El Aparato Respiratorio: Fundamentos y Funcionamiento

El aparato respiratorio es el conjunto de órganos que intervienen en la respiración, es decir, el intercambio de O₂ y CO₂ con el entorno en los organismos aeróbicos. La importancia de este proceso radica en que los tejidos corporales obtienen la energía necesaria mediante la oxidación de sustancias orgánicas, fundamentalmente la glucosa, a través de la respiración celular. El ser humano utiliza la respiración pulmonar. Gracias a este proceso, la energía contenida en los alimentos es liberada, lo que requiere un aporte permanente de O₂ y una vía de salida del CO₂.

Está constituido por el conjunto de órganos que llevan el aire inspirado hacia el interior de las células para hacer posible su crecimiento y actividad metabólica. La respiración es un proceso involuntario y automático, en el que se extrae el O₂ del aire inspirado y se expulsa el CO₂ contenido en el aire espirado. Sin embargo, también puede considerarse un proceso voluntario, dado que podemos alargar o acortar los movimientos de inhalación y exhalación, u optar por respirar por la nariz o por la boca.

Componentes del Aparato Respiratorio

Fosas Nasales

Presentan dos orificios nasales anteriores (fosas nasales) y dos orificios nasales posteriores, llamados coanas, que conectan con la faringe. Estas fosas están divididas por el tabique nasal. De las paredes laterales salen tres repliegues laminares llamados cornetes. La cavidad nasal se encuentra recubierta por una membrana mucosa o pituitaria que segrega moco, el cual atrapa partículas pequeñas como polen o humo. También cuenta con una serie de estructuras pilosas denominadas cilios, que recubren la membrana mucosa y desplazan las partículas atrapadas en el moco fuera de la nariz. En la inhalación, la cavidad nasal se encarga de humedecer, calentar y limpiar el aire por medio del tejido que las recubre.

Faringe

La faringe es un tubo músculo-membranoso de unos 14 cm comunicado con:

• Las fosas nasales (nasofaringe), a través de las coanas.
• En el centro, con la boca (orofaringe), a través del istmo de las fauces.
• En la parte baja, con la laringe (hipofaringe).
• Con el oído medio, a través de las trompas de Eustaquio.
• Con el esófago.

En la parte superior y posterior de la faringe se encuentra la amígdala faríngea o adenoides: grupos de nódulos linfáticos con función defensiva.

Laringe

La laringe es un órgano impar situado por delante de la faringe, a nivel de las últimas vértebras cervicales, de estructura cartilaginosa y muscular, y de diámetro mayor en el hombre que en la mujer. Es el órgano fonador.

Está formada por 9 piezas cartilaginosas unidas por músculos y ligamentos. Los cartílagos principales son el tiroides, el cricoides y la epiglotis.

• El cartílago tiroides está formado por dos placas que se unen en ángulo por la parte delantera del cuello, formando la nuez de Adán, que es más prominente en hombres que en mujeres.
• La epiglotis es un cartílago ancho que se abate durante la deglución, cerrando así la glotis e impidiendo que los alimentos pasen a las vías respiratorias.

En el interior de la laringe se encuentran las cuerdas vocales.

Pulmones

Los pulmones están situados en la caja torácica, separados por un espacio que ocupa un conjunto de órganos que constituyen el mediastino (corazón y sus grandes vasos sanguíneos, tráquea, esófago, timo, bronquios y ganglios linfáticos). Cuando están sanos, son rosados y de consistencia esponjosa. Tienen un peso aproximado de 1,3 kg en el adulto. El pulmón derecho es más grande y se divide en tres lóbulos, mientras que el izquierdo se divide en dos. Cada lóbulo se divide en cientos de lobulillos. Miden unos 30 cm de largo y los alvéolos que los constituyen brindan una superficie de intercambio gaseoso de 70 m², que es casi 40 veces más la superficie total de nuestro cuerpo.

Están rodeados por una doble membrana, las pleuras, distinguiendo:

• Pleura parietal: adherida a la cavidad torácica.
• Pleura visceral: adherida a los pulmones.

Ambas pleuras están separadas por un espacio virtual que es la cavidad pleural, en el que se ubica el líquido pleural y que sirve a modo de lubricante.

Diafragma y Músculos Intercostales

El diafragma es un músculo que separa la cavidad torácica de la cavidad abdominal y que, al contraerse, ayuda a la entrada de aire a los pulmones. Es el músculo más plano de todo el organismo, en forma de bóveda que cierra por arriba (donde es convexo) la cavidad abdominal y limita por abajo (donde es cóncavo) la cavidad torácica. Los músculos intercostales, junto con el diafragma, intervienen en el proceso mecánico de la respiración.

El Proceso de la Respiración

La respiración implica varios procesos fundamentales:

• La ventilación, es decir, la entrada de aire en los pulmones y la salida del mismo, mediante los movimientos de inspiración y espiración.
• El intercambio gaseoso entre los alvéolos pulmonares y la sangre.
• El transporte de los gases por medio de la sangre.
• El intercambio gaseoso entre la sangre y los tejidos.
• La respiración celular.

