Una persona normalmente traga más de medio litro de moco nasal cada día, e inclusive más durante una infección o una reacción alérgica. La parte posterior de las cavidades nasales es continua con la región de la garganta o faringe. El aire encuentra su camino hacia la faringe sin importar que la respiración sea por la nariz o por la boca. Una abertura en el lecho de la faringe conduce a la laringe. Debido a que la laringe contiene las cuerdas vocales, también se denomina “caja de la voz”. Cartílago incrustado en su pared impide que la laringe se colapse y la endurece al tacto cuando se le toca a través del cuello.
Al tragar, un apéndice de tejido denominado epiglotis cierra automáticamente la laringe de modo que los alimentos y líquidos entren al esófago en vez de a la vía respiratoria inferior. Si este mecanismo falla y entra materia a la sensible laringe, un reflejo de tos expulsa el material. A pesar de estos mecanismos, algunas veces ocurre asfixia. De la laringe, el aire pasa hacia la tráquea cuyo colapso es evitado por anillos de cartílago en su pared. La tráquea se divide en dos ramas, los bronquios; cada uno conectado a un pulmón.
Tanto la tráquea como los bronquios están revestidos por una membrana mucosa que contiene células ciliadas, las cuales atrapan partículas de tamaño mediano que escapan de los mecanismos de limpieza de la nariz y la laringe. El moco que contienen estas partículas es agitado constantemente hacia arriba por los cilios hacia la faringe, donde periódicamente es tragado. Este mecanismo, que funciona como un elevador de moco propulsado por cilios, ayuda a mantener la materia extraña fuera de los pulmones.
¿Cómo liberar la vía aérea?
Los pulmones son dos grandes órganos esponjosos que ocupan la cavidad torácica (el pecho). El pulmón derecho está dividido en tres lóbulos; el izquierdo, en dos. Cada pulmón está cubierto por una membrana pleural, que forma un saco continuo que envuelve al pulmón y se extiende hacia afuera para convertirse en el revestimiento de la cavidad torácica. La cavidad pleural es el espacio entre las membranas pleurales. Una película de fluido en la cavidad pleural proporciona lubricación entre los pulmones y la pared del pecho. Debido a que el pulmón consta en gran parte de tubos de aire y tejido conectivo elástico, es un órgano esponjoso y flexible con un área superficial interna muy grande para el intercambio de gases. Dentro de cada pulmón los bronquios se bifurcan, volviéndose progresivamente más cortos, estrechos y numerosos, en forma semejante a las ramas de un árbol. Las pequeñas ramas dan origen a los todavía más pequeños bronquiolos en cada pulmón que terminan en un grupo de minúsculos sacos de aire, los alveolos. Cada pulmón humano contiene más de 200 millones de alveolos, ¡lo que representa un área superficial de aproximadamente el tamaño de una cancha de tenis! Cada alveolo está revestido por una sola capa delgada en extremo de células epiteliales. Los gases se difunden libremente a través de la pared del alveolo y hacia los capilares que lo rodean. Sólo dos capas celulares delgadas, el epitelio de la pared alveolar y el epitelio de la pared capilar, separan el aire contenido en el alveolo de la sangre.
- fosas nasales
- cavidades nasales
- faringe
- laringe
- tráquea
- bronquios
- bronquiolos
- alveolos
La ventilación es el proceso mecánico de mover aire del entorno hacia los pulmones y expulsarlo de éstos. Inhalar aire se denomina inhalación o inspiración; expulsar aire es la exhalación o expiración. La cavidad torácica está cerrada, de modo que el único aire que puede entrar lo hace a través de la tráquea. (Cuando el pecho es perforado; por ejemplo, por una costilla fracturada o una herida de bala, el aire entra al espacio pleural y el pulmón se colapsa).
La exhalación ocurre cuando el diafragma se relaja. El volumen de la cavidad torácica disminuye, aumentando la presión en los pulmones hasta 2 o 3 mm Hg por arriba de la presión atmosférica. Los millones de sacos de aire distendidos se desinflan parcialmente y expulsan el aire inhalado. Luego, la presión vuelve a su valor normal y el pulmón está listo para otra inhalación. En resumen: durante la inhalación los millones de alveolos se llenan de aire como si fuesen globos diminutos. Luego, durante la exhalación, el aire sale de los alveolos, desinflándolos parcialmente.
Durante la inhalación profunda o forzada, los músculos intercostales externos también se contraen, empujando la caja torácica hacia arriba y hacia fuera. Esto incrementa aún más el volumen de la cavidad torácica y más aire se mueve hacia los pulmones. Durante la exhalación forzada, los músculos de la pared abdominal y los músculos intercostales internos se contraen, empujando el diafragma hacia arriba y las costillas hacia abajo. Esto disminuye el volumen de la cavidad torácica y expulsa el aire de los pulmones. Algo del trabajo para estirar el tórax y los pulmones se emplea para expandir tejido conectivo elástico. También se requiere trabajo para superar la fuerza de cohesión de las moléculas de agua asociadas con las membranas pleurales. Las fuerzas entre las moléculas de agua producen una tensión superficial que resiste el estiramiento. El trabajo de respirar es reducido por surfactantes pulmonares, una mezcla de fosfolípidos semejante a un detergente secretada por células epiteliales especializadas en el revestimiento de los alveolos. Los surfactantes pulmonares se dispersan entre las moléculas de agua, reduciendo su fuerza de cohesión. Esta acción reduce notablemente la tensión superficial del agua, impide que los alveolos se colapsen y reduce la energía requerida para estirar los pulmones. Los bebés prematuros a menudo son incapaces de producir surfactantes, lo que ocasiona síndrome de dificultad respiratoria.
La cantidad de aire respirado es mensurable
La cantidad de aire movido hacia dentro y fuera de los pulmones con cada respiración en reposo se denomina volumen corriente. Su valor normal es de alrededor de 500 mL. Una gran cantidad de aire viciado queda en los pulmones durante la respiración normal en reposo. El volumen de aire que queda en los pulmones al final de una expiración máxima es el volumen residual (de alrededor de 1200 mL).
La capacidad vital es la cantidad máxima de aire que una persona puede exhalar después de llenar los pulmones a su máxima extensión (alrededor de 4500 mL). La capacidad vital es una medida útil de la capacidad funcional de los pulmones
El sistema respiratorio suministra oxígeno a los alveolos, pero si el oxígeno se quedara en los pulmones, todas las demás células del cuerpo morirían pronto. El vínculo vital entre los alveolos y las células del cuerpo es el sistema circulatorio. Los capilares pulmonares llevan a la sangre muy cerca del aire alveolar. Cada alveolo sirve como un minúsculo depósito a partir del cual el oxígeno se difunde en la sangre.
Las moléculas de oxígeno pasan de manera eficiente por simple difusión desde los alveolos, donde están más concentradas, hacia la sangre en los capilares pulmonares, donde están menos concentradas. Al mismo tiempo, el bióxido de carbono se mueve de la sangre, donde está más concentrado, hacia los alveolos, donde está menos concentrado. Cada gas se difunde a través de la única capa de células que reviste a los alveolos y la única capa de células que reviste a los capilares.
La concentración de oxígeno en las células es menor que en los capilares que entran a los tejidos y la concentración de bióxido de carbono es más alta en las células que en los capilares. A medida que la sangre circula por los capilares de un tejido como el cerebro o músculo, el oxígeno se mueve por simple difusión de la sangre a las células y el bióxido de carbono se mueve de las células hacia la sangre.
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