El aparato respiratorio es el segundo de los aparatos encargados de realizar la función de nutrición en nuestro organismo.
Como todas las células animales, nuestras células necesitan un suministro constante de oxígeno para poder sobrevivir. El oxígeno es un gas que se encuentra en el aire que respiramos y es fundamental para que nuestras células sean capaces de transformar todo lo que comemos en energía, a fin de que puedan cumplir sus funciones en los órganos y tejidos a los que pertenecen.
En el proceso de utilización del oxígeno se forma un producto de desecho que también es gaseoso: el dióxido de carbono (CO₂). Si este se acumula en nuestro interior puede resultar tóxico, por lo que es necesario deshacernos de él.
Nuestro aparato respiratorio, así como el de muchos otros animales, se encarga de ayudarnos a respirar, es decir, a introducir aire oxigenado para nuestras células y a expulsar el dióxido de carbono hacia el ambiente, de modo que se mantengan las condiciones necesarias para la vida celular. Por lo tanto se encarga de que nuestro organismo pueda conseguir un nutriente fundamental (el O2) y de eliminar el desecho más abundante de nuestro metabolismo (el CO₂).
Respiración interna y externa
El proceso que conocemos como respiración es la suma de tres funciones separadas: (a) la ventilación, (b) el intercambio gaseoso y (c) el empleo del oxígeno por los tejidos para obtener energía.
Lo que usualmente denominamos “respiración” -la inhalación y la exhalación de aire por la nariz y/o la boca- es lo que los expertos definen como ventilación o respiración externa, que tiene que ver con la introducción y expulsión de aire hacia y desde nuestros pulmones.
Por otra parte, a los procesos de intercambio de gases entre el aire, la sangre y los tejidos, y a la utilización del oxígeno por los tejidos, es a lo que se le conoce técnicamente como respiración interna.
Funciones del aparato respiratorio
Las principales funciones del aparato respiratorio humano son:
a) Permitir la introducción y conducción de aire oxigenado hacia los pulmones.
b) Favorecer la expulsión de aire desoxigenado (cargado con dióxido de carbono) desde los tejidos (contenido en la sangre) hacia el exterior.
c) Proporcionar un medio fructífero para el intercambio de gases entre la sangre y el aire.
d) Participar en las funciones del habla, gracias a la conducción de aire a través de las cuerdas vocales, lo que produce las vibraciones que nos permiten emitir sonidos.
e) Permitir la inhalación de aire para percibir olores (sentido del olfato).
1. Anatomía del aparato respiratorio
Cuando estudiamos la anatomía del aparato respiratorio vamos a diferenciar dos grandes partes:
a) las vías respiratorias; encargadas de conducir el aire y prepararlo para que el intercambio gaseoso pueda producirse en óptimas condiciones.
b) los pulmones; órganos encargados de llevar a cabo el intercambio gaseoso.
1.1. Las vías respiratorias
Vamos a distinguir las siguientes estructuras desde el exterior hasta los pulmones: Nariz y fosas nasales, faringe, laringe, tráquea, bronquios, bronquiolos y alveolos pulmonares (estas dos últimas forman ya parte de los pulmones)
1.1.1. La nariz y las fosas nasales
La nariz propiamente dicha, es decir, la parte que sobresale de nuestro rostro, está formada principalmente por músculos, cartílagos y huesos cubiertos por piel.
Podemos decir que la nariz comienza o “nace” en el surco, que es la región ubicada sobre nuestro labio superior, y “termina” en la raíz, que está entre las cejas, en la parte superior de nuestro rostro.
La forma de nuestra nariz depende de dos estructuras conocidas como puente y dorso, que se encuentran entre la raíz (entre las cejas) y la porción más puntiaguda. La función de estas dos estructuras es proteger la parte interna de la nariz.
El puente es la estructura más dura, está formada por hueso, de allí su rigidez; es donde se apoyan los anteojos.
El dorso (también conocido como pirámide nasal), por el contrario, está formado por cartílago, por lo que es una estructura firme pero más flexible.
Cuando dibujamos una nariz de perfil, el dorso es la línea más o menos recta que trazamos desde el medio de las cejas hasta la punta, que tiene una forma redondeada, esta región se conoce como el lóbulo.
A los costados de la punta de nuestra nariz, “conectados” con el resto del rostro, están las aletas, que son los expansiones de tejido que determinan la apertura de las narinas, lo que es muy importante desde el punto de vista de la entrada de aire al sistema respiratorio.
A través de las narinas ingresará el aire llegando a las fosas nasales. Estas son dos cavidades situadas encima de la cavidad bucal separadas por una especie de "pared" llamada tabique nasal. Este tiene los cornetes óseos que generan unas corrientes de aire que facilitan que las partículas queden retenidas por la mucosidad.
