La respiración

El proceso de respiración, inhalación y exhalación, implica el movimiento coordinado de la pared torácica, los pulmones y los músculos que los mueven. Dos grupos musculares con funciones importantes en la respiración son el diafragma, situado directamente debajo de los pulmones, y los músculos intercostales, que se encuentran entre las costillas. Cuando el diafragma se contrae, se mueve hacia abajo, aumentando el volumen de la cavidad torácica y creando más espacio para que los pulmones se expandan. Cuando los músculos intercostales se contraen, las costillas se mueven hacia arriba y la caja torácica se expande, expandiendo de manera similar la cavidad torácica.

Cada pulmón está rodeado por dos membranas llamadas pleuras, que están separadas por líquido. Este líquido crea una fuerza adhesiva que hace que los pulmones se estiren a medida que la cavidad torácica se expande. El aumento del volumen de los pulmones reduce la presión. Cuando la presión cae por debajo de la presión atmosférica, esto produce un gradiente de presión que desplaza el aire de la atmósfera de mayor presión hacia los pulmones de menor presión.

Cuando el diafragma y los músculos intercostales se relajan, el volumen de los pulmones disminuye, aumentando la presión en los pulmones. A medida que la presión aumenta más allá de la presión atmosférica, el gradiente de presión resultante empuja el aire fuera del cuerpo. De esta manera, se mantiene el ciclo de inhalación y exhalación.

La relación presión-volumen

La ley de Boyle establece que, a una temperatura determinada en un espacio cerrado, la presión de un gas aumenta a medida que disminuye el volumen de su contenedor. Dicho de manera diferente, la presión es inversamente proporcional al volumen. Esta ley, combinada con el movimiento del gas de zonas de mayor presión a zonas de menor presión, explica por qué el aire se introduce en los pulmones cuando el diafragma se contrae.

¿Cómo aumenta el volumen de los pulmones?

El diafragma se contrae, moviéndose hacia abajo y aumentando el volumen torácico, pero ¿cómo aumenta esto el volumen de los pulmones? Mientras que los bronquios y bronquiolos son rígidos y no se expanden (aunque pueden bloquearse o inflamarse), los alvéolos, esos pequeños sacos de aire en los pulmones, permiten que los pulmones aumenten de volumen.

Las enfermedades restrictivas frente a las enfermedades obstructivas

Las enfermedades pulmonares disminuyen el flujo de gases hacia y desde los pulmones y se pueden dividir en dos categorías: restrictiva y obstructiva. Las enfermedades restrictivas, como la fibrosis pulmonar (cicatrización del pulmón), restringen la expansión de los pulmones. Las enfermedades obstructivas, como el asma, el enfisema y la bronquitis crónica, obstruyen las vías respiratorias, limitando el intercambio de gases.

El surfactante

Las superficies internas de los alvéolos están revestidas de un líquido que contiene surfactante, una mezcla de fosfolípidos y lipoproteínas. El surfactante reduce la tensión superficial del líquido alveolar, evitando que los alvéolos se colapsen y facilitando que los alvéolos se llenen de aire.

Los bebés prematuros a veces no producen suficiente surfactante en sus pulmones, causando el síndrome de dificultad respiratoria (SDR). Sin suficiente surfactante, se necesita mucha energía para mantener los alvéolos abiertos y llenándose repetidamente de aire, lo que dificulta la respiración de los bebés con SDR.