ANATOMIA Y FISIOLOGIA DEL APARATO RESPIRATORIO

Aparato Respiratorio

El aparato respiratorio es el conjunto de estructuras cuya función es la de abastecer de oxígeno al organismo, principalmente al cerebro, mediante la incorporación de aire rico en oxígeno y la expulsión de aire (anhídrido carbónico) .Estos gases se intercambian por difusión a través de la sangre como medio transportador, hacia y desde todo el cuerpo humano.

El Aparato Respiratorio lo podemos estudiar de dos formas que se complementan, una visión macro estructural o Anatómica y otra Micro estructural o Fisiológica.

•Anatomía del Aparato respiratorio

Órganos de la Respiración

El aparato respiratorio esta formado por un sistema de conducción formado por la boca ,las fosas nasales , senos nasales o paranasales , la faringe , la laringe, la tráquea, los bronquios principales , bronquios lobares , bronquios segmentarios y bronquiolos y el sistema de intercambio gaseoso formado por conductos y los sacos alveolares.

Fosas Nasales

Son las aberturas de la nariz por las cuales se realiza la inspiración y expiración del intercambio de aire y gases enrarecidos. Es la primera barrera de higiene y purificación del aire

Los senos nasales o paranasales

Anatómicamente, los senos nasales o paranasales son un conjunto de cavidades aéreas ubicadas en el cráneo y la cara, específicamente en los huesos frontales, esfenoides, etmoides, maxilar superior y tabique nasal que se comunican con las fosas nasales.

Estas cavidades son estructuras que influyen en la respiración, la fonación, el calentamiento y la olfacción. Así mismo, cumplen con la función de humedecer el aire aspirado, secretar moco, sirve de caja de resonancia de la voz, expulsan o desechan cuerpos extraños que penetran en la inhalación humedecen el aire aspirado

Existen 8 senos paranasales, cuatro a cada lado de la nariz y están cubiertos por una delgada película de mucosa de epitelio ciliado, el cual esta formado por una o mas capas de células.

Seno frontal

Son dos cavidades separadas por el tabique interfrontal, cada uno de ellos, a su vez pueden tener uno o mas compartimientos. Se comunican con el meato medio nasal a través del conducto nasofrontal. Sus dimensiones son de 3 cm del alto, y de 2 a 2.5 cm de ancho con una profundidad de 1.5 a 2 cm y su capacidad es de 6 a 7 ml. Ubicado adelante de la pared de la frente, abajo está la órbita y el techo de la cavidad nasal y atrás la fosa craneal anterior y los senos sagitales superior e inferior. El grosor de la mucosa del seno frontal es menor a la del tabique y los cornetes

Seno Etmoidal

El laberinto o celdillas etmoidales se los ubica a cada lado de la mitad y tercio de la cavidad nasal y medial al hueso de la orbita. El hueso etmoidal esta constituido por una lámina horizontal y otra vertical. La pared externa del laberinto etmoidal esta formado por del etmoides y por los huesos lagrimales, además de la pared interna de la cavidad orbitaria .Su capacidad es de 14 ml.

Seno Maxilar

El seno maxilar o Antro de Highmore es el mayor de los senos paranasales . Tiene forma piramidal irregular con base hacia las fosas nasales y vértice hacia la apófisis cigomática o piramidal del maxilar. Sus dimensiones son de 31 a 32 mm de altura, de 18 a 20 mm de ancho y 19 mm de profundidad y su capacidad es de 15 ml.La pared interna o base del antro, esta formada por la lamina vertical del hueso palatino, su pared superior la separa del piso de la orbita. Al principio, su parte inferior se encuentra arriba del piso nasal, para ir descendiendo en forma gradual y alcanzar el nivel del mismo hacia los ocho años.

