Aparato Respiratorio: Funciones y Origen

Funciones del Aparato Respiratorio

• Participa en el intercambio de gases (hematosis), suministrando oxígeno a la sangre y eliminando el dióxido de carbono.
• Regula el pH de los líquidos corporales y la presión arterial mediante la producción de enzima convertidora.
• Secreta Inmunoglobulina A (IgA).
• Interviene en la fonación y la olfacción.

Origen del Sistema Respiratorio

• Tiene un origen común con el sistema digestivo, ambos provienen del intestino primitivo.
• La porción más anterior del intestino primitivo se llama intestino faríngeo, que limita con la membrana bucofaríngea y el sitio de origen del divertículo respiratorio.
• Su desarrollo está relacionado con la formación de la cara y el cuello, donde los arcos faríngeos juegan un papel decisivo.

Porciones del Aparato Respiratorio

• Se divide en porción conductora y porción respiratoria.
• La porción conductora incluyen las vías extrapulmonares (cavidad nasal, nasofaringe, laringe, tráquea y bronquios primarios) y las vías intrapulmonares (bronquios intrapulmonares y bronquiolos no respiratorios).
• La función principal es acondicionar y conducir el aire desde el exterior hacia los pulmones durante la inspiración, y viceversa durante la espiración.
• La porción respiratoria está compuesta por los bronquiolos respiratorios, los conductos alveolares, los sacos alveolares y los alvéolos.
• En esta zona es donde se realiza el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono entre la sangre y los alvéolos.

Desarrollo Inicial de la Cavidad Nasal

• La evolución de la cara en la quinta semana se caracteriza por el desarrollo de rebordes nasales en la eminencia frontonasal.
• Los procesos nasomedianos y nasolaterales se distinguen, y su crecimiento provoca una depresión llamada fosita nasal.
• Las fositas nasales se profundizan hasta formar la cavidad nasal, que inicialmente está separada de la cavidad bucal por la membrana buconasal.

Desarrollo Definitivo de la Cavidad Nasal

• Las porciones mediales de los procesos nasales se unen para formar la cresta y la punta de la nariz.
• La porción lateral forma las alas de la nariz, mientras que el puente deriva de la eminencia frontonasal.
• Internamente, al formarse el paladar definitivo, la cavidad nasal se separa de la bucal.
• El crecimiento de los procesos nasomediales unidos forma el tabique nasal, dividiendo la cavidad en dos porciones que se comunican con la faringe a través de las coanas.
• La cavidad nasal está rodeada de los senos paranasales (maxilar, etmoides, frontal y esfenoides), que se extienden dentro de los huesos y alcanzan su desarrollo total en la vida postnatal a través de la neumatización.

Cavidad Nasal

• Se ubica en la parte central del esqueleto facial, entre el seno maxilar y la cavidad orbitaria, debajo de la fosa craneal anterior y delante de la faringe.
• Se comunica con el exterior a través de los orificios nasales anteriores (nares) y con la faringe a través de los orificios nasales posteriores (coanas).
• La nariz externa es un apéndice cartilaginoso cubierto de piel, y su interior se llama vestíbulo nasal.

Pared Lateral de la Cavidad Nasal

• Tiene seis paredes, siendo la pared lateral la de mayor complejidad.
• Contiene tres láminas óseas encorvadas: los cornetes nasales superior, medio e inferior, donde el cornete inferior es un hueso independiente.
• Entre los cornetes y la pared lateral se delimitan los meatos nasales superior, medio e inferior, donde se localizan orificios de comunicación con otros espacios vecinos.

Tabique o Septo Nasal

• La cavidad nasal está dividida sagitalmente por un tabique osteocartilaginoso.
• Las desviaciones o deformaciones del tabique pueden dificultar la libre circulación del aire.
• Alrededor de la cavidad nasal se encuentran los senos perinasales o paranasales, con los cuales mantiene comunicaciones directas.

