Alvéolos de los Pulmones

El intercambio de oxígeno en los pulmones, se lleva a cabo a través de las membranas de unas pequeñas estructuras con forma de globo llamados alvéolos, que están unidas a las ramificaciones de los bronquios. Estos alvéolos se inflan y desinflan con la inhalación y la exhalación. El comportamiento de los alvéolos se dictada en gran medida por la ley de Laplace y la tensión superficial. Se necesita cierto esfuerzo para inspirar, debido a que estos pequeños globos deben ser inflados, pero el retroceso elástico de estos globos, nos ayuda en el proceso de exhalación. Si la retracción elástica de los alvéolos se ve comprometida, como en el caso de enfisema, entonces es dificil la exhalación con fuerza.

Inflación de Alvéolos

La cantidad de presión neta requerida para la inflación, se dicta por la tensión de superficie y el radio de los pequeños balones llamadas alvéolos. Durante la inhalación, el radio de los alvéolos, aumenta de alrededor de 0.05 mm hasta 0.1 mm . El fluido normal del tejido mucoso que rodean los alvéolos tiene una tensión superficial nominal de alrededor de 50 dinas/cm., por lo que la presión externa neta necesaria es:

La propiedad notable del surfactante que recubre los alvéolos, es que reduce la tensión superficial en un factor de alrededor de 15, por lo que el diferencial de 1 mmHg de presión es suficiente para inflar los alvéolos. Otros factores que afectan la eficiencia notable del transporte de oxígeno a traves de las membranas del pulmón, está caracterizado en la ley de Fick.

Papel del Surfactante en la Respiración

Uno de los fenómenos notables en el proceso de la respiración, es el rol del fluido, cubriendo las paredes de los alvéolos de los pulmones. Este líquido llamado surfactante, disminuye la tensión superficial de los alvéolos, en un factor de 15 comparado con el fluido normal del tejido mucoso en el que están inmersos. Parece que hay una cantidad casi constante de este surfactante por alvéolo, de modo que cuando los alvéolos se desinflan, está mas concentrado en la superficie. Dado que el efecto de bajar la tensión superficial del surfactante depende de esta concentración, en su fase mas crítica, este disminuye la presión requerida para la inflación del alvéolo. Para una determinada tensión de superficie, la presión para inflar los pequeños globos, es mayor. El surfactante es el que hace posible la inflación del alvéolo, con solo alrededor de 1 mmHg de exceso de presión sobre su entorno. La primera respiración del bebé depende de este surfactante y es mas difícil en los bebés prematuros, debido a la incompleta formación del surfactante.

Alvéolo y Exhalación

Los alvéolos de los pulmones actúan como globos, en los que se necesitan un poco de esfuerzo para inflarlos, pero cuando se libera la presión de inflado, el retroceso de las paredes elásticas proporciona la presión necesaria para que se desinfle. Los pulmones están suspendidos en la cavidad torácica, que está normalmente a una presión ligeramente negativa. Cuando el diafragma desciende, la presión se hace más negativa y los pulmones se expanden en la cavidad. El aire de la atmósfera se mueve hacia el vacío parcial resultante e infla los alvéolos. Uno es consciente del esfuerzo, pero no es tan extremo como en el caso de la primera respiración del bebé. Una vez que los alvéolos están completamente inflados, la exhalación se puede lograr simplemente relajando el diafragma, puesto que la tensión de pared en todos los pequeños alvéolo, actuarán para forzar el aire hacia afuera de ellos. Forzando el diafragma hacia arriba, podemos exhalar con fuerza, porque añadimos la fuerza del diafragma al retroceso de los alvéolos elásticos. En enfermedades como enfisema, se pierde la elasticidad de los alvéolos y la exhalación se convierte en un proceso penoso.