Seno Esfenoidal Se encuentra completamente desarrollado entre los 12 y los 15 años .Esta situado en el cuerpo del esfenoides por lo que su tamaño y forma son variables .Cada seno esfenoidal se comunica con el meato nasal superior a través de unas pequeñas aberturas que drenan en el receso esfeno etmoidal. Sus dimensiones son de 15 x12x10,5 mm con una capacidad de 7.5 ml. Este hueso desemboca por un orificio situado de su pared anterior hacia el esfenoetmoidal de la cavidad nasal.

Los senos propios de cada hueso desembocan en el Meato, por medio del cual el Conducto Nasolagrimal aloja cualquier contenido innecesario.

Meatos en los cuales desemboca da seno:

Ático: seno esfenoidal (el ático es la zona superior al meato superior)

Meato Superior: Celdas Etmoidales posterior.

Meato Medio: Celdas Etmoidales anteriores, seno Maxilar, seno frontal.

Meato Inferior: Conducto nasolagrimal.

La Faringe

Es un conducto muscular membranoso en forma de tubo ,que se extiende desde la base del cráneo , limitado por el cuerpo del esfenoides , apófisis basilar del hueso occipital y el peñasco , hasta la entrada del esófago que coincide con la 6 o 7 vertebra cervical, es decir hasta el cuello. Está sostenido por masa muscular, los músculos constrictores de la faringe, los músculos que se insertan en la apófisis mastoides (como el estilogloso, estilofaringeo, etc.)Y los músculos que se insertan en la apófisis mastoides principalmente el esternocleidomastoideo .Interiormente esta revestido de membrana mucosa la cual es diferente de acuerdo a la zona que se estudie: Rinofaringe: epitelio cilíndrico ciliado Pseudo-estratificado

Mesofanringe: epitelio escamoso estratificado

Hipofaringe: epitelio cilíndrico ciliado pseudo estratificado Conecta nariz y la boca con la tráquea y el esófago; por lo que es parte integrante de los dos sistemas, respiratorio y digestivo.Mide 13 cm y se ubica delante de la columna vertebral.

Partes de la Faringe

Nasofaringe:

También llamada faringe superior o rinofaringe al nacer en la parte posterior de la cavidad nasal .El techo de la faringe situado en la nasofaringe se llama CAVUM, zona donde se ubican las amígdalas faríngeas o adenoides .La nasofaringe esta limitada por delante por las COANAS de las fosas nasales y por debajo por el velo del paladar .A ambos lados presenta el orificio con el cual conecta el oído medio con la pared lateral de la faringe a través de la trompa de Eustaquio. Detrás de este orificio se encuentra un receso faríngeo llamado fositas de Rosenmuller. En la parte pared posterior de la nasofaringe se aprecia el relieve del arco anterior del atlas o primera vertebra cervical.

Oro faringe

También llamado faringe media o buco faringe porque por delante se abre a la boca o cavidad oral a través del istmo de las fauces .Por arriba esta limitada por el velo del paladar y por debajo por la epiglotis. En la oro faringe se encuentran las amígdalas palatinas o anginas, entre los pilares palatinos anterior glosopalatino y posterior faringopalatino.

Laringofaringe

También llamada Hipofaringe o faringe inferior .Comprende las estructuras que rodean a la Laringe por debajo de la Epiglotis, como los senos piriformes y el canal retrocricoideo, hasta el limite con el esófago. En medio de los senos piriformes o canales faringolaringeos se encuentra la entrada de la laringe delimitada por los pliegues aritenoepigloticos.

Funciones de la faringe

La deglución: Paso del bolo alimenticio desde la boca hasta el esófago La respiración La fonación: Trabajo muscular para emitir sonidos inteligibles, es decir para que exista la comunicación oral Audición: Interviene en la audición debida a que la trompa auditiva esta ubicada lateralmente a ella y se unen con la trompa de Eustaquio Otras funciones: La olfacción, salivación, masticación, funciones gustativas, protección y continuación de la cámara de resonancia para la voz.

