FISIOLOGÍA DE LA RESPIRACIÓN I

ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA ANIMAL

  APARATO RESPIRATORIO BOVINOS

CAVIDAD TORÁCICA

Es la segunda cavidad en cuanto a tamaño en el organismo animal.  La pared dorsal está formada por las vértebras torácicas, ligamentos y músculos regionales (especialmente el músculo largo del cuello)   Las paredes laterales están formadas par las costillas y los músculos intercostales.

La pared ventral tiene aproximadamente la mitad de la longitud de la pared dorsal y está formada por el esternón, los cartílagos de las costillas esternales y los músculos regionales (músculo transverso torácico)

La parte posterior está formada por el músculo diafragma que tiene forma de cúpula, con la parte convexa hacia el tórax y la cóncava hacia el abdomen.

La entrada del tórax tiene como límites en la parte dorsal, la primera vértebra torácica y en la parte lateral, el primer par de costillas.  Lan entrada está ocupada por la tráquea, el esófago, el músculo largo del cuello, vasos sanguíneos, nervios y ganglios linfáticos.

CAVIDAD NASAL

La primera porción del aparato respiratorio es la cavidad nasal que comunica el exterior con la faringe, a través de las coanas u orificios nasales posteriores.

La cavidad nasal está dividida en dos mitades  (llamadas fosas nasales) por el tabique nasal, y su base ósea está formada por los huesos nasal, frontal, premaxilar, maxilar, etmoides, vómer, cornetes y el palatino.

Se comunica con los huesos de la cabeza que poseen senos (maxilar, palatino, frontal y esfenoides)

Los límites de la cavidad nasal son los siguientes: en la parte ventral, el palatino, la apófisis palatina del hueso maxilar y premaxilar, además de su cuerpo; el techo lo forman los huesos nasal y frontal; el límite lateral es la apófisis nasal del premaxilar, la porción vertical del palatino y el hueso maxilar; en la parte posterior se encuentra la porción cribiforme del etmoides.

El tabique nasal tiene por base ósea el vómer y la porción perpendicular del etmoides y se completa con tejido cartilaginoso.

Fig. 8.1.  Corte longitudinal medio de la cabeza de un bovino

La mucosa de la cavidad nasal (conocida con el nombre de pituitaria) se pega el periostio de los huesos nasales y al cartílago, aunque en algunas regiones se separa por la presencia de numerosos plexos.  Aquí se encuentran glándulas mucosas.  En los equinos presenta el divertículo nasal.

FARINGE

 

Fig. 8.2. Faringe, laringe y grandes bronquios (Tomado de Espasa Calpe)

Es un saco músculo membranoso que pertenece conjuntamente a las vías digestivas y respiratorias.  Se comunica en su parte anterior con la boca y la cavidad nasal y en la parte posterior con la entrada del esófago

La faringe se fija por medio de sus músculos a los siguientes huesos: hiodes, pterigoides, palatino y a los cartílagos tiroides y cricoides de la laringe.

En la faringe encontramos siete agujeros de comunicación: dos coanas u orificios nasales posteriores, dos orificios de las trompas de Eustaquio, el istmo de las fauces, la entrada de la laringe y la entrada del esófago.

 

LARINGE

Es un aparato valvular que comunica la faringe con la tráquea, regula el volumen de aire durante la respiración, evita la entrada de cuerpos extraños y es el principal órgano de la fonación.

Está sostenida por el cuerpo y las astas tiroideas del hiodes, además de los músculos localizados en la región.

La laringe está formada por una serie de cartílagos articulados entre sí y unidos además por ligamentos, todos los cartílagos están revestidos por una membrana mucosa.

Los cartílagos de la laringe son tres simples y uno par.  El par, es el aritenoides, los simples o impares son el cricoides, el tiroides y el epiglótico.

TRÁQUEA

Fig. 8.3.  Diagrama de un corte de la tráquea (Tomado de Espasa Calpe)

Se extiende desde la laringe hasta los pulmones, donde se divide en dos bronquios aproximadamente a la altura de la quinta costilla.  Ocupa una posición media, menos cerca de su terminación, donde está parcialmente dirigida hacia la derecha.

La tráquea consta de las siguientes partes:

1. Anillos cartilaginosos.  Tienen forma de herradura con la parte incompleta hacia la parte dorsal. El primer anillo traqueal se articula con el cartílago cricoides de la laringe.  El número es muy variable según la especie.  En equinos son 50 a 60 anillos; en el cerdo de 32 a 35 y en el canino de 40 50.
2. Membrana fibroelástica.  Une los anillos entre sí.
3. Capa muscular (músculo traqueal)  Completa los anillos traqueales en la parte dorsal.
4. Membrana mucosa.  Tapiza la parte interna.

