Sistema respiratorio

La respiración es una de las acciones más indispensables y necesarias para todos los seres vivos, ya que permite al individuo inhalar oxígeno y exhalar dióxido de carbono mediante los pulmones. El sistema respiratorio es un conjunto de órganos que trabajan de forma coordinada para hacer posible el intercambio de gases que mantiene vivas nuestras células.

¿Qué es el sistema respiratorio?

El sistema respiratorio es el conjunto de órganos que hacen posible la respiración. En él se realiza el intercambio gaseoso: la sangre capta el oxígeno de la atmósfera y elimina el dióxido de carbono, un producto de desecho del metabolismo celular.

Los pulmones constituyen el órgano principal de todo este aparato, acompañados por las fosas nasales, la faringe, la boca, la laringe y la tráquea (vías respiratorias superiores e inferiores). Dentro de los pulmones se encuentran los bronquios, los bronquiolos y los alvéolos pulmonares, donde tiene lugar el intercambio gaseoso propiamente dicho.

¿Para qué sirve?

El sistema respiratorio cumple varias funciones esenciales:

• Intercambio gaseoso: su función principal es incorporar oxígeno (O₂) a la sangre y eliminar dióxido de carbono (CO₂).
• Regulación del pH sanguíneo: al eliminar CO₂, ayuda a mantener el equilibrio ácido-base de la sangre. Un aumento de CO₂ disminuye el pH (acidosis) y su disminución lo aumenta (alcalosis).
• Protección frente a patógenos: las mucosas, los cilios, la tos y el estornudo actúan como mecanismos de defensa contra microorganismos y partículas inhaladas.
• Fonación: la laringe y las cuerdas vocales permiten la producción de la voz.
• Olfato: las fosas nasales contienen los receptores olfatorios que permiten percibir los olores.
• Termorregulación: el aire inhalado se calienta y humidifica en las vías respiratorias superiores.

Sistema respiratorio: partes y anatomía

La composición del sistema respiratorio es amplia, con órganos que trabajan coordinadamente para llevar el oxígeno hasta la sangre y expulsar el CO₂.

Vías respiratorias superiores

Fosas nasales

Se trata de dos cavidades que pueden variar según la anatomía de cada persona. Permiten la entrada y salida de aire. En este proceso, el aire se filtra (gracias a los vellos nasales y la mucosa), se humedece (gracias a las células caliciformes que producen moco) y se calienta (gracias a los cornetes nasales, que son repliegues óseos cubiertos de mucosa muy vascularizada). Las fosas nasales también albergan el epitelio olfatorio, responsable del sentido del olfato.

Faringe

Es un conducto musculomembranoso con forma de tubo, ubicado en la parte posterior de la boca y las fosas nasales. Conecta la cavidad bucal y las fosas nasales con el esófago y la laringe. Se divide en tres regiones: nasofaringe, orofaringe y laringofaringe. Es una vía compartida entre el sistema respiratorio y el digestivo.

Laringe

Conducto cartilaginoso que permite el paso del aire desde la faringe hasta la tráquea y los pulmones. Contiene las cuerdas vocales (pliegues vocales), estructuras fundamentales para la fonación (producción de la voz). También alberga la epiglotis, un cartílago con forma de hoja que se cierra durante la deglución para impedir que los alimentos entren en las vías respiratorias.

Vías respiratorias inferiores

Tráquea

Tubo de unos 10-12 cm de longitud y 2-2,5 cm de diámetro que conecta la laringe con los bronquios. Está reforzada por 15-20 anillos cartilaginosos en forma de “C”, que impiden que el conducto se colapse por presión o tensión. Su pared interna está recubierta por epitelio ciliado y células productoras de moco (epitelio respiratorio), formando el sistema mucociliar que atrapa partículas y las desplaza hacia la faringe para ser eliminadas.

Bronquios

La tráquea se bifurca a nivel de la carina (a la altura de la 4.ª-5.ª vértebra torácica) en dos bronquios principales (derecho e izquierdo). El bronquio derecho es más corto, más ancho y más vertical que el izquierdo, por lo que los cuerpos extraños aspirados se alojan con más frecuencia en el lado derecho. Los bronquios principales se subdividen en:

• Bronquios lobares (secundarios): 3 en el pulmón derecho y 2 en el izquierdo, correspondientes a los lóbulos pulmonares.
• Bronquios segmentarios (terciarios): 10 en cada pulmón, correspondientes a los segmentos broncopulmonares.
• Bronquiolos: ramificaciones cada vez más pequeñas que pierden progresivamente el cartílago de sus paredes. Los bronquiolos terminales dan paso a los bronquiolos respiratorios, donde comienza la zona de intercambio gaseoso.

