1.4 Aparato Respiratorio

1.4.1 GENERALIDADES

Los órganos respiratorios no se encuentran en todos los animales. En muchos casos, son demasiado pequeños para que el oxígeno que atraviesa el tegumento pueda difundir de una célula a otra sin problemas.

Este tipo de respiración cutánea aparece en animales sencillos y de pequeño tamaño como las esponjas, celentéreos, etc. Algunos animales más evolucionados también realizan una respiración cutánea, pero solo como complemento de los sistemas respiratorios propiamente dichos.

Los sistemas respiratorios descritos en los diversos grupos animales pueden diferir bastante, pero con características similares de pliegues formados ya sea por invaginación o evaginación del tegumento o del epitelio digestivo.

Hay sistemas respiratorios tanto para animales terrestres como acuáticos. Los acuáticos tienen branquias, los terrestres, pulmones. Una branquia es un órgano respiratorio relacionado con animales de vida acuática. Las branquias deben mantenerse húmedas para que puedan realizar sus funciones. Nosotros nos vamos a centrar en la respiración pulmonar.

El aparato respiratorio consta de dos porciones: la conductora y la respiratoria.

1.4.2. CAVIDAD NASAL

Fosas nasales:

Son unas aberturas dispuestas generalmente en la nariz de algunos animales por donde intercambian oxígeno y dióxido de carbono con el medio aéreo.

Algunos mamíferos acuáticos, como las ballenas o los delfines, tienen las fosas nasales situadas en la parte superior del cráneo en lugar de en la nariz, facilitando así la respiración cuando ascienden a la superficie.

Constan de las siguientes capas: mucosa, submucosa, muscular y serosa/adventicia.

Constan de tres regiones:

• Región vestibular.
• Región respiratoria.
• Región olfatoria.

Órgano vomeronasal:

Es un tubo que caudalmente es ciego. Cranealmente, desemboca por un conducto en la cavidad oral o nasal. Su luz tiene forma de medialuna, con una cara lateral convexa de mucosa respiratoria y una cara medial cóncava de mucosa olfatoria. Su función es la quimiorrecepción de compuestos de baja volatilidad e interviene en el comportamiento sexual de machos y hembras y en el comportamiento maternal.

Senos paranasales:

Son cavidades en los huesos del cráneo (frontal, etmoides, esfenoides y maxilar). Son cavidades rellenas de aire que están en comunicación con la cavidad nasal por unos orificios. Están revestidos por epitelio respiratorio y tienen las siguientes funciones:

• Calentar el aire y humedecerlo.
• Limpiar el aire de partículas extrañas a través de moco y cilios.

1.4.3. FARINGE

La faringe es un tubo musculoso situado en el cuello y revestido de membrana mucosa. Conecta la nariz y la boca con la tráquea y el esófago. Por la faringe, pasan tanto el aire como los alimentos, por lo que forma parte tanto del aparato digestivo como del aparato respiratorio.

La faringe interviene en importantes funciones como:

• La deglución: es el paso del bolo alimenticio desde la boca hacia la faringe. A este acto, se le denomina vulgarmente como comer (ingerir).
• La respiración.
• La fonación: es el trabajo muscular realizado para emitir sonidos inteligibles, es decir, para que exista la comunicación oral.

1.4.4. LARINGE

Es un órgano tubular que une la faringe con la tráquea. La función principal de la laringe es la filtración del aire inspirado. Además, permite el paso de aire hacia la tráquea y los pulmones y se cierra para no permitir el paso de comida durante la deglución. Se halla delante de la faringe y en comunicación con esta. En el momento de la deglución, la comunicación es interceptada por una lámina cartilaginosa llamada epiglotis, la cual impide que los alimentos o la saliva pasen a las vías respiratorias (tráquea, bronquios, etc.).

Consta de las siguientes partes:

• Epiglotis.
• Vestíbulo (hasta los pliegues vocales).
• Pliegues laríngeos.
• Cavidad laríngea.