Regulación de la Respiración

La respiración está regulada por un centro nervioso, situado en el bulbo raquídeo. El centro respiratorio envía impulsos al diafragma y a los músculos intercostales, que se contraen y provocan una inhalación. La dilatación pulmonar estimula a los receptores de los nervios sensitivos, insertos en las paredes pulmonares. Desde los receptores parten impulsos que inhiben el centro respiratorio. En consecuencia, los músculos respiratorios se relajan y los pulmones vuelven a su posición original. El resultado de este proceso es la exhalación.

Fases de la Ventilación Pulmonar

La ventilación es el proceso mediante el cual se renueva el aire contenido en los pulmones. Abarca dos fases: la inspiración, que introduce el aire atmosférico en los pulmones, y la espiración, que lo expulsa. Para ello, los órganos del sistema respiratorio cuentan con estructuras anexas: el diafragma, los músculos intercostales y los músculos abdominales.

Inspiración

En esta fase, el diafragma y los músculos intercostales externos e internos se contraen. En la inspiración forzada (provocada por una actividad intensa y de alta exigencia respiratoria) intervienen, además, los músculos pectorales y esternocleidomastoideos. Al contraerse el diafragma, su centro desciende, lo que produce un aumento vertical de la caja torácica, y empuja las vísceras abdominales hacia abajo. La contracción de los músculos intercostales produce la elevación de las costillas y proyecta el esternón hacia delante. De esta forma, los diámetros de la caja torácica aumentan, lo que incrementa el volumen de los pulmones. El aumento de volumen crea un vacío y, por tanto, una diferencia de presión respecto a la presión atmosférica. De este modo, el aire atmosférico ingresa para lograr un equilibrio.

Espiración

La espiración se produce cuando el diafragma y los músculos intercostales se relajan (vuelven a su posición habitual). Es decir, el diafragma se eleva y las costillas descienden, por lo que disminuye el volumen de la caja torácica y, en consecuencia, el de los pulmones. La disminución del volumen presiona el aire de los pulmones y hace que salga al exterior. También contribuye la contracción de los músculos abdominales, que comprimen la cavidad abdominal y empujan el diafragma hacia arriba.

Hematosis: Intercambio Gaseoso

La hematosis consiste en el intercambio gaseoso entre la sangre y el aire alveolar. Los capilares sanguíneos (ramificaciones de las arterias pulmonares) llegan a los alvéolos pulmonares con sangre desoxigenada (rica en CO₂). Los gases atraviesan los epitelios pulmonar y capilar por difusión pasiva, es decir, pasan del lugar de mayor concentración al de menor concentración:

• En el alvéolo, el dióxido de carbono está menos concentrado que en la sangre y, por esta diferencia de concentración, pasa del líquido sanguíneo al alvéolo.
• El oxígeno está más concentrado en el alvéolo que en la sangre, por lo que pasa de este al líquido sanguíneo.

El proceso es el siguiente:

1. La sangre que llega a cada alvéolo a través de los capilares arteriales es desoxigenada.
2. El aire alveolar es oxigenado (pobre en CO₂).
3. Por difusión, el O₂ pasa del alvéolo a la sangre a través de los capilares venosos y, luego, por la vena pulmonar al corazón, que la impulsa a todo el cuerpo.
4. Por difusión, el CO₂ que llega por los capilares arteriales a cada alvéolo pasa a este y, después de recorrer las vías aéreas, sale al exterior mediante la espiración.

Entre la sangre y los tejidos corporales también se produce un intercambio gaseoso semejante al de la hematosis. En este caso, el oxígeno se difunde desde la sangre, donde está en mayor concentración, hacia las células, y el dióxido de carbono, desde las células a la sangre.

Relación entre el Sistema Respiratorio y el Sistema Circulatorio

La estrecha relación entre ambos sistemas es fundamental para la vida:

• Los bronquios se ramifican y terminan en los alvéolos, en el interior de los pulmones.
• La sangre desoxigenada llega a los alvéolos a través de las ramificaciones de la arteria pulmonar.
• La sangre oxigenada sale de los alvéolos por las ramas de las venas pulmonares, que la llevan al corazón y de allí a todo el cuerpo.

Impacto del Ejercicio Físico en los Sistemas Corporales

Sistema Cardiovascular

En individuos sedentarios, el sistema cardiovascular se vuelve más frágil y es más propenso a sufrir enfermedades. Por el contrario, con la práctica de ejercicio, su resistencia se amplía y se fortalece en general. Las principales adaptaciones que puede experimentar son:

• Mayor riego sanguíneo en los órganos más activos.
• Mayor cantidad de capilares sanguíneos.
• Disminución del ritmo cardiaco.
• Disminución de la tensión arterial. En personas entrenadas es más baja y aumenta más lentamente durante el ejercicio que en personas sedentarias.
• Vasos más robustos, pues se refuerzan capas musculares y conjuntivas de venas y arterias.
• Corazón más grande, con mayor volumen y más potente.

