El sistema respiratorio: funciones y origen

Funciones del aparato respiratorio

• Participa en la hematosis, facilitando el intercambio gaseoso de oxígeno y dióxido de carbono
• Regula el pH de los líquidos corporales
• Influye en la regulación de la presión arterial a través de la producción de una enzima convertidora
• Involucrado en la secreción de inmunoglobulina A (IgA)
• Facilita funciones de fonación y olfacción

Origen y desarrollo del sistema respiratorio

• El sistema respiratorio se relaciona estrechamente con el sistema digestivo durante su desarrollo
• Ambos sistemas comparten un origen común en el intestino primitivo
• La porción más cefálica del intestino primitivo se conoce como intestino faríngeo
• El límite interior del intestino faríngeo es la membrana bucofaríngea
• El límite caudal corresponde al sitio de origen del divertículo respiratorio
• El desarrollo de los arcos faríngeos influye la evolución del sistema respiratorio, así como la formación de la cara y el cuello

Porciones del aparato respiratorio

• El sistema respiratorio se divide en porción conductora y porción respiratoria
• La porción conductora incluye vías extrapulmonares (cavidad nasal, nasofaringe, laringe, tráquea y bronquios primarios) y vías intrapulmonares (bronquios intrapulmonares y bronquiolos no respiratorios)
• La función principal de la porción conductora acondicionar y conducir el aire desde el exterior hacia los pulmones, tanto en la inhalación como en la exhalación
• La porción respiratoria consta de bronquiolos respiratorios, conductos alveolares, sacos alveolares y alvéolos
• El intercambio de oxígeno y dióxido de carbono entre la sangre y los alvéolos ocurre en la porción respiratoria

Desarrollo de la cavidad nasal

• La cavidad nasal involucra aspectos externos e interiores del sistema respiratorio
• En la quinta semana, el desarrollo de la cara se caracteriza por la formación de abultamientos llamados bordes nasales en la prominencia frontonasal
• Los procesos nasomediales y nasolaterales se distinguen en los bordes nasales
• El crecimiento diferencial de los procesos nasomediales y nasolaterales resulta en una depresión llamada fosita nasal
• Las fositas nasales se profundizan y forman 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 fusionan externamente para formar la cresta y la punta de la nariz
• La porción lateral forma las alas de la nariz
• El puente nasal se deriva de la eminencia frontonasal
• Internamente, la cavidad nasal se separa de la cavidad bucal cuando se forma el paladar definitivo
• Los procesos nasomediales unidos crecen hacia abajo formando el tabique nasal que divide la cavidad en dos porciones
• Las dos porciones de la cavidad nasal se comunican con la faringe a través de las coanas
• Los senos paranasales rodean la cavidad nasal
• Maxilar, etmoides, frontal y esfenoides son donde aparecen los senos paranasales como divertículos de las paredes laterales

Cavidad nasal

• Se encuentra en la parte central del esqueleto facial, localizada entre el seno maxilar y la órbita de cada lado
• Se encuentra inferior a la fosa craneal anterior, superior a la cavidad bucal y anterior a la faringe
• Se comunica con el exterior a través de los orificios nasales anteriores (narinas)
• Se comunica con la faringe a través de los orificios nasales posteriores (coanas)
• La proyección anterior consta de un apéndice cartilaginoso cubierto de piel también llamada nariz externa
• El interior de la nariz externa se conoce como vestíbulo nasal

Pared lateral de la cavidad nasal

• Se describen seis paredes en la cavidad nasal
• La pared lateral es la de mayor complejidad
• Destaca la presencia de tres láminas óseas curvas: conchas o cornetes nasales superior, medio e inferior
• El cornete nasal inferior es un hueso independiente
• Los meatos nasales superior, medio e inferior están delimitados entre los cornetes y la pared lateral
• Los orificios de comunicación con espacios vecinos se localizan en los meatos nasales

Tabique o septo nasal

• La cavidad nasal está dividida sagitalmente por un tabique osteocartilaginoso
• Las desviaciones o deformaciones del tabique dificultan la libre circulación del aire
• Los espacios llenos de aire denominados senos perinasales o paranasales se encuentran alrededor de la cavidad nasal con la que mantienen comunicaciones directas

