mecanismos de defensa respiratorios

7/23/2019 mecanismos de defensa respiratorios

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El pulmn est constantemente expuesto a agentes patgenos que pueden llegar por las

vas areas a travs de la inhalacin de partculas, aerosoles y gases o mediante la

aspiracin de contenido bucofarngeo. Adems, aunque con menor frecuencia, algunas

noxas pueden alcanar el pulmn por va hematgena o por va transtorcica. !osagentes patgenos pertenecen a diversas categoras"

Agentes infecciosos" virus, bacterias, hongos, parsitos.

Gases txicoso irritantes" humo de tabaco, anhdrido sulfuroso, oono, xidos

nitrosos, #$, oxgeno en altas concentraciones.

Sustancias qumicas cancergenas" humo de tabaco, polutantes ambientales

Partculas inorgnicas" slice, asbestos, carbn, hierro, etc.

Partculas orgnicas" plenes, esporas de hongos, enimas.

Drogas" utiliadas por va local %aerosoles, gotas nasales& o sistmica.

Secreciones" secrecines bucofarngeas, gstrica.

Cuerpos extraos" alimentos, pieas dentales,etc.

Radiaciones" radioterapia, radiaciones ambientales.

'ependiendo de la magnitud de la exposicin, de la eficiencia de los mecanismos

defensivos y de factores de susceptibilidad individual, se pueden producir enfermedades

como infecciones, neumonitis qumicas, neumoconiosis, limitacin crnica del flu(o areo,

episodios de asma, neumonitis alrgicas extrnsecas, neumonitis por drogas, neumonas

aspirativas, etc.

)ese a que prcticamente toda la poblacin est expuesta a sustancias extra*as,

potencialmente patgenas, estas enfermedades son de frecuencia relativamente ba(a,

porque el aparato respiratorio posee eficientes sistemas de limpiea y acondicionamiento

del aire, as como mecanismos de defensa capaces de eliminar a los agentes extra*os.

En este captulo revisaremos someramente los mecanismos de llegada de los agentes


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ms frecuentes y algunos de los sistemas defensivos del aparato respiratorio. El anlisis

especfico para cada enfermedad se encuentra en los captulos respectivos.

IGR!S" D! #A$!RIA% !&$RA'"

In(alacin de partculas

El aparato respiratorio est en permanente contacto con aerosoles, que para estos

efectos son las partculas slidas o lquidas capaces de mantenerse en suspensin en el

aire por un tiempo suficiente como para ser inhaladas. Este tiempo depende del tama*o

de la partcula" aquellas mayores de + - caen muy rpidamente, mientras que las ms

peque*as pueden mantenerse en suspensin casi indefinidamente, especialmente si el

aire est en movimiento. !as partculas lquidas pueden disminuir su tama*o por

evaporacin, hecho que tiene importancia en las microgotas de secreciones respiratorias

que se eliminan al toser, estornudar o hablar %gotas de )flgger&, ya que su menor tama*o

les permite mantenerse por mayor tiempo en suspensin.

#uando se inhala un aerosol, las partculas permanecen en suspensin hasta que se

ponen en contacto con la superficie de las vas areas o de los alvolos. El lugar donde

se produce el contacto con la pared, y por lo tanto el depsito de partculas, depende del

tama*o de stas y de la velocidad del aire que los transporta. El sitio y la cantidad del

depsito de partculas son importantes en la patogenia de enfermedades infecciosas,

alrgicas, en las neumoconiosis y tambin en la terapia mediante aerosoles.

!as partculas se depositan en el aparato respiratorio a travs de tres mecanismos"

Inercia:!as partculas tienden a mantener la direccin de su movimiento, por lo cual

chocan con las paredes de las vas areas . !a inercia es mayor en partculas de mayor

tama*o y en las que se mueve mayor velocidad. )or esta ran este fenmeno es ms

importante en las vas areas superiores, donde el aire inspirado presenta su mxima

velocidad. Este mecanismo opera especialmnte en la nari que por sus anfractuosidades


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y humedad es capa de eliminar prcticamente todas las partculas mayores de +- y una

proporcin considerable de las mayores de /-. !a inercia tambin explica por qu es

conveniente que los aerosoles teraputicos se inhalen con la menor velocidad posible,

con el propsito de disminuir el depsito del medicamento en la boca y faringe, y

aumentar su penetracin en el rbol bronquial.

