SECCIÓN VI: Fisiología de la respiración

La principal función del pulmón es la respiración, que comprende la captación de O₂ y eliminación de CO₂ del organismo en su totalidad. En reposo un ser humano normal respira 12 a 15 veces por minuto y con cada respiración, se movilizan en promedio, 500 ml de aire, la cifra se transforma en 6 a 8 L de aire inspirado y espirado en ese lapso. Una vez que el aire llega a planos profundos del pulmón y concretamente a los alveolos, la difusión simple permite que el oxígeno se incorpore a la sangre de los capilares pulmonares y que entre bióxido de carbono en los alveolos, sitio del cual se expulsa en la espiración. Con un cálculo sencillo, cada minuto se incorporan al cuerpo 250 ml de oxígeno y son excretados 200 ml de bióxido de carbono. Además del O₂ que entra en el aparato respiratorio, el aire inspirado también tiene muy diversas sustancias, como partículas que es necesario filtrar en la mejor forma, eliminar o realizar ambas funciones, para conservar el buen funcionamiento pulmonar. Por último, a pesar de que cada persona tiene algún grado de control en la respiración, gran parte de la función minuto a minuto que incluye los ajustes finos necesarios para la función apropiada de los pulmones, no dependen del control voluntario. En esta sección se revisan los conceptos básicos en que se fundamentan los aspectos importantes del control y el resultado de la respiración, asimismo se destacan algunas funciones importantes en la fisiología del aparato respiratorio.

El aparato respiratorio se encuentra en contacto con el entorno externo por medio de la zona alta de las vías respiratorias que conduce a estructuras tubulares antes de llegar a las zonas de intercambio gaseoso (los alveolos). La función de los pulmones es facilitada por diversas características anatómicas que permiten su distensión y retracción, con lo que se logra el desplazamiento de gases al resto del cuerpo y de él, de regreso al medio exterior. Entre los elementos que intervienen en tales funciones están la pared del tórax; los músculos respiratorios (que aumentan y disminuyen el volumen de la cavidad torácica); las áreas cerebrales que controlan los músculos; y las vías y nervios que unen el cerebro con los músculos. Por último, los pulmones, a través de la sangre oxigenada y el bióxido de carbono que por ella retorna, permiten el desplazamiento de gases a otros órganos y tejidos corporales. En el primer capítulo de esta sección se revisa la estructura anatómica y celular del aparato respiratorio y la forma en que en su complejidad contribuye a las funciones de la respiración. La revisión también plantea la necesidad de mediciones básicas que definan y permitan la distensión y retracción pulmonares y algunas de las funciones extrarrespiratorias que son esenciales para la función satisfactoria de los pulmones.

Los comentarios incluirán después una revisión general de la función primaria del aparato respiratorio que es la captación de O₂ del entorno externo y su suministro a los tejidos, y también la extracción simultánea de CO₂ de los tejidos y su expulsión a dicho entorno. En los comentarios, se explora la importancia decisiva del pH en el intercambio de gases y la capacidad del pulmón para contribuir a la regulación del equilibrio acidobásico de la sangre. Se utilizan mejor los comentarios de las respuestas respiratorias a las alteraciones de las concentraciones de oxígeno y de bióxido de carbono, causadas por cambios ambientales, fisiológicos o de ambos tipos, para entender mejor el control global de la captación coordinada de O₂ y la excreción de CO₂.

La regulación de la respiración es un fenómeno muy complejo y además de incluir las descargas repetitivas de neuronas que activan y controlan los movimientos musculares que distienden y contraen los pulmones, también comprende una serie de asas de retroalimentación que intensifican/disminuyen la retracción según el contenido de gases de la sangre. El capítulo final de esta sección inicia con una revisión de algunos de los factores fundamentales que intervienen en la regulación de la respiración, como se comentó. Se exponen ejemplos específicos de anormalidades respiratorias comunes y la forma en que se vinculan con alteraciones en la regulación de la respiración, para conocer mejor las asas de retroalimentación complejas que intervienen en la regulación de la respiración.

Los pulmones son órganos complejos y son muchas las unidades funcionales que pueden mostrar deterioro; en consecuencia, hay una lista grande de enfermedades que alteran sus funciones. Dichos trastornos incluyen infecciones comunes (y poco comunes) de las vías respiratorias, asma, enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), síndrome de dificultad respiratoria aguda, hipertensión pulmonar, cáncer de pulmón y otras más. Nunca se insistirá demasiado en la pesada carga que impone a la salud el conjunto heterogéneo de tales trastornos. Si se utiliza la EPOC como ejemplo, en Estados Unidos las estimaciones conservadoras indican que más de 12 millones de adultos tienen tal trastorno. La EPOC ocupa el cuarto lugar como causa de muerte (y su frecuencia va en aumento), y es un factor que contribuye a un número igual de fallecimientos que no dependen de ella. A pesar de que las estrategias terapéuticas de la EPOC que en gran medida se basan en los esfuerzos incesantes de investigación y conocimientos más amplios, que han contribuido a la mejoría en el estilo de vida, aún no se cuenta con elementos para erradicar las causas principales. Los conocimientos incesantes y cada vez más amplios de la fisiología de la respiración y la función pulmonar (y también la disfunción) genera oportunidades para plantear nuevas estrategias para el tratamiento de EPOC y varias neumopatías más.