Fosas nasales

• Presentan una mucosa con características exclusivas desde un punto de vista microscópico
• En cada una de las regiones se encuentra un epitelio estratificado plano queratinizado que es continuación de la epidermis de la cara
• Las vibrisas y las glándulas son estructuras de defensa

Epitelio de la porción respiratoria

• El epitelio sufre una transición y se convierte en pseudoestratificado cilíndrico ciliado con células caliciformes
• Descansa sobre una membrana basal
• La lámina propia subyacente consiste en tejido conectivo laxo
• Tiene un plexo venoso abundante a nivel de los cornetes medio, inferior que calienta el aire inhalado
• Esta lámina propia se adhiere firmemente al periostio del hueso adyacente

Porción olfatoria

• La porción olfatoria presenta el epitelio especializado conocido como mucosa olfatoria
• Los receptores corresponden a los receptores del olfato

Seno maxilar

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

Seno etmoidal

• Consiste en 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 frontales y esfenoidales incluyen las celdillas etmoidales
• La faringe es otro segmento de las vías respiratorias

Faringe y laringe

• Comparten un origen común a partir del intestino faríngeo
• Están formadas por componentes musculares, con cartílagos también presentes en la laringe
• Los cartílagos se derivan del mesodermo de los arcos faríngeos
• El epitelio de revestimiento es de origen endodérmico

Paredes de la faringe

• Se relaciona con 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
• El epitelio de la segunda bolsa construye brotes de tejidos introducidos en el mesénquima circundante
• El tejido linfoide infiltra estos brotes que forma las amígdalas o las anginas, las cuales cumplen funciones inmunológicas importantes
• Los arcos cuarto y sexto originan los cartílagos de la nariz
• Las bolsas faríngeas tercera, cuarta y sexta forman las glándulas paratiroides y el timo

Paredes de los órganos tubulares

• Los órganos tubulares en el sistema respiratorio están formados por capas
• La mucosa es la capa interna revestida por un epitelio que descansa sobre la lámina propia del tejido conectivo
• Los vasos sanguíneos, las glándulas y el tejido linfoide se encuentran en la lámina propia
• Las características y función del epitelio varían según la estructura
• El epitelio respiratorio predominante es pseudoestratificado cilíndrico ciliado con células caliciformes

Epitelio respiratorio transformations

• El epitelio respiratorio experimenta transformaciones avanzando a través del árbol bronquial
• Disminuye la altura de las células cilíndricas y la desaparición gradual de las células caliciformes y los cilios permite humedecer, englobar y limpiar partículas extrañas del aire inhalado gracias los cilios
• Además de células ciliadas y caliciformes, existen otros tipos celulares, tales como células basales, en cepillo y granulosas

Submucosa

• En algunos casos, como en la tráquea y grandes bronquios extra e intrapulmonares la submucosa de tejido conectivo es donde destacan las glándulas
• Posteriormente, una capa que consta principalmente de cartílago/músculo mantiene la luz permeable del aire en todas las vías respiratorias
• El tejido óseo es principalmente el que garantiza su función en la inspiración y la espiración dentro de las fosas nasales
• Una adventicia de tejido conectivo laxo es la capa más externa, donde se destaca la presencia de los vasos sanguíneos

Faringe

• Ubicada debajo de la base del cráneo, anteriormente a las seis vértebras cervicales superiores, y detrás de las cavidades nasal, bucal y laríngea
• Las paredes continúan caudalmente con el esófago
• Un esqueleto fibroso con membrana faringobasilar reviste interiormente la mucosa además de fibras musculares exteriormente

Músculos de la faringe

• Se clasifican en constrictores (superior, medio e inferior) y dilatadores (palatofaríngeo y estilofaríngeo)
• La faringe cumple la función de paso del aire hacia el exterior, además del bolo alimenticio hacia el esófago
• Existe un cruce entre las vías respiratoria y digestiva en la bucofaringe.
• Esto es de sumo cuidado al introducir sondas o instrumentos médicos con riesgo de broncoaspiraciones, que pueden poner en peligro la vida de las personas, sobre todo los niños