Sedimentacin:A pesar de que las partculas de aerosol son capaces de mantenerse en

suspensin por tiempos largos, finalmente tienden a sedimentar por efecto de la gravedad

si tienen tiempo suficiente. A la inversa de la inercia, la sedimentacin ocurre con mayor

facilidad cuando el aire est quieto, por lo cual este mecanismo adquiere mayor

importancia en las vas areas perifricas y en los alvolos, donde la velocidad es mnima

o nula. Este mecanismo es el de mayor importancia en partculas de ,0 a 1 - y explica

por qu es conveniente mantenerse sin respirar durante 23+ segundos despus deinhalar un medicamento en aerosol, ya que esta pausa aumenta el depsito del frmaco

en las vas areas perifricas.

Difusin: !as partculas muy peque*as se mueven al aar como consecuencia del choque

con molculas gaseosas, chocan contra las paredes alveolar y pasan hacia la sangre

capilar. Este fenmeno slo tiene importancia para partculas de ,+ - o menos.

In(alacin de gases

!os gases irritantes para las vas areas altas pueden provocar tos, estornudos, apnea,

etc., lo que generalmente determina que el individuo suspenda la inhalacin y se retire del

lugar contaminado.

!a absorcin de gases txicos depende de la solubilidad del gas y de su concentracin.

!os gases muy hidrosolubles, como el anhdrido sulfuroso, pueden ser absorbidos en gran

parte en las vas areas superiores provocando sntomas defensivos %tos, estornudos&, lo

que limita su llegada a los alvolos. 4o obstante, esta funcin de filtro es sobrepasada si

los gases estn en alta concentracin, ya que la capacidad de remocin de gas en las

vas areas altas es limitada. En cambio, los gases poco solubles que no irritan las vas

superiores, como xido nitroso y oono, pueden alcanar sin dificultad el territorio alveolar

donde pueden absorberse pese a su ba(a solubilidad, debido a la gran superficie de este

sector.


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Aspiracin de contenido )ucofarngeo

Estudios con radioistopos han demostrado que una gran proporcin de los su(etos

normales aspira cantidades significativas de secreciones bucofarngeas durante el sue*o,

lo que permite la entrada de cantidades apreciables de microorganismos a las vas areasinferiores. 4o obstante, el territorio subgltico permanece prcticamente estril debido a

que los mecanismos defensivos especficos e inespecficos son capaces de eliminar estos

grmenes sin dificultad. En enfermedades o condiciones con alteracin de conciencia

%5E#, alcohol, anestesia& , en problemas neurolgicos que alteren la coordinacin de la

deglucin %A6E, tumores cerebrales, ciruga de base de crneo, anestesia farngea, etc.&,

las cantidades aspiradas pueden ser considerablemente mayores y sobrepasar la

capacidad defensiva normal. En otras condiciones como vmitos, reflu(o gastroesofgico

se agregan alimentos y secreciones digestivas que act7an mecnica y qumicamente

AC"DICI"A#I!$" D!% AIR!

)ara que los mecanismos defensivos del pulmn funcionen eficientemente es necesario

que el aire que llega a las vas areas inferiores y pulmn est caliente y h7medo.

'urante la respiracin tranquila, la nari es capa de calentar a /89# y saturar

completamente el aire inspirado. 'urante el e(ercicio, en cambio, por la mayor cantidad y

alta velocidad del aire l , las fosas nasales no alcanan a cumplir este cometido, el cual es

completado por las vas areas ms ba(as. !a falla de esta funcin puede ocurrir por

respiracin bucal en diferentes trastornos nasales y en pacientes con vas areas

artificiales como tubos oro o nasotraqueales o traqueostomas. En ellos es importante

reemplaar la funcin nasal entregando un aire filtrado, calentado y humedecido.