Las fosas nasales están rodeadas por distintas estructuras huecas conocidas como senos, de los cuales existen cuatro pares: los senos maxilares, los senos frontales, los senos etmoides y los senos esfenoides. Estas estructuras cumplen diversas funciones tales como amortiguar impactos, humedecer y calentar el aire inspirado, incrementar la resonancia de la voz, disminuir el peso relativo del cráneo, etc etc
Toda la región interna de nuestra nariz está cubierta por un tejido que llamamos membrana mucosa o mucosa respiratoria. Esta membrana se encarga de mantener un ambiente húmedo dentro de nuestra nariz y permite que el aire que respiramos se caliente y humedezca antes de viajar hacia los pulmones. Toda la parte inferior de las fosas nasales se denomina pituitaria roja, por la gran vascularización que presenta para calentar el aire.
La membrana mucosa también participa en la producción de una sustancia o fluido llamado “moco”, que a pesar de parecernos muy desagradable es de gran importancia para nuestra salud: el moco se encarga de “atrapar” el polvo contenido en el aire que respiramos, así como las demás partículas y gérmenes que pueden viajar en él, lo cual es fundamental para proteger a nuestros pulmones. Además va a humedecer el aire inhalado garantizando que llega a los pulmones con la suficiente humedad como para que se produzca el intercambio gaseoso de forma óptima.
Además, en el interior de nuestra nariz existen muchísimos cilios o pelos cuya función principal es evitar que el moco producido por las membranas mucosas (que en teoría está lleno de polvo y gérmenes) llegue hacia los pulmones u otras estructuras en el interior de nuestro cráneo. Los cilios microscópicos generan una corriente que mueve el mucus, y las partículas inhaladas, hacia la faringe para que se dirija al estómago donde será digerida.
Por último hay que recordar que la nariz y las fosas nasales tienen, en su parte superior la pituitaria amarilla en la que se encuentran los receptores sensoriales del órgano del olfato (como ya estudiamos aquí)
1.1.2. La faringe
La faringe, conocida vulgarmente con el nombre de «garganta», es una cavidad en forma de embudo, de unos 12 cm, que se halla detrás de la boca, con la que se comunica a través del istmo de las fauces. También establece comunicación por arriba con las fosas nasales a través de las coanas, y por debajo con la laringe, perteneciente al aparato respiratorio, a través de la glotis y con el esófago. Se divide en tres zonas: la nasofaringe, la orofaringe y la laringofaringe.
Como vemos, es un órgano común a los aparatos digestivo y respiratorio, pues a través de ella pasan tanto el alimento como el aire que respiramos. Pero además, de sus caras laterales parten unos finos conductos llamados trompas de Eustaquio, que ponen en comunicación la faringe con el oído medio. A los lados de la faringe se encuentran unos abultamientos que son las amígdalas. (La faringe es un auténtico “vestíbulo o distribuidor”). Las amígdalas (del latín “almendras”) son dos salientes que en su interior presentan tejido conjuntivo que contiene una gran cantidad de macrófagos. Su función es la de protegernos de las infecciones bacterianas que en algún momento puedan producirse. Su inflamación es un indicativo de esa infección (decimos que tenemos “anginas”).
1.1.3. La laringe
Por debajo de la faringe se encuentra un tubo corto que es la laringe, cuyas paredes están constituidas por nueve cartílagos articulados. En concreto son ocho cartílagos hialinos rígidos revestidos de mucosa y movidos por la musculatura, siendo el noveno una solapa en forma de cuchara compuesta por un cartílago elástico, llamado epiglotis.
El cartílago hialino más grande es el cartílago tiroides (no confundir con la glándula), que tiene forma de escudo y se proyecta hacia delante, es conocido como nuez de Adán porque su mayor tamaño en los hombres hace que sea perceptible en el cuello a simple vista. Otro cartílago importante que rodea la laringe es el cricoides.
A veces se hace referencia a la epiglotis como el guardián de la vía aérea, ya que ésta protege la apertura superior de la laringe. En posición normal, cuando no tragamos, la epiglotis permite el paso de aire hacia las vías aéreas inferiores. Sin embargo, cuando ingerimos alimentos o líquidos, la situación cambia por completo: la laringe asciende y la epiglotis se hace puntiaguda, tapando la apertura laríngea. Esto impulsa el alimento hacia el esófago y el tubo digestivo, situados en posición posterior.
Si entra en la laringe otro elemento que no sea aire, se dispara el reflejo de la tos para expeler la sustancia y evitar que llegue a los pulmones. Debido a que este reflejo no funciona cuando perdemos la conciencia, nunca se deben administrar líquidos a una persona inconsciente a la que se intenta reanimar.
La laringe es el órgano de la voz, ya que en ella se encuentran las cuerdas vocales. Aunque se llaman cuerdas, presentan el aspecto de dos cintillas membranosas o pliegues laterales internos. En realidad, hay dos pliegues o cuerdas a cada lado: las superiores son falsas cuerdas vocales y las inferiores son las cuerdas vocales verdaderas; la hendidura anteroposterior que hay entre las cuerdas vocales es la glotis.