Epiglotis

Es un a especie de válvula en una estructura cartilaginosa que cubre la entrada de la laringe y que se mueve hacia arriba y hacia abajo, impidiendo que los alimentos entren.En ella y en la tráquea.Así mismo marca el límite entre la orofaringe y la laringofaringe.Durante la respiración el velo del paladar desciende, facilitando el paso del aire por la faringe, hacia la laringe y la tráquea, la epiglotis permanece levantada.El cierre de la laringe sucede cuando desciende la epiglotis durante la deglución, para evitar que los alimentos obstruyan la laringe.

Laringe

La laringe es una estructura tubular conformada por varios cartílagos semicirculares que comunica la faringe con la tráquea .Se la ubica delante de la faringe y en comunicación con esta, teniendo detrás de ella al esófago.Es una estructura musculo cartilaginosa ubicada en la parte anterior del cuello, a la altura de las vertebras cervicales C5, C6 y C7.Esta formada por el hueso Hioides y por los cartílagos Tiroides(manzana de Adán en los varones ) , Cricoides, Aritenoides, el Corniculado, Cuneiforme y la Epiglotis y por cuatro pares laterales, todos ellos articulados , revestidos de mucosa y movidos por músculos .En el momento de la deglución la comunicación es interceptada por una lamina cartilagenosa –la epiglotis – la cual impide que os alimentos o saliva penetren en las vías respiratorias inferiores (tráquea , bronquios etc.) provocando una bronco aspiración.

Corniculados: son pequeños cartílagos cónicos incurvados hacia adentro situados sobre los aritenoides.

Aritenoides: cartílagos de forma piramidal asentados sobre el cricoides en el cual se insertan las cuerdas vocales.

La laringe es la parte superior de la tráquea adaptada a las necesidades de la fonación o emisión de la voz. Es el órgano de la fonación ya que contiene las cuerdas vocales superiores o falsas (pliegue vesicular) y las inferiores o verdaderas (pliegue vocal), separadas por el ventrículo laríngeo.

La laringe está recubierta por epitelio mucoso que se continua y reviste la faringe y con el que reviste la tráquea, con la que esta unida por debajo

Tráquea

Es la porción del aparato respiratorio que continua la laringe; termina en el tórax dando dos ramas de bifurcación, que son los bronquios.Esta situada en toda su extensión delante del esófago. En el cuello, la tráquea esta situada en la línea media; en el tórax está desviada a la derecha por el cayado de la aorta que se apoya en su cara lateral izquierda.CONFIGURACION EXTERIORTiene la forma de un tubo cilíndrico, aplanado por detrás. Presenta una cara posterior plana y todo el resto de su superficie es convexa y ofrece eminencias transversales.

Bronquios

La tráquea se divide en dos bronquios, uno derecho y el otro izquierdo. Estos se dirigen hacia el pulmón correspondiente, en el que cada uno de ellos penetra y se ramifica.Cada bronquio con sus ramificaciones constituye un árbol bronquial.CONFIGURACION EXTERIORLos bronquios extra pulmonares presentan la misma configuración general que la tráquea. Son aplanados por detrás, mientras que el resto de su superficie convexa esta levantado por eminencias transversales. El bronquio derecho es más corto que el derecho y también el bronquio derecho es más voluminoso.

Pulmones

Los pulmones, en número de dos, derecho e izquierdo, ocupan las partes laterales de la cavidad torácica. Están separados por el mediastino, y los rodea una membrana serosa, la pleura.EL volumen de los pulmones varía en cada individuo. EL pulmón derecho es siempre más voluminoso que el izquierdo. La capacidad absoluta de los pulmones se mide por la cantidad de aire que contiene después de una respiración forzada, esta capacidad es de 5 000 cm³. Los pulmones tienen un color gris rosado, una consistencia blanda esponjosa.El tejido pulmonar es a la vez muy resistente y muy elástico.CONFIGURACION EXTERIOR La forma de los pulmones es de la mitad de un cono cortado ambos por un plano vertical, cada uno presenta una cara externa convexa, una interna plana, un vértice dirigido arriba y una base.

