Respiración pulmonar

Componentes

La caja torácica es un componente de la pared torácica que rodea a la mayoría de las estructuras del sistema respiratorio. Proporciona el marco óseo para la respiración. La caja torácica y su forma de domo otorgan la rigidez necesaria para la protección de órganos, el soporte del peso de las extremidades superiores y los puntos de inserción para muchos músculos. A pesar de su resistencia, la caja torácica es dinámica, permitiendo que se lleve a cabo la ventilación pulmonar. El potencial para realizar estos movimientos respiratorios se relaciona con la flexibilidad que brindan las costillas y sus articulaciones. La caja torácica está compuesta por el esqueleto torácico, que incluye al esternón, 12 pares de costillas y 12 vértebras torácicas asociadas con los cartílagos costales y los discos intervertebrales, respectivamente.

Costillas

Las costillas son ligeras y resilientes. Constan de tres tipos: verdaderas, falsas y flotantes. Estas forman la mayor parte de la caja torácica, extendiéndose desde la pared torácica posterior hasta la anterior. Las costillas poseen cartílagos costales unidos a sus extremos anteriores, los cuales las unen directa o indirectamente al esternón. Algunas costillas conocidas como costillas flotantes poseen cartílagos articulares pequeños que no permiten uniones anteriores. Estos flexibles cartílagos costales le brindan a la pared torácica su elasticidad necesaria.

El esternón forma la porción media de la caja torácica anterior y consta de tres partes: el manubrio, el cuerpo y el proceso xifoides. A lo largo de sus bordes laterales, el esternón cuenta con incisuras costales para articularse con los cartílagos costales. Las vértebras torácicas, numeradas de T1 a T12, forman parte de la caja torácica posterior y contienen fositas costales bilaterales en sus cuerpos vertebrales con las cuales articulan las cabezas de las costillas. Las cabezas también se articulan parcialmente en los discos intervertebrales. Con la excepción de las últimas dos o tres vértebras torácicas, estas también contienen fositas costales en sus procesos transversos para articularse con los tubérculos de las costillas.

Todos estos componentes esqueléticos completan la caja torácica de anterior a posterior, brindando tanto protección como flexibilidad para la ventilación. Sin embargo, la caja torácica se encuentra abierta superior e inferiormente en sus aberturas torácicas superior e inferior. La abertura torácica superior permite el paso de la tráquea, facilitando el movimiento del aire durante la respiración. La abertura torácica inferior, que es más grande, se encuentra completamente cubierta por el diafragma.

Puedes descubrir más detalles acerca del tórax con los siguientes recursos de aprendizaje:

Músculos torácicos

Aunque la caja torácica forma una estructura resistente pero flexible, nos sería imposible respirar sin la acción de los músculos torácicos. Daremos más detalles adelante, pero por ahora es importante mencionar que la ventilación se lleva a cabo mediante la expansión y contracción de los pulmones. Una manera de hacer esto es cambiando el diámetro anteroposterior de la cavidad torácica a través de la elevación y la depresión de las costillas. Los músculos más importantes encargados de elevar la caja torácica son los músculos intercostales externos. Estos forman parte del grupo de músculos intercostales que se localizan en los espacios intercostales entre las costillas. Los intercostales externos son la capa más superficial de este grupo, mientras que las otras dos capas más profundas son los músculos intercostales internos y los músculos intercostales íntimos. Hay 11 pares de músculos intercostales externos, que se extienden entre los tubérculos de las costillas y las articulaciones costocondrales. Sus fibras se disponen en dirección anterior e inferior entre los bordes de dos costillas adyacentes.

Los músculos intercostales internos también son importantes en la modificación del diámetro anteroposterior de la cavidad torácica. También consisten en 11 pares y recorren junto con los cuerpos y cartílagos costales de las costillas, entre el esternón y los ángulos de las costillas. Estos músculos se insertan entre las incisuras costales y los bordes superiores de dos diferentes costillas, dentro de los espacios intercostales.

Músculos del cuello

Los músculos intercostales externos e internos no trabajan de forma individual durante la respiración, sino que son ayudados por los músculos esternocleidomastoideos y escalenos en el cuello.

Los dos músculos esternocleidomastoideos se originan en el manubrio del esternón y en la extremidad esternal de cada clavícula para insertarse en el proceso mastoides del hueso temporal y en la línea nucal superior del hueso occipital. Estos músculos pueden elevar el esternón y la clavícula y, consecuentemente, también levantar las costillas. Por lo tanto, se utilizan como músculos accesorios en la ventilación pulmonar.

Los músculos escalenos también tienen un rol en la inspiración pulmonar. Estos consisten en el escaleno anterior, escaleno medio y escaleno posterior. Los tres están involucrados en la respiración pulmonar. El músculo escaleno anterior se extiende desde los tubérculos anteriores de los procesos transversos de las vértebras C3 a C6 hasta la primera costilla, contribuyendo a su elevación. El escaleno medio recorre desde el proceso transverso del axis hasta los procesos transversos de C3 a C7 hasta llegar a la primera costilla, también elevándola. El escaleno medio es el músculo más importante para la respiración de este grupo muscular. El escaleno posterior pasa desde los tubérculos posteriores de los procesos transversos de C4 a C6 hasta la segunda costilla, por lo que ayuda a elevarla.

