1.15 Anatomía macroscópica del sistema respiratorio humano.
Intercambio de aire
La cantidad y movimiento de aire y gases espirados dentro y fuera de los pulmones se regula mediante la expansión y retracción de los pulmones. Estos no se expanden ni retraen activamente por sí mismos, sino que el tórax actúa sobre ellos de dos formas: mediante el movimiento ascendente y descendente del diafragma para aumentar y disminuir el tamaño de la cavidad torácica, y mediante la elevación y depresión de las costillas para aumentar y disminuir el diámetro anteroposterior de la cavidad torácica (13). La respiración tranquila y normal depende casi por completo del movimiento del diafragma. Durante la inspiración, la contracción del diafragma crea una presión negativa (vacío) en la cavidad torácica y el aire es atraído a los pulmones. Durante la espiración, el diafragma se limita a relajarse; la retracción elástica de los pulmones, la pared torácica y las estructuras abdominales comprime los pulmones y el aire es expulsado al exterior. Al jadear, las fuerzas elásticas por sí solas no son lo bastante poderosas como para ofrecer la necesaria respuesta respiratoria. La fuerza adicional requerida procede sobre todo de la contracción de los músculos abdominales, los cuales empujan hacia arriba el abdomen contra la base del diafragma (13).
El segundo método para expandir los pulmones consiste en la elevación de la caja torácica. Como la cavidad torácica es pequeña y las costillas se inclinan hacia abajo en reposo, la elevación de la caja torácica permite a las costillas proyectarse casi directamente hacia delante de modo que el esternón se desplaza hacia delante y se aleja de la columna vertebral. Los músculos que elevan la caja torácica son los músculos de la inspiración, como los intercostales externos, los esternocleidomastoideos, los serratos anteriores y los escalenos. Los músculos que deprimen el tórax son los músculos de la espiración e incluyen los abdominales (recto del abdomen, oblicuos internos y externos del abdomen, y transverso del abdomen) y los intercostales internos (13).
La presión pleural es la presión que se concentra en el estrecho espacio entre la pleura pulmonar y la pleura de la pared torácica (membranas que envuelven los pulmones y tapizan las paredes torácicas). Esta presión suele ser ligeramente negativa. Como el pulmón es una estructura elástica, durante la inspiración normal la expansión de la caja torácica es capaz de desplazar la superficie de los pulmones y crea una presión más negativa que mejora la inspiración. Durante la espiración, el proceso, en esencia, se invierte (13).
¿Qué importancia tiene entrenar los músculos de la respiración?
El ejercicio regular es beneficioso para mantener la función de los músculos respiratorios. Tanto el ejercicio de fondo, que implica la contracción repetitiva de los músculos respiratorios, como el ejercicio resistido, que trabaja el diafragma y los músculos abdominales por su uso en la estabilización y para aumentar la presión intraabdominal (maniobra de Valsalva) durante el esfuerzo, pueden causar ciertas adaptaciones de los músculos al entrenamiento. Esto ayuda a preservar un tanto la función pulmonar cuando envejecemos. Sin embargo, por lo general, no es necesario entrenar específicamente los músculos excepto después de una cirugía o durante un período prolongado de descanso en cama, cuando los patrones respiratorios normales se ven comprometidos.
La presión alveolar es la presión interna de los alvéolos cuando la hendidura glótica está abierta y no entra ni sale aire de los pulmones. De hecho, en este caso la presión de todas las porciones del árbol respiratorio es la misma hasta los alvéolos y equivale a la presión atmosférica. Para que el aire fluya al interior durante la inspiración, la presión de los alvéolos debe caer hasta un valor ligeramente inferior a la presión atmosférica. Durante la espiración, la presión alveolar se debe situar por encima de la presión atmosférica (13).
Durante la respiración normal en reposo, la ventilación pulmonar solo necesita del 3% al 5% de la energía gastada por el cuerpo. Sin embargo, durante el ejercicio muy intenso la energía requerida puede representar hasta el 8-15% del gasto energético total del cuerpo, especialmente si la persona presenta aumento de resistencia al paso del aire en la vías respiratorias, como ocurre con el asma. A menudo se recomienda adoptar precauciones, incluyendo la evaluación médica del atleta, dependiendo del nivel potencial de deterioro.
Intercambio de gases respiratorios
Con la ventilación, el oxígeno se difunde de los alvéolos a la sangre pulmonar, y el dióxido de carbono lo hace de la sangre a los alvéolos. El proceso de difusión es un movimiento aleatorio de moléculas en direcciones opuestas a través de la membrana alveolocapilar. La energía para la difusión depende del movimiento cinético de las mismas moléculas. La difusión neta de gas se produce de la región de concentración elevada a la región de baja concentración. Las tasas de difusión de los dos gases dependen de su concentración en los capilares y los alvéolos, y de la presión parcial de cada gas (13).
En reposo, la presión parcial de oxígeno en los alvéolos es aproximadamente 60 mm Hg más que en los capilares pulmonares. Por tanto, el oxígeno se difunde por la sangre de los capilares pulmonares. De forma similar, el dióxido de carbono se difunde en dirección opuesta. Este proceso de intercambio de gases es tan rápido que se considera instantáneo (13).
Conclusión
El conocimiento de la fisiología y la anatomía respiratoria, cardiovascular, neuromuscular y musculoesquelética es importante para el especialista en fuerza y acondicionamiento físico con el fin de comprender la base física del acondicionamiento. Esto comprende aprender la función de la macroestructura y la microestructura del esqueleto y las fibras musculares, los tipos de fibras musculares y las interacciones entre el tendón y el músculo, y entre la unidad motora y su activación, así como las interacciones del corazón, el sistema vascular, los pulmones y el sistema respiratorio. Esta información es necesaria para elaborar estrategias de entrenamiento que cumplan las necesidades específicas de los atletas.
TÉRMINOS CLAVE
acetilcolina
actina
alvéolo
arteria
arteriola
articulación
biaxial
cartilaginosa
fibrosa
monoaxial
multiaxial
sinovial
aurícula
banda
A
I
bloqueo
de rama derecha
de rama izquierda
bradicardia
bronquiolo
bronquio
capilar
cartílago
