4.7 APARATO RESPIRATORIO

4.7 APARATO RESPIRATORIO

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El aparato respiratorio son todas las estructuras del cuero que constituyen a la respiración, o al proceso de respirar.  La vía aérea incluye la nariz, boca, garganta, laringe, tráquea, bronquios y bronquiolos.  En los pulmones, el oxígeno pasa a la sangre y el dióxido de carbono es retirado de ella para ser espirado.

Al final, del aparato respiratorio está el diafragma, los músculos de la pared torácica, y los músculos accesorios de la respiración, que permiten los movimientos respiratorios normales.

“vía aérea” suele referirse a la vía aérea superior o el pasaje por encima de la laringe (caja de la voz).

La función del aparato respiratorio consiste en proveer al cuerpo de oxígeno y eliminar el dióxido de carbono.

El intercambio de oxígeno y dióxido de carbono se realiza en los pulmones y en los tejidos.  Es un proceso complejo que ocurre de manera automática, a menos que la vía aérea o los pulmones se enfermen o lesionen.

VÍA AÉREA SUPERIOR

Las estructuras de la vía aérea superior están situadas anteriormente y en la línea media.  La vía aérea superior incluye la nariz y la boca, las cuales conducen a la orofaringe (garganta).  Los orificios nasales conducen a la nasofaringe (por encima del techo de la boca, paladar blando) y la boca a la orofaringe.  Las vías nasales y la nasofaringe calientan, filtran y humedecen el aire cuando respiramos.   El aire entra a la boca más rápido y directamente por ello es menos húmedo que el aire que penetra por la nariz.

Dos conductos de paso están localizados en la parte baja de la laringe: el esófago, por detrás y la tráquea al frente.  Los alimentos y líquidos entran a la laringe y pasan al esófago, que los conduce al estómago.  El aire y otros gases entran a la tráquea y pasan a los pulmones.

Existe una válvula delgada protegiendo la abertura de la tráquea, en forma de hoja, llamada epiglotis.  Esta válvula permite el paso de aire a la tráquea; bajo circunstancias normales impide que alimentos o líquidos entren en ella.  El aire pasa de la epiglotis al interior de la laringe y la tráquea.

VÍA AÉREA INTERIOR

La primera parte de la vía aérea interior es la laringe, un conjunto un tanto complicado de pequeños huesos, cartílagos músculos y las dos cuerdas vocales.  La laringe no tolera ningún material extraño, sea solido o líquido.  Se producirá un episodio violento de tos y espasmo de las cuerdas vocales por contacto con sólidos o líquidos.

La manzana de Adán o cartílago tiroides, se ve fácilmente en la línea media de la parte frontal de la laringe.  El cartílago tiroides esta de hecho en la parte anterior de ella, diminutos músculos abren y cierran las cuerdas vocales,  y controlan la tensión entre ellas.  Los sonidos son creados al forzarse aire a través de las cuerdas vocales haciéndolas vibrar.  Esta vibración produce el sonido.  El tono de sonido cambia al abrirse y cerrarse las cuerdas.  Puede sentir las vibraciones si coloca suavemente lo dedos sobre la laringe al hablar o cantar.  Las vibraciones de aire adquieren forma por la lengua y músculos de la boca, formando sonidos comprensibles.  Inmediatamente por debajo del cartílago tiroides está el cartílago cricoides.

Entre estas dos prominencias esta la membrana cricotiroidea, que se puede sentir con una depresión en la línea media del cuello, inmediatamente por debajo del cartílago tiroides.  Debajo del cartílago cricoides esta la tráquea, la cual tiene aproximadamente 12.7 cm de longitud y es un tubo semirrígido por el cual pasa el aire, formado por anillos de cartílago que están abiertos en su parte posterior.  Esto permite que los alimentos pasen por el esófago, que está situado detrás de ella.  Los anillos de cartílagos evitan que la tráquea se colapse cuando entra y sale aire de los pulmones.  La tráquea termina en la carina y se divide en tubos más pequeños.  Estos tubos son los bronquios principales derecho e izquierdo, los cuales entran a los pulmones.  Cada bronquio principal se ramifica de inmediato en bronquiolos cada vez más pequeños.  Dentro del pulmón derecho se forman tres lóbulos, en el izquierdo hay solo dos.  Cada bronquio provee aire a un lóbulo del pulmón.

