Alveolos

Qué son los alvéolos

Alveolos son los pequeños sacos en forma de globo de 200-500μm de diámetro ^[1]que constituyen una parte vital de la zona respiratoria del ser humano pulmones. Cada alvéolo (en singular) desempeña un papel importante para que el oxígeno y el dióxido de carbono entren y salgan del torrente sanguíneo durante la inhalación y la exhalación ^{[2, 3]}.

Dónde se encuentran los alvéolos

Los alvéolos están interconectados entre sí, formando la parte final del árbol bronquial. Se originan en el conducto alveolar situado en el extremo de cada bronquiolo ^[4]puede haber múltiples alvéolos que surgen de un solo conducto, que a menudo existen en racimos ^[2].

Cuántos alvéolos hay en cada pulmón

En un adulto sano, el número de alvéolos en el pulmones oscila entre 400 y 700 millones ^{[1, 5]}.

Estructura y anatomía de los alvéolos

Los alvéolos en forma de globo cubren un área de aproximadamente 70 metros cuadrados dentro del pulmonesEsta amplia superficie contribuye a un intercambio de gases más eficaz ^[6].

Epitelio alveolar

Las paredes unicelulares de los alvéolos están compuestas por dos tipos de células del epitelio de las vías respiratorias distales (neumocitos) ^[7].

Células epiteliales alveolares escamosas de tipo 1: Constituyendo 95% de la superficie alveolar ^[8]Las células de tipo 1 son extremadamente delgadas y flexibles para ayudar en el proceso de difusión de gases, de modo que el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono pueda producirse 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) ^[9].

Células epiteliales alveolares de tipo 2: El resto del 5% de la superficie alveolar está cubierto por grandes células epiteliales de tipo 2, entre cuboides y redondas, responsables de la secreción de surfactante pulmonar ^[8] para que los pulmones puedan mantener su propiedad de retroceso elástico. A pesar de ocupar un área pequeña, las células epiteliales de tipo 2 superan en número a las células escamosas ^[1]que representan 60% del número total de células alveolares ^[10]y son capaces de realizar mitosis para producir nuevas células de tipo 1 que sustituyan a las dañadas ^[6].

Hay una matriz extracelular, un espacio estrecho lleno de líquido, que rodea los grupos alveolares para ayudar a los sacos individuales a permanecer en su lugar y funcionar de forma independiente ^[6].

Membrana respiratoria

Una fina membrana, a través de la cual el O₂-CO₂ La membrana respiratoria está compuesta por la célula epitelial alveolar escamosa y la célula endotelial capilar pulmonar escamosa, y sus membranas de base fusionadas. ^[11]. 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, tiene un grosor de unos 0,5μm frente al diámetro de 7,5μm de las células sanguíneas que viajan por los capilares ^[1].

Histología de los alvéolos

Capilares sanguíneos

Los alvéolos están rodeados por una fina red de capilares sanguíneos que son abastecidos por pequeñas ramas de la arteria pulmonar ^[10]. Estos capilares transportan el CO₂-a los pulmones para intercambiarlos por O₂.

Poros de Kohn

Hay pequeños pasajes o poros en las paredes alveolares que sirven de conexión entre los alvéolos adyacentes ^[12]. Al tener unos 10μm de diámetro, permiten que el aire pase entre los alvéolos individuales y funcionan como una ruta alternativa para el aire en caso de obstrucción ^[13]. Estos poros están bordeados por fibras elásticas reticulares irregulares ^[14].

Espacio muerto alveolar

Algunos alvéolos no participan en el proceso de difusión debido a algún daño, como una infección, una cicatrización o un sistema respiratorio debilitado debido a la edad o a algunos procedimientos médicos ^[15]. El oxígeno presente en el aire que llega a estas regiones no se intercambia con el dióxido de carbono. Estas zonas se denominan espacio muerto alveolar ^[6].

Hay numerosos macrófagos (un tipo de glóbulo blanco) que se mueven por los espacios entre los sacos de aire para mantener los pulmones limpios de cualquier polvo o residuo que pueda haber entrado en los pulmones durante la inhalación, evitando cualquier infección ^[8].

¿Cuál es la función de los alvéolos en el sistema respiratorio?