Cavidad faríngea

• Se divide en nasofaringe, bucofaringe y laringofaringe
• Mantiene comunicaciónes con el oído medio a través del orifício faríngeo de la tuba auditiva
• Se comunica con la cavidad nasal a través de las coanas, con la cavidad bucal a través del istmo de las fauces, además de la cavidad laríngea a través del adito laríngeo

Pared de la faringe epitelio

• En la paredes de la faringe, las características se modifican y dependen de sus posiciones
• El epitelio respiratorio se modifica desde la nasofaringe al epitelio plano estratificado no queratinizado en la bucofaringe
• En la lámina propria hay grupos de folículos linfoides en las amígdalas de la faringe palatina y lingual
• Los estímulos antigénicos producen una hipertrofia que obstruye el paso del aire
• El tejido muscular se dispone despúes en la lámina propria

Laringe

• El siguiente segmento de las vías aéreas
• Se localiza en la región anteroinferior del cuello, inferior al hueso hioides, en un plano anterior a la faringe y al nivel de las vértebras cervicales cuarta, quinta y sexta
• En su constitución intervienen un componente pasivo conformada por una armazón fibrocartilaginosa y un componente activo formada por músculos estriados

Componente fibrocartilaginoso

• Está formada por un conjunto de cartílagos unidos entre sí.
• Los cartílagos dentro de la laringe se clasifican de impares y pares
• Los cartílagos impares incluyen
  • la epiglotis
  • el tiroides
  • el cricoides
• Los pares son
  • los corniculados
  • los aritenoides
  • los tritíceos.

Uniones fibrosas y sinoviales

• Los cartílagos laríngeos se unen entre sí mediante membranas, ligamentos y articulaciones
• Estas uniones corresponden a las necesidades funcionales de la laringe en su totalidad.

Músculos de la laringe

• El componente activo está formado por un conjunto de músculos laríngeos y bandas pequeñas de fibras musculares estriadas
• Las bandas pequeñas están insertadas entre los diferentes cartílagos
• Cuando se contrae, se actúa sobre las articulaciones de la laringe
• Según su accíon primordial, se organizan en:
  • músculos constrictores
  • músculos dilatadores
  • músculos variadores del tono de las cuerdas vocales

Músculos laringeos: cricoaritenoideos posteriores

• Los cricoaritenoideos posteriores provocan la separación de los procesos vocales además ampliando la cavidad de la laringe
• Este resulta por la contracción que tira de los procesos laterales de los aritenoides y los hace rotar
• Se refiere a estos cómo músculos dilatadores

Músculos laringeos: cricoaritenoideos laterales

• Los cricoaritenoideos laterales provocan la aproximación de los procesos vocales y un estrechamiento de la cavidad laríngea
• Esto tiene lugar cuando se contraen tirando de los procesos laterales de los aritenoides
• Se refiere a estos cómo músculos constrictores

Músculos laringeos: vocales

• Los músculos vocales no provocan movilización de los cartílagos
• Aún así, aumentan el tono de las cuerdas vocales
• Éstos son músculos variadores del tono de las cuerdas vocales

Porciones de la cavidad laríngea

• Tiene la forma de reloj de arena
• Se distingue por tres porciones, que cráneo-caudalmente son:
  • Porción vestibular, que se extiende desde los bordes del adito laríngeo en la apertura de la laringe hasta los pliegues vestibulares de la mucosa
  • la porción glótica (estenótica) qué se extiende desde los pliegues vestibulares o cuerdas vocales falsas hasta los pliegues vocales o cuerdas vocales verdaderas
  • la porción infraglotica que se extiende desde los pliegues vocales hasta continuar la laringe con la luz de la tráquea debajo la sexta vértebra cervical
• La porción glótica facilita la fonación de las acciones musculares controladas por el sistema nervioso
• La porción glótica es proclive a lesiones tumorales/inflamatorias y estados de asfixia cuando los conductos aereos padecen reacciones alérgicas o están obstruídos

