Son pequeños sacos dentro de nuestros pulmones que permiten que el oxígeno y el dióxido de carbono se muevan entre los pulmones y el torrente sanguíneo.
Propósito de los Alvéolos
Nuestros cuerpos realizan ciertas funciones cada segundo del día y de la noche sin nuestra conciencia o mandato directo. Por ejemplo, la respiración es un trabajo que nuestro cuerpo hace por nosotros, ya sea que esté dormido o despierto, consciente o inconsciente.
Pero ¿cuál es el propósito real de respirar? Usted probablemente ya sabe que consiste en tomar oxígeno del ambiente y deshacerse del dióxido de carbono que producimos.
Ahora bien, hay ciertos órganos diminutos que ayudan a nuestros cuerpos a obtener el oxígeno que respiramos y deshacernos del dióxido de carbono que no necesitamos. Estos órganos son los que se llaman Alvéolos.
Los Alvéolos y el sistema respiratorio
Nuestros cuerpos necesitan oxígeno para vivir. Conseguimos nuestro oxígeno del aire que respiramos.
Sin embargo, para que nuestros cuerpos usen este oxígeno, deben llegar de nuestros pulmones a nuestro torrente sanguíneo. Esto finalmente ocurrirá a través de los Alvéolos.
Para entender los Alvéolos, primero tenemos que examinar las partes principales del sistema respiratorio. Vayamos entonces.
Los alvéolos en el sistema respiratorio: Diagrama del Sistema Respiratorio
Nuestro sistema respiratorio incluye estructuras involucradas en nuestra respiración. Cuando usted toma una bocanada de aire, el aire es atraído en su boca y nariz y en un tubo conocido como la tráquea.
El árbol bronquial
Cuando nos dirigimos a los pulmones, la tráquea se ramifica en dos secciones principales, cada una llamada bronquio.
Hay un bronquio primario derecho que va al pulmón derecho, y un bronquio primario izquierdo que va al pulmón izquierdo. Cada uno de estos bronquios (plural para los bronquios) se ramifican en más bronquios.
Éstos, a su vez, se ramifican en tubos más pequeños llamados bronquiolos. Toda esta ramificación finalmente resulta en una estructura que realmente se asemeja a un árbol al revés; siendo la tráquea el tronco, con todas las ramas procedentes de él. Por esa razón, se conoce como el árbol bronquial.
Aunque esta ramificación no continúa para siempre, sucede aproximadamente 25 veces después de la primera ramificación de la tráquea.
Los últimos bronquiolos se dividen en lo que se llaman bronquiolos respiratorios, cada uno de los cuales se divide en pequeñas aberturas llamadas conductos alveolares.
Es así cómo cada tubo se vuelve más y más pequeño, ya que se ha ramificado. Cuando llegamos a los Alvéolos, los tubos son microscópicos – ¡Y hay millones de ellos!
Al final de cada una de las muchas diminutas ramas de nuestro árbol bronquial, encontramos de aberturas a sacos microscópicos. Cada pequeño saco es un alvéolo, nombre en singular para los Alvéolos.
Puede haber varios Alvéolos que vienen de un conducto, formando un pequeño árbol macizo. Estos grupos de Alvéolos se asemejan un poco a racimos de uvas, los cuales están todos unidos.
Es en los Alvéolos que tiene lugar una de las transferencias más importantes de todo nuestro cuerpo. Es aquí donde el sistema respiratorio entra en contacto directo con el sistema circulatorio, o vasos sanguíneos.
Estructura y anatomía de los Alvéolos
Los Alvéolos con forma de globo cubren aproximadamente 70 metros cuadrados de área dentro de los pulmones, y esta amplia superficie contribuye a un intercambio de gases más eficiente.
Epitelio Alveolar
Las paredes gruesas de una celda de los Alvéolos se componen de dos tipos de células del epitelio de la vía aérea distal (neumocitos).
Las células epiteliales alveolares escamosas tipo 1: que constituyen el 95% de la superficie alveolar, las células tipo 1 son extremadamente delgadas y flexibles para ayudar en el proceso de difusión de gases por lo que el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono puede ocurrir entre los Alvéolos y los capilares.
Sin embargo, estas células son bastante vulnerables a las lesiones ya que no pueden someterse a la mitosis (división celular).
Células epiteliales alveolares grandes tipo 2: el resto del 5% de la superficie alveolar está cubierto por células epiteliales de tipo 2 grandes, de cuboides a redondas, responsables de secretar surfactante pulmonar para que los pulmones puedan mantener su propiedad elástica de retroceso.
Aunque ocupan un área pequeña, las células epiteliales tipo 2 superan en número a las células escamosas, lo que representa el 60% del número total de células alveolares, y son capaces de producir mitosis para producir nuevas células tipo 1 para reemplazar cualquier daño.
