Respiratorio FUNDAMENTOS DEL SISTEMA RESPIRATORIO El sistema respiratorio está compuesto por dos pulmones y una serie de vías respiratorias que los comunican con el exterior. Dentro del pulmón, las vías respiratorias se ramifican en tubos cada vez menores hasta alcanzar los espacios aéreos más pequeños, llamados alvéolos Cumple tres funciones esenciales: • Conducción del aire • Filtración del aire • Intercambio de gases (respiración) • En menor grado: funciones endocrinas – producción y secreción de hormonas • Participa en la regulación de las respuestas inmunitarias Parte superior Cavidades nasales Senos parasenales Nasofaringe Bucofaringe Parte inferior Porción conductora Laringe Laringe Tráquea Bronquios Tráquea Bronquios Pulmones Bronquiolos Porción respiratoria Bronquiolos respiratorios Conductos alveolares Sacos alveolares Alvéolos --- Los pulmones se desarrollan a partir del divertículo laringotraqueal del endodermo del intestino proximal y el mesénquima torácico esplácnico circundante La porción superior: cavidades nasales, senos paranasales, nasofaringe, bucofaringe, se asocia con el desarrollo de la cavidad bucal. La porción inferior: la laringe, tráquea, bronquios con sus divisiones y los pulmones --- desarrolla en el embrión como una evaginación ventral del intestino proximal llamada divertículo laringotraqueal --- Epitelio de origen endodérmico El divertículo forma un corpúsculo pulmonar --- se divide en los corpúsculos bronquiales izquierdo y derecho --- aumentan de tamaño para formar --primordio de los bronquios primarios izquierdo y derecho. Los corpúsculos bronquiales, junto con el mesénquima torácico circundante --- se diferencia en --- bronquios lobulares con divisiones progresivas ulteriores en bronquios segmentarios. Cada bronquio segmentario con su mesénquima circundante --se divide para formar --- segmentos broncopulmonares --- Las vías aéreas del sistema respiratorio se dividen en una porción conductora y una respiratoria Porción conductora está formado por las vías aéreas que conducen a los sitios de respiración dentro de los pulmones donde tiene lugar el intercambio de gases Las partes de las vías áreas que se encuentran fuera de los pulmones son: • CAVIDADES NASALES: dos espacios grandes llenos de aire --- región proximal • NASOFARINGE: detrás de las cavidades nasales y arriba del paladar blando • LARINGE: órgano tubular hueco provisto de un armazón cartilaginoso • TRÁQUEA: tubo flexible que se extiende desde la laringe hasta el tórax --- en el mediastino se bifurca un par de bronquios principales • BRONQUIOS PRINCIPALES (PRIMARIOS): se introducen en ambos pulmones a través del hilio Dentro de los pulmones, los bronquios principales experimentan una extensa ramificación (cerca de 23 generaciones de ramificaciones) --- da origen a los bronquiolos --- los bronquios intrapulmonares y los bronquiolos forman el árbol bronquial La porción respiratoria: participa en la conducción del aire como en el intercambio gaseoso • CONDUCTOS ALVEOLARES: vías respiratorias alargadas --- conectan los bronquiolos respiratorios con sacos alveolares • SACOS ALVEOLARES: espacios formados por grupos de alvéolos • ALVÉOLOS: unidades respiratorias terminales donde se produce principalmente el intercambio gaseoso --- El aire que pasa a través de las vías aéreas tiene que ser acondicionado antes de que alcance las unidades respiratoria terminales El acondicionamiento del aire se produce en la porción conductora --- principalmente en cavidades nasales La temperatura del aire inhalado que pasa a la nasofaringe alcanza una temperatura de 31 – 34°C (88 – 93°F) con una humedad relativa del 90 – 95% Las secreciones mucosas y serosas desempeñan un papel importante en el proceso de acondicionamiento --- humedecen el aire y también atrapan las partículas --vibrisas: pelos gruesos y cortos Casi el 95% de las partículas con un diámetro mayor 15m El moco y las demás secreciones son desplazados hacia la faringe CAVIDADES NASALES Son cámaras pares separadas por un tabique