D!*!SAS I!SP!CI*ICAS

!as partculas que llegan a las vas areas inferiores son procesadas por un comple(o

con(unto de mecanismos formado por defensas inespecficas y especficas, que son

altamente eficaces. )or e(emplo, si consideramos que en un su(eto normal entran al

aparato respiratorio aproximadamente +0. litros de aire diarios que, dependiendo del

lugar de residencia y de la exposicin profesional, puede contener material slido en

suspensin, es posible que se inhalen cantidades apreciables de estas sustancias a lo

largo de una vida. 4o obstante, la gran mayora de este material es completamente


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eliminada por los mecanismos de limpiea del pulmn y vas areas. A continuacin

analiaremos brevemente los ms importantes.

$os

!a tos se produce por estimulacin de los receptores de irritacin ubicados en trquea y

grandes bronquios. :nicialmente hay una inspiracin profunda seguida de cierre de la

glotis y contraccin de los m7sculos espiratorios, con lo cual la presin intraalveolar sube

hasta ms de +/2 cm ;0$. !uego se abre la glotis, expulsndose el aire violentamente.

!a compresin dinmica producida determina un estrechamiento de trquea y bronquios,

lo que aumenta a7n ms la velocidad lineal del aire, que puede alcanar ms de un /alta de fuera de los m7sculos espiratorios" debilidad muscular, trastornos

neuromusculares diversos

'olor torcico o abdominal en el postoperatorio torcico o abdominal, fracturas

costales, etc.

>alta de cierre de la glotis en vas areas intubadas

!a tos es un importante mecanismo defensivo y, por lo tanto, es peligroso que sea

excesivamente suprimida con antitusgenos que pueden determinar retencin de

secreciones.

$ransporte mucociliar

!a superficie de las vas areas est cubierta por secrecin seromucosa que est

dispuesta en una capa lquida, en contacto con el epitelio, y una gelatinosa, superficial, a

la cual se adhieren las partculas que se depositan en las vas areas. Esta 7ltima capa se

mueve hacia la glotis, como una correa transportadora, por la accin de los cilios, que en


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n7mero aproximado de 0 por clula baten continua y coordinadamente, con un

movimiento propulsor rpido con los cilios rgidos en el sentido del movimiento del mucus

y uno de recuperacin lento ,con los cilios curvados , hacia atrs %>igura +83+&. !a

velocidad del mucus es mayor en la trquea %0+ mm?min& y disminuye hacia distal. =e

calcula que aproximadamente un @< del mucus producido es eliminado cada 0 horas.

!a velocidad de transporte es ms lenta al aumentar la viscosidad de las secreciones y

durante el sue*o.

El transporte mucociliar puede ser alterado por varios mecanismos"

Contaminantes" el humo del tabaco, el =$0y otros contaminantes ambientales

pueden disminuirlo.

Enfermedades crnicas" bronquitis crnica, asma, etc.

Infecciones agudas" las infecciones virales y especialmente por micoplasma y

clamidia disminuyen el transporte por lapsos prolongados.


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Resecacin de secreciones" especialmente por el uso de vas areas artificiales

sin la adecuada humidificacin y calentamiento del aire.

Anomalas congnitas" por fallas estructurales de los cilios %sndrome del cilio

inmvil&, que determina una mayor susceptibilidad a infecciones, lo que causabronquiectasias. Esta condicin, asociada a dextrocardia, constituye el sndrome

de Bartagener.

Drogas" existen m7ltiples drogas que afectan el transporte mucociliar. !o

aumentan los beta30 adrenrgicos, colinrgicos, cromoglicato, teofilinas. !o

disminuyen los beta bloqueadores, algunos anticolinrgicos, la aspirina, el alcohol,

los anestsicos generales, los opiceos y el $0en altas concentraciones.

Secreciones respiratorias

Adems de su participacin en la funcin mecnica recin explicada , las secreciones

respiratorias contienen m7ltiples constituyentes que colaboran en la eliminacin y

neutraliacin de microorganismos, partculas y sustancias patgenas. !a secrecin

respiratoria es comple(a y sus funciones slo parcialmente conocidas. Es probable que su

alteracin sea relevante en varias enfermedades, siendo la ms importante de stas la

fibrosis qustica, en la cual hay un marcado espesamiento probablemente debido a

trastornos en la secrecin de cloro.

