Estructura y Ultraestructura del Parénquima Pulmonar

Está compuesto por un sistema de conducción de aire y un sistema de intercambio gaseoso 

SISTEMA DE CONDUCCIÓN DE AIRE : 

Comienzan en la tráquea.

Las primeras 16 divisiones de vías forman la zona conductora de las vías que transporta el gas desde y hasta las vías respiratorias altas. 

Estas ramas están conformadas por :

• Bronquios 
• Bronquiolos 
• Bronquiolos terminales 

Tiene un epitelio pseudoestratificado ciliado 

Contiene varios tipos celulares, entre ellos células secretoras (caliciformes y acinos glandulares) y ciliadas esenciales para la inmunidad innata de las vías, además de células basales progenitoras para reparación durante una lesión.

Por debajo del epitelio se hayan células musculares lisas

 

Contiene moléculas de defensa pulmonar :

• IgA 
• Colectinas: Proteínas surfactantes A, y D
• Defensinas 
• Peptidos 
• Proteasas 
• Especies reactivas de nitrógeno y oxígeno.
• Quimiocinas y otras cks 

Estas son secretadas por las células epiteliales para mantener las vías respiratorias libres de infecciones. 

Transición celular desde la zona conductora hasta los alvéolos. 

Se muestran las transiciones de la capa epitelial desde la capa pseudoestratificada con glándulas submucosas, primero hasta un epitelio cuboidal, y luego hasta un epitelio escamoso. La estructura subyacente de tejido mesénquima y de tejido capilar también cambia con la transición hacia las vías respiratorias.

Las paredes de los bronquios y bronquiolos están inervadas por el SNA:

Las células nerviosas presentes detectan estímulos mecánicos o presencia de sustancias no deseadas en las vías (polvo, el aire frío, gases nocivos, humo de cigarro).

Las neuronas indican a los centros respiratorios que contraigan los músculos respiratorios e inicien reflejos de estornudo o de tos. 

• Los receptores adrenérgicos  β2 median la broncodilatación y aumentan secreciones bronquiales (moco p.ej) 
• Los receptores  α1 adrenérgicos inhiben la secreción

SISTEMA DE INTERCAMBIO GASEOSO:

Compuesto de bronquiolos transicionales y respiratorios, conductos alveolares y alvéolos.

Los alveolos 

En el ser humano hay aproximadamente 300 millones de alveolos 

Los alveolos están rodeados de capilares pulmonares.

El área total alveolar de las paredes en contacto con los capilares es de unos 70 m2 entre ambos pulmones 

Tienen dos tipos de células epiteliales : Neumocitos tipo I y Neumocitos Tipo II

Neumocitos Tipo I

• Son células planas, con grandes extensiones citoplasmáticas 
• Son de revestimiento alveolar, de este abarcan un 95% superficial del epitelio 

Neumocitos Tipo II

• Son más gruesas. 
• Abarcan el 5% superficial del epitelio
• Son fuente de Neumocitos Tipo I 
• Secretan el factor surfactante : Importante en el mantenimiento de la estructura pulmonar 

METABOLISMO DEL FACTOR SURFACTANTE: 

El surfactante es producido por los Neumocitos tipo II , es ensamblado y almacenado en los cuerpos lamelares y son exocitados en el líquido que recubre a los alveolos.

Su contenido liberado es transformado en mielina tubular (TM)  la cual es la fuente de la monocapa que permite a los grupos acil-grasos de los fosfolípidos extenderse hacia el aire.

   

Está monocapa reduce la tensión superficial, la cual es inversamente proporcional a la concentración de surfactante por unidad de área:

Las moléculas de surfactante se separan aún más a medida que los alvéolos se agrandan durante la inspiración y la tensión superficial aumenta, mientras que disminuye cuando los alvéolos se acercan entre sí durante la espiración

Otros tipos de células especializadas: PAM

Los macrófagos alveolares superficiales o PAM (pulmonary alveolar macrophagues) son el componente inmunológico de defensa. 

Ingieren las partículas pequeñas que evaden la escalera mecánica mucociliar y alcanzan los alvéolos.

Secretan sustancias atrayentes de granulocitos a los pulmones. 

Los PAM pueden liberar al espacio extracelular productos lisosomales que causan inflamación si se inhalan grandes cantidades de sustancia provenientes del humo de cigarro o de otros irritantes 

VENTILACIÓN PULMONAR

 ¿QUÉ ES?