Sistema Respiratorio

Con una práctica de ejercicio moderado podemos:

• Aumentar la capacidad pulmonar (en ejercicios aeróbicos).
• Aumentar la musculatura respiratoria (diafragma, músculos intercostales, etc.).

Con ejercicio intenso, el sistema aumenta la frecuencia respiratoria mientras el organismo pueda mantenerse en metabolismo aeróbico. En cuanto el oxígeno deja de ser suficiente para obtener energía, el cuerpo pasa a metabolismo anaeróbico, con el que obtiene mucha menos energía y dura poco tiempo, pero no necesita tanto oxígeno.

El Aparato Fonador: Producción de la Voz

El aparato fonador es el conjunto de los diferentes órganos que intervienen en la articulación del lenguaje en el ser humano. Estos órganos son: laringe, cavidad bucal, labios, lengua, paladar y cavidad nasofaríngea. Lo componen tres grupos de órganos diferenciados:

• Órganos de respiración (Cavidades infraglóticas): pulmones, bronquios y tráquea.
• Órganos de fonación (Cavidades glóticas): laringe, cuerdas vocales y resonadores nasal, bucal y faríngeo.
• Órganos de articulación (Cavidades supraglóticas): paladar, lengua, dientes, labios y glotis.

Además, el correcto funcionamiento del aparato fonador lo controla el sistema nervioso central.

Producción de la Voz

Para convertirse en sonido, el aire procedente de los pulmones debe provocar una vibración, siendo la laringe el primer lugar en que se produce, ya que en esta se encuentran unas bandas de tejido muscular llamadas cuerdas vocales. La tensión, elasticidad, altura, anchura, longitud y grosor de las mismas pueden variar, dando lugar a diferentes efectos sonoros. El efecto más importante de las cuerdas vocales es la producción de una vibración audible en los llamados sonidos sonoros, en contraste con los sonidos sordos, en cuya producción no vibran las cuerdas vocales.

La fonación se realiza durante la respiración, cuando el aire contenido en los pulmones sale de estos, empujado por el diafragma y los intercostales y, a través de los bronquios y la tráquea, llega a la laringe. En la laringe se encuentran las cuerdas vocales, que consisten en una serie de repliegues o labios.

Hay 4 cuerdas vocales:

• 2 superiores (bandas ventriculares), que no participan en la articulación de la voz.
• 2 inferiores, las verdaderas cuerdas vocales, responsables de la producción de la voz. Si se abren y se recogen a los lados, el aire pasa libremente, sin hacer presión: respiramos. Si, por el contrario, se juntan, el aire choca contra ellas, produciendo el sonido que denominamos voz.

Mecanismos Básicos de Producción de Voz

Hay 3 mecanismos básicos de producción de voz:

1. Vibración de las cuerdas que produce los sonidos “tonales” o “sonoros” (vocales, semivocales, nasales, etc.).
2. Las interrupciones (totales o parciales) en el flujo de aire que sale de los pulmones, que dan lugar a los sonidos “sordos” (fricativas, etc.).
3. La combinación de vibración e interrupción, como las oclusivas sonoras (en español ‘b’, ‘d’ y ‘g’).

Amplificación y Articulación

El sonido producido en las cuerdas vocales es muy débil; por ello, debe ser amplificado. Esta amplificación tendrá lugar en los resonadores (nasal, bucal y faríngeo), donde se producen modificaciones que consisten en el aumento de la frecuencia de ciertos sonidos y la desvalorización de otros.

La voz humana, una vez que sale de los resonadores, es moldeada por los articuladores (paladar, lengua, dientes, labios y glotis), transformándose en sonidos del habla: fonemas, sílabas, palabras, etc. La posición concreta de los articuladores determinará el sonido que emita la voz.

Cuidado de la Voz y Problemas Comunes

Un buen estado físico y una buena técnica en la utilización del órgano fonador contribuyen a conseguir los mejores resultados en la voz cuando se emplea en el canto. Mejora el timbre, la potencia y la claridad. Un mal uso puede producir pérdida o deterioro de la misma. Los efectos más frecuentes son:

• Afonías: pérdida total de la voz.
• Disfonías: cuando hay un problema en las cuerdas vocales y la voz sale alterada. Estas disfonías pueden ser causadas por sobresfuerzos (muy frecuente en docentes), mala técnica vocal, o por lesiones dentro de la laringe, como por ejemplo, los pólipos.

Consejos para el Cuidado Vocal

Para evitar los problemas anteriores, conviene tener en cuenta:

• No gritar ni forzar la voz.
• Evitar cambios bruscos de temperatura, así como aires acondicionados muy fuertes.
• Eliminar factores irritantes de las cuerdas vocales, como tabaco, alcohol o bebidas con cafeína.
• Tomar grandes cantidades de agua para lubricar las cuerdas vocales.
• No toser con fuerza.
• Dormir lo suficiente (8 horas).
• En caso de laringitis, no hablar.
• En caso de lesión, acudir al otorrinolaringólogo.
• Utilizar la voz con volumen moderado, y evitar forzar tonos muy graves o muy agudos.