Las llamadas cuerdas vocales superiores son los pliegues vestibulares y no participan en la producción de sonidos, mientras que las inferiores son las responsables de producir sonidos.
Las cuerdas vocales verdaderas contienen tanto músculo esquelético como un ligamento elástico (ligamento vocal), cuando los 10 músculos intrínsecos de la laringe se contraen, se mueven los cartílagos y se estiran las cuerdas vocales, apretándolas.
El aire que pasa a través de las cuerdas apretadas las hace vibrar y se produce el sonido. Cuantas más gruesas son las cuerdas vocales más grave es el tono de voz y cuanto más se apriete el ligamento, más agudo es el tono. Si se quiere aumentar el volumen del sonido, hay que empujar o impulsar el aire con más fuerza.
Los labios, la lengua y la boca también influyen en la emisión de los sonidos y por esto el aprender a hablar es un proceso muy complejo que requiere de la coordinación de muchos músculos.
La tráquea es un cilindro constantemente abierto que comunica la laringe con los bronquios, conduciendo el aire a los pulmones. La tráquea alcanza hasta el nivel de la quinta vértebra torácica, situado a la mitad del pecho. En una persona adulta mide entre 10 y 11 cm de longitud por 2 - 2,5 cm de diámetro, según el estado de contracción de la musculatura lisa.
A lo largo del tubo, que desciende paralelamente al esófago, se encuentran unos veinte anillos de cartílago en forma de herradura, cuya parte anterior es de cartílago y la parte posterior es de músculo liso. Estos anillos mantienen constantemente abierta la tráquea tanto en inspiraciones como en espiraciones e impiden su colapso, pese a los cambios de presión que acontecen durante la respiración.
La parte elástica posterior permite la dilatación del esófago cuando pasa el bolo alimenticio.
La tráquea está tapizada internamente por un epitelio ciliado que tiene intercaladas células secretoras de mucus, que atrapa las partículas de polvo antes de llegar a los pulmones. Los cilios de la tráquea, bronquios y bronquiolos baten continuamente, empujando el moco y las partículas extrañas atrapadas hacia la faringe, donde son tragados.
1.1.5. Árboles bronquiales (bronquios y bronquiolos)
Los bronquios se originan por la bifurcación de la tráquea, pero no son simétricos, quedando el bronquio izquierdo, que es más largo, con una luz menor, de unos 1,5 cm de diámetro, mientras que el bronquio derecho, que es más ancho -unos 2 cm-, es algo más corto.
Los bronquios están formados por anillos cartilaginosos íntegramente cerrados. Cada bronquio con todas sus ramificaciones constituye un árbol bronquial. El derecho se introduce en el pulmón derecho de forma bastante vertical y como es más ancho, es más probable que en este lado acaben alojándose los cuerpos extraños inhalados. El izquierdo penetra en el pulmón izquierdo con mayor ángulo de inclinación, casi en horizontal, ya que está el corazón en este lado y por tanto no puede descender tanto.
Los bronquios principales son histológicamente muy similares a la tráquea. Después de entrar en los pulmones, los bronquios principales se subdividen en bronquios cada vez más pequeños (bronquios secundarios, terciarios, y así sucesivamente), terminando en las vías conductoras más pequeñas, los bronquiolos.
Para diferenciar bronquios de bronquiolos conviene fijarse en el diámetro. Los bronquios son más gruesos, como mínimo tiene un diámetro de 1 mm, además contienen el anillo de cartílago y glándulas mucosas en la pared, de modo similar al de la tráquea. Los bronquiolos son más finos, el diámetro es menor de 1 mm, no contienen cartílago ni glándulas en la pared y la capa muscular es algo más gruesa.
Tanto los bronquios como los bronquiolos están rodeados por capas delgadas de músculo liso. La contracción y relajación de este músculo se halla bajo control del sistema nervioso autónomo, que ajusta el flujo de aire según las demandas metabólicas.
1.2. Los pulmones
Los pulmones son dos órganos de gran tamaño que ocupan toda la cavidad torácica excepto la porción central donde está el corazón, llamada mediastino. Son dos masas de color rosado con forma de saco; la porción superior de los pulmones, más puntiaguda, constituye el ápex o ápice y está justo debajo de la clavícula. La base, que descansa sobre el diafragma, es más ancha.
El pulmón derecho está más desarrollado y se divide en tres lóbulos, mientras que el izquierdo sólo posee dos, para dejar espacio al corazón. Los pulmones están formados por el árbol bronquial, incluidos los acinos respiratorios y toda la red sanguínea junto con tejido conjuntivo, blando y elástico, que le sirve de protección. Este tejido conjuntivo engloba el conjunto de bronquios, bronquiolos y alveolos que están llenos de aire, y rellena huecos entre venas, arteria y capilares sanguíneos.
