Tórax y Ventilación

1. Introducción

El tórax es una estructura osteomuscular fundamental en la protección de los órganos vitales y en la mecánica ventilatoria. Su diseño anatómico permite tanto la estabilidad necesaria para soportar la carga del cuerpo como la flexibilidad para facilitar los cambios de volumen pulmonar durante la respiración. La caja torácica está compuesta por el esternón, las costillas y las vértebras torácicas, junto con articulaciones y músculos que trabajan en conjunto para realizar los movimientos respiratorios.

La ventilación es el proceso mediante el cual el aire entra y sale de los pulmones, impulsado por los cambios de presión generados por la expansión y retracción de la cavidad torácica. Este proceso involucra múltiples estructuras y mecanismos de movimiento que garantizan una respiración eficiente. Este documento describe la anatomía del tórax, los patrones de movimiento de las costillas y la función de los músculos respiratorios en la inspiración y espiración, tanto en condiciones normales como en respiración forzada.

2. Características Estructurales del Tórax

El tórax presenta una forma cónica, con una base más ancha en su parte inferior y una cúspide angosta en su parte superior. Esta configuración permite la expansión y contracción del volumen torácico durante la ventilación.

Estructuras óseas principales:

Esternón: Ubicado en la línea media, compuesto por el manubrio, el cuerpo y el proceso xifoides.

Costillas: Se organizan en 12 pares:

Costillas verdaderas (1-7): Se articulan directamente con el esternón mediante cartílagos costales.

Costillas falsas (8-10): Se conectan indirectamente con el esternón a través del cartílago de la séptima costilla.

Costillas flotantes (11-12): No se articulan con el esternón y permanecen libres en su extremo anterior.

Vértebras torácicas: Forman la columna torácica, proporcionando estabilidad y puntos de inserción muscular.

Orientación y movilidad costal:

Las costillas están orientadas de manera oblicua, descendiendo desde su articulación posterior con la columna hacia su inserción anterior en el esternón. Esta disposición permite movimientos específicos durante la ventilación:

Movimiento en asa de balde: Ocurre en las costillas inferiores y consiste en un desplazamiento lateral que aumenta el diámetro transversal del tórax.

Movimiento en asa de bomba: Se observa en las costillas superiores y provoca un desplazamiento anterior y superior del esternón, aumentando el diámetro anteroposterior del tórax.

Estos patrones de movimiento son esenciales para la expansión de la cavidad torácica y la correcta ventilación pulmonar.

3. Acción de la Ventilación

La ventilación es el proceso mecánico que permite el intercambio de gases en los pulmones. Se divide en dos fases:

Inspiración

Es un proceso activo en el que la cavidad torácica se expande para permitir la entrada de aire en los pulmones.

Músculos principales de la inspiración:

Diafragma: Es el principal músculo inspiratorio. Su contracción genera un descenso de su cúpula, aumentando el volumen torácico y disminuyendo la presión intrapulmonar.

Intercostales externos: Elevan las costillas, facilitando la expansión torácica.

Escalenos: Elevan las primeras costillas, contribuyendo a la ampliación de la parte superior del tórax.

Esternocleidomastoideo: Eleva el esternón y la clavícula en esfuerzos ventilatorios intensos.

Inspiración forzada:

En situaciones que requieren mayor volumen de aire (ejercicio o dificultad respiratoria), se activan músculos accesorios como:

Pectoral mayor y menor: Facilitan la elevación costal cuando los brazos están fijos.

Serrato anterior: Contribuye al desplazamiento lateral del tórax.

Erectores espinales: Favorecen la extensión de la columna torácica para ampliar la cavidad torácica.

Espiración

En condiciones normales, la espiración es un proceso pasivo generado por la relajación de los músculos inspiratorios y el retroceso elástico del pulmón y la caja torácica.

Músculos principales de la espiración pasiva:

Diafragma: Su relajación permite que retorne a su posición de reposo, reduciendo el volumen torácico.

Intercostales internos: Asisten en el descenso de las costillas, reduciendo el diámetro torácico.

Espiración forzada:

En actividades como la tos, el habla o el ejercicio intenso, la espiración se vuelve un proceso activo con la participación de músculos adicionales:

Músculos abdominales (recto abdominal, oblicuos y transverso del abdomen): Comprimen la cavidad abdominal y empujan el diafragma hacia arriba, expulsando aire con mayor fuerza.

Intercostales internos y transverso torácico: Facilitan la reducción del volumen torácico al disminuir el diámetro de la caja torácica.

4. Regulación de la Ventilación

El control de la ventilación es un proceso complejo regulado por el sistema nervioso central a través de centros respiratorios ubicados en el tronco encefálico (bulbo raquídeo y protuberancia). La ventilación se ajusta según las necesidades metabólicas mediante estímulos de receptores periféricos y centrales:

Quimiorreceptores: Ubicados en el bulbo raquídeo y los cuerpos carotídeos, detectan cambios en los niveles de CO₂, O₂ y pH sanguíneo, ajustando la frecuencia y profundidad respiratoria.

Mecanorreceptores pulmonares: Sensores ubicados en los pulmones que regulan la expansión pulmonar y previenen el exceso de distensión.

Propioceptores musculares: Ajustan la actividad respiratoria en respuesta a los cambios en el movimiento y la postura.