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APARATO RESPIRATORIO

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Academic year: 2021

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APARATO RESPIRATORIO

Para poder utilizar los nutrientes y obtener energía para vivir, el cuerpo necesita oxígeno. La respiración no sólo consiste en aspirar y espirar aire, sino que debe ser transportado desde los pulmones hasta todas las células del cuerpo.

De esta manera el aire es inspirado y a nivel de los pulmones tiene llegar el llamado intercambio de gases mediante el cual el oxígeno se introduce en la sangre (en los glóbulos rojos) y es transportado por todo el cuerpo.

El intercambio de gases entre el medio ambiente y la sangre se realiza a través de las vías respiratorias divididas en vías respiratorias altas y vías respiratorias bajas.

Estructura y función del sistema respiratorio

El sistema respiratorio comienza en la cavidad nasal, continua en la laringe, tráquea, bronquios, bronquiolos para terminar en los sacos alveolares del pulmón. Estas estructuras presentan marcadas diferencias tanto en su estructura anatómica como arquitectura tisular que les permiten formar una primera barrera de defensa frente a la penetración y agresión por parte de agentes patógenos, es decir, inductores de enfermedad. Así, la región vestibular de la cavidad nasal se encuentra tapizada por un revestimiento o epitelio escamoso queratinizado, altamente resistente que protege de traumas a nivel de la interfase entre el medio externo y el comienzo del aparato respiratorio. Además posee folículos pilosos que permiten formar un filtro para evitar la entrada de polvo y algunas partículas. En cambio, la zona inmediatamente vecina llamada región respiratoria de la cavidad nasal está tapizada por un epitelio simple y delicado ya que cuenta con la presencia de terminaciones nerviosas que participan en fenómenos de olfacción. Aquí, como en otras regiones del aparato respiratorio, es importante la presencia de células productoras de mucus y células que presentan cilios. Estas reaparecen desde tráquea hasta bronquiolos. El mucus permite atrapar partículas y agentes patógenos y los cilios realizan un barrido con movimiento retrógrado, principalmente hacia la faringe, donde el material es deglutido.

La tráquea es una estructura cilíndrica que va sufriendo bifurcaciones que dan origen a bronquios y bronquiolos que en estructura y función son similares a la tráquea, pero van disminuyendo de diámetro, después de cada bifurcación (hasta 1-2mm). Los bronquiolos

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finalmente se abren en la red de alvéolos pulmonares donde se realiza el intercambio gaseoso que conduce a la oxigenación de la sangre. A nivel de los alvéolos no existen células productoras de mucus ni células ciliadas por lo que la eliminación de agentes patógenos es realizada por los macrófagos que son células capaces de fagocitarlos y de degradarlos.

El aparato respiratorio cumple una serie de funciones a parte de la de intercambio gaseoso, tales como regulación de la temperatura y humedad del aire, olfacción, fonación, reservorio de sangre, mantención del balance acido-base y metabolización de materiales bioactivos.

A nivel de los alveolos, se encuentran dos tipos de células epiteliales formando la pared alveolar. El neumocito tipo I, que corresponde a un 60% de las células alveolares y participan en el intercambio gaseoso. El neumocito tipo 11, que comprende un 40% de las células alveolares y es la célula progenitora del neumocito tipo I. Otra función importante del neumocito tipo II es la producción de surfactante, sustancia lipídica secretada hacia los alveolos para alterar la tensión superficial y por lo tanto prevenir un completo colapso de los pulmones durante la expiración:

Mecanismos de defensa del sistema respiratorio

-Filtración aerodinámica: El diseño anatómico del tracto respiratorio, con múltiples sitios de turbulencia y bifurcación, es efectivo en limitar la penetración de grandes partículas al tracto respiratorio superior. Partículas de 10um o mayores, generalmente precipitan en el tracto respiratorio superior, mientras partículas de 2 a 10um son generalmente atrapadas en el árbol bronquial. Partículas más pequeñas pueden alcanzar las vías aéreas terminales y alveolos.

-Transporte mucociliar: Las partículas que se detienen en el tracto respiratorio más arriba que a nivel del alveolo, son sometidas a eliminación a través del transporte mucociliar. Este sistema altamente eficiente es afectado por infecciones virales, humo de cigarrillo y otros factores que tienen un efecto ciliostático, que hace a un individuo más susceptible a infecciones respiratorias.