LOS PULMONES

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La tráquea, las arterias y venas que van y vienen del corazón y los ligamentos pulmonares mantienen a los dos pulmones en su sitio detrás del tórax.  Cada pulmón está dividido en lóbulos.  El pulmón derecho tiene tres lóbulos: los lóbulos: superior, medio e inferior.  El pulmón izquierdo tiene un lóbulo superior y uno inferior.  Cada lóbulo está dividido adicionalmente en segmentos.  Además dentro de cada pulmón, el bronquio principal se divide gradualmente hasta que termina en una vía aérea muy fina llamada bronquio.  Los bronquios terminan en cerca de 700 millones de sacos parecidos a las uvas llamados alvéolos.

En ellos se realiza el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono.  Las paredes de los alvéolos contienen una red de diminutos vasos sanguíneos (capilares pulmonares) que transportan el dióxido de carbono del cuerpo a los pulmones y el oxígeno de los pulmones al cuerpo.

Los pulmones no pueden expandirse y contraerse por sí solos porque no tienen músculos.  No obstante, existe un mecanismo muy definido para asegurar que sigan los movimientos del tórax; se expandan y contraigan con él.  Cada pulmón está cubierto por una capa de tejido muy lisa y brillante llamada pleura.

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Otra capa de pleura recubre el interior de la cavidad torácica.  Las dos capas se llaman: pleura parietal (recubrimiento de la pared torácica) y la pleura visceral (cubre el pulmón).

Entre la pleura parietal y la visceral está el espacio pleural, espacio “potencial” más que real, en el sentido usual, porque normalmente estas capas están en contacto muy cercano; de hecho, las dos capas están selladas estrechamente entre sí por una delgada película de líquido.  Cuando la pared torácica se expande el pulmón es tirado con ella y se expande por la fuerza ejercida a través de estas superficies pleurales en contacto estrecho.  Normalmente el espacio pleural es muy pequeño y contiene solo la delgada película de líquido pleural, mientras que el pulmón llena enteramente su cavidad torácica.

EL DIAFRAGMA

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El diafragma es único en su género, debido a sus características de musculo, tanto voluntario (esquelético) como involuntario (liso).  Es un musculo en forma de cúpula que divide el tórax del abdomen, y es perforado por dos grandes vasos y el esófago.

Bajo el microscopio presenta estriaciones como el musculo esquelético.  Además esta fijo al arco costal y a las vértebras lumbares, como otros músculos esqueléticos.  Por tanto, en muchas formas se ve como un musculo voluntario; sin embargo, no tenemos un control voluntario completo sobre su función.  Actúa como un musculo voluntario siempre que iniciamos una respiración profunda, tosemos o retenemos la respiración.  Controlamos estas variaciones en la forma que respiramos.

Sin embargo, a diferencia de otros músculos esqueléticos voluntarios, el diafragma realiza una función automática.  La respiración continua mientras dormimos, y en cualquier otro momento.  Aunque podemos retener la respiración, respirar más rápido o lentamente, no lo podemos continuar estas variaciones en el patrón respiratorio de manera indefinida.  Finalmente, cuando la concentración de dióxido de carbono está cerca de modificarse, se restablece la regulación automática de la respiración.  Por tanto, aunque el diafragma se vea como un musculo esquelético voluntario, y este fijo al esqueleto se comporta en su mayor parte, como un musculo involuntario.

