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La vía aérea constituye la unión entre el mundo exterior y las unidades respiratorias. Se subdivide en dos porciones: superior e inferior. La porción superior (figura 47-1) está constituida por la nariz, cavidad oral y faringe; en tanto que la inferior la conforman laringe, tráquea y árbol bronquial.
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La vía aérea superior es fundamental para evitar la entrada de materiales extraños en el árbol traqueobronquial, a la vez que contribuye a las funciones de fonación y olfacción.
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En la nariz, el aire inspirado es filtrado, humidificado y calentado. Desde el punto de vista anatómico se diferencian dos porciones: la fosa nasal anterior y la vía nasal principal. La fosa nasal anterior comprende la zona situada entre los orificios externos y los cornetes, misma que posee la menor sección transversal de la vía aérea y ahí está la primera línea de defensa del árbol traqueobronquial, constituida por un conjunto de folículos pilosos que reciben el nombre de vibrisas. La vía nasal principal se extiende desde el inicio de los cornetes hasta el final del tabique nasal. En esta región el aire inspirado sigue un trayecto contorneado a través de los repliegues que forman los cornetes. Los cornetes son tres protuberancias óseas situadas en las paredes laterales de la cavidad nasal; poseen una gran superficie mucosa y una sección transversal amplia, lo que favorece el calentamiento y la humidificación del aire inspirado. Por debajo de los cornetes superior y medio están los orificios que comunican con los senos paranasales, cavidades huecas de los huesos del cráneo. Los senos paranasales incluyen los senos maxilares, frontales, etmoidales y esfenoidales; su función es proporcionar moco a la cavidad nasal y actuar de cámara de resonancia en la producción de sonidos.
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La faringe se divide en tres partes: epifaringe (o nasofaringe), mesofaringe (u orofaringe) y hipofaringe (o laringofaringe). La nasofaringe tiene una localización posterior respecto a la cavidad nasal y superior respecto al paladar blando; se encuentra conectada con el oído mediante las trompas de Eustaquio. En las paredes se disponen agregados de tejido linfoide, que constituyen las amígdalas faríngeas o adenoides. La orofaringe se dispone entre el paladar blando y la base de la lengua, y supone el punto de encuentro entre la cavidad nasal y la oral. La comunicación entre ambas cavidades puede cerrarse mediante el desplazamiento en dirección anteroposterior del paladar blando. Este movimiento se produce de forma refleja durante determinadas maniobras, como la salivación, succión y al producir determinados sonidos. La laringofaringe es el espacio existente entre la base de la lengua y la entrada del esófago.
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La laringe se encuentra entre la base de la lengua y el extremo superior de la tráquea. Es el principal órgano de la fonación, aunque también desempeña una función muy importante en la protección frente a la aspiración de sólidos y líquidos; su estructura está constituida por la unión de nueve cartílagos, tres de ellos son cartílagos únicos (el tiroides, el cricoides y la epiglotis), y otros tres son cartílagos dobles (los aritenoides, los corniculados y los cuneiformes).
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En la parte superior de la laringe se sitúa la epiglotis, estructura fibrocartilaginosa cuya base está unida a la superficie medial del cartílago tiroides y sus bordes restantes se encuentran libres. La epiglotis previene la aspiración durante la deglución mediante desplazarse hacia atrás y abajo, aunque no ocluye por completo la entrada de la laringe, sino que desvía lateralmente el bolo alimentario; por ello, en ausencia de la epiglotis es posible realizar la deglución sin que ocurra aspiración.
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El interior de la laringe se encuentra tapizado por una membrana mucosa que forma dos pares de pliegues que protruyen en su interior. Los superiores son las cuerdas vocales falsas, pues no tienen función alguna en la fonación. Los inferiores son las cuerdas vocales verdaderas. El espacio que limita ambas cuerdas se denomina glotis. Las cuerdas vocales, tanto las verdaderas como las falsas, se yuxtaponen durante la deglución. Las cuerdas se abren durante la inspiración profunda y tienden a cerrarse en la espiración, aunque persiste cierta abertura de la glotis. La laringe también tiene una importante función en la maniobra de la tos.
