Otro término habitualmente utilizado para expresar la intensidad del ejercicio es el equivalente metabólico (MET). Los MET constituyen un medio sencillo de estimar el coste energético de un actividad y su valor es equivalente a 3,5 ml · kg–1 · min–1, equiparable al del metabolismo en reposo.
SISTEMA RESPIRATORIO
El sistema respiratorio es responsable de la filtración del aire que penetra en el cuerpo y de facilitar el intercambio gaseoso en los alvéolos, que son sacos microscópicos contenidos en los pulmones. Las principales estructuras del sistema respiratorio se representan en la figura 5.2. Los pulmones proporcionan la superficie necesaria para que tenga lugar el intercambio gaseoso y se sitúan en el interior de la cavidad torácica, por encima del diafragma y protegidos por las costillas y los músculos pectorales. En un adulto de tamaño medio, los pulmones pesan aproximadamente 1 kg y ocupan un volumen de entre 4 y 6 l, lo que puede equipararse con el aire contenido en un balón de baloncesto (36). La respiración es una acción involuntaria controlada por los movimientos de los músculos respiratorios, el diafragma y los cambios de presión. En reposo y durante la inspiración, la presión en el interior de los pulmones es inferior a la atmosférica. En consecuencia, cuando se realiza una inspiración, la menor presión del interior de los pulmones hace que se puedan inflar, evitando el colapso de los frágiles sacos de aire que contienen. Estas diferencias de presión se invierten durante la exhalación, en la que los pulmones de deshinchan y expulsan el aire.
FIGURA 5.2. Estructuras del sistema respiratorio (vista anterior). Tomado de Stedman’s Medical Dictionary. 27th ed. Baltimore, MD: Lippincott Williams & Wilkins; 2000, con autorización.
Control de la respiración
Los músculos respiratorios carecen de capacidad de regulación de sus propias contracciones y, por consiguiente, el control de la respiración es consecuencia de la interacción del tronco del encéfalo y las vías respiratorias (17). Las estructuras de control autónomo se localizan en el tronco del encéfalo, en tanto que las de control voluntario se hallan en la corteza cerebral.
Distribución de la ventilación
La ventilación del sistema pulmonar tiene lugar en dos áreas principales, las vías respiratorias altas y bajas, ilustradas en la figura 5.2.
VÍAS RESPIRATORIAS ALTAS
Las vías respiratorias altas actúan como ruta de acceso del aire a las vías respiratorias bajas. Están constituidas por la nariz, los senos nasales, la faringe y la laringe, y su única función es purificar, calentar y humidificar el aire antes de que este alcance las unidades de intercambio gaseoso (alvéolos). En una respiración calmada normal, el aire que pasa por la nariz es calentado hasta alcanzar la temperatura corporal y la humedad relativa aumenta hasta más de un 90%.
La faringe es dividida por el paladar blando en nasofaringe y orofaringe. La epiglotis, localizada en la base de la lengua, protege la abertura de la laringe durante la deglución. La laringe contiene las cuerdas vocales, que intervienen en el habla y participan en la generación de tos.
VÍAS RESPIRATORIAS BAJAS
Las vías respiratorias bajas se inician en la tráquea, inmediatamente por debajo de la laringe, y comprenden los bronquios, los bronquíolos y los alvéolos (v. fig. 5.2). Existen unas 23 divisiones en las vías respiratorias. Las 16 primeras son vías de conducción y las siete restantes son vías específicamente respiratorias, que concluyen en unos 300 millones de alvéolos, que conforman la superficie de intercambio gaseoso. Los componentes estructurales de las vías respiratorias coinciden con sus propiedades funcionales. Por ejemplo, el volumen de la zona de conducción es de aproximadamente 0,5 ml por kg de peso corporal y no contribuye al intercambio gaseoso, mientras que las áreas en las que dicho intercambio tiene lugar ocupan un volumen proporcionalmente mayor en los pulmones. La tráquea se sitúa por delante del esófago y comienza en la base del cuello, extendiéndose aproximadamente a lo largo de 10-12 cm, antes de dividirse para formar los bronquios principales derecho e izquierdo. La tráquea está constituida por una serie anterior de anillos cartilaginosos en forma de herradura y por un haz muscular longitudinal posterior.
Los bronquios principales contienen cartílago, que mantiene abierta la vía respiratoria en su interior, así como numerosas glándulas mucosas, que producen secreciones como respuesta a la irritación, la infección y/o la inflamación. En las vías respiratorias mayores, los receptores irritantes desencadenan el reflejo de la tos cuando son estimulados. El bronquio principal derecho se divide en tres bronquios lobulares, superior, medio e inferior. Por su parte, el bronquio superior izquierdo se bifurca, formando un bronquio lobular superior y otro inferior. Sendas fisuras separan ambos lóbulos con dos capas de pleura visceral. Los bronquios lobulares se dividen, a su vez, en bronquios segmentarios y segmentos, 10 en el derecho y 10 en el izquierdo.
Las células cilíndricas que revisten el epitelio de los bronquios (revestimiento interno) son fundamentalmente células ciliadas con cilios móviles, que se desplazan o baten de forma coordinada para impulsar la capa mucosa hacia la boca (constituyendo el llamado «escalador mucociliar»). El epitelio cilíndrico es una importante barrera de defensa pulmonar. Las células caliciformes intercaladas entre las ciliadas secretan moco. Los bronquios segmentarios continúan dividiéndose hasta formar los bronquíolos terminales, que presentan un diámetro aproximado de 1 mm. Continuando la subdivisión, se distinguen los bronquíolos respiratorios, los conductos alveolares y los alvéolos. El aire fluye a través de las vías respiratorias conductoras, hasta alcanzar los conductos alveolares y los alvéolos. El paso del aire o el gas de los pulmones al torrente circulatorio tiene lugar por difusión.
Bomba ventilatoria
La bomba ventilatoria aporta los mecanismos necesarios para la respiración y está constituida por la pared torácica, los músculos respiratorios y el espacio pleural.
PARED TORÁCICA
La pared torácica incluye los músculos (sobre todo los intercostales) y huesos (columna vertebral, costillas y esternón) que intervienen en la ventilación. Las costillas están articuladas a la columna vertebral mediante ligamentos y cartílago, de modo que puedan desplazarse hacia arriba y hacia el exterior, durante la inspiración, y hacia abajo y hacia el interior, durante la espiración. El movimiento articulado determina un cambio en el volumen y las presiones torácicas. En reposo y al final de una espiración normal, las propiedades elásticas de la pared torácica determinan el establecimiento de una fuerza dirigida hacia fuera (expansión), en tanto que las correspondientes propiedades elásticas de las estructuras pulmonares generan una fuerza orientada hacia dentro (elástica). La inspiración (es decir, la entrada de aire a los pulmones) se produce por activación de los músculos respiratorios, en particular del diafragma, que crea en el espacio pleural y los pulmones una presión más negativa que la atmosférica. El aire penetra en los pulmones hasta que la presión del gas intrapulmonar iguala a la atmosférica. Durante la espiración, cuando los músculos espiratorios se relajan, el aire fluye desde los pulmones a la atmósfera, debido a la presión positiva generada por la retracción pulmonar.
FIGURA 5.3. Mecánica de la inspiración normal —no profunda, no superficial— (izquierda) y de la espiración normal (derecha). Tomado