Durante la inspiración, el diafragma y los músculos intercostales se contraen.  Cuando el diafragma se contrae, desciende ligeramente y aumenta el tamaño de la caja torácica de arriba abajo.  Cuando los músculos intercostales se contraen elevan las costillas hacia arriba y hacia afuera.  Estas acciones se combinan para aumentar el diámetro de la cavidad torácica en todas sus dimensiones.  La presión dentro de la cavidad cae, y el aire se precipita al interior de los pulmones.

Durante la respiración, el diafragma y los músculos intercostales se alejan.  A diferencia de la inspiración, la espiración no requiere normalmente un esfuerzo respiratorio.  Al relajarse estos músculos, disminuyen todas las dimensiones del tórax, y las costillas y los músculos adoptan una posición normal de reposo.  Cuando el volumen de la cavidad torácica disminuye, el aire en los pulmones es comprimido a un espacio menor, y empujado hacia afuera a través de la tráquea.

FISIOLOGÍA RESPIRATORIA

Cada célula viva del cuerpo requiere de un suministro constante de oxígeno para sobrevivir: por ejemplo, las células del corazón se pueden dañar si el abastecimiento de oxigeno se interrumpe por más de unos cuantos segundos.

Las células del encéfalo y las del sistema nervioso pueden morir después de cuatro a seis minutos sin oxígeno.

Las células del encéfalo y las del sistema nervioso nunca pueden remplazarse y se producen cambios permanentes en el cuerpo, como daño encefálico causado por la falta de oxígeno.

Otras células del cuerpo no son tan vitalmente dependientes de un suministro constante de oxigeno; pueden tolerar periodos cortos sin oxígeno y aun sobrevivir.  Normalmente, el aire que respiramos contiene un 21% de oxígeno y un 78% de nitrógeno con un 1% de cantidades pequeñas de otros gases restantes.

Intercambio de oxígeno y dióxido de carbono

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Al desplazarse la sangre a través del cuerpo, entrega su oxígeno y nutrientes a varios tejidos y células.  El oxígeno pasa de la sangre a los tejidos a través de los capilares.  En el proceso inverso, el dióxido de carbono y los desechos pasan a través de los capilares a la sangre.

Cada vez que respiramos, los alvéolos reciben un suministro de aire rico en oxígeno.  El oxígeno pasa a una fina red de capilares pulmonares, que está en estrecho contacto con los alvéolos.  De hecho, los capilares en los pulmones están situados en las paredes de los alvéolos.  Las paredes de los capilares y de los alvéolos son extremadamente delgadas.  Por tanto, el aire en los alvéolos y la sangre de los capilares están separados por dos capas muy delgadas de tejido (membrana alvéolo-capilar).

El oxígeno y el dióxido de carbono pasan rápidamente a través de capas delgadas de tejido por medio de difusión (proceso conocido como hematosis).  La difusión es un proceso pasivo en el cual se mueven moléculas de una concentración más alta a un área de menor concentración.  Por ejemplo; un gas como el sulfuro de hidrógeno (huevo podrido), se mueve de un área de alta concentración por movimiento espontaneo, hasta que el olor llena el cuarto.  Hay más moléculas de oxígeno en el alvéolo que en la sangre y por lo tanto las moléculas de oxigeno se mueven del alvéolo a la sangre.  Como hay más moléculas de dióxido de carbono en la sangre que en el alvéolo, el dióxido de carbono se mueve de la sangre al alvéolo.

La sangre no usa todo el oxígeno inspirado al pasar por el cuerpo.  El aire respirado contiene 16% de oxígeno y de 3 a 5% de dióxido de carbono; el resto es nitrógeno.

Este 16% de concentración de oxigeno es adecuado para dar soporte a la ventilación artificial.   Así pues si le proporciona ventilaciones artificiales a un paciente que no está respirando, ese paciente está recibiendo una concentración de oxigeno del 16% en cada ventilación.

Control de la respiración

El encéfalo o más específicamente, un área del tallo cerebral, controla la respiración.

Esta área es una de las partes más protegidas del sistema nervioso, situada profundamente en el cráneo.  Los nervios en esta área actúan como sensores del nivel del dióxido de carbono en la sangre.