Entre los componentes activos de las secreciones cabe mencionar los siguientes, no para

que se recuerden en todos sus detalles sino que para ilustrar la comple(idad y eficacia de

este mecanismo."

Lisozima: es una enima que act7a inespecficamente contra la pared de bacterias,

especialmente Cram positivas. =u accin es aumentada por anticuerpos y complemento,

que exponen la ona ms profunda de la pared bacteriana al efecto de la enima.

Interfern: es un con(unto de molculas de glicoprotenas producidas por linfocitos,

polimorfonucleares, macrfagos y fibroblastos, que sirven como mediadores de actividad

antiviral, antitumoral e inmunoregulatoria. El principal estmulo es la infeccin viral, que

determina un aumento de produccin de interferones, los que median en otras clulas la

produccin de polipptidos activos.


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Complemento:este con(unto de protenas plasmticas se activa por la va clsica %unin

antgeno3anticuerpo& o por la va alternativa %contacto directo con bacterias, hongos, etc.&.

=us productos pueden producir da*o en las membranas celulares o mediar procesos

inflamatorios. Adems, los componentes de complemento recubren microorganismos y,

actuando como opsoninas, facilitan su fagocitosis. =u falla aislada es rara.

Surfactante: adems de su accin sobre la tensin superficial, el surfactante tiene

propiedades de opsonina, con lo que facilita la fagocitosis.

Fironectina: es una glicoprotena de alto peso molecular que normalmente cubre los

receptores celulares a los cuales se adhieren bacterias, especialmente Cram negativas.

=u disminucin, producida por m7ltiples condiciones asociadas a mal estado general,

favorece la coloniacin por patgenos.

Antiproteasas ! antio"idantes:en el intersticio existen m7ltiples enimas antiproteolticas y

antioxidantes capaces de neutraliar e inactivar los mediadores y enimas liberados por

fagocitos, limitando su accin. !a falla congnita de una de estas enimas proteolticas, la

alfa + antitripsina, es causa de una forma infrecuente de enfisema pulmonar en gente

relativamente (oven. =e ha propuesto que un desbalance en la actividad proteoltica y anti3

proteoltica tambin operara en la E)$# por tabaco. Entre las enimas antioxidantes ms

importantes estn la superoxidodismutasa y las catalasas, que estaran implicadas en la

patogenia del distrs respiratorio del adulto %captulo 18&.

Fagocitos: en el tracto respiratorio estn representados por los polimorfonucleares y los

macrfagos alveolares. Estas clulas pueden fagocitar diferentes sustancias en forma

inespecfica o despus de la opsoniacin por anticuerpos, los que facilitan

marcadamente esta actividad.

#olimorfonucleares $#%&&" en condiciones normales la inmensa mayora de estos

leucocitos se encuentra marginada en los capilares pulmonares, mientras que slo unos

pocos se ubican en las vas areas y alvolos. Estas clulas son atradas al sitio de la

inflamacin a travs de mensa(es quimiotcticos que pueden ser emitidos en forma

inespecfica o por estmulos especficos inmunes. !a fagocitosis resulta generalmente en

la muerte de los microorganismos, especialmente por la accin de ;0$0y enimas. .

'espus de este proceso, los )D4 mueren y liberan al medio detritus celulares,


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mediadores y enimas que son fagocitados por macrfagos o neutraliados por

antiproteasas y antioxidantes. En ocasiones esta 7ltima fase falla, lo que puede

determinar la mantencin de un proceso inflamatorio crnico. !a neutropenia causa una

mayor susceptibilidad para adquirir neumonas por bacterias y hongos.

%acrfagos al'eolares: adems de su funcin fagoctica inespecfica, los macrfagos son

muy importantes en"

a& el inicio de la respuesta inmune local, al presentar los antgenos a los linfocitos.

b& la modulacin de la respuesta inmune

c& sirviendo como efectores de la respuesta inmune.