Alvéolos pulmonares

Son las estructuras terminales del árbol bronquial y el sitio donde tiene lugar el intercambio gaseoso. Cada pulmón contiene aproximadamente 300 millones de alvéolos, lo que proporciona una superficie total de intercambio de unos 70-100 m² (equivalente a la superficie de una pista de tenis). Los alvéolos tienen paredes extremadamente finas (0,2-0,5 μm) y están rodeados por una densa red de capilares sanguíneos. Las células que los forman incluyen:

• Neumocitos tipo I: células planas que forman la mayor parte de la superficie alveolar y permiten la difusión de gases.
• Neumocitos tipo II: producen el surfactante pulmonar, una sustancia tensioactiva que impide que los alvéolos colapsen durante la espiración.
• Macrófagos alveolares: células inmunitarias que fagocitan partículas y microorganismos que llegan a los alvéolos.

Pulmones

Son los órganos más importantes del sistema respiratorio. El ser humano posee dos pulmones alojados en la cavidad torácica, separados por el mediastino (espacio que contiene el corazón, los grandes vasos, el esófago y la tráquea). El pulmón derecho tiene 3 lóbulos (superior, medio e inferior) y el pulmón izquierdo tiene 2 lóbulos (superior e inferior), siendo ligeramente más pequeño para dejar espacio al corazón (escotadura cardíaca).

Los pulmones tienen una doble irrigación sanguínea:

• Circulación pulmonar (funcional): la arteria pulmonar lleva sangre desoxigenada desde el ventrículo derecho del corazón a los capilares alveolares, donde se oxigena; las venas pulmonares devuelven la sangre oxigenada a la aurícula izquierda.
• Circulación bronquial (nutritiva): las arterias bronquiales (ramas de la aorta) aportan sangre oxigenada al tejido pulmonar para su nutrición.

Músculos intercostales

Son músculos fundamentales para la mecánica respiratoria. Los intercostales externos elevan las costillas durante la inspiración, expandiendo la caja torácica. Los intercostales internos descienden las costillas durante la espiración forzada.

Diafragma

Es el músculo respiratorio principal, con forma de cúpula, que separa la cavidad torácica de la abdominal. Durante la inspiración, el diafragma se contrae y desciende, aumentando el volumen de la cavidad torácica y generando una presión negativa que permite la entrada de aire. Durante la espiración (en reposo, pasiva), el diafragma se relaja y asciende, disminuyendo el volumen torácico y expulsando el aire. El diafragma está inervado por el nervio frénico (C3-C5); su parálisis puede causar insuficiencia respiratoria grave.

Pleura y cavidad pleural

La pleura es la membrana serosa que reviste los pulmones. Se compone de dos capas: la parietal (adherida a la pared del tórax) y la visceral (en contacto con la superficie pulmonar). Entre ambas existe la cavidad pleural, un espacio virtual que contiene una pequeña cantidad de líquido pleural (unos 10-20 ml). Este líquido actúa como lubricante, permitiendo el deslizamiento suave de los pulmones durante los movimientos respiratorios, y la presión negativa intrapleural mantiene los pulmones expandidos.

¿Cómo funciona el sistema respiratorio?

El funcionamiento del sistema respiratorio puede dividirse en tres procesos principales:

1. Ventilación pulmonar

La ventilación es el proceso mecánico de entrada y salida de aire de los pulmones. Se divide en dos fases:

Inspiración: es un proceso activo en el que el diafragma se contrae (desciende) y los músculos intercostales externos elevan las costillas. Esto aumenta el volumen de la cavidad torácica, creando una presión intrapulmonar negativa (menor que la atmosférica), lo que provoca la entrada de aire desde el exterior. El diafragma realiza aproximadamente el 75 % del trabajo inspiratorio en reposo.

Espiración: en condiciones normales (reposo), es un proceso pasivo. Cuando el diafragma y los músculos intercostales se relajan, la elasticidad del tejido pulmonar y la caja torácica los hace retraerse, generando una presión positiva que supera a la atmosférica y expulsa el aire. Durante el ejercicio o la tos, la espiración se convierte en un proceso activo con participación de los músculos intercostales internos y los músculos abdominales.

En condiciones normales, un adulto sano realiza entre 12 y 20 respiraciones por minuto en reposo.

