Cada vez que respiramos

Biología del sistema respiratorio

M. C. Gabriela Gastelum

El sistema respiratorio es el principal afectado en los pacientes que sufren de la enfermedad por coronavirus 2019 (CoViD-19). Las personas con esta enfermedad sufren complicaciones que van de leves a severas de acuerdo a los síntomas que se desarrollen. Se sabe muy bien que durante las primeras etapas de esta enfermedad se presenta tos seca, dificultad para respirar (disnea) y pérdida del olfato (anosmia) mientras que, en casos más graves, es posible desarrollar Síndrome de Dificultad Respiratoria Aguda (SDRA). La mayoría de las personas sanas damos por hecho la respiración, ya que al ser un proceso involuntario no nos damos cuenta de que lo estamos llevando a cabo todo el tiempo. Tampoco nos detenemos a investigar sobre cómo es que funciona normalmente nuestro sistema respiratorio, a menos que tengamos alguna complicación que nos haga pensar en ello.

Las células de nuestro cuerpo necesitan oxígeno para producir energía, crecer, reproducirse y realizar sus funciones, lo que nos permite vivir. El oxígeno lo obtenemos del aire atmosférico (compuesto de oxígeno en un 21%) y durante una respiración normal, la capacidad de los pulmones de un individuo adulto en reposo es alrededor de 500 ml de aire. En promedio respiramos de 5 a 6 litros de aire por minuto, pero ¿cómo llega el oxígeno de todo este aire a nuestras células?‍ Además de los pulmones, el sistema respiratorio se compone de las vías aéreas, vasos sanguíneos, y otros músculos y tejidos que hacen posible la respiración. Desde una perspectiva funcional, el sistema respiratorio se divide en dos áreas: la zona conductora y la zona respiratoria. La zona conductora está compuesta por las estructuras que permiten la entrada y salida del aire a los pulmones (cavidad nasal, faringe, tráquea, bronquios y la mayoría de los bronquiolos) (Figura 1), mientras que la la zona respiratoria comprende las estructuras involucradas directamente con el intercambio gaseoso en los pulmones (bronquiolos terminales y alveolos).

Al inhalar, el aire viaja de la cavidad nasal hacia la faringe, laringe y tráquea hasta introducirse a los pulmones a través de los bronquios. El revestimiento de esta área ayuda a filtrar el aire antes de su llegada a la zona respiratoria. En los pulmones, el aire recorre los bronquiolos hasta llegar a los alveolos, donde el oxígeno es depositado en la sangre. A partir de este momento, el sistema circulatorio distribuye el oxígeno a todas las células del organismo y, posteriormente, traslada sus gases de desecho (dióxido de carbono principalmente) de regreso a los pulmones por medio de los alveolos. Finalmente, éstos gases se expulsan por los bronquios y tráquea hacia el medio ambiente durante la exhalación.

 Debido a su textura esponjosa, los pulmones no tienen capacidad de movimiento independiente, por lo que utilizan los músculos del pecho y del abdomen para facilitar el flujo de aire en ellos. Primero, los músculos se contraen dejando espacio suficiente para que los pulmones se llenen de aire; y después, cuando éstos se relajan, el espacio en el pecho se reduce y el aire sale de los pulmones. Los músculos que contribuyen con estos movimientos son: el diafragma (se ubica debajo de los pulmones y delimita la caja torácica), los músculos intercostales, abdominales y faciales, la boca y la faringe; sin embargo, cuando se presenta alguna complicación respiratoria, los músculos del cuello y los que rodean la clavícula aumentan su esfuerzo para intentar llevar a cabo la expansión y contracción de los pulmones.

Los pulmones son los órganos principales del sistema respiratorio ya que en ellos sucede el intercambio gaseoso del medio ambiente al torrente sanguíneo. Los pulmones tienen forma de pirámide, textura esponjosa, son de color gris-rosáceo y presentan algunas diferencias entre ellos. Por ejemplo, tienen distintos tamaños, el derecho es más corto y más ancho que el izquierdo, por lo que el pulmón izquierdo tiene menor volumen que el derecho; el pulmón izquierdo presenta una hendidura (muesca cardíaca) donde se alberga el corazón y, además, presentan divisiones distintas; el pulmón derecho se encuentra dividido en tres lóbulos (superior, medio e inferior) mientras que el pulmón izquierdo solamente en dos (lóbulo superior e inferior). En cada lóbulo pulmonar se encuentran millones de alveolos que, como se mencionó anteriormente, son los sitios específicos donde se lleva a cabo el intercambio gaseoso y comprenden un área superficial epitelial de alrededor de 70 metros cuadrados.

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El cuerpo, al detectar anormalidades en este sistema, produce mecanismos de defensa como la tos, para contrarrestarlas en su nivel más alto. Esta reacción ya sea voluntaria o involuntaria, ayuda a despejar las vías respiratorias (de partículas de polvo y otros cuerpos extraños) expulsando grandes cantidades de aire desde los pulmones. De igual manera, la tos se produce de manera involuntaria cuando el área por la que puede circular el aire se disminuye, debido a la inflamación de las vías respiratorias causada por alguna enfermedad.

¿Porqué es importante este repaso de nuestras clases de biología? Porque es el sistema respiratorio el más afectado por el COVID. De hecho, la “patobiología” del Sars-CoV-2 es una de las áreas de investigación más activas en este momento.

El nuevo coronavirus puede infectar la parte superior e inferior de tu sistema respiratorio. En el 80% de los pacientes los síntomas serán leves y no pasará mucho más. En otros casos, gente mayor o con enfermedades previas, el virus viaja por la vía aérea y puede irritar e inflamar la cubierta y causar daño a los alveolos. Es común la cicatrización y fibrosis que acompaña el intento del cuerpo por defenderse. Los médicos están trabajando intensamente en entender esta patogénesis y en buscar medicamentos para el tratamiento de esta enfermedad.

Referencias

Betts, J. G., DeSaix, P., Johnson, E., Johnson, J. E., Korol, O., Kruse, D. H., ... Young, K. A. (2014). Anatomy and physiology. Bccampus. https://opentextbc.ca/anatomyandphysiology

Haddad, M. & Sharma, S. (2019). Physiology, Lung. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK545177/NIH. (2019). How the lungs work. https://www.nhlbi.nih.gov/health-topics/how-lungs-work Mason, R. Pathogenesis of COVID-19 from a cell biologic perspective

Eur Respir J2020 Apr 9: 2000607. doi:10.1183/13993003.00607-2020

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