Zona respiratoria

Qué es la zona respiratoria

Desde el punto de vista funcional, el sistema respiratorio se divide en dos grandes regiones. La zona de conducción abarca desde la nariz y la boca hasta los bronquiolos terminales: su función es transportar, filtrar, calentar y humedecer el aire, pero en ella no se produce intercambio gaseoso (por eso se la denomina también espacio muerto anatómico). La zona respiratoria, en cambio, es la región donde finalmente el oxígeno pasa del aire a la sangre y el dióxido de carbono sigue el camino inverso, un proceso denominado hematosis.

El modelo anatómico de referencia para describir esta división fue establecido por el morfometrista suizo Ewald R. Weibel en 1963 en su obra Morphometry of the Human Lung. Weibel demostró que las vías respiratorias humanas se ramifican de forma dicotómica a lo largo de unas 23 generaciones sucesivas: un árbol con muchas ramas. Las primeras 16 generaciones (de la tráquea a los bronquiolos terminales) constituyen la zona de conducción; a partir de la generación 17 comienza la zona respiratoria, que se extiende hasta la generación 23 y está formada por tres tipos de estructuras progresivamente más dedicadas al intercambio de gases.

La etimología de los componentes anatómicos refleja su función. "Alvéolo" procede del latín alveolus, diminutivo de alveus ("cavidad pequeña, celdilla"), una imagen que describe con precisión los diminutos sacos de aire (unos 480 millones en los dos pulmones de un adulto) que componen la superficie de intercambio. "Bronquiolo" viene del griego βρόγχος (brónkhos, "conducto de aire, tráquea") más el sufijo diminutivo latino -olus.

Estructuras de la zona respiratoria

Bronquiolos respiratorios (generaciones 17-19). Son la transición entre la zona de conducción y la zona de intercambio. A diferencia de los bronquiolos terminales que los preceden, sus paredes ya presentan pequeñas evaginaciones alveolares donde comienza un intercambio gaseoso limitado. Conservan todavía algo de musculatura lisa y epitelio ciliado, pero cada generación sucesiva tiene más alvéolos y menos pared bronquiolar.

Conductos alveolares (generaciones 20-22). Aquí casi toda la pared es alveolar: son pasillos bordeados de aberturas de alvéolos a ambos lados, sin apenas tejido bronquiolar propio que los sostenga.

Sacos alveolares (generación 23). El árbol respiratorio termina aquí: agrupaciones de alvéolos sin salida que cierran la ramificación. Cada alvéolo mide entre 200 y 300 micrómetros de diámetro y está rodeado por una densa red de capilares pulmonares. Entre los dos pulmones, esa superficie de intercambio suma entre 70 y 80 metros cuadrados en un adulto: una extensión parecida a la de una pista de tenis.

El intercambio de gases: cómo funciona

El intercambio de oxígeno y dióxido de carbono se produce por difusión pasiva a través de la membrana alveolocapilar, una barrera extraordinariamente delgada, de apenas 0,5 micrómetros de grosor, formada por el epitelio alveolar (neumocitos de tipo I), la membrana basal fusionada y el endotelio del capilar pulmonar. Los gases se desplazan siguiendo sus gradientes de presión parcial: el oxígeno, cuya presión parcial es mayor en el aire alveolar que en la sangre venosa, pasa del alvéolo al capilar; el dióxido de carbono, más concentrado en la sangre venosa que en el aire alveolar, recorre el camino inverso. Este principio, descrito por la ley de difusión de Fick, explica por qué la enorme superficie alveolar y la extrema delgadez de la membrana resultan tan determinantes para que el intercambio sea eficiente.

El surfactante pulmonar, una mezcla de fosfolípidos y proteínas secretada por los neumocitos de tipo II, recubre la superficie interna de los alvéolos y reduce la tensión superficial, impidiendo que los alvéolos se colapsen durante la espiración. Sin surfactante, no hay manera de mantenerlos abiertos: el intercambio de gases se vería gravemente comprometido.

Diferenciación entre zona de conducción y zona respiratoria

La distinción entre ambas zonas es funcional, no arbitraria. En la zona de conducción (generaciones 0 a 16) el aire simplemente pasa, sin que haya intercambio gaseoso: sus 150 mililitros de volumen constituyen el espacio muerto anatómico. Ahí se acondiciona el aire: se calienta y se humedece, y de paso se limpia de partículas. Cambia por completo el panorama a partir de la generación 17: entre 2.500 y 3.000 mililitros de volumen pulmonar quedan dedicados al intercambio real de gases, la hematosis que da sentido a todo el sistema.

Preguntas frecuentes

¿Qué significa "alvéolo" etimológicamente?

Procede del latín alveolus, diminutivo de alveus, que significa "cavidad pequeña" o "celdilla". La imagen es precisa: cada alvéolo es una diminuta cavidad de aire de entre 200 y 300 micrómetros rodeada de capilares, donde se produce el intercambio de gases.

¿Es lo mismo zona respiratoria que unidad respiratoria?

No exactamente. La zona respiratoria es el concepto anatómico-funcional que engloba todas las estructuras del pulmón donde se produce intercambio gaseoso (bronquiolos respiratorios, conductos alveolares y sacos alveolares). La unidad respiratoria (o acino pulmonar) se refiere a la unidad funcional individual: el conjunto formado por un bronquiolo respiratorio y todos los conductos y alvéolos que derivan de él.

¿Cuánta superficie tienen los alvéolos?

Setenta y ochenta metros cuadrados, aproximadamente: eso es lo que aportan entre los dos pulmones los alvéolos. Es una superficie comparable a la de una pista de tenis, comprimida dentro del volumen de la caja torácica.

¿Por qué se habla de "generaciones" en el árbol respiratorio?

El término viene de la genética del desarrollo: cada división de una vía aérea en dos ramas hijas cuenta como una generación nueva, igual que un árbol genealógico cuenta generaciones de descendientes. El modelo lo estableció en 1963 el anatomista suizo Ewald Weibel, que contó hasta 23 generaciones desde la tráquea hasta los sacos alveolares más distales. No todas las generaciones son iguales. Las primeras dieciséis solo conducen aire; a partir de la diecisiete empieza el intercambio real. El sistema no es perfectamente simétrico (algunas ramas se dividen antes que otras), pero el modelo de Weibel sigue siendo la referencia estándar en fisiología respiratoria. Sirve, sobre todo, para entender por qué el pulmón cabe en el tórax sin perder eficiencia: ramificarse en generaciones sucesivas multiplica la superficie de intercambio sin necesitar más espacio.

Referencias

1. Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. Intercambio de gases. MedlinePlus, enciclopedia médica en español.
2. Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. Los pulmones. MedlinePlus, enciclopedia médica en español.
3. Sociedad Española de Neumología y Cirugía Torácica (SEPAR). Normativa sobre la espirometría. Archivos de Bronconeumología.
4. Mayo Clinic. EPOC (enfermedad pulmonar obstructiva crónica): síntomas y causas.