Es este tejido conectivo elástico el que permite a los pulmones retraerse pasivamente en la espiración. Por tanto, y a pesar de su relativo gran tamaño, los pulmones solo pesan alrededor de 1,5 kg y son suaves y esponjosos.
Los pulmones externamente están recubiertos por la pleura, es una doble membrana de tejido conjuntivo que evita el roce con la caja torácica. La pleura parietal o externa se adhiere al diafragma y a la cara interior de la caja torácica, y la pleura visceral recubre el exterior de los pulmones, introduciéndose en sus lóbulos a través de las cisuras. Entre las dos membranas se encuentra el líquido pleural (unos 15 cc), cuya inflamación produce una dolencia llamada pleuresía. Este líquido actúa como lubricante, permite a los pulmones deslizarse sobre la pared torácica durante los movimientos respiratorios, y mantiene las dos capas pleurales unidas.
En el interior de los pulmones los bronquiolos más finos o bronquiolos respiratorios, se ramifican y terminan en estructuras más o menos esféricas llamados sacos aéreos que contienen cámaras vacías llamadas alvéolos pulmonares.
El conjunto de estas últimas ramas de los bronquiolos, junto con los conductos y sacos alveolares constituyen el acino respiratorio. Aquí es donde se produce el intercambio gaseoso, pues en su cara externa los sacos aéreos y los conductos están cubiertos por una densa red de capilares. Hay unos 600 millones de alvéolos que aportan una superficie total de unos 100-140 m2 , entre ambos pulmones, esta área es de tamaño suficientemente grande como para garantizar los intercambios con toda eficacia, siendo unas 40 veces mayor que la superficie de la piel de una persona. El alveolo tiene la cara interna cubierta de líquido, en ella encontramos tres tipos de células:
a) Células tipo I, son de tejido epitelial monoestratificado pavimentoso, muy fino, de unos 100 μ de espesor, son células más importantes y abundantes, son las que realizan el intercambio de gases.
b) Células tipo II, son un poco más pequeñas y más gruesas, y tienen microvellosidades. Son células secretoras, producen un agente tensoactivo (surfactante) que disminuye la tensión superficial y facilita que las moléculas de aire se disuelvan en agua, lo que resulta muy importante para el funcionamiento pulmonar.
c) Macrófagos alveolares o “células del polvo” tienen función defensiva. Recorren el camino dentro y fuera del alvéolo eliminando bacterias, partículas de carbón y otros agentes nocivos.
2. Fisiología del aparato respiratorio
2.1. Ventilación pulmonar
La ventilación pulmonar es el proceso por el cual se renueva el aire que llena los pulmones. Se produce mediante los movimientos de inspiración y espiración.
Los cambios en el volumen de la cavidad torácica generan una variación de presión en los pulmones.
Dado que los pulmones carecen de musculatura propia, para que el aire se renueve se recurre a la ampliación o reducción de la caja torácica con movimientos de músculos externos. Estos movimientos de la caja torácica son producidos por el diafragma, músculo situado bajo la caja, y por los movimientos de los músculos intercostales situados entre las costillas. En menor medida también colaboran otros músculos torácicos y abdominales. El diafragma se sitúa bajo los pulmones, separado de ellos por la pleura. En reposo tiene forma acampanada, mientras que los músculos intercostales, se sitúan entre las costillas y al contraerse hace que estas asciendan.
En los movimientos respiratorios normales la inspiración es activa en el sentido de que se contraen los músculos, mientras que la espiración es pasiva.
En la inspiración el diafragma desciende y las costillas se levantan, con lo que aumenta el volumen de la cavidad torácica. En detalle lo que ocurre es que el diafragma, en forma de cúpula, se contrae y al contraerse se mueve hacia abajo y se aplana, a la vez también se contraen los músculos intercostales que elevan las costillas y tiran del esternón hacia arriba. El resultado de ambos procesos es que la caja torácica se expande.
Como los pulmones están fuertemente adheridos a la pared torácica, debido al efecto adhesivo del líquido pleural, se expanden de manera acorde con el nuevo y mayor tamaño del tórax. Como resultado de la expansión, la presión del aire en los pulmones es inferior a la presión atmosférica, y por tanto entra aire a las vías respiratorias. El aire continúa moviéndose hacia los pulmones hasta que la presión se equipara con la atmosférica. La inspiración o inhalación es, por tanto, un proceso activo.
Durante la inhalación forzada, también se utilizan los músculos accesorios de la inspiración (esternocleidomastoideos, escalenos y pectoral menor, e incluso abdominales).
En la espiración el diafragma asciende y las costillas descienden volviendo a su posición en reposo y la caja torácica disminuye de volumen. Durante la espiración los músculos intercostales se relajan, las costillas y el diafragma vuelven a su posición inicial.
Esto presiona a los pulmones que, a su vez, presionan a los gases que se encuentran en su interior provocando que la presión pulmonar crezca hasta superar a la atmosférica. En consecuencia, los gases tienden a salir y disminuye el volumen de la capa torácica. El pulmón se desinfla para igualar la presión dentro y fuera de los pulmones.