Fosas Nasales

• Presentan una mucosa con características específicas en cada región.
• Tienen epitelio estratificado plano queratinizado, continuación de la epidermis de la cara, donde destacan las vibrisas y glándulas con función de defensa.
• En la porción respiratoria, el epitelio se transforma en pseudoestratificado cilíndrico ciliado con células caliciformes.
• En la porción olfatoria, también llamada mucosa olfatoria, se encuentra el epitelio especializado con los receptores del olfato.

Seno Maxilar

• El seno maxilar ocupa la totalidad del hueso maxilar a ambos lados de la línea media.
• Se comunica con la cavidad nasal a nivel del meato nasal medio.

Seno Etmoidal

• Está formado por un conjunto de pequeñas cavidades o celdillas.
• Se comunican con la cavidad nasal a nivel de los meatos nasales superior y medio.

Senos Frontal y Esfenoidal

• Los senos paranasales frontal y esfenoidal se localizan cerca de las celdillas etmoidales.

Origen de la Faringe y la Laringe

• Ambos se originan a partir del intestino faríngeo.

Estructuras de la Faringe y Laringe

• Ambas estructuras son tubulares formadas por componentes musculares.
• La laringe también contiene cartílagoss derivados del mesodermo de los arcos faríngeos.
• La faringe y la laringe están revestidas por epitelio de origen endodérmico.
• Las paredes de la faringe se forman a partir de la remodelación interna de los arcos faríngeos primero, segundo y tercero.
• La primera bolsa faríngea se comunica con el oído medio a través de la tuba auditiva.
• La proliferación del epitelio de la segunda bolsa faríngea forma brotes de tejido linfoide que se introducen en el mesénquima, formando las amígdalas o tonsilas.
• La remodelación de los arcos cuarto y sexto da origen a los cartílagos de la nariz.
• Las bolsas faríngeas tercera, cuarta y sexta dan origen a las glándulas paratiroides y el timo.

Pared de los Órganos Tubulares

• Los órganos tubulares del sistema respiratorio presentan una pared constituida por varias capas: una mucosa interna, una lámina propia de tejido conectivo (con vasos sanguíneos, glándulas y tejido linfoide), y un epitelio con características particulares según su función.
• El epitelio respiratorio es pseudoestratificado cilíndrico ciliado con células caliciformes.
• Este epitelio permite humedecer, englobar y limpiar el aire inspirado mediante los cilios y las células caliciformes.
• Además de células ciliadas y caliciformes, el epitelio respiratorio contiene células basales, en cepillo y granulosas.

Capas Adicionales

• En la tráquea y los bronquios extrapulmonares e intrapulmonares de mayor calibre, se encuentra una submucosa de tejido conectivo donde se destacan las glándulas.
• La capa siguiente está formada por cartílago y/o músculo dependiendo de la estructura, lo que permite mantener la luz permeable al aire.
• En las fosas nasales, esta función es garantizada por el tejido óseo.
• La capa más externa es la adventicia de tejido conectivo laxo, donde se destacan los vasos sanguíneos.

Faringe

• Se sitúa debajo de la base del cráneo, por delante de las seis vértebras cervicales superiores y por detrás de las cavidades nasal, bucal y laríngea, continuándose con el esófago.
• Sus paredes están constituidas por un esqueleto fibroso: la membrana faringobasilar revestida interiormente por mucosa y externamente por fibras musculares estriadas.
• Los músculos de la faringe se clasifican en constrictores (superior, medio e inferior) y dilatadores (palatofaríngeo y estilofaringeo).
• Permite el paso del aire y del bolo alimenticio, causando un cruce de las vías respiratoria y digestiva a nivel de la bucofaringe.

Cavidad Faríngea

• Se divide en nasofaringe, bucofaringe y laringofaringe.
• Se comunica con el oído medio a través del orificio faríngeo de la tuba auditiva, con la cavidad nasal a través de las coanas, con la cavidad bucal a través del istmo de las fauces y con la cavidad laríngea a través del adito laríngeo.
• Las paredes de la faringe están constituidas por una mucosa revestida por un epitelio que varía en función de la porción: desde epitelio respiratorio en la rinofaringe hasta estratificado plano no queratinizado en la bucofaringe.
• En la lámina propia se encuentran folículos linfoides: las amígdalas faríngeas, palatinas y linguales, que reaccionan ante estímulos antigénicos hipertrofiándose y provocando obstrucción al paso del aire.

