Sistema nervioso: mecánica respiratoria y ventilación pulmonar

Conoce cómo ocurre la mecánica respiratoria cómo un efecto coordinado entre los sistemas respiratorio, muscular y nervioso.


El fenómeno de la respiración puede ser abordado desde una perspectiva celular, como el proceso de transformación bioquímica que tiene lugar en la mitocondria para producir ATP (respiración celular) y desde una perspectiva macroscópica, donde se considera la mecánica respiratoria pulmonar, la cual está relacionada a la acción coordinada entre el sistema nervioso y muscular, los que se relacionan a su vez con las estructuras respiratorias (vías respiratorias y pulmones).

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El intercambio gaseoso a nivel de órganos implicados no posee gran impronta nerviosa ya que el fenómeno ocurre por difusión facilitada (sin gasto de ATP) debido a la diferencia de presiones parciales de oxígeno y dióxido de carbono dentro de cada alvéolo y dentro de cada vaso sanguíneo según corresponda, pero el sistema nervioso (central y autónomo) participan directamente en el movimiento de la caja torácica para generar la mecánica respiratoria a través de los movimientos de inspiración y espiración, que constituyen la respiración pulmonar.

Mecánica respiratoria

La mecánica respiratoria está comandada por inervación autónoma correspondiente a los sistemas nerviosos simpáticos y parasimpáticos, los cuáles son regulados por el sistema nervioso central a nivel del bulbo raquídeo. Una lesión del bulbo raquídeo es fatal, ya que provoca la muerte instantánea del organismo por un paro cardiorrespiratorio.}.

La regulación autónoma de la respiración a nivel del sistema simpático está dada por la dilatación involuntaria de los bronquios (broncodilatación), provocando un ingreso de mayor cantidad de aire a los pulmones a menor presión, en tanto que el sistema parasimpático posee efectos contrarios, contrayendo los bronquios y provocando un aumento de la presión gaseosa a nivel alveolar. Esta inervación autónoma está dada fundamentalmente por ramificaciones del décimo par de nervios craneales llamado nervio vago (neumogástrico).

Por otro lado, la mecánica respiratoria a nivel pulmonar depende de las estructuras que forman la caja torácica, específicamente de los músculos intercostales y el diafragma y su inervación respectiva. Cuando se ingresa aire a la caja torácica por medio de una inspiración, el volumen de esta aumenta producto de la estimulación de los músculos intercostales, los cuales “jalan” de los pulmones hacia afuera gracias a la actividad nerviosa de los plexos pulmonares; a su vez, el diafragma, músculo ubicado en la zona inferior de ambos pulmones, baja hacia el abdomen, aumentando aun más el volumen de la caja torácica para que los pulmones puedan llenarse de aire. Al contrario, durante una espiración (salida el aire desde los pulmones), los músculos intercostales dejan de ser estimulados y reducen el volumen de la caja torácica, el diafragma sube hacia los pulmones, impulsando en conjunto la salida del aire hacia el exterior. Esta mecánica descrita se lleva de manera autónoma, coordinada por un centro inspiratorio y otro espiratorio, ubicados en el bulbo raquídeo, pero es posible alterarla de manera consciente, aumentando la velocidad respiratoria y produciendo una hiperventilación. Sin embargo, no es posible detener el estímulo respiratorio a conciencia, ya que a nivel de la protuberancia existen 2 centros nerviosos llamados centro apnéustico (el cual prolonga la inspiración, inhibiendo la espiración) y centro neumotáxico (el cual regula la frecuencia y ritmo de la respiración), los cuales impiden el cese de la respiración de manera voluntaria.