo de aire depende del gradiente de presión y de la resistencia que oponen las vías aéreas. Las vías aéreas superiores son responsables del 80% de la resistencia. El radio de las vías aéreas, y por tanto la resistencia, se ve afectado por el tono del músculo liso bronquial y la presión transmural.

El sistema nervioso autónomo también influye en el calibre de las vías aéreas: el parasimpático produce broncoconstricción y aumento de las secreciones, mientras que el simpático produce broncodilatación y disminución de las secreciones.

Difusión de Gases

La difusión de O2 y CO2 ocurre entre los alveolos y la sangre. El O2 se mueve desde los alveolos hacia la sangre, mientras que el CO2 se mueve en sentido contrario. La resistencia al flujo sanguíneo es el principal factor que condiciona la difusión.

Trabajo Respiratorio

El trabajo respiratorio es necesario para movilizar el tórax y los pulmones. Se divide en dos tipos:

  • Trabajo elástico: Trabajo para vencer la resistencia elástica del tórax, el tejido pulmonar y la tensión superficial de los alveolos.
  • Trabajo resistivo: Trabajo para vencer la resistencia de las vías aéreas.

Transporte de O2

El O2 se transporta en la sangre unido a la hemoglobina. Cada molécula de hemoglobina puede transportar cuatro moléculas de O2. La unión O2-hemoglobina es reversible, lo que permite la liberación de O2 a los tejidos.

Control Respiratorio

El bulbo raquídeo es el centro regulatorio de la respiración involuntaria. El control voluntario de la respiración está a cargo del tálamo.

Existen dos tipos de quimiorreceptores que detectan cambios en la presión parcial de O2 (PaO2), la presión parcial de CO2 (PaCO2) y el pH:

  • Quimiorreceptores centrales: Ubicados en el bulbo raquídeo, detectan cambios en la PaCO2 y el pH.
  • Quimiorreceptores periféricos: Ubicados en los cuerpos carotídeos y aórticos, detectan cambios en la PaO2, PaCO2 y el pH.

Estos quimiorreceptores envían información al centro respiratorio, que ajusta la frecuencia y la profundidad de la respiración para mantener la homeostasis de los gases sanguíneos.