BRONQUIOS

Fig. 8.4.  Representación esquemática de las unidades respiratorias de los pulmones (Tomado de Crouch)

Se forman por la bifurcación de la tráquea, uno derecho y otro izquierdo, que se dirigen hacia el hilio del pulmón correspondiente, penetra en el pulmón y se ramifica en numerosas ramas cada vez de menor calibre, llamados bronquíolos, hasta llegar a los alvéolos pulmonares.

En el bovino y el cerdo la tráquea se divide en tres bronquios: derecho, izquierdo y apical del pulmón derecho, que se desprende de la tráquea antes de los dos bronquios principales a la altura de la tercera costilla o espacio intercostal.

La longitud media de la tráquea en el equino es de 75 a 80 cm.; en el bovino, de 65 y en el canino de 20 a 30 cm.

PULMONES

Fig. 8.3.  Pulmones de los animales domésticos (Tomado de Nickel)

En los animales domésticos los pulmones tienen forma cónica, con la base en contacto con la cara anterior del diafragma y el vértice cerca de la entrada del tórax.

El hilio de cada pulmón se encuentra en su parte medial, más o menos a la altura del lóbulo medio, y es el lugar por donde penetran el bronquio, la arteria pulmonar y los nervios pulmonares (autónomos) y además salen los vasos linfáticos y las venas pulmonares.  En este lugar, la pleura mediastínica se refleja hacia el pulmón para convertirse en pleura visceral.

Los pulmones se dividen en lóbulos, por medio de fisuras profundas que se inician en la parte ventral.  En el canino, bovino y cerdo, el pulmón se divide en los lóbulos: craneal, medio, caudal y accesorio.

En algunas especies el lóbulo craneal a su vez se subdivide en dos porciones, una craneal y otra caudal, por medio de una fisura poco profunda.  En el equino, los pulmones no son lobulados, excepto por la presencia de un lóbulo intermedio en el pulmón derecho.

La porción lateral de cada pulmón está en contacto con la pared lateral del tórax, menos en la escotadura cardiaca en donde el corazón alcanza dicha pared.

PLEURA

Es la membrana serosa que recubre la cavidad torácica y en parte los órganos contenidos dentro de ella.  La pleura consta de dos sacos que se reflejan sobre cada pulmón.  La pleura que se pega a las paredes de la cavidad torácica se llama pleura parietal y la que cubre los pulmones, pleura visceral.

La unión de los dos sacos cerca de la línea media del tórax forma una doble capa de pleura que se conoce en este sitio con el nombre de pleura mediastínica, y el espacio que dejan se conoce con el nombre de espacio mediastínico, ocupado por varios órganos.

Existen otras dos membranas serosas en el organismo: el pericardio, que recubre el corazón, y el peritoneo, que reviste la cavidad abdominal.

FISIOLOGÍA DE LA RESPIRACIÓN

MECÁNICA DE LA RESPIRACIÓN

El aparato respiratorio es una vía para que pase el aire desde el exterior hasta los alvéolos.  La fina pared alveolar y la de los capilares facilitan el movimiento del oxígeno hacia la sangre y del dióxido de carbono hacia la cavidad alveolar.

Este intercambio es la respiración externa, que se distingue de la interna en que el oxígeno llevado por la sangre es difundido a los tejidos para la oxidación celular y el dióxido de carbono resultante se difunde en la sangre.

La respiración externa depende de los movimientos del aire que entra y sale de los pulmones.  La expansión de la cavidad torácica reduce más la presión, ya negativa (en relación con la presión atmosférica) de la cavidad pleural, lo que hace que los pulmones se dilaten, con precipitación del aire en su cavidad, fenómeno llamado inspiración.

Durante las respiraciones más o menos normales, la contracción del diafragma dilata mucho la cavidad torácica.   Como se mencionó, el diafragma es un tabique musculoso en forma de cúpula, con la convexidad dirigida adelante hacia el tórax.  La porción central es principalmente tendinosa, pero la periférica está formada de músculo estriado, continuado por dos raíces, las cuales se insertan en la parte ventral de las vértebras lumbares.

Los nervios frénicos derecho e izquierdo se distribuyen por los lados respectivos del diafragma.  La contracción diafragmática empuja el contenido abdominal en dirección caudal, al mismo tiempo que aumenta la capacidad del tórax.