Laringe

• Se sitúa en la región anteroinferior del cuello, debajo del hueso hioides y por delante de la faringe, a nivel de las vértebras cervicales cuarta, quinta y sexta.
• Tiene un componente pasivo fibrocartilaginoso (cartílagos) y un componente activo formado por pequeños músculos estriados.
• Los cartílagos de la laringe se clasifican en impares (epiglotis, tiroides y cricoides) y pares (corniculados, aritenoides y tritíceos).
• Los músculos de la laringe se clasifican según su acción principal en constrictores, dilatadores y variadores del tono de las cuerdas vocales.
• Los cricoaritenoideos posteriores tiran de los procesos laterales de los aritenoides, causando una separación de los procesos vocales y una ampliación de la cavidad laríngea (músculos dilatadores).
• Los cricoaritenoideos laterales tiran de los procesos laterales de los aritenoides en sentido contrario, causando una aproximación de los procesos vocales y estrechamiento de la cavidad laríngea (músculos constrictores).
• Los músculos vocales no provocan desplazamientos de los cartílagos, pero aumentan el tono de las cuerdas vocales (músculos variadores del tono de las cuerdas vocales).

Cavidad Laringea

• Tiene forma de reloj de arena y se divide en tres porciones: vestibular, glótica e infraglótica.
• La porción vestibular se extiende desde el adito laríngeo hasta los pliegues vestibulares de la mucosa.
• La porción glótica es la más estrecha y se extiende desde los pliegues vestibulares hasta los pliegues vocales verdaderos, donde se produce la fonación bajo el control del sistema nervioso.
• La porción infraglótica se extiende desde los pliegues vocales hasta la continuación de la laringe con la tráquea, debajo de la sexta vértebra cervical.
• La mucosa de la laringe forma dos pliegues que sobresalen en la luz del órgano constituyendo las cuerdas vocales falsas y verdaderas.
• El epitelio de la laringe es de tipo respiratorio excepto en su cara ventral, en la cara dorsal del epiglotis y en las cuerdas vocales verdaderas, donde es estratificado plano no queratinizado.
• La lámina propia contiene fibras elásticas y folículos linfáticos.
• Los cartílagos mayores tiroides, cricoides y aritenoides son del tipo hialino, mientras que el resto son del tipo elástico.

Laringoscopia Indirecta

• Las características de la cavidad laríngea se pueden explorar indirectamente con un espejo especial y una fuente de luz.

Formación del Tabique Traqueoesofágico

• La tráquea y el esófago derivan del divertículo respiratorio o esbozo pulmonar, ambos provienen del intestino anterior.
• En la unión entre estas dos estructuras, aparecen dos pliegues de tejidos llamados rebordes traqueoesofágicos, que crecen y se acercan hasta unirse, separando la tráquea del esófago y dejando entre ellos un tabique de tejido mesenquimático llamado tabique traqueoesofágico.

Defectos del Tabique Traqueoesofágico

• Los defectos en la formación del tabique traqueoesofágico causan malformaciones como atresia y fístulas traqueoesofágicas, las cuales provocan broncoaspiración en recién nacidos.
• La atresia esofágica con fístula traqueoesofágica es la forma más frecuente, con la porción superior del esófago terminando en un saco ciego y la inferior comunicándose con la tráquea a través de una fístula.
• La atresia esofágica aislada se presenta en el cuatro por ciento de los casos.
• Otra forma de presentación es la fístula traqueoesofágica, en forma de H.

Evolución del Divertículo Respiratorio

• Simultáneamente a la formación tabique traqueoesofágico, el divertículo respiratorio crece caudalmente para formar la tráquea y dos evaginaciones laterales: los esbozos bronquiales que forman los bronquios principales derecho e izquierdo.
• El bronquio derecho se divide posteriormente en tres bronquios secundarios y el izquierdo en dos, anticipando la formación de tres lóbulos en el pulmón derecho y dos en el izquierdo.
• Los componentes musculares, cartilaginosos y vasculares de la tráquea y los pulmones se originan del mesodermo esplácnico, mientras que el epitelio de revestimiento se diferencia a partir del endodermo del divertículo.