1.4.5. TRÁQUEA

La tráquea es un órgano del aparato respiratorio de carácter cartilaginoso y membranoso que va desde la laringe a los bronquios. También se le llama traquearteria, y su función es brindar una vía abierta al aire inhalado y exhalado desde los pulmones.

En los invertebrados

Muchos artrópodos terrestres han evolucionado hasta presentar un sistema respiratorio cerrado compuesto de espiráculos, tráquea, y traqueolas para transportar los gases metabólicos desde y hacia los tejidos. Las tráqueas son invaginaciones del exoesqueleto que permiten respirar por anastomosis y tienen diámetros de sólo unos micrómetros hasta 0,8 mm como máximo.

Los tubos más pequeños, las traqueolas, penetran en las células y actúan como puntos de intercambio de agua, oxígeno y dióxido de carbono. Los gases pueden moverse por el sistema respiratorio mediante un sistema activo (ventilación) o pasivo (difusión).

A diferencia de los vertebrados, los insectos generalmente no guardan oxígeno en sus hemolinfas, y se cree que este es uno de los factores que pueden limitar su tamaño máximo de desarrollo.

Un tubo traqueal puede contener anillos circulares (taenidia) en forma de rizos o hélices.

Tanto en la cabeza como en el tórax o el abdomen, la tráquea puede estar conectada a sacos de aire. Muchos insectos, como los saltamontes o abejas , que bombean activamente el aire a sacos en sus abdómenes, son capaces de controlar el flujo a través del cuerpo. En algunos insectos acuáticos, la tráquea intercambia gases directamente a través de la membrana corporal en forma de branquias.

En los vertebrados

La tráquea es un tubo que, en los mamíferos, une la laringe con los bronquios y en las aves, la faringe con la siringe, para llevar aire a los pulmones. El conducto se encuentra poblado interiormente de células ciliares que expulsan cualquier partícula extraña que penetre en el sistema respiratorio. La estructura del órgano presenta así mismo numerosos anillos de cartílago conectados entre sí por fibras musculares y tejido conectivo. Estos anillos refuerzan la tráquea previniendo que colapse durante la respiración.

La tráquea en las aves

Siringe: Es el órgano fonador de las aves. Se localiza en la cavidad torácica. Está formado por la porción terminal de la tráquea y el comienzo de los bronquios primarios. En la porción traqueal, hay cartílagos muy fuertes. En el inicio de los bronquios primarios, faltan casi completamente los anillos cartilaginosos. Estas porciones tienen paredes formadas por membranas timpánicas y vibran cuando el aire entra.

Pésulo: Es un cartílago en la bifurcación de los dos bronquios. Suele osificarse.

1.4.6. PULMONES

Los pulmones son estructuras especialmente adaptadas al medio terrestre y a la respiración aérea. Los encontramos, por ejemplo, en reptiles, aves y mamíferos. Los pulmones tienen una función respiratoria y otra no respiratoria:

Función respiratoria:

La función de los pulmones es realizar el intercambio gaseoso con la sangre, por ello, los alveolos están en estrecho contacto con capilares. En los alveolos, se produce el paso de oxígeno desde el aire a la sangre y el paso de dióxido de carbono desde la sangre al aire. Este paso se produce por la diferencia de presiones parciales de oxígeno y dióxido de carbono (difusión simple) entre la sangre y los alveolos.

El pulmón de mamífero está constituido por multitud de sacos adyacentes llenos de aire denominados alveolos. Se hallan interconectados unos con otros por los llamados poros de Kohn, que permiten un movimiento del aire colateral, importante para la distribución del gas.

Los conductos aéreos del pulmón, que no intervienen en la función respiratoria, están formados por cartílago y músculo liso. El epitelio es ciliado y segrega un mucus que asciende por el conducto respiratorio y mantiene todo el sistema limpio.

