La vía aérea superior y la vía aérea inferior constituyen las dos divisiones anatómicas y funcionales del aparato respiratorio. Ambas forman un conducto continuo que permite el desplazamiento del aire desde el ambiente exterior hasta los alvéolos pulmonares, donde se realiza el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono entre el aire alveolar y la sangre. Su organización anatómica responde a la necesidad de cumplir funciones complementarias: la vía aérea superior acondiciona y protege el aire inspirado, mientras que la vía aérea inferior lo distribuye hacia las regiones pulmonares encargadas de realizar el intercambio gaseoso.
La división anatómica se establece convencionalmente tomando como referencia la laringe y las cuerdas vocales. La vía aérea superior comprende la nariz, las cavidades nasales, los senos paranasales, la cavidad oral, la faringe y la región de la laringe situada por encima de las cuerdas vocales. La vía aérea inferior comprende la región de la laringe situada por debajo de las cuerdas vocales, la tráquea, los bronquios, los bronquiolos y las estructuras pulmonares distales, incluidos los alvéolos. Es importante señalar que algunos textos anatómicos consideran toda la laringe como parte de la vía aérea superior; esta diferencia corresponde a criterios de clasificación y no a una discontinuidad anatómica real.
La vía aérea superior comienza en las fosas nasales, que representan la principal entrada fisiológica del aire al aparato respiratorio. Su estructura incluye el tabique nasal, los cornetes nasales superior, medio e inferior y los respectivos meatos. Los cornetes aumentan la superficie de contacto entre el aire y la mucosa respiratoria, además de generar turbulencia durante el desplazamiento del flujo aéreo. Esto favorece la retención de partículas suspendidas y el intercambio de calor y humedad entre el aire inspirado y la superficie mucosa. La abundante vascularización de esta región contribuye al calentamiento del aire, mientras que las secreciones mucosas proporcionan humedad y participan en la captura de partículas, microorganismos y sustancias potencialmente irritantes.
El vestíbulo nasal contiene vibrisas, que son pelos gruesos encargados de retener partículas relativamente grandes. En las regiones más profundas predomina un epitelio cilíndrico pseudoestratificado ciliado con células secretoras de moco. El movimiento coordinado de los cilios desplaza las secreciones hacia la nasofaringe, donde el material retenido puede deglutirse o eliminarse mediante el aclaramiento de la garganta. Este mecanismo se conoce como transporte mucociliar y representa una de las primeras barreras de defensa del aparato respiratorio. Por esta razón, respirar predominantemente por la nariz favorece una mayor protección de las vías respiratorias inferiores que hacerlo exclusivamente por la boca.
Los senos paranasales son cavidades neumáticas localizadas en los huesos frontal, maxilar, etmoides y esfenoides, que se comunican con las cavidades nasales mediante pequeños orificios de drenaje. Están revestidos por mucosa respiratoria y contribuyen al acondicionamiento del aire, la resonancia de la voz y el mantenimiento de las características funcionales de la cavidad nasal. Su comunicación con las fosas nasales permite el drenaje de las secreciones; cuando este proceso se altera por inflamación u obstrucción, puede producirse acumulación de moco y favorecerse el desarrollo de procesos inflamatorios de los senos paranasales.
La faringe es un conducto musculomembranoso que se extiende desde la base del cráneo hasta su continuidad inferior con el esófago y la laringe. Constituye una estructura compartida por los aparatos respiratorio y digestivo, debido a que permite el paso del aire hacia la laringe y de los alimentos hacia el esófago. Anatómicamente se divide en tres regiones: nasofaringe, orofaringe y laringofaringe o hipofaringe.
La nasofaringe se encuentra por detrás de las cavidades nasales y por encima del paladar blando. Su función principal es conducir el aire desde las fosas nasales hacia las regiones inferiores de la faringe. Se encuentra revestida predominantemente por epitelio respiratorio ciliado y contiene estructuras linfoides, entre ellas la tonsila faríngea, que participa en la vigilancia inmunológica frente a microorganismos inhalados.
La orofaringe se localiza detrás de la cavidad oral y se extiende desde el paladar blando hasta aproximadamente el nivel del hueso hioides. Es una región compartida por el paso del aire y los alimentos, por lo que su revestimiento epitelial es diferente al de la nasofaringe: presenta epitelio plano estratificado no queratinizado, más resistente a la fricción mecánica producida durante la deglución. En esta región se encuentran las tonsilas palatinas y linguales, que forman parte del tejido linfoide asociado a las mucosas y contribuyen a la respuesta inmunológica local.
La laringofaringe constituye la porción inferior de la faringe y se extiende hasta la región donde los conductos respiratorio y digestivo se separan. Por su localización, permite dirigir el aire hacia la entrada de la laringe y los alimentos hacia el esófago. La coordinación de los músculos faríngeos y de los mecanismos de protección laríngea resulta fundamental para evitar que los alimentos y líquidos ingresen accidentalmente en la vía respiratoria.