Vértice: Corresponde al orificio superior del tórax, es redondeado y presenta en su cara interna un canal determinado por el paso de la arteria subclavia.

Base: Es cóncava y se apoya sobre el diafragma (músculo que separa la cavidad torácica de la abdominal)

Cara externa o costo vertebral. Es convexa y corresponde en su mayor parte a la cara interna de las costillas y de los espacios intercostales.

Lóbulos del pulmón:

Cisuras ínter lobulares: Los pulmones están divididos en varios lóbulos por cisuras profundas (cisuras ínter lobulares). El pulmón izq. esta dividido en dos, uno superior y otro inferior; mientras que el derecho esta divido en tres uno superior, medio e inferior.Cara interna o mediastinica: Está dividida en dos partes, una posterior y otra anterior, por el hilio del pulmón.EL HILIO: es la parte interna por donde penetran los bronquios, los vasos y los nervios que constituyen el pedículo pulmonar.

Bordes de los pulmones

Borde anterior: Separa por delante la cara mediastinica de la cara costo vertebral.

Borde Posterior: Separa por detrás las caras mediastinica de y costo vertebral.

Borde Inferior: limita la base del pulmón y comprende dos segmentos: uno interno cóncavo por dentro y situado entre la base y la cara interna del pulmón; y otro externo convexo por fuera está en la unión de la base con la cara externa.

Constitución ANATOMICA de los PULMONESLos pulmones están constituidos,

1º Por la portación intrapulmonar del árbol bronquial.

2º Por vasos, unos arterias pulmonares, que llevan la sangre venosa que se

arterializa en el lóbulo pulmonar y vuelve al corazón por las venas pulmonares; y

otros los vasos bronquia-lesi destinados a la nutrición del órgano.

3º Por linfáticos.

4º Por el tejido que une los principales elementos constitutivos de los pulmones

1_ Árbol BronquialLos bronquios extrapulmonares se continúan en el interior del pulmón, dirigiéndose hacia abajo, atrás y afuera. EL tronco bronquial formado por las porciones extra e intrapulmonares de cada bronquio se designa con el nombre de bronquio raíz.Cada Bronquio raíz emite cuatro clases de bronquios dorsales y un bronquio anterointerno o infracardiaco. Cada Bronquio colateral así como la terminación del bronquio raíz, da bronquios cada vez mas pequeños...Estructura del árbol bronquial.Está constituido por una túnica externa fibromusculocartilaginosa y una túnica interna o mucosa.

2_Arterias pulmonares Las arterias pulmonares nacen del ventrículo derecho y se divide en dos ramas que van, una al pulmón derecho y otra al pulmón izquierdo, al penetrar en el pulmón cruzan la cara posterior del bronquio correspondiente y le acompañan en todo su trayecto. La arteria pulmonar se ramifica de la misma manera que el bronquio raíz y cuando llegan a los alvéolos forman una red peri alveolar.Venas Pulmonares: Nacen de la red peri alveolar y discurren por la periferia del lobulillo.Arterias Bronquiales: en número de dos, una izquierda y otra derecha, nacen de la aorta y se dirigen al pulmón correspondiente.Venas Bronquiales:

Corresponden a las arterias bronquiales; sin embargo no reciben la sangre venosa de los pequeños bronquios, que va a las venas pulmonares.

3_Linfáticos

Los linfáticos de los pulmones unos son superficiales y otros profundos. Van a los ganglios situados a nivel del hilio entre los elementos que constituyen el pedículo pulmonar.

4_Nervios

Proceden de los plexos pulmonares

Pleuras

Son dos envolturas serosas que rodean los pulmones, cada una esta constituida por una hoja visceral aplicada al pulmón, y una hoja parietal en relación con la pared torácica.Pleura visceral: es la parte interna de la pleura.Pleura Parietal: es la parte externa en contacto con la caja torácica.Diafragma: es un músculo que separa la cavidad torácica de la abdominal.