Pueden realizarse espiraciones forzadas para expulsar más aire que el de la posición de reposo. En ellas intervienen los músculos abdominales que, al contraerse empujan las vísceras contra el diafragma lo que obliga a contraer todavía más los pulmones.
2.2. Respiración torácica y respiración abdominal
Podemos distinguir dos modalidades de respiración, según los músculos que intervengan: respiración torácica y abdominal. En la respiración torácica intervienen principalmente los músculos intercostales y en la respiración abdominal o diafragmática interviene principalmente el diafragma.
El intercambio real de gases ocurre por difusión pasiva en los alvéolos -como consecuencia de las diferentes presiones parciales de O2 y CO2- rodeados por capilares sanguíneos. El endotelio de los capilares y las células epiteliales planas de los alvéolos constituyen la barrera de difusión entre el aire contenido en un alvéolo y la sangre de sus capilares.
La entrada de O2, y la salida de CO2, en el organismo es debida a la diferente concentración de estos gases, debido a un proceso de difusión pasiva.
El oxígeno es relativamente insoluble en el plasma sanguíneo, de forma que solo una pequeña cantidad de oxígeno se transporta disuelto en el plasma y la mayoría se une a una proteína llamada hemoglobina (Hb- O2).
En los vertebrados, para incrementar la capacidad de transporte de O2 y disminuir la viscosidad de la sangre, la hemoglobina está empaquetada dentro de los eritrocitos o glóbulos rojos.
La hemoglobina es una proteína formada por la unión de cuatro subunidades, cada una de las cuales puede combinarse con una molécula de oxígeno. La adición de cada molécula de oxígeno incrementa la afinidad de la molécula por la siguiente molécula de oxígeno. Recíprocamente, la pérdida de cada molécula de oxígeno facilita la pérdida de la molécula siguiente.
Cuando la presión parcial de oxígeno se eleva, la hemoglobina incorpora oxígeno. Cuando la presión de oxígeno alcanza 100 mm Hg, que es la presión presente habitualmente en el pulmón humano, la hemoglobina se satura casi completamente con oxígeno. Cuando la PO2 cae, el oxígeno se disocia de la hemoglobina. Por lo tanto, cuando la sangre portadora de oxígeno alcanza los capilares, donde la presión es sólo de 40 mm Hg o menos, libera parte de su oxígeno (aproximadamente un 30 %) en los tejidos.
El dióxido de carbono es más soluble que el oxígeno en la sangre y se encuentra en la sangre en tres formas diferentes:
a) como CO2 disuelto en el plasma (10 %).
b) como ion bicarbonato (HCO3-) un 60-70 %, desempeñando un papel muy importante como tampón o control de pH sanguíneo. El bicarbonato se forma en la sangre mediante la secuencia siguiente:
CO2 + H2O < --- > H2CO3 < - - - > H+ + HCO3-
La primera reacción es muy lenta en el plasma, pero muy rápida dentro del glóbulo rojo gracias a los enzimas celulares. La segunda reacción que es la disociación iónica del ácido carbónico, se produce con rapidez sin necesidad de enzimas. Cuando la concentración de estos iones asciende dentro del glóbulo rojo el HCO3- difunde hacia el exterior.
c) como carbaminohemoglobina, es decir unido a la Hb (20–30%), pero como se une a la hemoglobina en un lugar diferente al que lo hace el oxígeno, no interfiere en modo alguno en el transporte de oxígeno. Una vez que se ha liberado en el plasma, el CO2 difunde a los alvéolos y fluye del pulmón con el aire exhalado.
2.4. Ritmo y volumen respiratorio
El ritmo y el volumen respiratorio están ajustados para proporcionar suficiente O2 al cuerpo y eliminar el CO2.
Las capacidades respiratorias se miden con un espirómetro. Mientras el paciente respira, los volúmenes de aire espirado se leen en un indicador según cambia el volumen aéreo dentro del aparato. La espirometría es muy útil para evaluar pérdidas de la función respiratoria y para el seguimiento de algunas enfermedades del aparato respiratorio.
Hay muchos factores que afectan a la capacidad respiratoria, por ejemplo, la talla, el sexo, la edad y la condición física de una persona. La capacidad pulmonar de una persona adulta es de 4 a 5 litros, siendo esta capacidad respiratoria la capacidad vital (CV).
De esta capacidad pulmonar solo se emplea de modo habitual en la respiración normal medio litro de aire en cada ciclo. Este volumen respiratorio se denomina volumen normal o tidal (VT).
Además hay que tener en cuenta que una persona puede inspirar mucho más aire que el volumen corriente, dicha cantidad de aire que se inspira de más de manera forzada se denomina volumen de reserva inspiratorio (VRI), y representa unos 2.100 - 3.200 ml.
De manera similar, tras una inspiración normal se puede expulsar más aire extra, de manera forzada, es el volumen de reserva espiratorio (VRE), que se aproxima a los 1.200 ml.