El encéfalo controla automáticamente la respiración, si los niveles de dióxido de carbono u oxigeno son demasiado altos o demasiado bajos, de hecho, los ajustes se pueden hacer en solo una respiración por estas razones, una persona no puede retener la respiración indefinidamente, o respirar rápida y profundamente en forma indefinida.

Cuando el nivel de dióxido de carbono se vuelve muy alto, el tallo cerebral envía impulsos hacia abajo, a la médula espinal que causan que el diafragma y los músculos intercostales se contraigan.  Esto aumenta nuestras respiraciones.  Mientras más alto sea el nivel de dióxido de carbono en la sangre, mayor es el impulso para causar respiración.  Una vez que los noveles de dióxido de carbono se vuelven aceptables, disminuye la intensidad y frecuencia de la respiración.

Tenemos también un “sistema de reserva” para el control de la respiración, llamado impulso hipòxico.  Cuando los niveles de oxígeno caen, este sistema también estimulara la respiración.  Existen áreas en el encéfalo, las paredes de la aorta y las arterias carótidas, que actúan como sensores de oxígeno.  Estos sensores se satisfacen fácilmente con niveles mínimos de oxígeno en la sangre arterial.  Por lo tanto nuestro sistema de reserva, el impulso hipòxico, es mucho menos sensible y mucho menos potente que los sensores de dióxido de carbono en el tallo cerebral.

Características de la respiración normal

El patrón respiratorio “normal” es como un sistema de fuelles.  La respiración normal debe presentarse de manera fácil, y no laboriosa.  Tal como un fuelle que se usa para iniciar una hoguera, la respiración es un flujo suave de aire, desplazándose hacia dentro y hacia afuera de los pulmones.  La respiración normal tiene las siguientes características:

  • Frecuencia y profundidad normal (volumen de ventilación pulmonar).
  • Ritmo o patrón de inspiración y espiración normal.
  • Buenos campos pulmonares audibles en ambos lados del tórax.
  • Movimiento de abdomen.

Patrones respiratorios inadecuados en adultos

Un adulto que está despierto, alerta y hablando, no tiene problemas inmediatos en la vía aérea o respiración.  Sin embargo, debe mantener oxigeno suplementario a mano para asistirlo en la respiración si es necesario.  Un adulto que no está respirando bien, parecerá que está trabajando arduamente para respirar.  Este tipo de patrón respiratorio se llama respiración laboriosa, pues requiere de esfuerzo y puede implicar a los músculos accesorios.

La persona puede también estar respirando ya sea muy lentamente (memos de 8 respiraciones por minuto) o muy rápido (más de 24 respiraciones por minuto).  Un adulto que está respirando normalmente tendrá de 12 a 20 respiraciones por minuto.

Con un patrón respiratorio normal los músculos accesorios no se están usando.

Con una respiración inadecuada, en especial un niño, puede usar los músculos accesorios del tórax, cuello y abdomen.  Otros signos de que una persona no está respirando de manera adecuada o normal son los siguientes:

  • Retracciones musculares arriba de las clavículas (supraclaviculares), entre las costillas (tiraje intercostal) y debajo del apéndice xifoides (retracción xifoidea, especialmente en niños).
  • Piel pálida o cianótica (azul)
  • Piel fría, húmeda (pegajosa)
  • Posición en tripiè (posición en la cual el paciente está inclinado hacia el frente con los dos brazos estirados hacia adelante y apoyados sobre alguna superficie).

Un paciente puede parecer que respira después de que se ha parado el corazón.  Estas respiraciones jadeantes ocasionales se llaman respiraciones agónicas y ocurren cuando el centro respiratorio en el encéfalo continúa enviándole señales a los músculos respiratorios. Estas respiraciones no son adecuadas porque son lentas y generalmente superficiales.

Debe asistir la ventilación del paciente que presente respiraciones agónicas.

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