El proceso de respiración en los pulmones ocurre atravesando los gases una barrera de difusión constituida en los mamíferos por una película superficial acuosa, las células epiteliales que forman la pared del alveolo, la capa intersticial, las células endoteliales de los capilares sanguíneos, el plasma y la membrana del eritrocito que capta o suelta el gas.

Existen diferentes tipos de células en el epitelio respiratorio. Así, las células tipo I son las más abundantes, forman la pared entre dos alveolos y tienen un núcleo arrinconado en un extremo.

Las células de tipo II son menos abundantes, y se caracterizan principalmente por la presencia de un cuerpo laminar en su interior. Además, poseen vellosidades en su superficie. Son células productoras de surfactantes. Estos son complejos lipoproteicos que proporcionan tensión superficial muy baja en la interfase líquido-agua, reduciendo así el trabajo necesario para el estiramiento de la pared pulmonar por la reducción de la tensión, y previniendo a su vez el colapso de los alveolos.

Las células de tipo III son menos abundantes y tienen gran cantidad de mitocondrias y ribetes en cepillo.

Existen, además, en el epitelio respiratorio, macrófagos alveolares.

Función no-respiratoria

• Acción de filtro externo. Los pulmones se defienden de la intensa contaminación aérea a la que están expuestas por acción del sistema mucociliar y fagocitario de los macrófagos alveolares.
• Acciones metabólicas:
  • Participación hormonal del Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona.
  • Eliminación de fármacos.
  • Equilibrio ácido-base.
  • Metabolismo lipídico por acción del surfactante pulmonar.
• Sistema de prostaglandinas las cuales causan broncodilatación (Prostaglandina E) o broncoconstricción (prostaglandina F, A, B y D).

Circulación pulmonar

El sistema arterial que irriga a los pulmones (arterias pulmonares y sus ramificaciones) sigue un trayecto paralelo al de las vías respiratorias, mientras que el sistema venoso es más variable y puede disponerse en diferentes trayectos. En el pulmón derecho, la vena pulmonar superior drena los lóbulos superior y medio, y la vena pulmonar inferior drena al lóbulo inferior.

En el pulmón izquierdo, cada vena pulmonar drena al lóbulo de su mismo nombre. Hay que tener en cuenta que la circulación pulmonar presenta una peculiaridad con respecto al resto de la circulación sistémica, puesto que las arterias pulmonares aportan sangre poco oxigenada desde el ventrículo derecho, mientras que las venas pulmonares, tras el intercambio gaseoso en los alveolos, aportan sangre oxigenada hacia la aurícula izquierda.

Estructura del pulmón de las aves

A partir de los bronquios principales, surgen los mesobronquios y los bronquios secundarios. Los mesobronquios conectan con sacos aéreos, que son estructuras membranosas que no intervienen en el intercambio gaseoso, pero si como reservorio de gas.

Los bronquios secundarios dan bronquios terciarios, que vuelven a los secundarios. Estos van a desembocar en los atrios y de aquí surgen capilares aéreos (sin intercambio gaseoso). Al final, todo este sistema desemboca en los sacos aéreos.

Los bronquios secundarios y mesobronquios poseen un epitelio cilíndrico simple ciliado, los terciarios, epitelios simple cúbico y los capilares aéreos, epitelio plano.

1.4.6.1. Pleura

Es un saco seroso que protege al pulmón y permite desplazamientos. Está formado por dos láminas: parietal y visceral.

Entre ambas, se encuentra un espacio virtual o cavidad pleural. En ella, normalmente se encuentra una mínima cantidad de trasudado y algunas células. En condiciones patológicas, su contenido aumenta hasta llegar a colapsar los movimientos del pulmón por adherencias.

En su estructura, se ven las capas típicas de una serosa:

• Mesotelio hacia la cavidad pleural.
• Tejido conjuntivo denso de mayor grosor en la capa parietal.