•Fisiología del Aparato Respiratorio

Respiración: Transporte de oxígeno de la atmosfera a las células y, a la inversa, transporte de bióxido de carbono de las células a la atmosfera nuevamente.

El proceso de la respiración puede dividirse en cuatro grandes etapas.

1) Ventilación pulmonar.

2) Difusión del oxígeno y bióxido de carbono entre alveolos y sangre.

3) Transporte de oxígeno y bióxido de carbono en la sangre y líquidos

corporales a las células, y viceversa.

4) Regulación de la ventilación y otros aspectos de la respiración.

1- MECANISMOS BÁSICOS DE EXPANSIÓN Y CONTRACCIÓN PULMONARES

Los pulmones pueden dilatarse y contraerse:Por movimiento hacia arriba y abajo del diafragma, alargando o acortando la cavidad torácica (la contracción del diafragma tira del borde inferior del tórax hacia abajo, aumentando la dimensión longitudinal, por otro lado , el movimiento hacia arriba del diafragma puede producirse por contracción activa de los diferentes músculos abdominales para empujar el contenido abdominal hacia arriba)Por elevación y depresión de las costillas, aumentando y disminuyendo el diámetro antero posterior.EL 70% aprox. de la expansión y contracción de los pulmones depende del movimiento antero posterior de la Jaula torácica y el otro 30% del movimiento del diafragma.

Los músculos intervinientes en la Inspiración son: Diafragma Intercostales externos Esternocleidomastoideos Deltoides y serratos anteriores Escalenos Sacro espinales

Los músculos intervinientes en la espiración son: Abdominales Intercostales internos Serrato postero inferior Presión intraalveolar

Los músculos respiratorios logran la respiración por compresión o distensión de los pulmones, lo cual, a su vez, hace que la presión en los alveolos aumente o disminuya. Durante la inspiración la presión intraalveolar se hace ligeramente negativa, lo que hace que el aire entre por las vías respiratorias. Durante la espiración. Normal la presión intraalveolar aumenta lo que obliga al aire a salir por las vías respiratorias.

2-DIFUSIÓN DEL OXÍGENO Y BIÓXIDO DE CARBONO ENTRE

ALVEOLOS Y SANGRE.

Las membranas del espacio intrapleural constantemente absorben cualquier gas o líquido que penetre en dicho espacio; esta absorción creo un vacío que obliga a los pulmones a dilatarse, ya que los pulmones tienden a colapsar, primero porque hay muchas fibras elásticas que son estiradas continuamente y tienden a retraerse y segundo y más importante por la tensión superficial de los líquidos que recubren los alvéolos provoca una tendencia continua de éstos a colapsarse.

Cuando los pulmones están distendidos los músculos respiratorios gastan energía para provocar tal distensión. Esta es una parte del trabajo de la respiración. También hay que tener en cuenta otros dos factores que impiden la expansión y contracción de los pulmones

Viscosidad de los tejidos pulmonares (significa que se necesita cierto grado de energía para ordenar nuevamente las moléculas en los tejidos pulmonares y de la jaula torácica con el fin de cambiarlos a dimensiones nuevas

Resistencia de la vía aérea (Se necesita también una determinada cantidad de energía para mover el aire a los largo de las vías respiratorias, cuando las vías aéreas se obstruyen es necesario un fuerte gasto de energía por los músculos de respiratorios simplemente para forzar hacia adentro el aire de las vías aéreas)

Ventilación de los AlveolosEl Factor realmente importante en todo el proceso de ventilación pulmonar es la frecuencia con que el aire alveolar se renueva por minuto mediante el aire atmosférico.El volumen de aire que entra en los alveolos no es todo el aire inspirado sino que se le debe descontar el aire que llena las diferentes zonas de espacio muerto (vías nasales, la faringe, tráquea y bronquios).