La laringe es una estructura cartilaginosa y muscular situada entre la faringe y la tráquea. Está constituida por nueve cartílagos: tres impares, correspondientes al tiroides, cricoides y epiglotis, y tres pares, correspondientes a los aritenoides, corniculados y cuneiformes. Su función no se limita a conducir el aire, ya que también interviene en la producción de la voz y en la protección de las vías respiratorias inferiores.
La epiglotis es una estructura cartilaginosa elástica que participa en la protección de la entrada laríngea durante la deglución. Durante este proceso se produce una secuencia coordinada de movimientos que incluye la elevación de la laringe, el cierre de las cuerdas vocales y la aproximación de las estructuras supraglóticas. Estos mecanismos reducen la posibilidad de que alimentos, líquidos o secreciones ingresen en la tráquea. Las cuerdas vocales, por su parte, regulan la abertura de la glotis y participan tanto en la fonación como en el mantenimiento de la permeabilidad respiratoria.
La vía aérea inferior comienza funcionalmente debajo de las cuerdas vocales y continúa mediante la tráquea, un conducto fibrocartilaginoso que comunica la laringe con los bronquios principales. La tráquea se extiende desde la región cervical hasta el tórax, donde se bifurca aproximadamente a la altura de la quinta vértebra torácica, formando los bronquios principales derecho e izquierdo. Su pared contiene anillos incompletos de cartílago hialino en forma de C, cuya función es mantener la permeabilidad del conducto e impedir su colapso durante los movimientos respiratorios. La pared posterior está constituida principalmente por músculo traqueal y tejido fibroelástico, lo que permite modificar parcialmente el diámetro de la tráquea y facilita la distensión del esófago durante la deglución.
La mucosa traqueal está revestida por epitelio cilíndrico pseudoestratificado ciliado con células caliciformes productoras de moco. Este moco atrapa partículas inhaladas, microorganismos y sustancias contaminantes, mientras que los cilios desplazan continuamente las secreciones hacia la faringe. Por tanto, la tráquea no funciona únicamente como un conducto de conducción aérea, sino también como una estructura de defensa que contribuye a evitar que los agentes potencialmente perjudiciales alcancen las regiones pulmonares distales.
Los bronquios principales derecho e izquierdo penetran en los pulmones a través de los hilios pulmonares y se subdividen progresivamente para formar el árbol bronquial. El bronquio principal derecho es anatómicamente más corto, ancho y vertical que el izquierdo, característica que explica por qué los cuerpos extraños aspirados tienen mayor probabilidad de dirigirse hacia el pulmón derecho. Una vez dentro de los pulmones, los bronquios principales se dividen en bronquios lobares o secundarios, que se distribuyen hacia cada lóbulo pulmonar, y posteriormente en bronquios segmentarios o terciarios, que ventilan los diferentes segmentos broncopulmonares.
Los bronquios presentan una pared constituida por mucosa respiratoria, músculo liso, glándulas submucosas y placas de cartílago hialino. Conforme aumenta el número de ramificaciones, disminuye el diámetro de los conductos y se modifica progresivamente su composición histológica. El cartílago deja de encontrarse en las vías aéreas más pequeñas, mientras que el músculo liso adquiere una importancia funcional considerable en la regulación del calibre bronquial. Esta organización permite distribuir el aire hacia diferentes regiones pulmonares y regular la resistencia que encuentra durante su desplazamiento.
Los bronquiolos son conductos de pequeño calibre, generalmente con un diámetro inferior a 1 mm, que representan la continuación de los bronquios dentro del parénquima pulmonar. A diferencia de estos últimos, carecen de cartílago y glándulas submucosas. Su pared contiene músculo liso, fibras elásticas y un epitelio que cambia progresivamente de cilíndrico a cúbico conforme disminuye el diámetro de las ramificaciones. También presentan células club, anteriormente denominadas células de Clara, que participan en la secreción de componentes protectores, el metabolismo de sustancias inhaladas y la reparación del epitelio bronquiolar.
La presencia de músculo liso en los bronquiolos es particularmente importante porque permite modificar el diámetro de las vías respiratorias mediante broncoconstricción y broncodilatación. La broncoconstricción consiste en la contracción del músculo liso bronquiolar, que disminuye el diámetro de la luz y aumenta la resistencia al flujo aéreo. Por el contrario, la broncodilatación produce relajación muscular y facilita el desplazamiento del aire. Estos mecanismos tienen relevancia fisiopatológica en enfermedades como el asma, donde la inflamación, la hiperreactividad bronquial y la contracción del músculo liso pueden ocasionar obstrucción variable del flujo aéreo.
