Vías respiratorias

El tracto respiratorio superior puede referirse a las partes del sistema respiratorio que se encuentran por encima de las cuerdas vocales o por encima del cartílago cricoides . ^{[ 4 ] [ 5 ]} La laringe a veces se incluye tanto en las vías respiratorias superiores como inferiores. ^{[ 6 ]} La laringe también se llama caja de la voz y tiene el cartílago asociado que produce el sonido. El tracto consta de la cavidad nasal y los senos paranasales , la faringe ( nasofaringe , orofaringe y laringofaringe ) y a veces incluye la laringe.

El tracto respiratorio inferior o vía aérea inferior se deriva del intestino anterior en desarrollo y consta de la tráquea , los bronquios (primarios, secundarios y terciarios), los bronquiolos (incluidos los terminales y respiratorios) y los pulmones (incluidos los alvéolos ). ^{[ 7 ]} A veces también incluye la laringe.

El tracto respiratorio inferior también se denomina árbol respiratorio o árbol traqueobronquial , para describir la estructura ramificada de las vías respiratorias que suministran aire a los pulmones, e incluye la tráquea, los bronquios y los bronquiolos. ^{[ 8 ]}

• tráquea
  • bronquio principal (diámetro aproximado de 1 a 1,4  cm en adultos) ^{[ 9 ]}
    • bronquio lobular (diámetro aproximado de 1  cm)
      • bronquio segmentario (diámetro de 4,5 a 13  mm) ^{[ 9 ]}
        • bronquio subsegmentario (diámetro de 1 a 6  mm) ^{[ 9 ]}
          • bronquiolo conductor
            • bronquiolo terminal
              • bronquiolo respiratorio
                • conducto alveolar
                  • saco alveolar
                    • alvéolo

En cada división o generación , una vía aérea se ramifica en dos vías aéreas más pequeñas. El árbol respiratorio humano puede constar de un promedio de 23 generaciones, mientras que el del ratón tiene hasta 13. Las divisiones proximales (las más cercanas a la parte superior del árbol, como los bronquios) funcionan principalmente para transmitir el aire a las vías aéreas inferiores. Las divisiones posteriores, que incluyen el bronquiolo respiratorio, los conductos alveolares y los alvéolos, están especializadas en el intercambio de gases .

La tráquea es el tubo más grande del tracto respiratorio y consta de anillos traqueales de cartílago hialino . Se ramifica en dos bronquios, un bronquio principal izquierdo y uno derecho . Los bronquios se ramifican en secciones más pequeñas dentro de los pulmones, llamadas bronquiolos . Estos bronquiolos dan origen a los sacos de aire en los pulmones llamados alvéolos . ^{[ 10 ]}

Los pulmones son los órganos más grandes del tracto respiratorio inferior. Están suspendidos dentro de la cavidad pleural del tórax. Las pleuras son dos membranas delgadas, de una sola capa celular, que rodean los pulmones. La pleura interna (visceral ) cubre los pulmones y la pleura externa ( parietal ) recubre la superficie interna de la pared torácica. Esta membrana secreta una pequeña cantidad de líquido, lo que permite que los pulmones se muevan libremente dentro de la cavidad pleural al expandirse y contraerse durante la respiración. Los pulmones se dividen en diferentes lóbulos. El pulmón derecho es más grande que el izquierdo, debido a que el corazón se encuentra a la izquierda de la línea media. El pulmón derecho tiene tres lóbulos: superior, medio e inferior, y el pulmón izquierdo tiene dos: superior e inferior, además de una pequeña porción en forma de lengua del lóbulo superior conocida como língula. Cada lóbulo se divide a su vez en segmentos llamados segmentos broncopulmonares . Cada pulmón tiene una superficie costal, que está adyacente a la caja torácica; una superficie diafragmática, que mira hacia abajo, hacia el diafragma; y una superficie mediastínica, que mira hacia el centro del tórax y se apoya contra el corazón, los grandes vasos y la carina, donde los dos bronquios principales se ramifican desde la base de la tráquea.