!os macrfagos alveolares provienen de los monocitos circulantes y pueden permanecer

por largos perodos en los alvolos, en el intersticio y en las vas areas. =u actividad

como macrfago inespecfico es menor que la de los )D4, pero su eficacia como fagocito

especfico es mayor, ya que su activacin por mecanismos inmunes les permite eliminar

microorganismos altamente resistentes, como el bacilo de Boch. =u accin est alterada

en algunas infecciones virales, y tambin en el uso de drogas como esteroides y

citotxicos.

D!*!SAS !SP!C+*ICAS

)or su extensa exposicin al ambiente, el aparato respiratorio es uno de los primeros

sistemas comprometidos en las fallas del sistema inmune, por lo que los pacientes con

inmunodepresin presentan con gran frecuencia neumonas. Adems, el sistema inmune

participa en la patogenia de m7ltiples enfermedades respiratorias a travs de mecanismos

de hipersensibilidad.

!as respuestas inmunes del aparato respiratorio refle(an las respuestas sistmicas y,

probablemente, algunas locales. Adems de los ganglios linfticos, el aparato respiratorio

posee numerosos ac7mulos de linfocitos, tales como los FA!5 %ronc(us associated

l!mp(oid tissue&, que probablemente cumplen funciones inmunolgicas restringidas al

pulmn. !a llegada de un alergeno al aparato respiratorio produce una respuesta inmune

localiada en el sitio de depsito" nari para partculas grandes, bronquios para peque*as


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y alvolos para las muy peque*as. =i la exposicin antignica es masiva y sobrepasa los

sistemas locales de defensa, se produce una reaccin sistmica.

Inmunoglobulinas:las secreciones respiratorias contienen inmunoglobulinas que act7an

en forma especfica contra diferentes microorganismos por varios mecanismos"

:mpidiendo su adhesin a receptores celulares.

$psonisndolos y aglutinndolos, lo que favorece su fagocitosis.

Activando el sistema del complemento, que los destruye y?o inicia un proceso

inflamatorio.

'e las m7ltiples inmunoglobulinas, la ms importante en el aparato respiratorio parece serla :gA, que est presente en concentraciones mayores a las del plasma, lo que indica una

secrecin activa local. 5ambin es importante la :gE, ya que puede mediar

frecuentemente en reacciones de tipo alrgico.

=i bien el dficit selectivo de :gA es el ms frecuente de los trastornos aislados, su

incidencia es ba(a y determina una mayor propensin para desarrollar infecciones

respiratorias. !as fallas en la produccin sistmica de inmunoglobulinas determinan una

mayor incidencia y gravedad de infecciones por bacterias, dentro de las cuales las ms

frecuentes son las capsuladas %neumococo, hemfilos& y los estafilococos. #uando la

inmunidad celular no est comprometida simultneamente, la eliminacin de virus,

micobacterias, parsitos y hongos se efect7a normalmente.

Inmunidad celular:en el pulmn existen diferentes tipos de linfocitos, capaces de actuar

como reguladores y como efectores de las respuestas inmunes, (unto con los fagocitos.

=us alteraciones, en linfomas, =:'A, uso de citotxicos, etc., determinan una mayor

frecuencia y gravedad de infecciones por virus,#neumoc!stis )iro'esi, hongos,

micobacterias y otros microorganismos oportunistas que son eliminados por estas clulas.

Trastornos mixtos:las alteraciones aisladas de la inmunidad humoral o celular son

relativamente raras. Ds frecuentes son las condiciones en que se altera un con(unto de

funciones inmunes, especficas e inespecficas, en las cuales puede predominar alguna

de stas. )or e(emplo, si bien en las leucemias agudas el defecto bsico es un dficit de


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fagocitos, las drogas utiliadas en su tratamiento pueden alterar la inmunidad celular. A la

inversa, en los linfomas de ;odgGin el trastorno bsico es celular, pero su tratamiento con

drogas y la esplenectoma hace a los pacientes ms susceptibles a infecciones propias de

dficit humoral.

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