La capacidad vital (CV) es la suma de VT + VRI + VRE.
Aunque se fuerce mucho la espiración siempre queda un volumen residual (VR), alrededor de 1.200 ml que no puede ser expulsado de forma voluntaria. Es importante porque permite continuar el intercambio gaseoso incluso entre ciclos respiratorios, ayudando a mantener abiertos los alvéolos.
La capacidad pulmonar total (CPT) es la suma de VC + RV.
El ritmo respiratorio en reposo es de unas 17 veces por minuto; lo que supone que pasan por nuestros pulmones unos 14.000 litros de aire diarios.
2.5. El control de la respiración
El sistema nervioso central controla la ventilación, ajustando la frecuencia y la amplitud de los movimientos de inspiración y espiración de acuerdo con las demandas del organismo.
La actividad de los músculos respiratorios se regula a través de impulsos nerviosos transmitidos desde el cerebro por el nervio frénico (diafragma) y los nervios intercostales (músculos intercostales).
Para que se mantengan las presiones de oxígeno y dióxido de carbono en la sangre se realiza un ajuste constante gracias a neuronas del centro respiratorio bulbar – situadas en el bulbo raquídeo- y también en el puente de Varolio, ambas son formaciones del tronco cerebral, y controlan la respiración normal, que es rítmica y automática.
Los cambios en las concentraciones de CO2 en la sangre se controlan directamente en los centros nerviosos del bulbo raquídeo, influenciados por el pH del líquido cefalorraquídeo.
En cambio, las variaciones en las concentraciones de O2 en sangre se detectan a través de quimiorreceptores periféricos situados cerca del cayado de la aorta y en la bifurcación de la arteria carótida común y cuando caen los niveles de O2 en la sangre envían impulsos al bulbo.
En ocasiones particulares, ej. durante el canto, o nadar bajo el agua, el control de la respiración es muy importante, y con bastante frecuencia se corta la respiración durante cortos periodos de tiempo. Sin embargo, este control voluntario de la respiración es limitado, y cuando el aporte de O2 en la sangre baja y el pH sanguíneo desciende los centros respiratorios del tronco cerebral simplemente ignoraran los mensajes del córtex. En casos extremos se produce una pérdida de la consciencia (desmayo) y se activa la respiración automáticamente.
Acidosis y alcalosis
El control respiratorio mantiene el equilibrio homeostático en un individuo sano. Cuando la capacidad tampón de la sangre se supera; el resultado es acidosis o alcalosis.
El exceso o la falta de CO2 en la sangre, respectivamente, son detectados por el cerebro, que de inmediato intentará poner remedio a esta situación. El ácido carbónico, formado a partir del exceso de CO2, aumenta considerablemente durante la hipoventilación y desciende de forma sustancial durante la hiperventilación.
En la acidosis, el pH sanguíneo baja porque el CO2 se comienza a acumular en la sangre y se forma HCO3-.
En la alcalosis la sangre comienza a volverse alcalina o básica (por falta de CO2 u otro motivo), y hay síntomas de hormigueo y mareos, la respiración se ralentiza y se torna más superficial. Al ser la respiración más lenta se permite acumular CO2 en la sangre y devolver ésta su rango normal de pH.
2.6. La fonación
La voz es el sonido producido voluntariamente por el aparato fonador humano y, aunque no es esencial para la vida, es una función esencial para la comunicación humana.
El término aparato
fonador es el nombre que designa al conjunto de los diferentes órganos que
intervienen en la articulación de la voz en el ser humano.
El
aparato fonador aprovecha los órganos respiratorios y digestivos
para producir sonidos. Intervienen en él los pulmones con los
músculos implicados en la ventilación, la laringe, la cavidad
bucal, los labios, la lengua, el paladar y la cavidad nasofaríngea.
Generación del sonido
Para convertirse en sonido, el aire procedente de los pulmones debe provocar una vibración, y la laringe sostiene unas bandas de tejido muscular que vibran: las cuerdas vocales.
La tensión, elasticidad, altura, anchura, longitud y grosor de las cuerdas vocales pueden variar, lo que da lugar a diferentes efectos sonoros.
De acuerdo a la posición que adopten las cuerdas vocales se establecen dos posiciones características:
a) Posición de respiración: las cuerdas vocales se abren hacia los lados y el aire circula libremente.
b) Posición de fonación: las cuerdas vocales se acercan y el aire choca contra ellas.
Tras las cuerdas vocales el flujo de aire llega a los resonadores, compuestos por tres cavidades: la faríngea, la nasal y la vocal.
Estas cavidades modifican la frecuencia sonora original, generan ruidos por turbulencias y oclusiones y pueden modificar su forma y volumen afectando a los sonidos emitidos.
La modificación voluntaria de las cavidades permite la articulación de las palabras.