Maduración Pulmonar

• Las etapas de la maduración pulmonar son: periodo seudoglandular, periodo canalicular, periodo de sacos terminales y periodo alveolar.
• La etapa seudoglandular se extiende entre la quinta y decimosexta semana, caracterizada por la ramificación rápida para formar los bronquiolos terminales. En este periodo se forman todos los elementos importantes del pulmón excepto aquellos relacionados con el intercambio gaseoso.
• La etapa canalicular se extiende entre la decimosexta y la vigesimosexta semana, caracterizada por la ramificación continua de los bronquiolos terminales. El epitelio es cubico lo que no que no permite el intercambio gaseoso y el desarrollo de los vasos sanguíneos es insuficiente.
• La etapa sacular o de sacos terminales se extiende entre la vigesimosexta y la trigésimo segunda semana, formando los alveolos primitivos. En este periodo los vasos sanguíneos están mas cerca del epitelio y que este se adelgaza, existiendo suficientes capilares para que un recién nacido prematuro pueda sobrevivir con cuidados intensivos.
• La etapa alveolar se desarrolla entre las 32 y las 40 semanas, extendiéndose hasta los ocho años de edad. Se caracteriza por un aumento constante del número de sacos terminales, con diferenciación del epitelio en neumocitos tipo I y tipo II.
• Los neumocitos tipo I se adelgazan y su membrana se acerca a la de los capilares, lo que permite el intercambio de gases.
• Los neumocitos tipo II forman el surfactante pulmonar, un líquido rico en fosfolípidos que disminuye la tensión superficial en la interface aire-sangre alveolar.

Fosfátidos de Glicerina

• Son lípidos complejos con estructura anfipática, formados por glicerol, ácidos grasos y un grupo fosfato, además de otros compuestos dependiendo del tipo.
• Pueden ser ácidos fosfatídicos, fosfatidil serina o cefalinas, fosfatidil etanolaminas, fosfatidil colina o lecitinas, fosfatidil inositoles o inositofosfátidos, fosfatidil gliceroles, bisfofatidil gliceroles o cardiolipinas y plasmalógenos.
• Son componentes de las menbranas celulares.
• Las lecitinas y las cefalinas intervienen en los procesos de coagulación sanguínea y son importantes componentes del surfactante pulmonar, es un agente tensioactivo.
• Otros fosfátidos de glicerina son precursores de compuestos biológicos (prostaglandinas, tromboxanos, prostaciclinas, leucotrienos).
• Algunos derivado son segundos mensejeros de la acción hormonal (fosfatido de inositol)
• En su mayoria las causas del sindrome de distres respiratorio son prevenibles.

Tráquea

• Es un conducto respiratorio de entre 9 y 11 cm de longitud y 2 cm de diámetro.
• Se extiende desde la sexta vértebra cervical, continuación de la laringe, hasta la quinta vértebra torácica, dividiéndose en los bronquios principales.
• Presenta una porción cervical y otra torácica.
• Tiene estructura tubular con cuatro capas: mucosa, submucosa, capa de cartílagos y fibras musculares, y adventicia.
• La mucosa traqueal está revestida por epitelio respiratorio que descansa sobre una membrana basal, con lamina propia que contiene tejido linfático y fibras musculares lisas.

Estructura y Membrana Traqueal

• La submucosa contiene glándulas mixtas (predominio mucoso) que eliminan partículas.
• Está limitada por una membrana elástica.
• A continuación de la submucosa, hay 20 anillos incompletos de cartílago hialino unidos por una membrana de músculo liso y fibras elásticas.
• La adventicia es la capa más externa, formada por tejido conjuntivo laxo y fibroso.
• El epitelio de revestimiento de la tráquea contiene cilios y células caliciformes, que secretan mucus para englobar partículas extrañas y ser eliminadas por el movimiento ciliar.
• La mucosa y la submucosa de la tráquea contienen glándulas ubicadas submucosa, que aumentan de tamaño y modifican la glicoproteína que secretan al estar expuestas al tabaco u otros irritantes.