Función de la NarizAl pasar el aire por la nariz, las vías nasales realizan tres funciones:EL aire es calentado por las superficies de los cornetes y el tabique medio.El aire es humidificadoEl aire es filtrado, primero por los pelos (menos importante) y luego por precipitación turbulenta, es decir, cuando pasa por las vías nasales el aire encuentra muchos sitios que actúan a modo de aspas obstructivas, como el tabique medio y la pared faríngea. Cada vez que el aire se encuentra con estas obstrucciones debe cambiar de curso y las partículas, cuya masa es mayor que el aire propio, no pueden cambiar su curso, chocando contra estas.Todas las superficies de la nariz están recubiertas de una delgada capa de moco segregada por la membrana mucosa, además el epitelio de las vías nasales es ciliado y estos se mueven constantemente hacia la faringe. Después de que las partículas son atrapadas por el moco, este es movilizado hacia la faringe donde es expectorado o deglutido.

3- TRANSPORTE DE OXÍGENO Y BIOXIDO DE CARBONO EN LA SANGRE Y LIQUIDOS CORPORALES

El aire atmosférico tiene distintas concentraciones que el aire alveolar y se necesitan varias respiraciones para cambiar todo el aire alveolar, ya que con cada respiración solo se cambia un poco. Constantemente es absorbido oxígeno por los alveolos y constantemente es libera bióxido de carbono de la sangre pulmonar a los alveolos.

El oxígeno pasa de los alveolos a los glóbulos rojos (según grafico)

Luego es transportado en combinación con la hemoglobulina a los capilares titulares donde es liberado para ser usado por la célula. La presencia de hemoglobulina permite transportar de 30 a 100 veces más de oxígeno. En la célula el oxígeno reacciona con varios elementos nutritivos para formar grandes cantidades de bióxido de carbono que luego es transportado nuevamente por la sangre a los pulmones.Difusión de gases a través de la membrana respiratoria.El recambio gaseoso entre el aire alveolar y la sangre pulmonar se produce a través de la membrana que recubre a los bronquíolos respiratorios, conductos alveolares, atrio o vestíbulos y sacos alveolares. Esta membrana se denomina membrana respiratoria o membrana pulmonarCuando la Presión del oxígeno es mayor como en los capilares pulmonares, el oxígeno se une con la hemoglobina, pero si esta presión baja como en los capilares titulares, el oxígeno se libera de la hemoglobina de los pulmones a los tejidos.Empleo metabólico de Oxígeno por las célulasCuando la célula emplea el ATP para proporcionar energía, este se convierte ADP. La concentración creciente de ADP entonces aumenta el consumo metabólico tanto de oxígeno como de los diversos nutrientes que se combinan con Él para liberar energía. En consecuencia, la intensidad de utilización de oxígeno por las células en realidad está controlada por la intensidad del gasto energético dentro de las mismas.El flujo de sangre prácticamente para todos los tejidos del cuerpo es más que suficiente para proporcionar el oxígeno necesario.El monóxido de carbono se combina con la hemoglobina en el mismo punto de la molécula que el oxígeno. Se combina con afinidad unas 210 veces mayor que el oxígeno.La hemoglobina puede transportar el oxígeno y el bióxido de carbono al mismo tiempo.

4- REGULACION DE LA RESPIRACION

El centro respiratorio es un grupo muy disperso de neuronas localizado principalmente en la substancia reticular lateral del bulbo y, en menor grado en la parte baja de la protuberancia.Existen dos tipos de neuronas respiratorias que se entremezclan. Las neuronas inspiratorias y las espiratorias. Cuando aumenta la respiración, tanto las neuronas inspiratorias como las espiratorias, se excitan muy por encima de lo normal, transmitiendo señales inspiratorias muy aumentadas para los músculos respiratorios durante la inspiración, y señales espiratorias muy aumentadas durante la espiración. En la persona normal en reposo la inspiración suele durar unos dos segundos, la espiración tres segundos. Cuando la respiración es más rápida ambas disminuyen en forma correspondiente.