Sistema respiratorio: estructura, ventilación y hematosis

1. Definición y función general

El sistema respiratorio capta el oxígeno (O₂) del aire y elimina el dióxido de carbono (CO₂) del metabolismo. Su función esencial es la hematosis: intercambio de gases entre aire y sangre.

Funciones principales:

• Ventilación pulmonar: entrada y salida de aire (inspiración/espiración).
• Intercambio gaseoso: difusión de O₂ y CO₂ en los alvéolos.
• Filtración, humidificación y calentamiento del aire inspirado.
• Fonación (en la laringe).
• Regulación del pH sanguíneo eliminando CO₂.

La respiración externa (pulmonar) se complementa con la respiración celular:

$$C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O + ATP$$

2. Estructura del sistema respiratorio

2.1. Vía respiratoria superior

• Fosas nasales: filtran (pelos y moco), calientan y humidifican el aire; los cornetes aumentan la superficie.
• Faringe: conducto común aire/alimento (nasofaringe, orofaringe, laringofaringe).
• Laringe: órgano de la voz; contiene las cuerdas vocales y la epiglotis, que cierra la vía aérea durante la deglución.

2.2. Vía respiratoria inferior

• Tráquea: tubo de ~12 cm con anillos cartilaginosos en forma de C; epitelio ciliado con células caliciformes (moco).
• Bronquios: bifurcación de la tráquea; el derecho es más corto, ancho y vertical.
• Bronquiolos: sin cartílago, con músculo liso que regula el diámetro.
• Pulmones: derecho con 3 lóbulos, izquierdo con 2 (espacio del corazón); envueltos por la pleura (visceral y parietal).

2.3. Alvéolos (unidad de intercambio)

• ~300 millones de sacos microscópicos.
• Neumocitos tipo I: epitelio simple plano (intercambio).
• Neumocitos tipo II: secretan surfactante, que evita el colapso alveolar.
• Rodeados de capilares sanguíneos; superficie total ≈ 70 m².

3. Mecánica ventilatoria

El aire fluye de mayor a menor presión: $\Delta P = P_{atm} - P_{alv}$.

4. Intercambio y transporte de gases

4.1. Hematosis (difusión simple por gradientes de presión parcial)

• O₂: alvéolo (~100 mmHg) → sangre (~40 mmHg).
• CO₂: sangre (~45 mmHg) → alvéolo (~40 mmHg).
• Factores de eficacia: membrana fina (0,5 µm), gran superficie, abundante vascularización y gradiente constante.

4.2. Transporte en sangre

• O₂: 97% como oxihemoglobina ($Hb + O_2 \rightleftharpoons HbO_2$); 3% disuelto en plasma.
• CO₂: 70% como bicarbonato ($CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 \rightleftharpoons H^+ + HCO_3^-$); 23% como carbaminohemoglobina; 7% disuelto.

4.3. Regulación de la respiración

• Nerviosa: centro respiratorio en bulbo raquídeo y protuberancia; ritmo automático de 12-16 resp/min en reposo.
• Química: quimiorreceptores sensibles al aumento de CO₂, ↓pH y (en menor medida) ↓O₂.

5. Idea clave para el examen

La estructura está adaptada a la función: conducción con filtro (nariz-tráquea-bronquios), bomba mecánica (tórax-diafragma) e intercambio eficiente (alvéolos + capilares). Alteraciones del surfactante, de la permeabilidad alveolar o de la vía aérea comprometen la hematosis y, con ello, la producción de ATP celular.