Bronquios Principales

• Se forman por la bifurcación de la tráquea, casi en ángulo recto a nivel de la quinta vértebra torácica.
• Cada bronquio principal se dirige al hilio del pulmón correspondiente y se divide dentro del pulmón en bronquios de menor calibre.
• El bronquio principal derecho es más corto y de mayor diámetro que el izquierdo, y existe una mayor posibilidad de que los cuerpos extraños se dirijan hacia el pulmón derecho.
• Los bronquios extrapulmonares presentan un patrón microscópico similar a la tráquea.

Bronquios Intrapulmonares

• Se originan al dividirse los bronquios principales al atravesar el hilio pulmonar.
• Para el pulmón derecho son: superior, medio e inferior y para el izquierdo: superior e inferior.
• Cada bronquio lobular se ramifica en bronquios más finos, ventilando porciones bien delimitadas de los lóbulos llamados segmentos.
• Un segmento bronquiopulmonar es la porción del parénquima pulmonar ventilada por un bronquio de tercera generación.
• En el pulmón izquierdo se describen diez segmento broncopulmonares y en el derecho once.

Bronquiolo Intrapulmonar

• A medida que los bronquios disminuyen de calibre su estructura se simplifica.
• El epitelio de la mucosa pasa a simple cilíndrico ciliado con células caliciformes y descansa en la lámina propia, que presenta tejido linfoide en menor proporción.
• Hay una capa de fibras musculares lisas en espiral, entremezcladas con fibras elásticas, que es una capa continua en los bronquios mayores y adelgazada en los menores.
• La submucosa está constituida por tejido conectivo laxo y glándulas abundantes en los bronquios de mayor calibre.
• Hay una capa de cartílago en placas irregulares unidas por fibras elásticas gruesas; estas placas son mas pequeñas al reducirse el diámetro bronquial.
• La adventicia es de tejido conectivo con vasos sanguíneos y se une al tejido pulmonar adyacente.
• A medida que avanza el árbol bronquial, el cartílago se sustituye gradualmente por tejido muscular liso constituyendo una capa verdadera de los bronquiolos.

Bronquiolo Terminal

• Son tubos en los que desaparecen las placas cartilaginosas y las glándulas.
• Presentan tres capas: mucosa, muscular y adventicia.
• El epitelio de la mucosa varía de simple cilíndrico y ciliado con algunas células caliciformes hasta cubico ciliado sin células caliciformes en las ramas menores.
• La capa muscular es la más desarrollada, formada por haces de fibras musculares lisas, cuya contracción dificulta la respiración al disminuir bruscamente la luz del bronquiolo.
• La capa más externa es la adventicia, formada por tejido conectivo laxo fibroso.

Pulmones

• Son órganos macizos de forma cónica situados en la cavidad torácica, envueltos por la pleura.
• El vértice está orientado hacia arriba y la base hacia abajo, en contacto con el diafragma a través de la pleura.
• Cada pulmón tiene tres caras: esternocostal, medial e inferior o diafragmática.
• La cara esternocostal es convexa y está en contacto con la superficie interior de las costillas y los cartílagos costales. Tiene impresiones de las costillas y fisuras pulmonares que dividen a los pulmones en lóbulos.
• El pulmón derecho tiene dos fisuras (horizontal y oblicua) y tres lóbulos(superior, central e inferior) y el pulmón izquierdo tiene una fisura (oblicua) y dos lóbulos(superior e inferior).
• La cara medial es irregular y se divide en una parte posterior (relacionada con los cuerpos vertebrales torácicos) y una parte anterior (orientada hacia el mediastino). Tiene el hilio pulmonar, sitio de entrada y salida de las estructuras que forman el pediculo pulmonar. La cara medial del pulmón izquierdo, presenta una impresión cardiaca debida a la relación con el corazón.
• La cara inferior es cóncava y coincide con la base del órgano. Se relaciona con la cúpula diafragmática.