Control de la fonación
La articulación de los sonidos voluntarios es un proceso complejo en el que intervine un área determinada de la corteza cerebral: el área de Broca. Su función es permitir la realización de los patrones motores para la expresión de las palabras, articulando el lenguaje hablado y también el escrito.
El área de Broca recibe impulsos entre otras del área de Wernicke, que participa en la comprensión de palabras. Se encarga de la decodificación de lo oído y de la preparación de posibles respuestas. Es importante para la comprensión de palabras y en los discursos significativos.
Canto
El canto es la emisión controlada de sonidos del aparato fonador, siguiendo una composición musical, siendo el único medio musical que puede integrar el habla a la línea musical.
El canto se diferencia del habla principalmente en el alargamiento de los sonidos sonoros, el aumento de la banda y variación de frecuencias emitidas y en el ritmo.
Los profesionales del canto controlan más específicamente los elementos del aparato fonador que una persona normal. Este control se hace sobre:
a) el sistema productor mediante control de la respiración y postura corporal.
b) la emisión de las cuerdas vocales, con el aumento de tonos emitidos y volumen de los mismos
c) los resonadores y órganos implicados: faringe, boca, labios, lengua...con la formación de nuevas resonancias , reestructuración de la emisión de muchos fonemas.
El canto tiene una conexión importante con la memoria. Las canciones y frases recitadas son más difíciles de olvidar que el lenguaje oral.
3. Hábitos saludables del aparato respiratorio
a) Tos (persistente, aguda o crónica). Es un mecanismo reflejo de defensa, para expulsar secreciones y cuerpos extraños de las vías respiratorias. Nos protege de sustancias y microorganismos dañinos.
b) Expectoración; el esputo es la sustancia expelida por la tos y que procede de la boca, la faringe, la nariz los senos nasales y el árbol traqueobronquial.
c) Hemoptisis; es la expectoración de sangre procedente del tracto respiratorio. No debemos confundirla con la hematemesis (vómito de sangre).
d) Dolor torácico; el dolor torácico causado por una enfermedad respiratoria suele ser debido a una afectación de la pared torácica o de la pleura parietal.
e) Disnea; es la sensación de falta de aire en circunstancias inapropiadas, tales como el reposo o el realizar pequeños esfuerzos.
Vamos a distinguir tres grandes tipos de patologías del aparato respiratorio: las restrictivas, las obstructivas y las fonadoras.
4.1. Enfermedades restrictivas
Las enfermedades restrictivas provocan una disminución de la capacidad de expansión pulmonar y dificultan principalmente la inspiración.
La característica principal de este tipo de trastornos es la disminución de la capacidad de los volúmenes pulmonares, como la capacidad vital (CV) y el volumen de reserva inspiratoria (VRI), lo que da lugar a una disminución de la inspiración.
a) Cáncer de pulmón; es una de las enfermedades respiratorias más graves. Resulta de la formación de tumores malignos en el tejido pulmonar. La mayor parte están asociados al consumo de tabaco.
b) Fibrosis pulmonar difusa o idiopática; es una enfermedad crónica y mortal que se caracteriza por una cicatrización progresiva del pulmón (fibrosis), que hace que pierda flexibilidad y se deteriore su funcionamiento a lo largo del tiempo.
c) Neumotórax; es la presencia de aire en el espacio o cavidad pleural que rodea los pulmones, y tiene como consecuencia una pérdida del volumen pulmonar.
El más frecuente es el neumotórax espontáneo, que se produce sin una causa clara.
El neumotórax secundario se debe a la rotura de la pleura y del pulmón, con la consiguiente comunicación entre ambos, a causa de otra enfermedad pulmonar o por un traumatismo, como consecuencia de una herida penetrante debido a un accidente, o por una agresión con objetos punzantes.
Las enfermedades obstructivas se caracterizan por la disminución de la luz de las vías respiratorias, lo que dificulta la inspiración y la espiración. Afectan a diversas partes del sistema respiratorio. Una gran parte se originan por infecciones víricas o bacterianas.
a) Sinusitis; consiste en la inflamación de los senos nasales, principalmente los frontales. En ocasiones se origina tras una enfermedad causada por una infección, como un catarro o una gripe.
b) Faringitis, amigdalitis y laringitis; inflamaciones de la faringe, las amígdalas y la laringe, respectivamente.
La faringitis suele originarse por una infección (vírica o bacteriana) o la exposición a una contaminación ambiental.
La laringitis puede originarse en una faringitis, en la exposición al frío intenso, el tabaquismo o el uso excesivo e inadecuado de la voz.
La amigdalitis puede hacerse crónica en los niños y ocasionar muchos problemas. En estos casos suele hacerse una amigdalectomía.
c) Cáncer de laringe; afecta principalmente a los fumadores. Sus síntomas principales son ronquera persistente y dolor al tragar.
d) Bronquitis; es una inflamación del árbol traqueobronquial. Puede ser de origen infeccioso, más frecuente en la época invernal y desarrollarse tras un catarro mal curado.
