2. FISIOLOGIA DE LA BOMBA MUSCULAR (5-6)

La función principal de la bomba muscular respiratoria es la renovación del aire alveolar para que mantenga constantemente la composición adecuada para el intercambio por difusión de los gases: oxigeno a una presión parcial de alrededor de 110 mm de Hg y anhídrido carbónico a 40 mm Hg. Para ello es necesario que la cantidad de aire alveolar renovado (lo que denominamos ventilación), se adapte a las necesidades del organismo en cada momento. La contracción de sus músculos crea un gradiente de presión de sentido alternativo entre la boca y los alveolos pulmonares, que permite la entrada (inspiración) y ulterior salida (espiración) de un volumen de aire que denominamos "corriente" o "de vaivén" ("tidal"). El proceso se repite 12-20 veces por minuto (frecuencia respiratoria). 

Los músculos inspiratorios actúan aumentando el volumen de la caja torácica, con lo que disminuye proporcionalmente la presión, que se hace inferior a la bucal (presión atmosférica), generando un flujo de aire hacia los alveolos. Durante la inspiración tranquila, en reposo, la mayor parte del volumen corriente es generado por el diafragma, ayudado por los intercostales internos y escalenos por una parte y los llamados músculos de la vía aérea superior (constructor faringeo, geniogloso) por otra. Estos tres grupos musculares se activan de forma sincronizada: en primer lugar se contrae el diafragma, cuyo descenso aumenta la presión negativa intrapleural; a continuación, los músculos de la pared torácica elevan ligeramente las costillas y expanden el tórax, al mismo tiempo que estabilizan la pared para equilibrar el efecto de la presión negativa generada por el diafragma; en tercer lugar, la activación de los músculos superiores mantienen abierta la vía aérea alta (7).( FIGURA 1). 

Cuando se necesita mayor esfuerzo inspiratorio, se reclutan los llamados "músculos accesorios" de la respiración: esterno-cleido-mastoideos, subclavios, pectorales mayor y menor, serrato anterior, trapecio y dorsal ancho. Todos estos músculos, que permanecen inactivos en la respiración tranquila en sujetos normales, poseen un punto de inserción extratorácica y otro en la parrilla costal. Por ello, cuando se anclan en la inserción extratorácica, su contracción estira la parrilla costal y aumenta el volumen de la caja. La constatación de la actividad de estos músculos tiene gran importancia clínica y se pone de manifiesto por algunos signos, como depresión de la fosa supraesternal y supraclavicular inspiratoria (tiraje) y la actitud de apoyar los brazos en una mesa o similar actividad de estos músculos 

La espiración se realiza en condiciones normales de reposo de forma pasiva, con escasa contracción muscular, gracias a la energía potencial almacenada en todos los elementos elásticos que constituyen la bomba respiratoria, que fueron separados de su posición de reposo durante la inspiración y tienden a volver a ella. Ello provoca una disminución del volumen de la caja torácica, con el consiguiente aumento de la presión por encima de la atmosférica, que genera el flujo espiratorio. Cuando el retroceso elástico no es suficiente para el vaciamiento pulmonar, la ayuda más importante la brindan los músculos de la prensa abdominal. El reclutamiento de estos músculos tiene un efecto positivo adicional, ya que el aumento de la presión abdominal, tiende a elevar el diafragma y compensar el descenso de su cúpula secundaria a la hiperinsuflación.

La repetición continuada de la ventilación permite que se renueve el aire contenido en el espacio ocupado por los alveolos y mantenga una composición constante. Para que se adapte a las necesidades de cada momento, existe un complejo sistema de regulación que se inicia en un impulso respiratorio central, originado en una agrupación neuronal situada en el bulbo (centro respiratorio), cuyos axones constituyen vías descendentes que llegan a las motoneuronas del asta anterior de la médula, desde donde parten los nervios periféricos. Sobre el centro influyen otros estímulos procedentes de centros protuberanciales, responsables de la ritmicidad de la ventilación y de la corteza cerebral. La intensidad y frecuencia de respuesta del impulso central se adapta a las demandas por un mecanismo fundamentalmente de carácter humoral: cuando unas células especializadas (quimioreceptores) detectan elevación de CO_2, disminución de O₂ o descenso del pH, aumenta la frecuencia e intensidad de los impulsos y por tanto, la fuerza de la contracción muscular y el volumen de aire renovado. 
 

Además de la renovación del aire alveolar, la bomba muscular respiratoria participa en otra función transcendental, la tos, cuyo fin es proteger la vía aérea y mantener permeable su luz. La tos se inicia en un estímulo reflejo que provoca una inspiración máxima, seguida del cierre de la glotis. A continuación se produce una espiración forzada, que provoca una gran elevación de la presión intratorácica, tras lo cual se abre súbitamente la glotis, saliendo el aire a gran velocidad y arrastrando en su salida secreciones o cuerpos extraños que puedan dificultar el paso u obstruir las vías aéreas.(FIGURA 2 ). Otras funciones no ventilatorias de la bomba muscular son: el suspiro (inspiración profunda y prolongada seguida inmediatamente de una espiración mas corta y fuerte), al que se ha atribuido un cierto papel para garantizar la ventilación de territorios pulmonares que quedan excluidos en la ventilación normal; el estornudo (contracción espasmódica de los músculos espiratorios tras una inspiración profunda, con salida explosiva del aire por boca y nariz) y otros de expresividad tan diversa como el bostezo, sollozo, risa, y llanto.

La ventilación es responsabilidad fundamental de las fibras I, mientras que la tos depende sobre todo de las de tipo II. Las primeras son más resistentes a la fatiga, lo que explica que la dificultad para lograr una tos eficaz sea una de las primeras manifestaciones de la insuficiencia muscular (4).