2. Intercambio gaseoso (hematosis)

Es el proceso clave del sistema respiratorio. Cuando los alvéolos pulmonares están llenos de aire tras la inspiración, el oxígeno difunde a través de la membrana alveolocapilar (barrera aire-sangre) hacia los capilares sanguíneos, mientras que el CO₂ realiza el recorrido inverso, pasando de la sangre a los alvéolos.

Este intercambio se produce por difusión pasiva, siguiendo los gradientes de presión parcial de los gases:

• La presión parcial de O₂ es mayor en el alvéolo (aproximadamente 100 mmHg) que en la sangre venosa que llega a los capilares (40 mmHg), por lo que el O₂ difunde hacia la sangre.
• La presión parcial de CO₂ es mayor en la sangre venosa (46 mmHg) que en el alvéolo (40 mmHg), por lo que el CO₂ difunde hacia el alvéolo para ser exhalado.

El intercambio es extraordinariamente rápido: la sangre tarda unos 0,75 segundos en circular a través de los capilares pulmonares, pero el equilibrio gaseoso se alcanza en los primeros 0,25 segundos.

3. Transporte de gases

Transporte de oxígeno

Una vez que el oxígeno ha pasado a la sangre en los alvéolos, debe distribuirse a todas las células del cuerpo. El oxígeno se transporta de dos formas:

• Unido a la hemoglobina (98,5 %): la hemoglobina es una proteína presente en los glóbulos rojos que tiene una gran afinidad por el oxígeno. Cada molécula de hemoglobina puede transportar hasta 4 moléculas de O₂, formando la oxihemoglobina. Un solo glóbulo rojo contiene aproximadamente 270 millones de moléculas de hemoglobina, y en un mililitro de sangre hay unos 5 millones de glóbulos rojos.
• Disuelto en el plasma (1,5 %): una pequeña cantidad se transporta disuelta directamente en el plasma sanguíneo.

Sin la hemoglobina, el corazón tendría que bombear más de 80 litros de sangre por minuto para suplir las necesidades de oxígeno del organismo. Gracias a ella, el corazón solo necesita bombear unos 5 litros por minuto en reposo.

Transporte de dióxido de carbono

El CO₂ se transporta de tres formas:

• Como bicarbonato disuelto en el plasma (70 %): el CO₂ reacciona con el agua dentro de los glóbulos rojos (catalizado por la anhidrasa carbónica) formando ácido carbónico, que se disocia en bicarbonato (HCO₃⁻) e iones hidrógeno (H⁺).
• Unido a la hemoglobina (23 %): formando carbaminohemoglobina.
• Disuelto en el plasma (7 %).

Volúmenes y capacidades pulmonares

Para evaluar la función respiratoria se utilizan diferentes parámetros, medibles mediante espirometría:

Parámetro	Valor aproximado	Descripción
Volumen corriente (VT)	500 ml	Aire que entra y sale en cada respiración normal
Volumen de reserva inspiratoria	3.000 ml	Aire adicional que se puede inhalar tras una inspiración normal
Volumen de reserva espiratoria	1.100 ml	Aire adicional que se puede exhalar tras una espiración normal
Volumen residual	1.200 ml	Aire que permanece en los pulmones después de una espiración máxima
Capacidad vital	4.600 ml	Máximo volumen de aire movilizable (VT + VRI + VRE)
Capacidad pulmonar total	5.800 ml	Todo el aire que pueden contener los pulmones

La ventilación minuto (volumen de aire respirado por minuto) es de aproximadamente 6-8 litros en reposo, pero puede aumentar hasta 100-200 litros por minuto durante el ejercicio intenso.

¿Cómo debería ser una respiración normal?

En condiciones normales, una persona sana debería realizar entre 12 y 20 respiraciones por minuto en reposo, movilizando unos 500 ml de aire en cada respiración (volumen corriente). La frecuencia respiratoria puede verse afectada por:

• El ejercicio físico (la aumenta).
• El estado emocional (estrés y ansiedad la aumentan).
• La altitud (a mayor altitud, la frecuencia aumenta para compensar la menor presión parcial de O₂).
• Ciertas enfermedades (fiebre, anemia, enfermedades pulmonares).
• La edad (los recién nacidos respiran 30-60 veces por minuto; los niños, 20-30).

Se considera taquipnea cuando la frecuencia supera las 20 respiraciones/minuto y bradipnea cuando es inferior a 12.