Músculos de la cintura escapular

El músculo de esta región que es importante para la respiración pulmonar es el serrato anterior. Este se encuentra por encima de la porción lateral del tórax, formando la pared lateral de la axila. Se origina en las costillas 1.ª-8.ª y se inserta en el borde medial de la escápula. Al mantener fija a la escápula en su posición, este músculo tiene un rol importante cuando hay dificultad para respirar y necesitamos apoyarnos en algo o permanecemos en la llamada posición de trípode.

Músculos abdominales

Como puedes ver, la acción de respirar, la cual todos damos por hecho y de la que ni siquiera nos damos cuenta la mayor parte del tiempo, es bastante compleja y requiere del trabajo de muchos músculos. Entonces, no es de sorprender que los músculos de la región abdominal también estén involucrados en el proceso. Específicamente, el músculo recto del abdomen se encarga de llevar las costillas hacia abajo durante la espiración activa. Su punto de origen es la sínfisis del pubis y la cresta del pubis, y se inserta en el proceso xifoides y los cartílagos costales de las costillas 5-7. Este par de músculos está separado por la línea alba.

El diafragma es otra estructura crucial que hace posible la respiración. Mientras que los demás músculos se encargan principalmente de alterar el diámetro anteroposterior de la cavidad torácica, el diafragma alarga y acorta la cavidad al moverse hacia arriba y hacia abajo. Esta acción también expande y contrae a los pulmones. El diafragma tiene forma de domo y separa la cavidad torácica de la cavidad abdominal. Durante la respiración, es el principal músculo encargado de la inspiración pulmonar. Su origen, fijo y circular, se extiende alrededor del borde inferior de la caja torácica y las vértebras lumbares superiores. Por esto, solo la porción central del diafragma es capaz de moverse durante la respiración. El diafragma está dividido en un hemidiafragma derecho (cúpula derecha) y un hemidiafragma izquierdo (cúpula izquierda) que se elevan hasta el nivel del 4° espacio intercostal.

Inspiración pulmonar

La inspiración implica la entrada de aire desde el ambiente externo hacia los pulmones. La inspiración normal y silenciosa es llevada a cabo por el diafragma, que se encarga de alargar y acortar la cavidad torácica. El diafragma contrae y lleva las caras inferiores de los pulmones hacia abajo. Simultáneamente, los músculos de la inspiración elevan la caja torácica. Estos músculos son principalmente los intercostales externos. Al levantar las costillas y empujar los órganos abdominales hacia abajo, se incrementa el volumen intratorácico. Debido a la inserción de la pleura parietal en la pared torácica y la tendencia de los pulmones a colapsar hacia el hilio, existe una constante presión negativa creada en la cavidad pleural, un fenómeno similar a cuando un vaso o taza húmedos se adhieren al plato o posavasos por la tensión superficial del agua. Por lo tanto, los pulmones están adheridos a la pleura visceral, que se mantiene en contacto con la pleura parietal a través del fluido, el cual a su vez está en contacto con la pared torácica. Como resultado, cuando los músculos de la inspiración expanden la pared torácica, los pulmones se expanden también. Esta acción, a su vez, disminuye la presión intrapulmonar comparada con la presión externa. Como el aire se mueve desde sitios de presión más alta hacia sitios de presión más baja, esto hace que el aire ingrese a los pulmones. Debido a que los músculos necesitan contraerse durante la inspiración, esta fase se considera un proceso activo.

Hay momentos en los que puedes necesitar respirar de manera más profunda o forzada, Como por ejemplo durante el ejercicio. En estos casos, los músculos accesorios intervienen aumentando todavía más el tamaño de la cavidad torácica al jalar al esternón y las primeras dos costillas. Estos músculos son el esternocleidomastoideo, el escaleno y el serrato anterior.

Espiración pulmonar

Mientras que la inspiración pulmonar es un proceso activo, la espiración se considera como un proceso pasivo ya que utiliza el retroceso elástico de los músculos y pulmones. Durante la espiración normal, los músculos intercostales externos se relajan junto con el diafragma. Todo sucede de forma contraria a la inspiración. El volumen intratorácico disminuye, la presión intrapulmonar aumenta y el aire es expulsado de los pulmones. La expulsión de aire continúa hasta que la presión dentro de los pulmones se hace igual a la presión externa, lo cual ocasiona que el proceso de inspiración pulmonar vuelva a comenzar.

De manera similar a la inspiración, la espiración puede volverse activa en ciertas situaciones, como cuando hacemos ejercicio o estamos tocando algún instrumento. Los músculos recto del abdomen e intercostales internos están implicados. El músculo recto abdominal aumenta la presión intra-abdominal, empujando el diafragma aún más hacia arriba. Los músculos intercostales internos jalan las costillas hacia abajo y hacia adentro, reduciendo todavía más el tamaño de la cavidad torácica.

La anatomía de los pulmones puede volverse muy complicada rápidamente. Haz que este tema sea más sencillo y fortalece tus conocimientos con los cuestionarios y diagramas rotulados del sistema respiratorio que tenemos disponibles para ti en Kenhub.