Cuando es de carácter crónico se caracteriza por una excesiva producción de moco en el árbol bronquial, que causa expectoración excesiva, sobre todo por la mañana. Tiene una duración de dos o tres meses al año, durante sucesivos años.
e) Neumonía; es una infección aguda de los alveolos pulmonares, debida a diferentes microorganismos. Es frecuente la neumonía bacteriana, que es tratada con antibióticos.
f) Resfriados y gripe; los resfriados se deben a diferentes virus (rinovirus), que generalmente provocan secreción nasal, estornudos, tos, …
La gripe produce síntomas similares pero suele ir acompañada de episodios con fiebre elevada, dolores musculares y molestias gastrointestinales. La produce el virus influenza.
g) Tuberculosis (tisis); es producida por la bacteria Mycobacterium tuberculosis que destruye el tejido pulmonar y la pleura. Se contagia principalmente por el aire. Hoy en día se trata de forma efectiva con antibióticos y es poco frecuente en países poco desarrollados pero antes del descubrimiento de los antibióticos causaba una gran mortandad.
h) Asma; es una enfermedad que se caracteriza por una disnea de grado variable, que obedece a la inflamación y estrechamiento generalizado de las vías aéreas. Esto ocurre por la contracción de la musculatura lisa de los bronquiolos a lo que se une la secreción de un exceso de mucosidad densa. Los estímulos que causan la respuesta asmática pueden ser el polen, los ácaros del polvo, la piel de algunos animales, ...
Como tratamiento es muy importante que el paciente se relaje lo máximo posible para disminuir la respuesta simpática y suelen usarse inhaladores con relajantes musculares y broncodilatadores.
i) Enfisema pulmonar; se origina por la destrucción de tejido pulmonar. Los alveolos aumentan de tamaño excesivamente y sus paredes se destruyen. El aire queda atrapado pero no se realiza el intercambio de gases. Las personas con enfisema sienten una progresiva falta de aire y acaban necesitando conectarse a bombonas de oxígeno para poder realizar el más mínimo esfuerzo.
j) Enfermedad pulmonar obstructiva (EPOC); aparece con el progreso de dos enfermedades que ya hemos estudiado: la bronquitis crónica y el enfisema pulmonar.
Las patologías del aparato fonador y las alteraciones de la voz están estrechamente relacionadas. Las causas de las alteraciones vocales pueden ser:
a) Orgánicas; son patologías de las estructuras anatómicas del aparato fonador: infecciones, laringitis, pólipos, nódulos, parálisis de alguna cuerda vocal, EPOC o tumores.
· Pólipos; tienen apariencia de una protuberancia similar a una ampolla y pueden aparecer en una o en las dos cuerdas vocales. Son lesiones formadas por tejido blando, producto de una irritación crónica cuya causa suele ser un mal uso de la voz. Se pueden tratar con terapia de voz y cirugía. En este último caso se suele hacer una biopsia dado que existe el riesgo de que se malignicen y ocasionen un cáncer de laringe.
· Nódulos; son lesiones en las cuerdas vocales. El tejido del nódulo se endurece con el tiempo, de forma semejante a un callo. Los nódulos se originan por esfuerzos continuados de la voz y aumentan de tamaño si el abuso de la voz es persistente. Son característicos de profesionales que usan la voz como cantantes, locutores, profesores, ...
· Edema de Reinke; es una inflamación de las cuerdas vocales, por la acumulación de material mucoso. Se origina por una inflamación crónica debida principalmente al abuso vocal y al tabaquismo. Puede afectar a las dos cuerdas vocales y es más frecuente en hombres. La ronquera es uno de los síntomas característicos. Se puede tratar con cirugía.
b) Funcionales; dependen del tipo de conducta que influya en la producción de la voz: mal uso de la voz (intensidad vocal elevada, tono inadecuado, tipo de respiración inapropiada, …), abuso vocal (gritar, chillar, …), estados de estrés, tensión psíquica y emocional, vocalizaciones forzadas, ...
Las alteraciones de la voz pueden ser de dos tipos:
· Afonía; cuando aparece una ausencia total de la voz. Puede ser de duración breve o permanente, por ejemplo, por causas congénitas o debido a la extirpación de la laringe.
· Disfonía; se produce una alteración de las cualidades de la voz, timbre, tono e intensidad. Las disfonías pueden ser:
→ Funcionales; solamente está alterada la función de la voz, sin que exista una lesión del aparato fonador. Suelen producirse por mal uso de la voz.
→ Orgánicas; se deben a patologías de la laringe o de alguna otra parte del aparato fonador, que altera las cualidades de la voz.
→ Mixtas; se producen lesiones por un mal uso vocal continuado. Por ejemplo, el uso continuo de la voz a intensidades elevadas en los cantantes. Esto puede ocasionar cambios en la estructura de las cuerdas vocales, que pueden llegar a ser crónicos, como los pólipos, los edemas y los nódulos.
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