óseo y cartilaginoso Cada cavidad se comunica por delante con el exterior a través de las narinas anteriores (fosas nasales) --- por detrás la nasofaringe a través de las coanas --lateralmente con lo senos paranasales y el conducto naso lagrimal Se dividen en tres regiones: • VESTÍBULO NASAL: espacio dilatado, justo en el interior de las narinas, revestido por piel • REGIÓN RESPIRATORIA: parte mas extensa (dos tercios inferiores) • REGIÓN OLFATORIA: se localiza en el vértice (tercio superior) --- cubierta por mucosa especializada VESTÍBULO NASAL Integra la parte externa de la nariz y se comunica por delante con el exterior --- Epitelio plano estratificado Hay glándulas sebáceas REGIÓN RESPIRATORIA DE LA CAVIDAD NASAL La región respiratoria constituye la mayor parte del volumen de las cavidades nasales Revestida por la mucosa respiratoria --- Epitelio cilíndrico seudoestratificado y ciliado en superficie Área superficial entre 100 y 200𝑐𝑚2 La lámina propia subyacente se adhiere con firmeza --- la pared medial de la región respiratoria --- tabique nasal --- cornetes nasales --- dividen cada cavidad nasal en áreas separadas: incrementan la extensión de superficie y causan turbulencia en el flujo del aire para permitir un acondicionamiento más eficaz Epitelio cilíndrico seudoestratificado y ciliado en superficie está compuesto por cinco tipos de células: • CELULAS CILIADAS • CÉLULAS CALCIFORMES / CÉLULAS QUIMIOSENSORIALES RECEPTORAS • CÉLULAS DE GRÁNULOS PEQUEÑOS (KULCHITSKY) • CÉLULAS BASALES / CÉLULAS MADRE --- La mucosa de la región respiratoria calienta, humedece y filtra el aire inesperado; también contiene células que proporcionan una respuesta inmunitaria local a los xenoantígenos inhalados La lámina propia de la mucosa respiratoria posee una red vascular extensa, también contiene glándulas mucosas, muchas con semilunas serosas --- posee conductos que se abren en pequeñas criptas --- Los conducto están revestidos por epitelio cubico estratificado Los cornetes nasales incrementan la eficacia con la que se calienta al aire inspirado --- también aumentan la eficacia de filtración del aire inspirado a través del proceso de precipitación turbulenta Las partículas atrapadas en esta capa de moco son trasportadas hacia la faringe La mucosa respiratoria de la cavidad nasal también contiene células involucradas en la inmunidad de la mucosa La mayoría de las células encontradas en estas regiones son: linfocitos T gamma/ delta REGIÓN OLFATORIA DE LA CAVIDAD NASAL Se localiza en parte del techo de cada cavidad nasal Revestida por mucosa olfatoria especializada --- color pardo amarillento En los humanos, la extensión total de la mucosa es de unos 10𝑐𝑚2 --- Epitelio olfatorio – seudoestratificado y se compone de las siguientes células: • CÉLULAS DE RECEPTORES OLFATORIOS • CÉLULAS DE SOPORTE • CÉLULAS BASALES • CÉLULAS EN CEPILLO --- Las células de receptores olfatorios son neuronas bipolares que poseen una prolongación apical con cilios El polo apical de cada célula receptora olfatoria tiene una sola prolongación dendrítica que se proyecta por arriba de la superficie epitelial como una estructura bulbosa llamada vesícula olfatoria Los cilios suelen medir hasta 200m de longitud y pueden superponerse con los cilios de las células de receptores olfatorios contiguas. Los cilios son considerados inmóviles El polo basal de la célula da origen a una prolongación axónica amielínica que abandona el compartimento epitelial. Los grupos de axones de las células de receptores olfatorios no se reúnen para formar un solo nervio, sino que se agrupan en fascículos que atraviesan la delgada lámina cribosa del hueso etmoides y cruzan la duramadre y la aracnoides, y, por último, les rodea la piamadre para introducirse en el bulbo olfativo del encéfalo. Los conjuntos de axones de las células de receptores olfatorios forman el nervio olfatorio (nervio craneal [NC] I). --- Tienen lugar mecanismos completos de transducción olfatoria en los cilios de las células de receptores olfatorios --- pág. 706 --- Las células de soporte proporcionan sostén mecánico y metabólico a las células de receptores olfatorios Las células de soporte son las más abundantes del epitelio olfatorio Estas células poseen microvellosidades abundantes en superficie apical y muchas mitocondrias En su citoplasma hay una gran cantidad de cisternas del REL, y en un grado más limitado RER, también posee gránulos de lipofuscina --- Las células en cepillo participan en la transducción de las sensaciones en general y en la quimiosensibilidad de la mucosa de la cavidad nasal El epitelio olfatorio también contiene células en cepillo en menor cantidad que las células ciliadas. La membrana plasmática apical contiene cúmulos de receptores del gusto T2R acoplados a proteínas G para el sabor amargo Las fibras nerviosas son ramificaciones terminales del trigémino (NC V) --- Las células basales son las progenitoras de los otros tipos de células en la mucosa olfatoria Las células basales son células redondas y pequeñas situadas cerca de la lámina basal --- Las glándulas olfatorias son una característica distintiva de la mucosa olfatoria Las glándulas olfatorias (glándulas de Bowman) --- una característica distintiva de la mucosa, son glándulas tubuloalveolares serosas ramificadas que envían sus secreciones proteínicas hacia la superficie olfatoria a través de conductos La secreción serosa de las glándulas olfatorias actúa como trampa y solvente para las sustancias odoríferas. El flujo constante desde las glándulas libera a la mucosa de los restos de sustancias ya detectadas, de manera que los nuevos olores se puedan percibir de forma continua a medida que aparecen. SENOS PARANASALES --- Los senos paranasales son espacios llenos aire en los huesos de las paredes de la cavidad nasal Los senos paranasales son extensiones de la región respiratoria de la cavidad nasal --- revestidos por epitelio respiratorio Comunican con las cavidades nasales a través de orificios estrechos en la mucosa respiratoria --- Los senos paranasales son los sitios principales para la producción de óxido nítrico (NO) en las vías respiratorias El epitelio respiratorio de los senos paranasales contiene grandes cantidades de óxido nítrico – sintasa, una enzima responsable de la producción de óxido nítrico (NO) FARINGE Comunica las cavidades nasales y bucal con la laringe y el esófago, permite el paso del aire y alimentos, y actúa como una cámara de resonancia para la fonación Situada detrás de la cavidad nasal --- se divide en --- nasofaringe y bucofaringe --- las trompas de Eustaquio comunican la nasofaringe con ambos oídos medios En la pared de la nasofaringe hay tejido linfático difuso y nódulos linfáticos --- la concentración de nódulos linfáticos entre la pared superior y posterior --- amígdala faríngea LARINGE Se encuentra entre la bucofaringe y la tráquea Sirve como conducto para el paso del aire y también sirve como un órgano para la fonación Se forma por placas irregulares de cartílago hialino y elástico --- Revestimiento de epitelio seudocilíndrico estratificado ciliado y epitelio estratificado plano La mucosa de la laringe forma dos pares de pliegues en forma de repisas que se proyectan en la luz de la laringe de manera bilateral – el par superior de los pliegues es pliegues vestibulares – es inmóvil, y en la parte inferior pliegues vocales – es móvil y desempeña un papel importante en la fonación --- Los pliegues vocales controlan el flujo de aire a través de la laringe y vibran para producir sonido Los pliegues vocales, también conocido como cuerdas vocales definen los límites laterales de la abertura de la laringe, hendidura glótica El aire expulsado de los pulmones que pasa por el espacio estrecho de la glotis provoca la vibración de los pliegues vocales – esta modificación de las vibraciones produce sonidos de diferentes tonos Los sonidos generado en la laringe durante el proceso de fonación se modifican en las porciones superiores del sistema respiratorio (nasofaringe, cavidades nasales y senos paranasales) y