Pared de la laringe

• Está constituida por una mucosa revestida por un epitelio que varia en regiones distintas
• Tipo respiratorio en general (excepto en la cara ventral donde las cuerdas vocales verdaderas y la parte dorsal del epíglotis son planas estratificadas no queratinizadas a razón de la fricción)
• La lámina propia tiene muchas fibras elásticas y folículos linfáticos
• Los cartílagos tiroideos, cricoides y aritenoides son hialinos, donde los otros son elásticos

Laringoscopia indirecta

• Las condiciones de la cavidad laríngea son explorables mediante espejo y una fuente de luz
• Sigue el desarrollo de la tráquea y pulmones

Tabique traqueoesofágico

• Tanto el divertículo respiratorio como el esbozo pulmonar se originan del intestino anterior.
• Debido al origen común, el desarrollo es estudiado conjuntamente
• Por tener mayor relevancia al ser la causa que produce defectos congénitos comunes, es de primordial conocimiento cómo ocurre la separación del divertículo respiratorio y el esófago.

Tabique traqueoesofágico forma

• Rebordes traqueoesofágicos aparecen inicialmente, y se acercándose entre sí
• Más adelante se unen separando la tráquea del esófago además dejando entre ellos un tabique de tejido mesenquimático llamado tabique traqueoesofágico.
• En corte transversal a futuro, se nota que la comunicación entre la tráquea y el exterior tiene lugar a través del adito laríngeo

Defectos del tabique traqueoesofágico

• Resultan en malconformaciones cómo atresia y fístulas traqueoesofágicas
• Su causa radica de una obstrucción en la formación del tabique traqueoesofágico
• Se caracterizan por dificultad de ingesta
• En el 90% de los casos, la atresia esofágica aparece con fístula traqueoesofágica, dando lugar a la comunicación de la tráquea con una sección esofágica inferior (la superior termina ensacada)

Divertículo respiratorio

• Simultaneamente al tabique traqueoesofágico, el divertículo respiratorio crece caudalmente, formando dos evaginaciones laterales: la tráquea
• Luego de engrandecerse, los brotes pulmonares forman el brónquio principal derecho e izquierdo, con el derecho dividiendose en tres broquios secundarios y el izquierdo en dos (anticipando así la formación final de los tres lóbulos en el pulmón derecho y dos en el izquierdo)
• El endodermo del divertículo crea el epitelio de revestimiento

Maduración de los pulmones

• Sucede la división y creación de los brónquios secundarios y terciarios
• La división se continua hasta la adquisición de la forma del árbol brónquial, resultando en los bronquiolos terminales
• Importar recalcar que existen más divisiones aún luego del nacimiento
• El epitelio y el mesénquima interactúan
• Ocurren cuatro periodos en el que los pulmones comienzan a madurar gracias a la diferenciación por epitelio mesénquima

Maduracion pulmonal: Etapas

• Seudoglandular
• Canalicular
• Sacos terminales
• Alveolar
• Están relacionadas con las caraterísticas morfofuncionales del árbol respiratorio en cierto momentos del desarrollo durante éste

Maduracion pulmonal: Etapa seudoglandular

• Quinta y decimosexta semana
• El nombre se deriva por su similitud al tejido glandular exocrino
• Se destaca por la división rapida hasta los bronquiolos terminales
• Al concluir está etapa todos los elementos importantes del pulmón se han formado

Maduracion pulmonal: Etapa canalicular

• Semana decimosecta a la vigesimo sexta
• Se caracteriza por la ramificación continua de los bronquiolos terminales
• El epitelio de revestimiento se ha vuelto cúbico imposibilitando los intercambios y un desarrollo insuficiente de los vasos sanguineos previene la adaptación a la vida postnatal

Maduracion pulmonal: Etapa sacular

• Semana vigesimosexta hasta la trigésimosegunda
• Formación de los alveolos primitivos, dando lugar a la cercania de los vasos sanguíneos más cerca al epitelio adelgazado
• Los capilares estan lo suficientemente delgados y existen suficientes para un intercambio gaseoso
• Este intercambio permite que cuidados intensivos hagan viable la superviviencia del bebé prematuro

Maduración pulmonar: Etapa alveolar

• Entre las semanas 32 y 40
• Extendiendo hasta los ocho años de edad
• Aumento constante en el incremento de número de sacos terminales
• Se divide el epitelio en los neumocitos tipo I y tipo II

