Pulmones: concepto, anatomía, estructura, funciones y sistema respiratorio
Los Órganos Respiratorios, son un par de estructuras ubicadas en la región torácica que llevan a cabo el proceso de respiración. Se encuentran presentes en mamíferos, aves y reptiles, y en algunos anfibios y peces. En los seres humanos, se ubican en la cavidad torácica, delimitada superiormente por el cuello y inferiormente por el diafragma, un músculo con forma de cúpula que separa esta región de la cavidad abdominal.
Los pulmones de los recién nacidos tienen una apariencia rosada, mientras que los de los adultos muestran diversas manchas grises debido a las diminutas partículas de polvo presentes en el aire que se inhalan. En términos generales, las personas que habitan en áreas urbanas o zonas industriales tienden a tener pulmones de tonalidades más oscuras en comparación con aquellos que viven en entornos rurales.
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ANATOMÍA Y ESTRUCTURA DE LOS PULMONES
El aire inspirado ingresa al cuerpo a través de la boca o las fosas nasales, luego atraviesa la laringe o la caja de la voz, y posteriormente pasa por la tráquea. Esta se divide en dos conductos llamados bronquios, cada uno de los cuales se dirige hacia un pulmón.
En el organismo adulto humano, cada pulmón tiene una longitud de aproximadamente 25 a 30 cm y una forma cónica. El pulmón derecho está dividido en tres lóbulos, mientras que el izquierdo tiene dos lóbulos. Estos dos órganos están separados por una estructura llamada mediastino, que contiene al corazón, la tráquea, el timo, el esófago y los vasos sanguíneos. Los pulmones están recubiertos por una membrana protectora conocida como pleura pulmonar, que se encuentra separada de la pleura parietal, una membrana similar ubicada en la pared de la cavidad torácica, por un fluido lubricante.
Dentro de los pulmones, los bronquios se ramifican en bronquiolos, los cuales a su vez se dividen en conductos alveolares. Estos conductos culminan en pequeños sacos llamados alveolos, los cuales están rodeados por una densa red de capilares sanguíneos. La superficie total de los alveolos es de 93 m2, lo cual equivale aproximadamente a 50 veces el área de la piel. Cada pulmón contiene entre 300 y 400 millones de alveolos en total.
RESPIRACIÓN
En este proceso esencial para la vida, el oxígeno del aire inspirado se introduce en la sangre, mientras que el dióxido de carbono, un gas de desecho generado por el metabolismo de las sustancias nutritivas, se exhala hacia la atmósfera. Las células del cuerpo utilizan constantemente el oxígeno y generan dióxido de carbono como resultado, lo cual implica que los pulmones están en constante actividad para mantener este proceso vital en funcionamiento.
Durante la inhalación, el aire ingresa en los pulmones mientras el diafragma se contrae y se aplana, aumentando el volumen de la cavidad torácica en la que se encuentran suspendidos. A su vez, los músculos intercostales se contraen, haciendo que los extremos anteriores de las costillas se muevan hacia arriba y hacia afuera de manera sincronizada, lo que amplía aún más el tamaño de la cavidad torácica. Esto permite que los pulmones se expandan y se llenen de aire.
Durante la exhalación, cuando el aire cargado de dióxido de carbono es expulsado, los músculos intercostales se relajan y las costillas vuelven a su posición original, mientras que el diafragma recupera su forma de cúpula. Estos dos factores provocan una disminución del volumen de la cavidad torácica, lo que resulta en la contracción de los pulmones que expulsan el aire al exterior. Además de la función de intercambio gaseoso, los pulmones también liberan agua en forma gaseosa, almacenan glucógeno como fuente de energía y actúan como filtros eliminando organismos y partículas nocivas mediante diminutos pelos llamados cilios.
En individuos adultos, la frecuencia respiratoria en estado de reposo suele oscilar entre 14 y 20 inspiraciones por minuto. Sin embargo, durante la realización de actividades físicas intensas, esta frecuencia puede aumentar significativamente, llegando a alcanzar hasta 80 inspiraciones por minuto. En comparación, el ritmo respiratorio en reposo de los niños tiende a ser mayor que el de los adultos en la misma situación, con los recién nacidos mostrando una frecuencia de alrededor de 40 inspiraciones por minuto. Además, en general, los animales de menor tamaño presentan una frecuencia respiratoria más rápida que los de mayor tamaño. Por ejemplo, una rata puede respirar aproximadamente 60 veces por minuto, mientras que un caballo lo hace sólo unas 12 veces por minuto.
Por lo general, durante una inspiración en estado de reposo, se introduce aproximadamente 0,5 litros de aire en los pulmones. La capacidad vital, que es la máxima cantidad de aire que se puede retener en los pulmones, suele ser alrededor de 3,8 litros, aunque puede variar de una persona a otra. En el caso de atletas, por ejemplo, su capacidad vital puede ser mayor, llegando a alcanzar entre 4,8 y 5,7 litros.
El intercambio de oxígeno y dióxido de carbono ocurre en los alveolos, que son pequeños sacos formados por una sola capa de células epiteliales planas, rodeados por capilares sanguíneos que también tienen una única capa de células endoteliales. El oxígeno se difunde a través de los alveolos y es transportado por los glóbulos rojos, unido a la hemoglobina, hasta el corazón para su distribución en todo el cuerpo. Por otro lado, el dióxido de carbono se mueve en dirección opuesta, es decir, desde los capilares pulmonares al interior de los alveolos.
ENFERMEDADES PULMONARES
Las neumonías, que suelen ser causadas por virus o bacterias, y la tuberculosis son las enfermedades infecciosas más comunes que afectan a los pulmones. Sin embargo, el cáncer de pulmón se ha convertido en una de las principales causas de mortalidad por cáncer en los países desarrollados, debido al aumento del consumo de tabaco. Este hábito también contribuye significativamente al incremento de la bronquitis crónica y el enfisema pulmonar.
En este caso, los alveolos sufren una degradación progresiva. El asma bronquial, una enfermedad seria que afecta a los bronquios, puede ser desencadenada por la sensibilización a sustancias naturales como el polen, así como sustancias químicas de origen industrial. La exposición a materiales como el polvo de algodón, polvo de carbón, sílice y amianto puede causar fibrosis o cicatrización en los pulmones, como se observa en la silicosis y la asbestosis.