El cuerpo humano necesita oxígeno para todas las funciones celulares importantes, y cuando inhalamos, tomamos este gas esencial de nuestro entorno. Pero una vez que el aire entra en el cuerpo, el oxígeno gaseoso tiene que llegar al torrente sanguíneo para que pueda ser enviado a cada célula del cuerpo. Además, el dióxido de carbono producido por el cuerpo debido a la respiración celular necesita ser excretado a través del sistema respiratorio, y para ello, el CO₂ necesita llegar a las vías respiratorias desde la sangre. Ambas cosas se llevan a cabo en los alvéolos ^[16].

Lo que ocurre en los alvéolos durante el intercambio de gases

Cada vez que respiramos, el aire inhalado viaja por el faringe, laringey tráquea en el bronquiosque entra en los pulmones a través de la bronquiolos para llegar a los alvéolos ^[17]. Los alvéolos están adaptados para el intercambio de gases con una gran superficie, teniendo cada alvéolo una pared de 1 célula de grosor, y numerosos capilares cubriéndolo ^[18]. Estos capilares también tienen un grosor de una célula ^[19], dejando una barrera de menos de 1μm entre el aire oxigenado y el torrente sanguíneo ^[20].

La O₂ y el CO₂ el intercambio en los alvéolos se produce en el proceso de difusión, en el que el gas se mueve desde una zona de alta presión a otra de baja presión para igualar la presión del aire en las dos regiones sin ninguna fuerza o energía externa ^[21]. 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 presión parcial baja de CO₂ región de presión en los alvéolos a partir de un alto nivel de CO₂ región de presión en los capilares ^{[22, 23]}.

Papel de los alvéolos en la producción de tensioactivos

El propósito principal de las células alveolares de tipo 2 es producir surfactante, un fluido que recubre cada alveolo, ayudando a mantener su forma y tensión superficial ^[24]evitando que se colapsen durante la respiración. Este complejo lipoproteico tensioactivo funciona de acuerdo con la Ley de Laplace de la tensión superficial para mantener el retroceso elástico de los alvéolos, los más pequeños bronquiolos y a su vez, todos los pulmones ^{[3, 6]}.

Condiciones asociadas

Atelectasia: La atelectasia, una complicación respiratoria que suele producirse tras cirugías importantes que requieren anestesia, supone un colapso parcial o total de los pulmones debido a la deflación de los alvéolos. Los síntomas incluyen tos y falta de aire, y el problema desaparece por sí solo en los casos leves, una vez que los alvéolos empiezan a funcionar con normalidad al desaparecer el efecto de la anestesia. Los casos graves con afecciones subyacentes, como un coágulo de sangre o un tumor, pueden requerir una intervención quirúrgica. ^[25].

Enfisema: El enfisema, uno de los dos trastornos denominados colectivamente enfermedad pulmonar obstructiva crónica o EPOC, es una enfermedad respiratoria progresiva que dificulta la respiración debido a la hiperinflación de los alvéolos ^[26]En este caso, ya no funcionan correctamente. Esto hace que finalmente los sacos pierdan su elasticidad, lo que conduce a problemas respiratorios permanentes ^[27]. Este agrandamiento alveolar es común entre los fumadores, con un tratamiento que incluye medicamentos, oxigenoterapia y ejercicios de respiración ^[28].

Neumonía: Una infección respiratoria aguda bacteriana o vírica que provoca una inflamación junto con la acumulación de líquido o pus dentro de los alvéolos (edema) ^{[29, 30]}interrumpiendo el proceso de toma de oxígeno, lo que dificulta la respiración. El tratamiento de esta afección potencialmente mortal suele incluir el uso de medicamentos antibacterianos ^[31].

Fibrosis pulmonar: Se trata de una enfermedad idiopática caracterizada por el daño, el endurecimiento y la cicatrización de los sacos aéreos y los tejidos pulmonares que los rodean, y se caracteriza por una dificultad respiratoria crónica que empeora con el tiempo. Suele tratarse con medicamentos y esteroides, pero en casos raros y graves puede ser necesario un trasplante de pulmón. ^[32].

Ruptura de alvéolos: Esto puede ocurrir como una complicación de una anestesia general donde el tratamiento o manejo depende de la causa subyacente y de cualquier condición asociada presente ^[33].

Displasia capilar alveolar (trastorno congénito): La displasia capilar alveolar, en la que las venas pulmonares están desalineadas en el momento del desarrollo fetal, es una rara malformación congénita que provoca un problema respiratorio grave y potencialmente mortal a las pocas horas de nacer, con una tasa de mortalidad de casi 100% ^[34].