en la cavidad bucal (bucofaringe, paladar blando y duro, lengua, dientes, etc.) --- Los pliegues ventriculares ubicados por arriba de los pliegues vocales son las “cuerdas vocales falsas” Por arriba de los pliegues vocales hay un nicho alargado en la laringe llamado ventrículo. Arriba del ventrículo hay otro par de pliegues de la mucosa llamados pliegues ventriculares o cuerdas vocales falsas TRÁQUEA Es un tubo corto y flexible de 2.5 cm de diámetro y sirve como conducto para el paso del aire La tráquea se extiende desde la laringe hasta la mitad del tórax y se coloca en la pared frontal y adyacente al esófago En el tórax se divide en los bronquios principales (primarios) que entran en los pulmones izquierdo y derechos La pared de la tráquea está compuesta por cuatro capas: • MUCOSA: compuesta por un epitelio cilíndrico seudoestratificado ciliado y una lámina propia elástica rica en fibra • SUBMUCOSA: constituida por un tejido conjuntivo un poco más denso que el de la lámina propia • CARTILAGINOSA: que está conformada por cartílagos hialinos en forma de “C” --- armazón esquelético, impiden el colapso de la luz traqueal • ADVENTICIA: formada por un tejido conjuntivo que adhiere la tráquea a las estructuras contiguas EPITELIO TRAQUEAL --- El epitelio traqueal es semejante al epitelio respiratorio en otras partes de la vía aérea de conducción • CÉLULAS CILIADAS: son las mas abundantes, actúan como barredora mucociliar --- cada célula contiene unos 250 cilios • CÉLULAS MUCOSAS: aspecto similar al de las células calciformes • CÉLULAS EN CEPILLO: cilíndricas con microvellosidades romas, sinapsis epitelionerviosa (receptora)/ epiteliodendrítica • CÉLULAS equivalentes GRANULARES respiratorios PEQUEÑAS de las (CÉLULAS enteroendócrinas, DE un KULCHITSKY): grupo secreta catecolaminas, un segundo grupo secreta serotonina, calcitonina y péptido liberador de la gastrina (bombesina) • CÉLULAS BASALES: población celular de reserva, mantiene el reemplazo de las células individuales en el epitelio MEMBRANA BASAL, LÁMINA PROPIA Y SUBMUCOSA --- El epitelio traqueal se caracteriza por tener una “membrana basal” gruesa Situada debajo del epitelio traqueal 25 y 40 m de espesor --- El límite entre la mucosa y la submucosa está definido por una membrana elástica La lámina propia, excepto la parte designada como membrana basal, aparece como tejido conjuntivo laxo típico --- contiene linfocitos muy abundantes. El tejido linfático es el equivalente, en cuanto a su desarrollo y función, del tejido linfático asociado a los bronquios (BALT). Esta banda o membrana elástica marca el límite entre la lámina propia y submucosa Esta submucosa es diferente a la de la mayoría de los otros órganos, donde generalmente este tejido conjuntivo es denso. En la tráquea, la submucosa es un tejido conjuntivo bastante laxo, similar en aspecto al de la lámina propia. Es característico que, desde la lámina propia, dentro de esta capa se extiendan tejido linfático difuso y nódulos linfáticos. La submucosa contiene los vasos sanguíneos de distribución de mayor calibre y los vasos linfáticos de la pared traqueal. En la submucosa también hay glándulas compuestas por acinos mucosecretores con semilunas serosas. Algunas penetran la capa muscular en este sitio y, por lo tanto, también ocupan la adventicia. La capa submucosa termina cuando sus fibras de tejido conjuntivo se mezclan con el pericondrio de la capa cartilaginosa. --- Los cartílagos traqueales y el músculo traqueal separan la submucosa de la adventicia Los cartílagos traqueales, que son cerca de 16 a 20 en los humanos La adventicia que es la capa más externa, está ubicada por fuera de los anillos cartilaginosos y del músculo traqueal BRONQUIOS La tráquea se divide en dos ramas que forman --- bronquios principales (primarios) – derecho e izquierdo El bronquio derecho es más amplio y mucho más corto que el izquierdo Al entrar al hilio pulmonar --- cada bronquio principal se divide en: --- bronquios lobulares (secundarios) --- el pulmón izq. Dos