• Es el volumen de aire que se mueve entre el interior de los pulmones y el exterior por unidad de tiempo, siendo esta unidad normalmente el minutoLa ventilación es el proceso mediante el cual el aire entra y sale de los pulmones. 
• Es la entrada y salida del aire entre la atmósfera y los alveolos pulmonares
• Su determinación se realiza mediante el producto del volumen corriente por la frecuencia respiratoria
• Se relaciona con los procesos de inspiración y espiración

VENTILACIÓN POR MINUTO

VE: Ventilación total

f: Frecuencia o número de respiraciones por minuto

VC: Volúmen corriente

Aparato respiratorio 

El aparato respiratorio está formado por las vías aéreas y por los pulmones. A través de las vías aéreas el aire circula en dirección a los pulmones y es en estos órganos donde se realiza el intercambio de gases.

¿Cómo funciona la respiración?

El diafragma es un músculo ubicado entre el pecho y el abdomen que permite que el cuerpo mueva el aire hacia el interior y el exterior del aparato respiratorio. Cuando inhalamos (entrada de aire), el diafragma se mueve hacia abajo, en dirección al abdomen, y los músculos de las costillas empujan a las costillas hacia arriba y hacia afuera. Esto hace que la cavidad torácica se agrande y tome aire a través de la nariz y la boca para enviarlo a los pulmones.

Cuando exhalamos (salida de aire), el diafragma se mueve hacia arriba y los músculos de la pared torácica se relajan. Esto hace que la cavidad torácica se achique y empuje el aire hacia el exterior del aparato respiratorio a través de la nariz y la boca.

¿Cómo pasa el dióxido de carbono de las células a los pulmones?

A medida que las células cumplen su función, generan dióxido de carbono. El dióxido de carbono sale de las células e ingresa en los capilares para llegar finalmente al torrente sanguíneo. La sangre con un alto contenido de dióxido de carbono llega hasta el corazón, que se encarga de bombearla hacia los pulmones. El dióxido de carbono pasa de los capilares que rodean a los alvéolos al interior de los alvéolos. El dióxido de carbono asciende por los bronquiolos y los bronquios, atraviesa la tráquea y es exhalado.

Músculos inspiratorios y espiratorios

  MÚSCULOS RESPIRATORIOS

Los pulmones se pueden expandir y contraer de dos maneras:

1) Mediante el movimiento hacia abajo y hacia arriba del diafragma para alargar o acortar la cavidad torácica 

2) mediante la elevación y el descenso de las costillas para aumentar y reducir el diámetro antero posterior de la cavidad torácica.

Esto será gracias a un grupo de músculos los cuales se dividirán en:

Músculos INSPIRATORIOS                                 Músculos ESPIRATORIOS

Inspiratorios

Son aquellos que elevan la caja torácica. 2 grupos

Músculos principales

Diafragma

Representa un 75% del cambio de volumen intratorácico durante la inspiración tranquila donde la contracción del diafragma tira hacia abajo de las superficies inferiores de los pulmones 

Intercostales externos

Estos transcurren en sentido oblicuo de arriba hacia abajo y de atrás hacia delante desde una costilla a otra. Cuando se contraen elevan las costillas inferiores, esto empuja el esternón hacia adelante y se incrementa el diámetro anteroposterior del tórax 

Músculos accesorios

Participan en la respiración forzada

Escalenos:

• Superior: Eleva la segunda costilla
• Medio y anterior: elevan la primera costilla
  

Esternocleidomastoideo

Serratos anteriores

Trapecio y pectorales

Espiratorios 

Músculo principal

Diafragma 

En la espiración este músculo se relaja y el 

retroceso elástico de los pulmones, de la pared  torácica y de las estructurasabdominales  comprime los pulmones y expulsa el aire 

Músculos accesorios

• Músculos intercostales internos: al contraerse jalan la caja torácica hacia abajo 
• Músculos de la pared abdominal (recto abdominal, oblicuo interno, oblicuo externo, transverso del abdomen): jalan la caja torácica hacia abajo y hacia adentro, y por incremento de la presión
   intraabdominal empuja el diafragma hacia arriba

Papel de las sustancias tensoactivas

 

El surfactante 

El surfactante es un agente activo de superficie  que disminuye la tension superficial evitando que el el alveolo se colapse.

Es secretado por las células epiteliales alveolares tipo II, que constituyen el 10% del area superficial de los alveolos.

Contenido:

• Dipalmitoilfosfatidilcolina
• Apoproteínas 
• Iones de calcio

Importancia: 

• Si hay presencia de surfactante, la tension superficial disminuye y el alveolo no colapsa.
• Por lo tanto si no hay síntesis de surfactante, la tension superficial aumenta y el alveolo colapsa. 