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Árbol traqueobronquial
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El árbol traqueobronquial consiste en un conjunto de vías ramificadas que conducen el aire inspirado hasta las unidades respiratorias terminales. Se distinguen dos grandes zonas: de conducción y respiratoria. En la primera se distinguen vías aéreas cartilaginosas y no cartilaginosas. Son vías cartilaginosas la tráquea y los bronquios principales, lobares, segmentarios y subsegmentarios, en tanto que los bronquíolos y los bronquíolos terminales son vías no cartilaginosas.
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La tráquea es un cilindro de unos 11 a 13 cm de longitud, cuyo diámetro varía entre 2.5 a 3.5 cm. Se extiende desde el cartílago cricoides hasta la carina, a nivel de la 5a vértebra dorsal, en que se bifurca en los dos bronquios principales.
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La tráquea está constituida por unos 15 a 20 anillos cartilaginosos en forma de herradura, abiertos en su parte posterior, que se encuentra cerrada por el músculo traqueal. Se distinguen dos porciones: la superior, situada fuera de la cavidad torácica, y la inferior, situada en el interior de dicha cavidad. La porción superior de la tráquea se mantiene abierta merced a su fijación al anillo cricoideo; sin esta fijación tendería a colapsarse durante la inspiración, pues la presión intratraqueal es menor que la presión atmosférica. La porción inferior de la tráquea se mantiene abierta merced a la presión negativa intrapleural, aunque tiende a colapsarse durante la espiración forzada.
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El bronquio principal derecho se ramifica de la tráquea y forma un ángulo de unos 25 grados, mientras que el bronquio principal izquierdo se ramifica mediante un ángulo de unos 40 a 60 grados. El bronquio principal derecho es más ancho, vertical y corto que el izquierdo. Ambos están formados por anillos cartilaginosos en forma de herradura. A partir de los bronquios principales el aire discurre por un complejo sistema de ramificaciones.
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Ramificación bronquial
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La ramificación de la vía aérea se produce por dicotomía irregular, es decir, cada rama se divide en otras dos, que pueden diferir en diámetro o longitud. Cada ramificación constituye una generación de la vía aérea. Los dos bronquios principales forman la primera generación, los lobares la segunda, los segmentarios la tercera, y así sucesivamente (figura 47-2). En total existen unas 23 generaciones. Las primeras 16 constituyen la zona de conducción y abarcan desde la tráquea hasta los bronquíolos terminales.
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Al inicio de la zona de conducción las vías aéreas son de tipo cartilaginoso. A medida que se ramifican, los anillos cartilaginosos, que constituyen el elemento de soporte principal en la tráquea y los bronquios principales, van reduciéndose de tamaño, persistiendo sólo algunas placas cartilaginosas hasta el nivel de los bronquios segmentarios. A partir de la 10ª generación las vías aéreas son de tipo no cartilaginoso, y se mantienen abiertas por la tracción que los septos alveolares ejercen sobre las paredes bronquiolares.
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La zona respiratoria empieza a partir de los bronquíolos terminales (16ª generación), ahí la pared está constituida de manera parcial o total por epitelio alveolar y se produce el intercambio pulmonar de gases. El número de generaciones de esta región no se conoce por completo, aunque se distinguen los bronquíolos respiratorios, los conductos alveolares y los sacos alveolares. Los bronquíolos respiratorios constituyen una región transicional, pues en su pared se combinan elementos bronquiales (superficie mucosa y músculo) y epitelio alveolar. Los conductos alveolares pueden considerarse como bronquíolos con paredes del todo alveolarizadas y se distinguen de los sacos alveolares en que en estos últimos ya no existen más divisiones.