Epiteliocitos: Tipo I

• Se adelgazan notablemente
• Hace la membrana acercarse a la de los capilares
• Establecimiento de una relación epitelio endotelio que permite el intercambio de gases

Epiteliocitos: Tipo II

• Forman un surfactante líquido (pulmonar rico en fosfolípidos)
• Tiene la capacidad de aminorar la tensión superficial en la zona aire-sangre a nivel alveolar
• Esta etapa incrementa la gran cantidad de capilares linfáticos presentes
• A razón de las caraterísticas en común, las etapas saculares y terminales se suelen llamar etapa saculoalveolar
• El periodo de gestación debe llevarse a cabo con totalidad debido a que los pulmones necesitan tener un cierto gradiente de maduración
• Es de mayor importancia el surfactante pulmonar que contiene en su mayoría una glicerina fosfatidada, que también es de suma caracteristica funcional

Fosfátidos de glicerina

• Son lípidos complejos con con una estructura anfipática
• Cuentan con una molécula de uno a dos ácidos grasos y un grupo fosfatado
• Cuentan con una dependencia sobre qué tipo de compuestos tienen
• Pudieran ser serina fosfatídica o cefalinas, etanolaminas fosfatidil colina o lecitinas, inositol fosfatidil o inositofosfátidos, gliceroles fosfatidil, gliceroles bisfofatidil o cardiolipinas además plasmalógenos

Funciones de los fosfátidos de glicerina

• Sirven de componente en el proceso de construcción de la menbrana celular
• Las lecitinas y cefalinas involucradas en los procesos de coagulación sanguínea y por un marcado carácter anfipático, los convierte en componentes tensioactivos
• Fosfátidos de gran importancia biológica, dónde algunos derivados tienen efecto hormonal
• Se considera distres respiratorio cuando un neonato produce poco agente tensioactivo como el surfactante pudiendo ser fatal por su alta frecuencia, por lo que es importante la administración profiláctica:
  • Evitar parto prematuro
  • Llevar un seguimiento atento
  • Maduración pulmonar en el infante mediante tratamiento

Tráquea

• Es un segmento de las vías respiratorias adulto regular de 9 a 11 cm en adulots
• Su diámetro es entre 1.5 a 2 cm
• Se ubica por la línea media
• Se extiende entre la sexta vértebra cervical (como seguido de la laringe) hasta la quinta vértebra torácica
• Cuenta con una porción cervical (más corta) y otra torácica (más larga), lugar por dónde suelen dividirse los brónquios

Pared de la tráquea: Características

• Estructura tubular que se distingue por cuatro capas:
  • Mucosa
  • Submucosa
  • Compuesta de cartílagos
  • Por ultimo incluye la adventicia

Pared de la tráquea: Mucosa

• Reviste el epitelio respiratorio
• Debajo del epitelio se halla la lámina propia con sus fibras musculares lisas y tejido linfático

Pared de la tráquea: Submucosa

• La base de la submucosa es de tejido conectivo laxo, donde se destacan las glándulas mixtas con predominio mucoso
• El moco de los órganos es vital para la eliminación de partículas que se adhieren
• El limite de la mucosa y la submucosa, está determinado por la menbrana elática

Pared de la tráquea a continuación de su submucosa

• Se dispone una veintena de anillos incompletos de cartílago hialino mediante menbranas de fibras eláticas y músculo liso
• Se distingue la adventicia como capa externa, formada de tejido conjuntivo laxo y fibroso
• A razón de sus capas y sus células, tiene como función englobar partículas inhasladas mediante secreciones mocosas y movimiento ciliar

Submucosa en microfotografía óptica a gran aumento

• Se puede apreciar cómo la mucosa de la tráquea cuenta con submucosas formadas por glándulas, que se modifica la glicoproteína secretada (en tamaño) al exponerse al humo del cigarrillo u otros irritantes
• El proceso es reversible al erradicar el agente causante

Brónquios principales

• Se forman de la bifurcación de la tráquea casi en ángulo recto al nivel de la quinta vértebra torácica
• Cada brónquio se dirige al hilio del pulmón y termina dividiéndose, distinguiédose a la izquierda como un tubo ligeramente curvado
• La posición de los pulmones con respecto a la tráquea dan a estos una propensión diferente a qué objetos aspirados a la hora de maniobar al paciente