Existe una matriz extracelular, un espacio angosto lleno de líquido, que rodea los grupos alveolares para ayudar a los sacos individuales a permanecer en su lugar y funcionar independientemente.
Membrana Respiratoria
Una membrana delgada, a través de la cual se produce el intercambio de O 2 -CO 2, la membrana respiratoria está compuesta por células epiteliales alveolares escamosas y células endoteliales capilares pulmonares escamosas, y sus membranas básicas fusionadas.
La membrana respiratoria, la única barrera entre el aire rico en oxígeno dentro de los Alvéolos y la sangre rica en dióxido de carbono transportada por los capilares, es de aproximadamente 0.5μm de espesor en comparación con los 7.5μm de diámetro de las células sanguíneas que viajan a través de los capilares.
Capilares sanguíneos
Los Alvéolos están rodeados por una fina red de capilares sanguíneos que son suministrados por pequeñas ramas de la arteria pulmonar. Estos capilares llevan la sangre rica en CO 2 a los pulmones para intercambiarlos por O 2.
Poros de Kohn
Hay pequeños pasajes o poros en las paredes alveolares para servir como una conexión entre los Alvéolos adyacentes.
Teniendo alrededor de 10 μm de diámetro, dejan pasar el aire entre los Alvéolos individuales y funcionan como una ruta alternativa para el aire en caso de una obstrucción. Estos poros están bordeados con fibras elásticas reticulares irregulares.
Espacio muerto alveolar
Algunos Alvéolos no participan en el proceso de difusión debido a algún daño, como una infección, cicatrización o un sistema respiratorio debilitado debido a la edad o algunos procedimientos médicos.
El oxígeno presente en el aire que llega a estas regiones no se intercambia con el dióxido de carbono. Estas áreas se llaman espacio alveolar muerto.
Existen numerosos macrófagos (un tipo de glóbulo blanco) que se mueven a través de los espacios entre los Alvéolos para mantener los pulmones limpios de cualquier polvo o escombros que puedan haber ingresado a los pulmones durante la inhalación, previniendo cualquier infección.
¿Cuántos Alvéolos se encuentran en cada pulmón?
En un adulto sano, la cantidad de Alvéolos en los pulmones oscila entre 400 y 700 millones.
Función
Nosotros respiramos oxígeno para que las partes de nuestro cuerpo puedan usarlo en muchas funciones celulares diferentes. Pero debemos conseguir de alguna manera que el oxígeno de nuestros pulmones llegue a nuestro torrente sanguíneo.
Las enfermedades pulmonares son algunas de las condiciones médicas más comunes en el mundo. Decenas de millones de personas sufren de alguna enfermedad pulmonar en los Estados Unidos. El fumar, las infecciones y la genética son responsables de la mayoría de las enfermedades pulmonares.
Los pulmones son parte de un aparato complejo, expandiéndose y relajándose miles de veces cada día para traer oxígeno y expulsar dióxido de carbono. Las enfermedades pulmonars pueden resultar de problemas en cualquier parte de este sistema.
Enfermedades pulmonares que afectan a las vías aéreas
La tráquea se forma en tubos llamados bronquios, que a su vez se ramifican para convertirse progresivamente en tubos más pequeños a través de los pulmones. Las enfermedades que afectan las vías respiratorias incluyen:
Asma: las vías respiratorias se inflaman persistentemente, y ocasionalmente pueden causar espasmos, causando sibilancias y falta de aire. Las alergias, las infecciones o la contaminación pueden desencadenar los síntomas del asma.
Enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC): condiciones pulmonares definidas por una incapacidad para exhalar normalmente, lo que causa dificultad para respirar.
Bronquitis crónica: una forma de EPOC caracterizada por una tos productiva crónica.
Bronquitis aguda: una infección súbita de las vías respiratorias, generalmente causada por un virus.
Fibrosis quística: una condición genética que provoca un aclaramiento insuficiente del moco de los bronquios. El moco acumulado resulta en infecciones pulmonares repetidas.
Enfermedades Pulmonares que Afectan los Sacos de Aire (alvéolos)
Las vías respiratorias eventualmente se ramifican en diminutos tubos (bronquiolos) que terminan en racimos de sacos de aire. Estos sacos de aire, los Alvéolos, constituyen la mayor parte del tejido pulmonar. Otras enfermedades pulmonares que afectan a los Alvéolos son:
Neumonía: infección respiratoria bacteriana o viral aguda que causa inflamación junto con acumulación de líquido o pus dentro de los Alvéolos (edema), interrumpiendo el proceso de ingesta de oxígeno, lo que dificulta la respiración.
El tratamiento de esta afección potencialmente mortal incluye generalmente el uso de medicamentos antibacterianos.