lóbulos --- el pulmón dcho. Tres lóbulos El bronquio derecho se divide en tres ramas bronquiales lobulares y el izquierdo en dos --- cada rama abasteciendo un lóbulo --- pulmón izq. Se subdivide en ocho segmentos broncopulmonares --- y el pulmón dcho. Con diez – bronquios segmentarios (terciarios) A medida que los bronquios disminuyen su tamaño, a causa de su ramificación, las placas de cartílago se hacen más pequeñas y abundantes. Las placas por fin desaparecen en el sitio donde la vía aérea alcanza un diámetro de alrededor de 1mm – a partir de ahí se llama – bronquiolo --- Los bronquios pueden identificarse por sus placas de cartílago y una capa circular del músculo liso El segundo cambio observado en la pared del bronquio intrapulmonar es la adición del músculo liso Dado que el músculo liso forma un estrato separado, es decir, una capa muscular, puede considerar la pared del bronquio en cinco capas: • MUCOSA: epitelio pseudoestratificado, igual a la tráquea • MUSCULAR: capa continua de músculo liso • SUBMUCOSA: tejido conjuntivo laxo, glándulas en los bronquios mayores, tejido adiposo • CARTÍLAGO: placas cartilaginosas discontinuas • ADVENTICIA: tejido conjuntivo que se encarga de estructuras contiguas BRONQUIOLOS Los segmentos broncopulmonares se subdividen en lobulillos pulmonares – a cada lobulillo lo abastece un bronquiolo Los acinos pulmonares son las unidades estructurales más pequeñas que conforman los lobulillos. Cada acino consta de un bronquio terminal, bronquiolos respiratorios y alvéolos Así la unidad funcional más pequeña de la estructura pulmonar es la unidad bronquiolar respiratoria ESTRUCTURA BRONQUIOLAR Los bronquiolos son vías áreas que miden 1mm o menos Los bronquiolos más grande son ramas de los bronquios segmentarios – estos conductos tienen ramificaciones consecutivas para dar origen a los bronquiolos terminales – finalmente da origen a bronquiolos respiratorios --- En los bronquios no hay placas cartilaginosas ni glándulas Los bronquios de mayor tamaño tienen al inicio – epitelio cilíndrico seudoestratificado ciliado que se transforma gradualmente en cilíndrico simple ciliado Los bronquiolos pequeños/terminales están revestidos por un epitelio cúbico simple en el que hay dispersas células de clara. Las células de clara aumentan en cantidad mientras que las células ciliadas disminuyen a lo largo de bronquiolo. Las células de clara son células no ciliadas que tienen una prominencia redonda, poseen un RER basal bien desarrollado, y un aparato de Golgi dónde estoy las células de clara secretan un agente surfactante (tenso activo), una lipoproteína que impide la adhesión luminal si la pared se colapsa. Las células de clara producen una proteína 16 kDa conocida como proteína de secreción de la célula de Clara (CC16) – componente abundante en las secreciones de las vías respiratorias FUNCIÓN BRONQUIOLAR --- Los bronquiolos respiratorios son la primera parte del árbol bronquial que permite el intercambio gaseoso Los bronquiolos respiratorios forman una zona de transición en el sistema respiratorio; participan tanto en la conducción del aire como en el intercambio gaseoso. Están revestidos por epitelio cúbico. El epitelio de los segmentos iniciales de los bronquiolos respiratorios contiene células ciliadas y células de Clara. Los alvéolos son los sitios por 1 el aire en el bronquiolo para permitir el intercambio gaseoso. los que sale y entra ALVÉOLOS --- Los alvéolos son los sitios donde ocurre el intercambio gaseoso Son espacios aéreos terminales donde ocurre el intercambio gaseoso entre el aire y la sangre Cada uno se encuentra rodeado por una red de capilares que pone a la sangre en estrecha proximidad al aire inhalado Es una cavidad poliédicricia de paredes delgadas, mide unos 0.2 mm confluye en el saco alveolar • CONDUCTOS ALVEOLARES: vías aéreas alargadas que casi no tienen paredes sólo alvéolos • SACOS ALVEOLARES: espacios rodeados por cúmulos de alvéolos. Los alvéolos se abren hacia estos espacios El tejido entre espacios aéreos