Los alvéolos son diminutos sacos de aire en los pulmones donde se produce el intercambio de gases. El número medio de alvéolos en un pulmón humano es de 480 millones. ^{[ 11 ]} Cuando el diafragma se contrae, se genera una presión negativa en el tórax y el aire entra rápidamente para llenar la cavidad. Cuando esto sucede, estos sacos se llenan de aire, lo que hace que el pulmón se expanda. Los alvéolos son ricos en capilares, llamados capilares alveolares. Aquí, los glóbulos rojos absorben oxígeno del aire y luego lo transportan de vuelta en forma de oxihemoglobina para nutrir las células. Los glóbulos rojos también transportan dióxido de carbono ( CO₂ ) fuera de las células en forma de carbaminohemoglobina y lo liberan en los alvéolos a través de los capilares alveolares. Cuando el diafragma se relaja, se genera una presión positiva en el tórax y el aire sale _rápidamente de los alvéolos expulsando el dióxido de carbono.

El tracto respiratorio está cubierto de epitelio , que varía a lo largo del mismo. Hay glándulas y moco producido por células caliciformes en algunas partes, así como músculo liso , elastina o cartílago . El epitelio desde la nariz hasta los bronquiolos está cubierto de epitelio cilíndrico pseudoestratificado ciliado , comúnmente llamado epitelio respiratorio . ^{[ 12 ]} Los cilios se mueven en una dirección, desplazando el moco hacia la garganta, donde se traga. Al descender por los bronquiolos, las células se vuelven más cúbicas, pero siguen siendo ciliadas.

Las glándulas son abundantes en las vías respiratorias superiores, pero son menos numerosas en las inferiores y están ausentes a partir de los bronquiolos. Lo mismo ocurre con las células caliciformes, aunque se encuentran dispersas en los primeros bronquiolos.

El cartílago está presente hasta los bronquiolos. En la tráquea, se presenta como anillos en forma de C de cartílago hialino , mientras que en los bronquios el cartílago adopta la forma de placas intercaladas. El músculo liso comienza en la tráquea, donde se une a los anillos en forma de C de cartílago. Continúa descendiendo por los bronquios y bronquiolos , a los que rodea completamente. En lugar de cartílago duro, los bronquios y bronquiolos están compuestos de tejido elástico.

Los pulmones están formados por trece tipos diferentes de células: once tipos de células epiteliales y dos tipos de células mesenquimales . ^{[ 13 ]} Las células epiteliales forman el revestimiento de la tráquea y los bronquios, mientras que las células mesenquimales recubren los pulmones.

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  Diferencias en las células a lo largo del tracto respiratorio
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  Sección transversal del tejido traqueal . Nótese que la imagen está etiquetada incorrectamente como "epitelio estratificado ciliado" en la parte superior derecha.

La respiración es el proceso rítmico de respirar , en el que el aire entra en los alvéolos de los pulmones mediante la inhalación y posteriormente es expulsado mediante la exhalación . Cuando una persona inhala, el aire viaja por la tráquea, a través de los bronquios, hasta los pulmones. Todo el tracto respiratorio está protegido por la caja torácica, la columna vertebral y el esternón . En los pulmones, el oxígeno del aire inhalado se transfiere a la sangre y circula por todo el cuerpo. El dióxido de carbono (CO₂ ₎ se transfiere de la sangre que regresa a los pulmones, volviéndose a su forma gaseosa, y se exhala a través de las vías respiratorias inferiores y luego superiores, completando así el proceso de respiración .

A diferencia de la tráquea y los bronquios , la vía aérea superior es un tubo flexible y colapsable. Por ello, debe ser capaz de soportar las presiones de succión generadas por la expansión rítmica de la cavidad torácica que aspira aire hacia los pulmones. Esto se logra mediante la contracción de los músculos de la vía aérea superior durante la inhalación, como el geniogloso (lengua) y el hioides . Además de la inervación rítmica del centro respiratorio en el bulbo raquídeo , las motoneuronas que controlan los músculos también reciben inervación tónica que establece un nivel basal de rigidez y tamaño.