Tuberculosis: una neumonía lentamente progresiva causada por la bacteria Mycobacterium tuberculosis.
Enfisema: uno de los dos trastornos conocidos colectivamente como enfermedad pulmonar obstructiva crónica o EPOC, el enfisema es una enfermedad respiratoria progresiva donde la respiración se vuelve difícil debido a la hiperinflación de los Alvéolos, donde ya no funcionan adecuadamente.
Esto finalmente hace que los sacos pierdan su elasticidad, dando lugar a problemas respiratorios permanentes. Este agrandamiento alveolar es común entre los fumadores, con tratamiento que incluye medicamentos, oxigenoterapia y ejercicios de respiración.
Edema pulmonar: el líquido sale de los pequeños vasos sanguíneos del pulmón hacia los sacos de aire y el área circundante. Una forma es causada por la insuficiencia cardíaca y la contrapresión en los vasos sanguíneos de los pulmones; en otra forma, la lesión directa al pulmón provoca la fuga de líquido.
Cáncer de pulmón: tiene muchas formas y puede desarrollarse en cualquier parte de los pulmones. Muy a menudo esto está en la parte principal del pulmón, en o cerca de los sacos de aire. El tipo, ubicación y propagación del cáncer de pulmón determina las opciones de tratamiento.
El Síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA): lesión severa y repentina de los pulmones causada por una enfermedad grave. El soporte vital con ventilación mecánica suele ser necesario para sobrevivir hasta que los pulmones se recuperen.
La Neumoconiosis: una categoría de afecciones causadas por la inhalación de una sustancia que daña los pulmones. Los ejemplos incluyen la enfermedad pulmonar provocada por el polvo de carbón negro inhalado y la asbestosis (polvo de asbesto inhalado).
Atelectasia: una complicación respiratoria, que a menudo ocurre después de cirugías mayores que requieren anestesia, atelectasia significa un colapso parcial o completo de los pulmones debido a la deflación de los Alvéolos.
Los síntomas incluyen tos y dificultad para respirar, y el problema desaparece por sí solo en casos menores, una vez que los Alvéolos comienzan a funcionar normalmente a medida que el efecto de la anestesia desaparece.
Los casos graves con condiciones subyacentes, como un coágulo de sangre o un tumor, pueden requerir intervención quirúrgica.
Fibrosis pulmonar: una afección idiopática caracterizada por daño, endurecimiento y cicatrización de los Alvéolos y los tejidos pulmonares que los rodean, se caracteriza por una dificultad respiratoria crónica que empeora con el tiempo.
Por lo general, se trata con medicamentos y esteroides, pero los casos más graves pueden requerir un trasplante de pulmón.
Ruptura de los Alvéolos: esto puede ocurrir como una complicación de una anestesia general donde el tratamiento depende de la causa subyacente y de cualquier afección asociada presente.
Displasia capilar alveolar (displasia congénita): la displasia capilar alveolar, donde las venas pulmonares están desalineadas en el momento del desarrollo fetal, es una malformación congénita rara que ocasiona problemas respiratorios graves y potencialmente fatales pocas horas después del nacimiento, con casi 100 % de tasa de mortalidad.
¿Qué sucede en los Alvéolos durante el intercambio de gases?
Cada vez que respiramos, el aire inhalado viaja por la faringe, la laringe y la tráquea hacia los bronquios, ingresando a los pulmones a través de los bronquiolos para alcanzar los Alvéolos.
Los Alvéolos están adaptados para el intercambio de gases con una gran área de superficie, con cada alvéolo tiene una pared de una celda, y numerosos capilares que lo cubre.
Estos capilares también tienen un grosor de una célula, dejando una barrera de menos de 1μm entre el aire oxigenado y el torrente sanguíneo.
El intercambio de O 2 y CO 2 en los Alvéolos ocurre en el proceso de difusión, donde el gas se mueve de un área de alta presión a uno de baja presión para igualar la presión atmosférica en las dos regiones sin ninguna fuerza o energía externa.
Cuando el aire inhalado llega a los Alvéolos, el oxígeno pasa a la sangre debido a una baja presión parcial de oxígeno en ellos. Por otro lado, el dióxido de carbono pasa a una región de baja presión de CO 2 en los Alvéolos desde una región de alta presión de CO 2 en los capilares.
Papel de los Alveolos en la producción de tensioactivos
El objetivo principal de las células alveolares tipo 2 es producir surfactante, un líquido que recubre cada alvéolo, ayudando a mantener su forma y tensión superficial, evitando que colapse durante la respiración.
Este complejo de lipoproteína de superficie activa funciona de acuerdo con la Ley de Laplace de tensión superficial para mantener el retroceso elástico de los Alvéolos, los bronquiolos más pequeños y, a su vez, los pulmones completos.