Referencias:

Moreno Velazquez. Surfactante y enfermedad de la membrana hialina. Rev Cubana Pediátrica [online]. 2008, vol.80, n.2. ISSN 0034-7531.

Vías respiratorias superior e inferiores

                          

La vía respiratoria superior esta compuesta por:

• Área olfatoria
• Senos paranasales
• Nasofaringe
• Laringe

El cual la cavidad nasal, los senos paranasales y la nasofaringe, tienen como función por medio de la pituitaria roja lo siguiente:

•  Esterilizar
•  Hidratar 
•  Ajustar la temperatura del aire que llega del exterior.

  ÁREA OLFATORIA

Limitada por el techo de la cavidad nasal se extiende hasta los cornetes superiores hasta el septo.

• Células sustentaculares o de soporte
• Células basales
• Células sensoriales u olfatorias

Este tipo de epitelio siempre debe de estar humectado, esto se logra por la secreción de la glándulas predominantemente serosas, conocidas como de Bowman.

SENOS PARANASALES

En el ser humano se tienen diferentes senos paranasales:

• Senos frontales
• Senos etmoidales
• Senos maxilares
• Senos esfenoidales

Se caracterizan por:

• Su abertura en la cavidad nasal
• Su revestimiento mucoso
• Su contenido aéreo

Estas cavidades nos ayudan a drenar material mucoseroso, por lo que esta revestidos de epitelio respiratorio modificado, este epitelio permite elabora moco para impedir que la nariz se seque durante la respiración.

El material que se secreta es transportado por los cilios hacia la cavidad nasal para ser eliminado.

Podemos observar que aquí los senos paranasales están llenos de moco, por lo cual se produce congestión nasal.

NASOFARINGE

En esta zona se tiene una gran cantidad de tejido linfoide, los cuales integran a la tonsila o amígdala faríngea, tejido comúnmente se conoce como tejido adenoideo.

Se encuentra también la tuba auditiva el cual ayuda a equilibrar la presión de la cabeza.

LARINGE

La laringe se mantiene por ligamentos y músculos esqueléticos extrínsecos y algunos pequeños son intrínsecos estos últimos tienen como función para la fonación por las cuerdas vocales.

Cartílagos hialinos:

• Tiroides
• Cricoides
• 2 aritenoides

Cartílagos elásticos

• Corniculados.
• Cuneiformes.
• Epiglotis.

La epiglotis cubre la parte superior de la laringe.Durante la deglución el cual desciende para que impedir que los alimentos o líquidos entren hacia las vías respiratorias inferiores.

En la cavidad laríngea se pueden identificar las  cuerdas vocales.

Cuerdas superiores o falsas:

Se caracterizan por carecer de un esqueleto muscular tiene gran cantidad de glándulas seromucosas.

Función:  Ninguna función (gallo).

Cuerdas inferiores o verdaderas:

Se caracterizan por tener esqueleto muscular y fibras elásticas.

                                                                                                                                      Función: Fonación (Hablar).

Cuando se observa la vía aérea extrapulmonar se identifican 4 capas:     

• Mucosa
• Submucosa
• Muscular incompleta
• Adventicia

ÁRBOL BRONQUIAL

Se inicia en la división de la traquea que da como resultado a un:

• Bronquio derecho
• Bronquio izquierdo       

Se dividen fuera del parénquima (bronquios primarios) y en el interior se divide en (secundarios y terciarios). La división continua con los bronquiolos, terminales y respiratorios.

BRONQUIOS PRIMARIOS (EXTRAPULMONAR)

Su estructura es semejante a la traquea excepto que la luz es más pequeña. Cada bronquio esta acompañada de arterias, venas y linfáticos pulmonares.  El bronquio derecho forma un ángulo de 20º o 30º , el bronquio izquierdo 40º o 60º. El bronquio derecho da origen a 3 bronquios mientras el izquierdo se divide en 2 el cual dan origen a lóbulos pulmonares. 

BRONQUIOS SECUNDARIOS Y TERCIARIOS (INTRAPULMONARES).

Estas divisiones ocurren en el parénquima y cada bronquio secundario da lugar a un segmento pulmonar.

El músculo liso que los rodea se ubica entre la lámina fibroelástica y submucosa.

Los bronquios secundarios se conocen también como lobares. 

El pulmón derecho tiene 3 y el izquierdo 2.