Enfermedades que afectan al sistema respiratorio

Las enfermedades respiratorias son una de las principales causas de morbilidad y mortalidad a nivel mundial. Los virus, las bacterias, el tabaquismo, la contaminación ambiental y los alérgenos son los principales factores de riesgo.

Enfermedades infecciosas

• Resfriado común: infección viral (rinovirus, coronavirus) de las vías respiratorias superiores. Es la enfermedad infecciosa más frecuente; los niños pueden experimentar hasta 6-8 episodios al año.
• Gripe (influenza): infección viral causada por el virus Influenza, con síntomas sistémicos (fiebre alta, mialgias, fatiga) más intensos que el resfriado. Puede complicarse con neumonía.
• Faringitis: inflamación de la faringe, con dolor de garganta y fiebre. Puede ser viral (la más frecuente) o bacteriana (estreptococo del grupo A).
• Amigdalitis: infección que se aloja en una o ambas amígdalas palatinas.
• Traqueítis: inflamación aguda de la tráquea, generalmente de causa bacteriana, que afecta especialmente a niños.
• Bronquitis: inflamación de los bronquios. Puede ser aguda (generalmente viral) o crónica (asociada al tabaquismo). El humo del tabaco es el principal factor de riesgo.
• Neumonía: inflamación del parénquima pulmonar causada por microorganismos (bacterias como Streptococcus pneumoniae, virus o, menos frecuentemente, hongos). Se manifiesta con fiebre, tos productiva, dolor torácico y dificultad respiratoria. Es la principal causa de muerte infecciosa en el mundo.
• Tuberculosis: infección bacteriana causada por Mycobacterium tuberculosis. Afecta principalmente a los pulmones y se transmite por vía aérea. Sigue siendo una de las principales causas de muerte por enfermedad infecciosa en el mundo.
• COVID-19: enfermedad causada por el SARS-CoV-2, que puede provocar desde síntomas leves respiratorios hasta neumonía bilateral grave y síndrome de distrés respiratorio agudo (SDRA).

Enfermedades obstructivas crónicas

• Enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC): engloba la bronquitis crónica y el enfisema pulmonar. Se caracteriza por una limitación crónica y progresiva del flujo aéreo. El tabaquismo es la causa principal (responsable del 80-90 % de los casos). Es la tercera causa de muerte a nivel mundial según la OMS.
• Enfisema: destrucción progresiva de las paredes alveolares, que reduce la superficie de intercambio gaseoso. Se desarrolla principalmente por inhalar humo de tabaco.
• Asma: enfermedad inflamatoria crónica de las vías respiratorias que causa episodios recurrentes de sibilancias, disnea, opresión torácica y tos. Los bronquios se estrechan (broncoespasmo), se inflaman y producen exceso de moco. Puede desencadenarse por alérgenos, ejercicio, frío, infecciones o estrés.
• Bronquiectasias: dilatación irreversible de los bronquios, generalmente secundaria a infecciones recurrentes. Se caracteriza por tos productiva crónica con expectoración abundante.

Enfermedades intersticiales

• Fibrosis pulmonar: cicatrización progresiva del tejido pulmonar que dificulta el intercambio gaseoso. Puede ser idiopática o secundaria a exposiciones ambientales, medicamentos o enfermedades autoinmunes.
• Silicosis: enfermedad profesional causada por la inhalación prolongada de polvo de sílice cristalina, frecuente en mineros y trabajadores de la construcción.
• Asbestosis: enfermedad profesional causada por la inhalación de fibras de amianto (asbesto).

Enfermedades neoplásicas

• Cáncer de pulmón: es la primera causa de muerte por cáncer en el mundo. El tabaquismo es el principal factor de riesgo (responsable del 80-85 % de los casos). Se clasifica en carcinoma de células no pequeñas (85 %) y carcinoma de células pequeñas (15 %). El cribado mediante tomografía computarizada de baja dosis está recomendado en fumadores de alto riesgo.

Otras enfermedades

• Rinitis alérgica: inflamación de la mucosa nasal causada por alérgenos (polen, ácaros, caspa de animales). Contribuye al desarrollo de asma y sinusitis.
• Rinosinusitis: infección o inflamación de los senos paranasales.
• Neumotórax: presencia de aire en la cavidad pleural que provoca el colapso parcial o total del pulmón.
• Derrame pleural: acumulación de líquido en la cavidad pleural.
• Embolia pulmonar: obstrucción de una arteria pulmonar, generalmente por un trombo procedente de las venas de las piernas. Es una emergencia médica.
• Apnea obstructiva del sueño: obstrucción intermitente de las vías respiratorias superiores durante el sueño, que causa pausas respiratorias repetidas, ronquidos intensos y somnolencia diurna.