La vía aérea inferior se divide en una zona de conducción y una zona respiratoria. La zona de conducción comprende la tráquea, los bronquios, los bronquiolos y los bronquiolos terminales. Su función consiste en transportar, distribuir y regular el flujo de aire, sin participar directamente en el intercambio gaseoso. Además, contribuye a la eliminación de partículas mediante el transporte mucociliar y otros mecanismos de defensa. Los bronquiolos terminales representan el último segmento de esta zona y se continúan con los bronquiolos respiratorios.
La zona respiratoria está constituida por los bronquiolos respiratorios, los conductos alveolares y los sacos alveolares, cuyas paredes contienen alvéolos pulmonares. A diferencia de las estructuras de conducción, esta región permite el intercambio gaseoso debido a que establece una estrecha relación anatómica entre el aire alveolar y los capilares sanguíneos. La transición entre ambas zonas es gradual, ya que los bronquiolos respiratorios presentan alvéolos en sus paredes y, por tanto, comienzan a participar en el intercambio de gases.
Los alvéolos son pequeñas estructuras saculares que constituyen la unidad anatómica fundamental del intercambio gaseoso pulmonar. Sus paredes están formadas principalmente por dos poblaciones celulares: los neumocitos tipo I y los neumocitos tipo II. Los neumocitos tipo I son células extremadamente delgadas y aplanadas que recubren la mayor parte de la superficie alveolar. Su morfología facilita la difusión de los gases entre el espacio alveolar y la sangre capilar.
Los neumocitos tipo II son células de forma cúbica que se localizan principalmente en los ángulos de los alvéolos. Su función más importante es producir y secretar surfactante pulmonar, una sustancia compuesta principalmente por lípidos y proteínas que disminuye la tensión superficial en la interfaz aire-líquido alveolar. Esta reducción de la tensión superficial evita el colapso de los alvéolos durante la espiración, facilita su expansión durante la inspiración y disminuye el trabajo respiratorio. Asimismo, los neumocitos tipo II participan en la reparación y regeneración del epitelio alveolar cuando se produce una lesión.
Entre el aire contenido en los alvéolos y la sangre de los capilares pulmonares se encuentra la barrera alveolocapilar, también denominada membrana respiratoria. Está constituida por el epitelio alveolar, las membranas basales y el endotelio capilar, además de una cantidad mínima de tejido intersticial. Su reducido espesor y su amplia superficie permiten que el oxígeno difunda desde los alvéolos hacia la sangre, mientras que el dióxido de carbono se desplaza en dirección contraria para ser eliminado durante la espiración. Este movimiento ocurre por difusión pasiva, impulsada por las diferencias de presión parcial de ambos gases a través de la membrana.
Además de sus características estructurales, la vía aérea inferior posee mecanismos inmunológicos especializados. Los macrófagos alveolares se encuentran en el espacio aéreo de los alvéolos y desempeñan una función fundamental en la eliminación de partículas, microorganismos y material celular. También participan en la regulación de la respuesta inflamatoria para evitar que los estímulos ambientales produzcan lesiones innecesarias en el tejido pulmonar. Las células dendríticas, por su parte, capturan antígenos y participan en la activación y regulación de la respuesta inmunitaria adaptativa. Estas células son importantes porque los pulmones deben mantener un equilibrio entre la defensa frente a agentes infecciosos y la tolerancia frente a numerosas partículas ambientales que se inhalan diariamente.
La vía aérea superior y la vía aérea inferior funcionan como una unidad anatómica y fisiológica integrada. La primera prepara el aire mediante filtración, calentamiento y humidificación, además de participar en la olfacción, la fonación y la protección durante la deglución. La segunda garantiza la conducción y distribución del aire hacia los pulmones, regula la resistencia al flujo respiratorio y proporciona la superficie especializada necesaria para el intercambio gaseoso. La integridad de ambas divisiones es indispensable para mantener una ventilación adecuada, proteger el tejido pulmonar y asegurar el suministro de oxígeno a los tejidos, así como la eliminación del dióxido de carbono producido por el metabolismo celular.
Fuente y lecturas recomendadas:
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- Pai, S., Muruganandah, V., & Kupz, A. (2020). What lies beneath the airway mucosal barrier? Throwing the spotlight on antigen-presenting cell function in the lower respiratory tract. Clinical & Translational Immunology, 9(7), e1158. https://doi.org/10.1002/cti2.1158
- Bustamante-Marin, X. M., & Ostrowski, L. E. (2017). Cilia and mucociliary clearance. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 9(4), a028241. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a028241
- Faffe, D. S., & Zin, W. A. (2009). Lung parenchymal mechanics in health and disease. Physiological Reviews, 89(3), 759–775. https://doi.org/10.1152/physrev.00019.2007
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