Organización Histológica del Pulmón

• El pulmón presenta estroma y parénquima.
• El estroma está constituido por tejido conectivo que forma tabiques, tejido instersticial y pleura pulmonar
• EL parénquima está formado por un sistema de conductos: bronquios intrapulmonares y bronquiolos de diferentes ordenes y las estruturas de la porción respiratoria.

Bronquiolo Terminal y Respitatorio

• Los bronquiolos terminales son las porciones distales de la ramificación bronquial, con función únicamente conductora de aire.
• Los bronquiolos respiratorios se forman por ramificación de los bronquiolos terminales y presentan estructuras en su pared que permiten el intercambio de gases.
• De cada bronquiolo respiratorio parten varios conductos alveolares para la ventilación de los sacos alveolares y en ellos cada alveolo.
• El árbol bronquial es el conjunto de bronquios desde los primarios hasta los terminales, cuya función es conducir y acondicionar el aire en ambas direcciones.
• El acino pulmonar es el árbol alveolar o respiratorio, es el conjunto de bronquiolos respiratorios y conductos alveolares que conducen aire en ambas direcciones y realizan intercambio de gases.

Porción Respiratoria o Parenquima

• El bronquiolo respiratorio es el primer componente.
• Se divide en conductos alveolares con epitelio plano muy delgado y presencia de alveolos. Aquí también se lleva a cabo el intercambio de gases.
• Los conductos alveolares son los últimos segmentos y presentan fibras musculares lisas. Terminan en los sacos alveolares, que son racimos de alveolos.
• Los bronquiolos respiratorios, conductos alveolares, sacos alveolares y alveolos forman los acinos pulmonares.
• De doce a dieciocho acinos forman un lobulillo pulmonar, que se considera la unidad estructural y funcional del pulmón.

Alveolos

• Constituyen las estructuras finales de la porción respiratoria, con aspecto de vesícula abierta donde ocurre el intercambio de gases.
• En cada pulmón hay alrededor de 300 millones de alveolos, y comparten una misma pared entre dos alveolos vecinos.
• La superficie interna de los alveolos está revestida por neumocitos tipo I (células alveolares planas) y neumocitos tipo II (células alveolares grandes).
• En la luz alveolar hay macrófagos que protegen la región respiratoria.
• La región entre dos alveolos adyacentes se llama tabique interalveolar, que puede tener aperturas u orificios que comunican a dos alveolos entre sí.
• El tabique interalveolar está formado por el epitelio plano de un alveolo, un espacio con capilares sanguíneos rodeados de tejido conectivo, y el epitelio plano del alveolo vecino.

Barrera Aire-Sangre

• Cada alveolo está rodeado de una rica red capilar, lo que favorece el intercambio de gases.
• Las estructuras que atraviesan los gases son: película alveolar surfactante, el epitelio del neumocito tipo I con su lámina basal, zona difusa entre el capilar y la pared del alveolo, la membrana basal del capilar y la célula endotelial del capilar.

Sacos Pleurales

• Los pulmones están contenidos en una envoltura fibroserosa llamada pleura.
• Las pleuras son dos sacos serosos cerrados e independientes que envuelven a los pulmones y revisten interiormente las paredes de la cavidad torácica.
• Presenta una hoja visceral (pulmonar) y otra parietal que se derivan respectivamente de las hojas esplácnica y somática.
• Entre ambas hojas hay un espacio virtual: la cavidad pleural ocupado normalmente por una pequeña cantidad de liquido.

Mediastino

• Es un espacio virtual localizado en la parte central de la cavidad torácica, delimitado por los cuarpos vertebrales torácicos por detrás, elesternón y los cartílagos costales por delante, la capa tendinosa del diafragma por detrás y la pleura parietal lateralmente .
• El mediastino se puede dividir en superior e inferior.
• En la direccion craneal el mediastino se comunica libremente con las estructuras del cuello ocupado con tejido conectivo
• Es un sistema de imaginerario donde la bifuraciación traqueal marca un plano horinzontal que lo divide en mediatino superior e inferior.

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