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El diámetro de las vías aéreas disminuye de forma sistemática hasta, aproximadamente, la 16ª generación. A partir de la 17ª generación, los diámetros varían muy poco con cada división, por el contrario, la sección total de la vía aérea aumenta con cada generación, pasando de un área de unos 2.5 cm2 en la tráquea, a un área superior a 1 m2 en la 23ª generación (figura 47-3). Este diseño favorece el movimiento del aire, dado que al aumentar de manera progresiva la sección total en las porciones distales de la vía aérea, la resistencia al flujo aéreo es mínima.
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En la vía aérea de conducción, el avance del aire ocurre debido al movimiento convectivo de sus moléculas, las cuales se desplazan de forma ordenada y rápida, siguiendo el eje de los bronquios por los que discurren. En las regiones periféricas, el aire inspirado avanza merced a un mecanismo de difusión molecular. En esta zona, la longitud a recorrer es tan reducida, inferior a los 5 mm, que el aire inspirado alcanza las paredes de los sacos alveolares con gran celeridad.
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Al igual que ocurre con la sección total, el volumen de la vía aérea se dispone principalmente en las regiones terminales. Así, la vía de conducción tiene un volumen total aproximado de unos 150 mL, mientras que el volumen de la zona respiratoria supera los 3 L.
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Estructura de la pared de la vía aérea
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La vía aérea superior está tapizada por dos tipos de epitelio. La fosa nasal anterior, la orofaringe, la laringofaringe y la región superior de la laringe están tapizadas por epitelio escamoso estratificado no ciliado. La vía nasal principal, la nasofaringe y la región inferior de la laringe se encuentran tapizadas por epitelio columnar pseudoestratificado ciliado.
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En el árbol traqueobronquial la estructura de la pared está compuesta de tres capas principales: mucosa, músculo liso y tejido conectivo. Los elementos que constituyen la pared de la vía aérea cambian a lo largo de ésta y se transforman de manera progresiva desde la tráquea al epitelio alveolar.
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La mucosa está formada por una lámina epitelial y otra de tejido conectivo. La lámina epitelial se compone de células columnares pseudoestratificadas ciliadas y células glandulares, productoras de moco. A lo largo del árbol bronquial la lámina epitelial disminuye de grosor; también varían el número y la disposición de las células glandulares. En la tráquea y los grandes bronquios, las células glandulares se agrupan en acinos, formando las glándulas bronquiales, que se sitúan en el tejido conectivo o lámina propia y se comunican con la superficie bronquial a través de conductos. En los bronquíolos, el moco es secretado por las células caliciformes, que se entremezclan con las células epiteliales. Las glándulas bronquiales son numerosas en los bronquios de mediano tamaño y desaparecen en los bronquíolos terminales, mientras que las células caliciformes se extienden hasta éstos. Las glándulas bronquiales producen la mayor parte del moco que cubre la superficie epitelial (unos 10 mL al día) y se encuentran inervadas por fibras nerviosas parasimpáticas, dependientes del nervio vago. La viscosidad de la capa mucosa aumenta en forma progresiva, lo que condiciona la existencia de dos fases distintas: 1) la fase sol, adyacente y fluida a la superficie epitelial y 2) la fase gel, más viscosa y adyacente a la superficie interna de la luz bronquial. En condiciones normales, los cilios se mueven de una forma ondulante en el interior de la fase sol, a una frecuencia de unas 1 500 veces por minuto. Este movimiento propele la fase gel a una velocidad de unos 2 cm por minuto, lo cual favorece la expulsión al exterior de las partículas que se encuentran en la superficie epitelial.
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La capa muscular está formada por haces de músculo liso, que se extienden desde los grandes bronquios hasta los bronquíolos respiratorios. Los haces musculares tienen un curso oblicuo y forman entrecruzamientos alrededor de la capa epitelial, por lo que su contracción origina el estrechamiento de la luz bronquial. En la zona respiratoria de la vía aérea también pueden detectarse fibras musculares, que se disponen en forma de anillo alrededor de la entrada de los alvéolos.
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La capa de tejido conectivo es gruesa y en su espesor se disponen los elementos cartilaginosos de los bronquios. A nivel bronquiolar no existe cartílago y el grosor de dicha capa se reduce de modo progresivo en la zona respiratoria de la vía aérea.