El pulmón de los mamíferos

El sistema respiratorio de los mamíferos se parece poco al de las aves. Sus pulmones no están organizados como una batería de bronquios en paralelo, como el de aquellas, sino que son invaginaciones, como si fuesen bolsas hacia dentro. El aire entra por los orificios nasales, pasa por la faringe -vía que comparten los sistemas respiratorio y digestivo- y de la faringe pasa a la tráquea. El epitelio traqueal tiene dos tipos celulares. Unas células secretan mucus y las otras tienen unos cilios que baten hacia el exterior; de esa forma expulsan las partículas de polvo e impurezas que penetran por la nariz en el sistema, protegiendo así el epitelio respiratorio. La tráquea se divide en dos bronquios, cada uno de los cuales penetra en un pulmón. Los bronquios se ramifican en bronquiolos cada vez más finos de forma muy similar a como surgen las ramas de un árbol. Los primeros son los bronquiolos terminales; esos dan lugar a los bronquiolos respiratorios, que son cada vez más finos y cortos, hasta que el último llega a un alveolo.

En la mayor parte de los mamíferos la tráquea y los bronquiolos de mayor calibre son bastante rígidos, y su estructura se sostiene gracias a una serie de anillos cartilaginosos. Conforme se van subdividiendo pierden la protección cartilaginosa y sus paredes pasan a estar provistas de musculatura lisa. Esa musculatura está inervada por el sistema nervioso autónomo y es sensible a ciertas hormonas y sustancias químicas de origen local. De esa forma se controla el grado de apertura de los bronquiolos y, por lo tanto, el flujo de aire a los alveolos.

Los pulmones se encuentran en el interior del denominado saco pleural, un saco cerrado de doble pared que separa al pulmón del resto de estructuras presentes en la caja torácica. Las dos láminas de la pleura están en contacto una con la otra; casi no hay espacio entre ambas. Producen un fluido intrapleural que lubrifica las superficies de ambas capas cuando se desliza una sobre la otra con los movimientos respiratorios.

Los alveolos son las estructuras respiratorias básicas de los pulmones de mamíferos. Tienen forma esférica o próxima a la de una esfera y tienen unos poros, denominados poros de Kohn, que conectan alveolos adyacentes y permiten el flujo de aire entre ellos; ese intercambio se denomina ventilación colateral. La anatomía alveolar minimiza la distancia de difusión (se pueden consultar los límites a la difusión de gases en virtud de la ley de Fick aquí). La pared que envuelve a cada alveolo está formada por una sola capa de células muy planas –células alveolares o neumocitos de tipo I- y la pared de los capilares también está formada por una sola capa de células. De esa manera, la distancia que ha de recorrer el oxígeno del aire respirado desde la luz del alveolo hasta los capilares sanguíneos que irrigan el espacio intersticial no supera los 0,25 µm; es una distancia de difusión ínfima. La red de capilares que cubre los alveolos es tan densa que se podría decir que una fina película de sangre los envuelve. Además de las células planas antes citadas, en el epitelio hallan acomodo unas pocas células alveolares o neumocitos de tipo II, cuyo cometido es el de secretar un surfactante pulmonar, complejo de fosfolipoproteinas que facilita la expansión del pulmón. Los alveolos carecen de musculatura, por lo que no hay intervención pulmonar en el inflado y desinflado del pulmón. Son los cambios en las dimensiones del tórax, que se producen como consecuencia de los movimientos de inspiración y espiración, los que producen la succión del aire desde el exterior y su posterior expulsión. Un tercer tipo celular presente en los alveolos –en este caso en la luz- son los macrófagos para la defensa frente a microorganismos.

Además de minimizar la distancia de difusión, la anatomía pulmonar también maximiza la superficie disponible para el intercambio de gases. Cada pulmón tiene del orden de 350 millones de alveolos; o sea, son 700 millones en total. Y la superficie interna de todos esos alveolos viene a ser de 70 m2. Si los pulmones fuesen bolsas simples sin la estructura alveolar interna, la superficie total sería del orden de 0,01 m2. La diferencia, a la vista está, es abismal.

Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU

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