-Macrófagos alveolares: Las partículas que llegan hasta el alveolo son eliminadas principalmente por macrófagos. Estas células son capaces de fagocitar y degradar enzimaticamente, pueden transportar sustancias fuera del pulmón y pueden activar otros componentes inmunológicos del sistema de defensa pulmonar. La supresión de la función de estas células, predispondría a un individuo a enfermedades respiratorias más severas. Por otro lado, los macrófagos secretan numerosas sustancias que podrían dañar el pulmón. -Linfocitos: Son células que forman un sistema capaz de montar una respuesta inmune específica contra agentes patógenos. El sistema linfocítico pulmonar es capaz de funcionar

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independientemente o en conjunto con el sistema linfocítico sistémico. El tejido linfocítico pulmonar se organiza en cuatro grupos:

1. Ganglio linfáticos, que se encuentran predominantemente a lo largo del tracto respiratorio hasta el hilio

2. Tejido linfoide asociado a los bronquios (TLAB), que se concentra en las bifurcaciones bronquiales y bronquiolares

3. Nódulos linfoides intersticiales

4. Linfocitos libres en el parénquima y espacios aéreos.

-Anticuerpos: En general, desde la nasofaringe a nivel bronquial (tracto respiratorio superior), el principal isotipo de anticuerpo parece ser IgA. Evidencia experimental señala que la síntesis ocurre principalmente a nivel de TLAB. En el tracto respiratorio inferior, el isotipo de anticuerpo IgG es más dominante a nivel alveolar.

-Neutrófilos: Son células sanguíneas que participan en procesos de degradación enzimática y fagocitosis. Contienen enzimas y oxidantes que pueden dañar tanto a los agentes microbianos como al mismo tejido pulmonar en procesos inflamatorios.

-Sustancias de amplificación: Es el caso del interferón, importante en resistencia a infección viral y el sistema del complemento que ayuda en la lisis de células infectadas y en la generación del proceso inflamatorio.

Alteraciones de las defensas respiratorias

Las enfermedades respiratorias pueden ser producidas por una gran variedad de agentes infecciosos y no infecciosos. El sitio de daño en el tracto respiratorio es determinado por la interrelación entre la vía de entrada del agente, la naturaleza y concentración del agente y la relativa susceptibilidad del tejido, al agente. La vía de entrada es la más importante:

-Insulto aerógeno: Generalmente conduce a daño centrado en las vías aéreas. Fosas nasales y vías aéreas superiores son afectados principalmente por agentes irritantes contenidos en grandes partículas, por gases altamente solubles o por agentes infecciosos cuyos receptores celulares son más numerosos y disponibles en el epitelio del tracto respiratorio superior. Las vías aéreas inferiores son más afectadas por partículas finas, gases débilmente solubles y agentes infecciosos con afinidad por epitelio bronquial o alveolar.

-Insulto hematógeno: generalmente afecta al pulmón y se manifiesta, según la causa, como una lesión difusa o focal. Algunas circunstancias que predisponen a que se alteren los mecanismos de defensa y pueden contribuir a la instalación de una enfermedad incluyen: -Infecciones virales, que conducen a neumonías bacterianas. Pueden llevar a alteración en actividad mucociliar, disminución del surfactante y a alteración de las funciones del macrófago alveolar.

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-Desnutrición, puede afectar la función de linfocitos y fagocitos, sistema del complemento y otros

-Hipoxia, puede disminuir la función de macrófagos alveolares y del surfactante.

-Acidosis, que puede afectar a neumocitos tipo II y llevar a disminución en producción de surfactante.

-Hipotermia, puede afectar la inmunidad humoral y celular.

Movimientos respiratorios

Son movimientos mecánicos e involuntarios y sometidos a una frecuencia y ritmo determinados y constantes. Se deben a la acción conjunta y coordinada de la musculatura de la zona. Estos movimientos permiten la inspiración y la espiración Existen dos tipos diferentes de movimientos respiratorios:

-Inspiración: es el proceso activo que permite la entrada del aire a los pulmones incrementando el volumen toráxico y pulmonar.