alveolares adyacentes se denomina tabique interalveolar o pared septal --- El epitelio alveolar está compuesto por células alveolares de los tipos I y II, así como por algunas células en cepillo Se compone de varias células especializadas, empeñan funciones defensivas y protectoras: • CÉLULAS ALVEOLARES TIPO I: neumocitos tipo I – 40% del revestimiento, planas y delgadas, revisten la mayor parte de la superficie (95%) • CÉLULAS ALVEOLARES TIPO II: neumocitos tipo II o células de los tabiques – cúbicas – producen factor surfactante, progenitoras de las células tipo I • CÉLULAS EN CEPILLO: receptores que verifican la calidad del aire, quimiorreceptores --- El surfactante disminuye la tensión superficial alveolar y participa activamente en la eliminación del material extraño La capa surfactante producida por las células alveolares tipo II reduce la tensión superficial en la zona de contacto entre el aire y el epitelio. El agente más decisivo para la estabilidad del espacio aéreo es un fosfolípido específico llamado – dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC) – causante de casi todas las propiedades reductoras de la tensión superficial del surfactante --- Las proteínas del surfactante contribuyen a organizar la capa de esta sustancia y modular las respuestas inmunitarias de los alvéolos Para la estructuración y el funcionamiento del surfactante son necesarias: • PROTEÍNA TENSOACTIVA A (PTA): la más abundante, responsable de la homeostasis (regula su síntesis y secreción de células alveolares tipo II) • PROTEÍNA TENSOACTIVA B (PTB): importante para la transformación del cuerpo laminar, proteína organizadora • PROTEÍNA TENSOACTIVA C (PTC): constituye solo el 1%, mantenimiento de la delgada película • PROTEÍNA TENSOACTIVA D (PTD): proteína primaria que participa en la defensa del hospedero --- La barrera hematogaseosa está en el tabique interalveolar Está formada por las células y los productos celulares a través de los cuales tienen que difundirse los gases entre los compartimientos alveolar y capilar. La barrera más delgada consiste en una fina capa de sustancia tensoactiva, una célula epitelial tipo I y su lámina basal, una célula endotelial capilar y su lámina basal. Las células y las fibras del tejido conjuntivo que pueden estar entre las dos láminas basales ensanchan la barrera hematogaseosa – producen una porción delgada y una gruesa --- Los macrófagos alveolares eliminan partículas inhaladas de los espacios aéreos y eritrocitos del tabique Son singulares porque funcionan en el espacio aéreo del alvéolo, en dichos espacios aéreos barren la superficie para eliminar las partículas inhaladas. – células del polvo Los macrófagos septales residen en el tejido conjuntivo de los tabiques interalveolares --- La circulación aérea colateral, a través de los poros alveolares, permite el paso del aire entre los alvéolos MEB demuestra la existencia de orificios en los tabiques interalveolares que permiten la circulación de aire de un alvéolo a otro. Estos poros alveolares (de Kohn) IRRIGACIÓN SANGUÍNEA --- Los pulmones tienen circulación pulmonar tanto bronquial --- pág. 724 VASOS LINFÁTICOS Un drenaje linfático pulmonar doble establece un paralelismo con la irrigación sanguínea doble. Un conjunto de vasos linfáticos drena el parénquima pulmonar y sigue las vías respiratorias hasta el Lilio. Los ganglios linfáticos se encuentran a lo largo del trayecto de los vasos linfáticos de mayor calibre. Un segundo conjunto de vasos linfáticos drena la superficie pulmonar y discurre en el tejido conjuntivo de la pleura visceral, una membrana serosa compuesta por un mesotelio superficial y el tejido conjuntivo subyacente. INERVACIÓN Son componentes de las divisiones simpática y parasimpática del sistema nervioso autónomo y median reflejos que modifican las dimensiones de las vías respiratorias (y los vasos sanguíneos) por contracción del músculo liso que hay en sus paredes. Además, el sistema nervioso autónomo controla la secreción glandular de la mucosa respiratoria.