El diafragma es el músculo principal que permite la expansión y contracción de los pulmones. Los músculos más pequeños situados entre las costillas, los intercostales externos , ayudan en este proceso.

El epitelio que recubre las vías respiratorias superiores está intercalado con células caliciformes que secretan una mucosidad protectora . Esta ayuda a filtrar los desechos, que finalmente son deglutidos en el ambiente altamente ácido del estómago o expulsados ​​al escupir. El epitelio que recubre las vías respiratorias está cubierto de pequeños pelos llamados cilios . Estos se mueven rítmicamente hacia afuera de los pulmones, desplazando la mucosidad secretada y las partículas extrañas hacia la laringofaringe , en un proceso llamado aclaramiento mucociliar , lo que evita la acumulación de mucosidad en los pulmones. Los macrófagos en los alvéolos forman parte del sistema inmunitario y engullen y digieren cualquier agente nocivo inhalado.

El vello nasal cumple una función protectora, atrapando partículas como el polvo. ^{[ 14 ]} Estos vellos, llamados vibrisas, son más gruesos que el vello corporal y bloquean eficazmente la entrada de partículas más grandes al tracto respiratorio. También aumentan la superficie de deposición de partículas, mejorando la capacidad de la nariz para filtrar patógenos. ^{[ 15 ]} El reflejo de la tos expulsa al exterior todos los irritantes de la membrana mucosa. Las vías respiratorias de los pulmones contienen anillos musculares. Cuando los conductos se irritan por algún alérgeno, estos músculos pueden contraerse.

Algunos de estos cánceres tienen causas ambientales, como el tabaquismo. Al inhalar un producto de tabaco, el humo paraliza los cilios, lo que provoca que la mucosidad entre en los pulmones. El tabaquismo frecuente, con el tiempo, causa la muerte de los cilios, que dejan de filtrar la mucosidad. El alquitrán del humo inhalado entra en los pulmones, oscureciéndolos. La acumulación de este alquitrán puede provocar cáncer de pulmón o enfermedad pulmonar obstructiva crónica . ^{[ 7 ]}

La enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) es una enfermedad respiratoria inferior común que puede ser causada por la exposición a sustancias químicas nocivas o el consumo prolongado de tabaco. Esta enfermedad es crónica y progresiva; el daño a los pulmones es irreversible y, finalmente, fatal. La EPOC destruye los alvéolos y el tejido pulmonar, lo que dificulta mucho la respiración, causando disnea , hiperventilación y elevación del tórax. La disminución del número de alvéolos provoca una pérdida del suministro de oxígeno a los pulmones y una mayor acumulación de dióxido de carbono. Existen dos tipos de EPOC: primaria y secundaria. La EPOC primaria se presenta en adultos jóvenes. Este tipo de EPOC deteriora los sacos aéreos y la masa pulmonar. La EPOC secundaria se presenta en adultos mayores que fuman o han fumado y tienen antecedentes de bronquitis. La EPOC incluye síntomas de enfisema y bronquitis crónica . ^{[ 19 ]}

Los bronquios son los conductos principales hacia los pulmones derecho e izquierdo. Estas vías respiratorias transportan oxígeno a los bronquiolos dentro de los pulmones. La inflamación de los bronquios y bronquiolos puede provocar su hinchazón, lo que podría desencadenar un ataque de asma . Esto produce sibilancias , opresión en el pecho y dificultad respiratoria grave. Existen diferentes tipos de asma que afectan las funciones de los bronquios. Las alergias también pueden desencadenar una reacción alérgica, causando hinchazón de los bronquios; como resultado, el conducto de aire se hinchará o se cerrará por completo. ^{[ 20 ]}

En general, el aire se inhala por la nariz . Se puede inhalar por la boca si no es posible respirar por la nariz. Sin embargo, la respiración bucal crónica puede causar sequedad bucal y provocar infecciones. ^{[ 21 ]}