Unidad respiratoria. Membrana respiratoria. Regulación de la respiración.

El ciclo respiratorio consta de dos fases la inspiración y la espiración.

Durante la inspiración el aire procedente del exterior penetra por las vías respiratorias superiores e inferiores hasta llegar a las últimas divisiones que son los alveolos. Existen alrededor de 300 millones de alveolos lo cual representa alrededor de 150 millones por cada pulmón.

La unidad funcional respiratoria consta de 3 partes:

1.- Alveolo.

2.-Capilares.

3.- Espacio intersticial.

Cada alveolo está rodeado por varios capilares y separados de ellos por un espacio intersticial. Los capilares pulmonares son las últimas divisiones de la arteria pulmonar que reciben sangre con hb reducida, se produce en ellos la hematosis (entra o2 y sale co2), y drenan hacia la aurícula izquierda a través de las 4 venas pulmonares, llevando sangre con Hb oxigenada.

Espacio intersticial

Esta entre la pared del alveolo y la pared del capilar, normalmente es muy estrecho, de menos de 1 micra de ancho para evitar que exista una gran distancia entre alveolo y capilar y se mantenga una gran velocidad de difusión de gases.

El espacio intersticial drena vía capilares linfáticos, al conducto torácico y a la aurícula derecha. Se calcula que su capacidad máxima de drenaje es cuando existen 25 mmHg de presión en el espacio intersticial.

Si aumenta el volumen y la presión de líquido por encima de esta cifra, rompen las paredes de los alveolos y capilares produciéndose una acumulación de una mezcla de aire, líquido y glóbulos rojos llamada hemoptisis  que al ser expulsada por las vías respiratorias sale en forma de espuma sanguinolenta.

Durante la espiración el aire recorre el mismo camino pero en sentido inverso, haciendo salir aire de los alveolos al exterior.

Para lograr esto la caja Torácica debe realizar movimientos inspiratorios y espiratorios determinados por varios músculos que elevan la caja Torácica o la comprimen.

MÚSCULOS INSPIRATORIOS

El diafragma es el principal músculo inspiratorio separa la caja Torácica del abdomen. Es un musculo estriado cuyas fibras se orientan en forma radial desde su zona central que es fundamentalmente tendinosa a las estructuras óseas periféricas. Su riego sanguíneo y su tolerancia a la fatiga son mucho mayores que la de otros músculos esqueléticos. Cuando el diafragma se contrae, se produce un descenso de su cúpula lo cual aumenta el diámetro antero posterior y transverso de la caja torácica.

Otros músculos colaboran con el diafragma cuando pasamos de una inspiración normal a una inspiración forzada: músculos escalenos, esternocleidomastoideo, el dorsal ancho, y la contracción de los músculos intercostales externos. Todos colaboran para la inspiración forzada.

MÚSCULOS ESPIRATORIOS

En condiciones de reposo la espiración es un fenómeno pasivo, debido a las propiedades elásticas retractiles de las estructuras torácicas si no existe alguna enfermedad que altere el proceso.

En cambio durante el ejercicio intenso o en presencia de enfermedades obstructivas de las vías aéreas dificultan la salida de aire, por lo cual deben intervenir un grupo de músculos para forzarla. Estos músculos son los rectos anteriores abdominales y los músculos intercostales internos. Esto lleva la posibilidad de realizar esfuerzos espiratorios violentos como la tos, el estornudo, y en caso de espasmo bronquial.

DIVISIONES BRONQUIALES.

Existen alrededor de 32 divisiones bronquiales de modo que cada bronquio da lugar a 2 ramales que sucesivamente producen una progresión geométrica: 2-4-8 16-16 duplicando sucesivamente el número de bronquios. Al llegar a la último división número 32 existirán   alrededor de 150.000.000 de bronquiolos terminales- alveolos en cada pulmón.

La divisiones bronquiales 1 a la 16 reciben preferentemente inervación parasimpática por el X par craneal  (Cardio neumogástrico) cuya estimulación produce  bronco constricción y aumento de la secreciones bronquiales, efecto no beneficioso para el proceso respiratorio.

La divisiones bronquiales 17 a 32 reciben inervación simpática, cuya estimulación produce bronco dilación, lo cual sí es beneficioso para el proceso respiratorio.

Si queremos mejorar la ventilación pulmonar  debemos administrar 2 tipos de fármacos:

Atropina o sus derivados que bloquean los receptores muscarínicos para la acetilcolina  (parasimpáticolítico), que dilatan los bronquios y disminuyen las secreciones. Además un estimulante del simpático como el Salbutamol que dilatan las últimas divisiones bronquiales.

La membrana respiratoria

Es el conjunto de estructuras que deben cruzar los gases entre el alveolo y el capilar pulmonar. Está compuesta por 6 ítems que son los siguientes yendo desde el alveolo hacia el capilar:

1. Una mono capa de líquido que cubre la superficie interior del alveolo y que contiene el surfactante (dipalmitoillecitina).

2. El epitelio alveolar, formada por neumocitos tipo 1 y neumocitos tipo 2

Este último sintetiza el surfactante.

3. La membrana basal alveolar.

4. El espacio intersticial entre alveolo y capilar pulmonar.

Contiene una delgada capa de líquido. Drena vía capilares linfáticos – conducto torácico – vena cava superior – aurícula derecha.

5. membrana basal capilar.

6. endotelio capilar.

A pesar de ser 6 capas, la membrana respiratoria tiene un espesor muy delgado, solo de 0.5 micras, en cambio si tomamos en cuenta la superficie total de los 300 millones de alveolos, su área es muy amplia de 70 a 100 metros cuadrados.

Difusión de gases a través de la membrana   

La pO2 del alveolo es de 104 mmHg, mientras que la pO2 de la sangre capilar que se pone en contacto con los alveolos que regresa de los tejidos periféricos, es solo de 40mmHg, por tanto el O2 se desplaza de alveolo hacia el capilar con un gradiente de presión de 64mmHg.

En cambio el CO2 en la sangre capilar pulmonar tiene una pCO2 de 45mmHg, producto del metabolismo celular periférico y en el aire alveolar es solo de 40mmHg, por tanto el CO2 sale desde el capilar hacia el alveolo con una diferencia de presión de 5mmHg; debemos recordar que la capacidad de difusión de CO2 es 20 veces mayor que el O2.

Este proceso se llama hematosis, se realiza en un tiempo muy corto, menos de 1 segundo, pero basta para que la Hb de los glóbulos rojos se sature al 100%, que es el valor con que la sangre se dirige por las 4 venas pulmonares a la aurícula izquierda.