Biología para mayores II

El número de respiraciones por minuto es la frecuencia respiratoria. Por término medio, en condiciones de no esfuerzo, la frecuencia respiratoria humana es de 12-15 respiraciones/minuto. La frecuencia respiratoria contribuye a la ventilación alveolar, es decir, a la cantidad de aire que entra y sale de los alvéolos. La ventilación alveolar evita la acumulación de dióxido de carbono en los alvéolos. Hay dos formas de mantener constante la ventilación alveolar: aumentar la frecuencia respiratoria mientras se disminuye el volumen corriente de aire por respiración (respiración superficial), o disminuir la frecuencia respiratoria mientras se aumenta el volumen corriente por respiración. En ambos casos, la ventilación sigue siendo la misma, pero el trabajo realizado y el tipo de trabajo necesario son muy diferentes. Tanto el volumen corriente como la frecuencia respiratoria se regulan estrechamente cuando aumenta la demanda de oxígeno.

Hay dos tipos de trabajo realizado durante la respiración, el trabajo resistente al flujo y el trabajo elástico. El trabajo resistente al flujo se refiere al trabajo de los alvéolos y los tejidos del pulmón, mientras que el trabajo elástico se refiere al trabajo de los músculos intercostales, la pared torácica y el diafragma. El aumento de la frecuencia respiratoria aumenta el trabajo de resistencia al flujo de las vías respiratorias y disminuye el trabajo elástico de los músculos. La disminución de la frecuencia respiratoria invierte el tipo de trabajo requerido.

Surfactante

La interfaz aire-tejido/agua de los alvéolos tiene una alta tensión superficial. Esta tensión superficial es similar a la tensión superficial del agua en la interfaz líquido-aire de una gota de agua que da lugar a la unión de las moléculas de agua. El tensioactivo es una mezcla compleja de fosfolípidos y lipoproteínas que actúa para reducir la tensión superficial que existe entre el tejido de los alvéolos y el aire que se encuentra en su interior. Al disminuir la tensión superficial del líquido alveolar, reduce la tendencia de los alvéolos a colapsarse.

El tensioactivo funciona como un detergente para reducir la tensión superficial y permite un inflado más fácil de las vías respiratorias. Cuando se infla un globo por primera vez, se necesita un gran esfuerzo para estirar el plástico y comenzar a inflar el globo. Si se aplicara un poco de detergente en el interior del globo, la cantidad de esfuerzo o trabajo necesario para empezar a inflar el globo disminuiría, y sería mucho más fácil empezar a inflar el globo. Este mismo principio se aplica a las vías respiratorias. Una pequeña cantidad de surfactante en los tejidos de las vías respiratorias reduce el esfuerzo o el trabajo necesario para inflar dichas vías. Los bebés nacidos prematuramente a veces no producen suficiente surfactante. Como resultado, sufren el síndrome de dificultad respiratoria, porque se requiere más esfuerzo para inflar sus pulmones. El surfactante también es importante para evitar el colapso de los alvéolos pequeños en relación con los grandes.

Resistencia y complacencia pulmonar

Las enfermedades pulmonares reducen la tasa de intercambio de gases hacia y desde los pulmones. Dos causas principales de la disminución del intercambio de gases son la distensibilidad (grado de elasticidad del pulmón) y la resistencia (grado de obstrucción de las vías respiratorias). Un cambio en cualquiera de ellas puede alterar drásticamente la respiración y la capacidad de absorber oxígeno y liberar dióxido de carbono.

Figura 1. La relación entre el VEF1 y la CVF.

La relación entre el VEF1 (la cantidad de aire que puede exhalarse por la fuerza en un segundo después de respirar profundamente) y la CVF (la cantidad total de aire que puede exhalarse por la fuerza) puede utilizarse para diagnosticar si una persona tiene una enfermedad pulmonar restrictiva u obstructiva. En la enfermedad pulmonar restrictiva, la CVF está reducida pero las vías respiratorias no están obstruidas, por lo que la persona es capaz de expulsar el aire con razonable rapidez. En la enfermedad pulmonar obstructiva, la obstrucción de las vías respiratorias provoca una exhalación lenta y una reducción de la CVF. Así, la relación FEV1/FVC es menor en las personas con enfermedad pulmonar obstructiva (menos del 69 por ciento) que en las personas con enfermedad restrictiva (entre el 88 y el 90 por ciento).

Enfermedades restrictivas

Ejemplos de enfermedades restrictivas son el síndrome de dificultad respiratoria y la fibrosis pulmonar. En ambas enfermedades, las vías respiratorias son menos complacientes y están rígidas o fibróticas. Hay una disminución de la distensibilidad porque el tejido pulmonar no puede doblarse y moverse. En estos tipos de enfermedades restrictivas, la presión intrapleural es más positiva y las vías respiratorias se colapsan al exhalar, lo que atrapa el aire en los pulmones. La capacidad vital forzada o funcional (CVF), que es la cantidad de aire que se puede exhalar por la fuerza tras realizar la respiración más profunda posible, es mucho menor que en los pacientes normales, y el tiempo que se tarda en exhalar la mayor parte del aire se prolonga mucho (figura 1). Un paciente que sufre estas enfermedades no puede exhalar la cantidad normal de aire.

Enfermedades obstructivas

Las enfermedades y afecciones obstructivas incluyen el enfisema, el asma y el edema pulmonar. En el enfisema, que surge sobre todo por fumar tabaco, las paredes de los alvéolos se destruyen, disminuyendo la superficie de intercambio de gases. La distensibilidad general de los pulmones aumenta, ya que al dañarse las paredes alveolares, el retroceso elástico de los pulmones disminuye debido a la pérdida de fibras elásticas, y queda más aire atrapado en los pulmones al final de la espiración. El asma es una enfermedad en la que la inflamación es desencadenada por factores ambientales. La inflamación obstruye las vías respiratorias. La obstrucción puede deberse a un edema (acumulación de líquido), a espasmos del músculo liso en las paredes de los bronquiolos, a un aumento de la secreción de moco, a daños en el epitelio de las vías respiratorias o a una combinación de estos hechos. Las personas con asma o edema experimentan un aumento de la oclusión debido a una mayor inflamación de las vías respiratorias. Esto tiende a bloquear las vías respiratorias, impidiendo el movimiento adecuado de los gases (Figura 1). Las personas con enfermedades obstructivas tienen grandes volúmenes de aire atrapados tras la espiración y respiran con un volumen pulmonar muy alto para compensar la falta de reclutamiento de las vías respiratorias.

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