Pruebas diagnósticas del sistema respiratorio

• Espirometría: prueba fundamental que mide los volúmenes y flujos pulmonares. Es esencial para diagnosticar y monitorizar el asma y la EPOC.
• Radiografía de tórax: permite visualizar la anatomía pulmonar, detectar neumonías, derrames pleurales, tumores y neumotórax.
• Tomografía computarizada (TC) torácica: proporciona imágenes más detalladas que la radiografía.
• Gasometría arterial: mide los niveles de O₂, CO₂ y pH en sangre arterial, evaluando la eficacia del intercambio gaseoso.
• Pulsioximetría: mide de forma no invasiva la saturación de oxígeno en sangre (SpO₂). Los valores normales son del 95-100 %.
• Broncoscopia: exploración endoscópica directa de las vías respiratorias, que permite tomar biopsias y obtener muestras para cultivo.
• Pruebas de difusión pulmonar (DLCO): miden la capacidad de transferencia de gases a través de la membrana alveolocapilar.

Cómo cuidar el aparato respiratorio

Para mantener un sistema respiratorio sano:

• No fumar: el tabaquismo es el principal factor de riesgo para las enfermedades respiratorias. Dejar de fumar en cualquier momento de la vida mejora la función pulmonar y reduce el riesgo de cáncer de pulmón y EPOC. También es importante evitar la exposición al humo de segunda mano (tabaquismo pasivo).
• Vacunación: las personas de la tercera edad, las que padecen enfermedades crónicas (cardiopatías, diabetes, enfermedades pulmonares) o las inmunodeprimidas deben vacunarse anualmente contra la gripe y recibir la vacuna antineumocócica.
• Higiene de manos: lavarse las manos frecuentemente, especialmente después de tocar superficies públicas (barandillas, teclados, puertas), es una de las medidas más eficaces para prevenir infecciones respiratorias.
• Evitar la exposición a contaminantes: minimizar la exposición al humo de combustión, productos químicos, polvo industrial y alérgenos. Usar mascarilla en ambientes contaminados o durante la manipulación de sustancias irritantes.
• Ejercicio físico regular: el ejercicio aeróbico (caminar, correr, nadar, montar en bicicleta) mejora la capacidad pulmonar, fortalece los músculos respiratorios y aumenta la eficiencia del intercambio gaseoso.
• Respiración nasal: respirar por la nariz (en lugar de por la boca) permite filtrar, calentar y humidificar el aire antes de que llegue a los pulmones.
• Mantener un peso saludable: la obesidad reduce la capacidad pulmonar y aumenta el riesgo de apnea del sueño y otras enfermedades respiratorias.
• Hidratación adecuada: beber suficiente agua ayuda a mantener las secreciones bronquiales fluidas, facilitando su eliminación.
• Ventilación de los espacios interiores: renovar el aire de los espacios cerrados reduce la concentración de contaminantes y microorganismos.

Cuándo consultar al médico

Se recomienda acudir al profesional sanitario ante:

• Disnea (dificultad para respirar) en reposo o con esfuerzos mínimos
• Tos que persiste más de 3 semanas
• Expectoración con sangre (hemoptisis)
• Dolor torácico al respirar (dolor pleurítico)
• Sibilancias (pitidos al respirar) recurrentes
• Ronquidos intensos con pausas respiratorias durante el sueño
• Fiebre alta con tos y expectoración purulenta
• Cianosis (coloración azulada de labios y uñas)

Emergencia: ante una disnea súbita e intensa, dolor torácico agudo o cianosis, se debe llamar al 112 inmediatamente.

Referencias

• MedlinePlus. Enfermedades del pulmón. Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. Disponible en: https://medlineplus.gov/spanish/lungdiseases.html
• Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD). Global Strategy for the Diagnosis, Management, and Prevention of COPD. 2024. Disponible en: https://goldcopd.org
• Global Initiative for Asthma (GINA). Global Strategy for Asthma Management and Prevention. 2024. Disponible en: https://ginasthma.org
• Organización Mundial de la Salud (OMS). Enfermedades respiratorias crónicas. Disponible en: https://www.who.int/es/health-topics/chronic-respiratory-diseases
• Hall JE. Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology. 14th ed. Elsevier; 2020.
• Sociedad Española de Neumología y Cirugía Torácica (SEPAR). Disponible en: https://www.separ.es