Brónquios intrapulmonares

• Se derivan de la división que hay al atravezar el hilio pulmonar
• Hay diferencias entre el derecho y el izquierdo
• Ambos brónquios se ramifican en lóbulos donde resultan segmentos ventilados, cuya significancia en ambito quirúrgico es crucial al ser bien reconocidos al obtener imágenes de tomografías
• Cuenta con diez segmentos brocopulmonares en el pulmón izquierdo y once en el derecho

Bronquios intrapulmonar, epitelio

• Al disminuir el calibre y la porción respiratoria
• El cilindrico simple ciliado da lugar a células caliciformes, las cuales ayudan a limpiar el tejido linfoide a razón del moco y las cilias

Bronquios intrapulmonar

• Rodeado de fibras musculares lisas dispuestas en espiral
• Se mezclan fibras elásticas que son menos organizadas y delgadas (en compación a los menores)
• La submucosa es de fibras elásticas que en placas irregulares disminuyen a menor calibre, con porcion pulmonar adyacente
• Su cartílago eventualmente se sustituye por tejio muscular liso a medida que se avanza en el árbol brónquial, creando un verdadero tapiz

Bronquiolo terminal

• Son tubos que culminan por la desaparición las placas cartilaginosas y las glándulas
• Compuestos por la mucosa, una capa muscular y la adventicia
• Varía siendo simple, cilíndrico y ciliadas con algunas células caliciformes hasta cubico ciliado sin células caliciformes
• En la lámina propria no existe tejido linfoide
• La capa mas interna es rica en fibras musculares y la contracción da lugar a la ostrucción brusca del mismo, por lo que el asma en es de alta consideración
• La Adventicia (capa mas externa) consiste de tejido conectivo

Pulmones

• Los órganos en la cavidad toraxica se llaman pulmones. Envueltos por la pleura, éstos están en posición vertical dirigiendo su base hacia abajo (en dirección al diafragma)
• Un rasgo clave de estos órganos es la manera organizada que presentan
  • Esternocostal
  • Medial
  • Inferior
• El pulmon lado caja toracica presenta una superficie en contacto interior
• Se marcan fisuras que dan lugar a los lóbulos pulmonares (dos horizontalmente con tres lóbulos al derecho)
• La cara interior hace contacto con el mediato
• la cara medial que presenta a la altura mediastínica el esófago y la aorta
• Los tejidos que tienen los pulmones son el parenquima y el astroma

Alvéolos

• Los bronquiolos son los primeros componentes de esta zona
• Seguido por conductos alveolares (apenas apreciable al microscópio) donde se facilita el intercambio de gases
• Las funciones del parenquima son las de los conuctos y sacos alveolares
• 12 a 18 de estos sacos culminan por formar una unidad pulmonal
• Los lobulillos están construidos con parenquima y astroma
• Lo que corresponde a las celuas que encontramos se llaman neomocitos de tipo 1 y y los grande que los que hay es macrofagos
• Está cubierto por la celula de los alveolos los capilares y los tejidos conectivos y elasticina
• Las celulas tipo Il cuentan tambien con un tabique que comunica este tipo celular.
• El liquido intersticial interno impide el paso del liquido ademas de facilitar el intercambio con ayuda del Macrofago

Sacos pleurales

• La estructura más interna es la pleura. Es vital señalar que estas membranas dan soporte a los pulmones
• Constan de dos hojas (visceral y pulmonar) originadas del mesodermo
• Existe un liquido que lubrica ambas estructuras

Mediastino

• Este espacio casi virtual contiene vasos sanguineos, que se delimitan a la pared del cuerpo (torax);
• Un rasgo importante es que sus estructuras conectan con los otros que conforman al cuello

Este texto explora las funciones esenciales del sistema respiratorio, incluyendo el intercambio gaseoso y la regulación del pH. También detalla su origen y desarrollo, destacando la relación con el sistema digestivo y la influencia de los arcos faríngeos. Se enfoca en la hematosis, la inmunoglobulina A y la fonación.