Estos se dividen en:

• Bronquios segmentarios o terciarios y dan lugar a segmentos pulmonares 10 en cada pulmón.

Esta divisiones dan lugar a los bronquiolos.

 BRONQUIOLOS

Se consideran bronquiolos a partir de 10 a 15  divisiones dicotómicas.

De los segmentos broncopulmonares se desprenden los bronquios lobulillares y estos en los bronquiolos.

El tejido conjuntivo que los rodea, los limita y pueden apreciarse los acinos pulmonares.

Cada acino pulmonar consiste de un bronquiolo terminal.

Los bronquiolos respiratorios y los alvéolos reciben aire de ellos.

BRONQUIOLOS TERMINALES O NO RESPIRATORIOS

No contienen placas de cartílago ni glándulas subepiteliales, solo se puede observar una capa de músculo liso o conocida como músculo de Reisseinsen.

Hay zonas en el epitelio conocidas como cuerpos neuroepiteliales, están constituidas por 80 a 100 células que contienen gránulos de secreción y reciben terminaciones nerviosas 

BRONQUIOLOS RESPIRATORIOS

En la pared de los bronquiolos terminales corresponden a los sacos alveolares.Esta estructura corresponde a los bronquiolos respiratorios, ya que hay se empieza a hacer el intercambio gaseoso. Los espacios que limitan al bronquiolo respiratorio se conoce como conducto alveolar, el cual llegan varios sacos alveolares, formado por varias paredes alveolares.

ALVEOLOS

Aquí es donde se lleva a cabo el intercambio gaseoso. Cada alvéolo está rodeado de una red vascular, de capilares, que aproxima el sitio por el que entra el aire inspirado con la sangre.

Los alvéolos confluyen en el saco alveolar.

Los sacos alveolares están al final de los conductos alveolares y están constituidos por una pared que se llama tabique alveolar, influye el citoplasma de la célula endotelial, membrana basal común y citoplasma neumocito tipo 1.

    Casa pulmón tiene aproximadamente 150 a 200 millones de alvéolos.

              

POBLACIÓN ALVEOLAR

 Neumocito tipo 1:                                           Esta célula cubre la mayor parte de la superficie alveolar.

Su principal función  es el intercambio gaseoso y el transporte de líquidos a través de canales especiales de membrana tipo 1, como la aquaporina 5.

Neumocito tipo 2:

Ocupa un menor espacio en la superficie. Se ubica en las esquinas de los sacos alveolares.

En estos cuerpos se almacenan fosfolípidos que constituyen al surfactante. Cubre la superficie alveolar e impide que los alvéolos se colapsen en cada espiración.

• Produce antiproteasas como al alfa1- antitripsina y citocinas como IL-1B,IL-8 y TNF- alfa.

Célula endotelial:

Cubre los capilares pulmonares. En ellas se lleva a cabo la activación de la angiotensina 1 en su estructura activa: angiotensina 2, se activa la serotonina, bradicinina y noradrenalina.

POROS ALVEOLARES

Su función es comunicar los espacios alveolares, el cual permite equilibrar presiones entre ellos y posibilitar la ventilación colateral alveolar cuando existe un colapso u obstrucción.

MACROFAGO ALVEOLAR

Es la única célula que se encuentra en la luz alveolar,  es una célula presentadora de antígeno que se encarga de fagocitar todo aquello que llegue a la luz alveolar por lo que  pertenece al sistema fagocítico mononuclear.

BARRERA HEMATOGASEOSA

Este es el sitio en el cual se realiza el intercambio gaseoso con la entrada de O2 y la salida de CO2. Dicha Barrera está integrada por el citoplasma del neumocito tipo 1, una membrana basal común y el citoplasma de la célula endotelial, este espacio queda entre dos paredes alveolares que se conoce como intersticio pulmonar, el cual está constituido por fibras reticulares, elásticas y tejido conjuntivo.

PLEURA

Pleura parietal:

SE adhiere a la cara interna de la caja torácica.

Pleura visceral:

Se adhiere a la superficie del parénquima pulmonar.

Entre ambas pleuras hay un espacio conocido como cavidad pleural el cual contiene un líquido seroso producido por las células mesoteliales e impide la fricción entre las capas durante los movimientos respiratorios.

La pleura está conformada por 5 capas:

• Capa más externa es la de células mesoteliales.
• Seguida por una capa delgada de tejido conjuntivo.
• Después una capa de fibras elásticas superficiales
• Tejido conjuntivo laxo 
• Capa fibró-elástica interna

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