Los músculos que van desde las costillas en dirección craneal hasta otra pieza del cuerpo como al cuello o los miembros anteriores pueden funcionar como músculos inspiratorios al impulsar las costillas hacia delante, lo que aumenta el diámetro transverso del tórax.  Las costillas están curvadas, de tal manera que la porción media de una de ellas es caudal con respecto a los extremos vertebral y esternal, así como lateral con respecto a dichos extremos.  Esta disposición permite que la rotación de las costillas hacia delante aumente el diámetro transverso, en tanto la rotación hacia atrás, lo reduce.

Además del diafragma, los músculos que intervienen en la inspiración son: escalenos, pectorales, gran dorsal, serratos e intercostales.

La espiración es el movimiento durante el cual el aire sale de los pulmones, lo que se logra siempre que se reduce el tamaño de la cavidad torácica.  Esta reducción del volumen es principalmente pasiva, por la tendencia de los elementos elásticos a volver a su tamaño y posición originales.

Así resulta que la elasticidad de los cartílagos costales, tejido pulmonar y pared abdominal tienden a devolver al tórax su tamaño original, más pequeño, casi sin esfuerzo muscular durante la respiración pausada, pero puede existir un considerable esfuerzo muscular durante la respiración forzada.

Los músculos que intervienen en la espiración son: transverso del tórax, retractor costal, serrato dorsal caudal y posiblemente los intercostales.

Cuando se realiza un esfuerzo espiratorio con la glotis (entrada a la laringe) cerrada, ayuda a vaciar el contenido de heces en la defecación, la orina en la micción y el feto en el parto, y se conoce con el nombre de manara de Valsalva.

TIPOS DE RESPIRACIÓN

1.     Costal o torácica: Hay considerable movimiento de las costillas, ocurre siempre que se requiere más entrada de aire a los pulmones que la proporcionada por los movimientos del diafragma.

2.     Abdominal o diafragmática: La contracción del diafragma produce movimiento visible del abdomen, y ocurre durante la respiración ordinaria de reposo.

3.      Eupnea: Respiración tranquila y sosegada, costo-abdominal profunda.

4.     Disnea: Respiración con dificultad.

5.     Apnea:  Falta de respiración

6.     Hiperpnea: Aumento de la profundidad, la frecuencia, o ambas, de los movimientos respiratorios.

7.     Polipnea:  Respiración rápida y superficial.

INTERCAMBIO DE GASES

El intercambio de gases ocurre en las dos respiraciones, externa e interna, bajo las leyes físicas sobre gases y soluciones (Principio de Avogadro, Ley de Dalton, Ley de Charles, Ley de Boyle y Ley de Henry)  Sin embargo, la presencia de hemoglobina en los eritrocitos incrementa el transporte de oxígeno y la eficacia de los intercambios.

El aire alveolar está separado de la sangre de los capilares pulmonares por una membrana respiratoria que consta de revestimiento endotelial de los capilares, la membrana basal capilar, una delgada capa de líquido intersticial, el epitelio alveolar, una capa de líquido alveolar y finalmente una capa de agente tensioactivo. El aire alveolar tiene presión parcial de oxígeno mucho más elevada y de dióxido de carbono más reducida que la sangre de los capilares pulmonares.  La difusión de dichos gases a través de la citada membrana es tan rápida que el equilibrio se alcanza en menos de un segundo.

Los gases son absorbidos directamente por el plasma sanguíneo, pero sólo una pequeña fracción entra en solución física con él.  La mayor parte del gas (97%) es transportada en combinación con la hemoglobina de los eritrocitos.  El dióxido de carbono es transportado principalmente en forma de ión bicarbonato (HCO3), otra parte en forma de ácido carbónico y el resto como carbamino hemoglobina.

Cada gramo de hemoglobina (Hb) puede combinarse con 1.34 ml de oxígeno.  Como la sangre contiene un poco menos de 15 g de Hb por cada 100 ml de sangre, cuando está saturada contiene unos 20 ml de oxígeno. El CO2 producido por los tejidos favorece el desprendimiento de O2 de la Hb, porque el CO2 acidifica la sangre y disminuye la afinidad de la Hb por el O2.

REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN

Existen quimiorreceptores en los cuerpos carotídeos y aórticos, los cuales envían impulsos por los nervios aferentes para  estimular el centro inspiratorio y aumentar  con ellos el ritmo de ventilación de los pulmones.La respiración está principalmente regulada por la concentración de CO2 en la sangre.  Un aumento en su concentración estimula el centro inspiratorio cerebral y se aumenta la velocidad de la respiración. Este efecto también se observa cuando se aumentan los hidrogeniones sanguíneos, con la consecuente acidificación de la sangre. La concentración disminuida de O2 produce un efecto de hipoxia y estimula también el centro inspiratorio.