-Expiración: Es el proceso pasivo e inverso en el que no es necesario la intervención de los músculos. El aire es expulsado de los pulmones. El volumen pulmonar disminuye debido a las propiedades elásticas del pulmón

Intercambio gaseoso

Es la transferencia de gases por difusión (D) en la membrana alveolo capilar con una buena relación V/Q.

Transporte de gases

Es el transporte de O2 y CO2 unidos a la hemoglobina y disuelto en el plasma hasta llegar a las células. La mayor parte del oxígeno (un 97%) viaja unido a la hemoglobina (Hb) y un 3% disuelto en el plasma. Una vez que la sangre arterial llega a los tejidos los gradientes de presión permiten la difusión de O2 y C entre los capilares sistémicos y las células.

Regulación de la respiración

Se comprenden los siguientes tipos:

-Regulación nerviosa Según las necesidades del organismo en cada circunstancia, la reparación se adapta en frecuencia y profundidad de movimientos respiratorios. Aunque podemos controlar voluntariamente la frecuencia y profundidad de los movimientos respiratorios, esto es sólo temporal. El control nervioso depende del núcleo respiratorio que se encuentra en el bulbo raquídeo y está formado por un centro inspiratorio, un centro espiratorio y un centro de la tos.

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-Regulación química. En las arterias carótidas existe un abultamiento llamado seno o cuerpo carótido. Allí se localizan unos receptores químicos sensibles a las variaciones de O2 y CO2 en la sangre. El centro respiratorio es informado de estas variaciones y actúa en consecuencia con el fin de reponer las concentraciones de gases normales en la sangre. Además de estas dos formas de regulación de la función respiratoria el sistema nervioso autónomo puede actuar sobre ella. El sistema simpático incrementa la frecuencia respiratoria produciendo taquipnea y el sistema parasimpático la disminuye produciendo bradipnea.

La tos

La tos es una contracción espasmódica repentina y a veces repetitiva de la cavidad torácica que resulta en una liberación violenta del aire de los pulmones produciendo un sonido característico. La tos se puede iniciar bien de forma voluntaria o bien como mecanismo reflejo. Como reflejo defensivo tiene vías sintomáticas como asintomáticas. La parte sintomática comprende receptores dentro de la distribución sensorial de los nervios trigémino, glosofaríngeo, laríngeo superior y vago. La parte asintomática comprende el nervio recurrente laríngeo (que produce el cierre de la glotis) y los nervios espinales (que producen contracción de la musculatura torácica y abdominal). La secuencia de la tos comprende un estímulo apropiado que inicia una inspiración profunda. Esto se sigue del cierre de la glotis, relajación diafragmática y una contracción muscular frente a la glotis cerrada de forma que se produce el máximo de presión positiva dentro del tórax y de las vías respiratorias. Estas presiones positivas intratorácicas dan lugar a un estrechamiento de la tráquea a través de un pliegue de la membrana posterior, más elástica. Una vez que se abre la glotis, la combinación de una gran diferencia de presiones entre las vías respiratorias y la atmósfera junto con este estrechamiento traqueal produce flujos a través de la tráquea cuya velocidad se aproxima a la del sonido. Las fuerzas de cizallamiento que se desarrollan cooperan en la expulsión del moco y cuerpos extraños. La traqueostomía

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corta el circuito y los tubos endotraqueales impiden el cierre de la glotis. Por tanto, ambos disminuyen la eficacia del mecanismo de la tos.

Estornudos

Un estornudo es un acto reflejo irreprimible constituido por una inspiración brusca, seguida de una espiración violenta y ruidosa. El punto de partida es la irritación de la mucosa nasal. De hecho, el estornudo es un mecanismo de defensa del aparato respiratorio.

La irritación estimula la sensibilidad de la nariz y ello provoca una fuerte inhalación de aire -aproximadamente dos litros y medio- que pasa a los pulmones. Es entonces cuando los músculos abdominales hacen subir al diafragma para aumentar la presión en los pulmones. Mientras tanto, los músculos de la faringe se cierran también. El aire sale entonces disparado por la boca y también, en menor medida, por la nariz, a una velocidad promedio de entre 110 y 160 kilómetros por hora.

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