NEUMOLOGÍA PEDIÁTRICA

Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 146 - 151 Revista Neumología Pediátrica | Contenido disponible en www.neumologia-pediatrica.cl 148 Función Pulmonar: Fisiología de los músculos de la respiración el diafragma se comporta similar al resto de los músculos esqueléticos estriados, que son capaces de generar su mayor fuerza cuando están algo elongados y ello sucede cuando el diafragma está cercano a la capacidad residual funcional y mantiene de forma óptima el área de aposición (1,4). En cambio, a volúmenes pul- monares altos, cercanos a la capacidad pulmo- nar total, la tensión que genera el diafragma es cercana a cero, ya que, a ese nivel de volumen pulmonar, el diafragma alcanza su mayor con- tracción junto con una reducción significativa del área de aposición (4). Incluso, a un volumen pulmonar alto mantenido (hiperinsuflación), la contracción diafragmática tiende a desplazar la caja torácica inferior en sentido espiratorio (signo de Hoover) (4,8). El diafragma está constituido por diver- sas fibras motoras: de contracción lenta resis- tentes a la fatiga (fibras S o tipo I) y rápidas (tipo F o tipo II). Las fibras tipo F muestran una re- sistencia variable, desde resistentes a la fatiga (tipo FR o IIa), intermedias a la fatiga (tipo FInt o IIx), y fatigables (tipo FF o IIb) (2,7,9). Estas fi- bras motoras desempeñan un papel importan- te en el mantenimiento de la ventilación y en otras acciones no ventilatorias. Para funciones ventilatorias como la eupnea o la respuesta a la hipoxia/hipercapnia participan fibras moto- ras tipo I y IIa (6,7) mientras que en actividades como el toser y el estornudar se reclutan fibras motoras tipo IIx y IIb (7). El diafragma de individuos mayores de 2 años contiene aproximadamente un 75% de fi- bras resistentes a la fatiga, 50% de tipo I y 25% de tipo IIa (2,9) (Tabla 1) comparado con el 40% de fibras tipo I de los músculos de las extremi- dades (6). Es importante recordar que las fibras tipo I están rodeadas por un número mayor de capilares (4 a 5) que las fibras tipo II (a y b) (6). En consecuencia, las fibras tipo I poseen una alta actividad enzimática mitocondrial y baja glucolítica (9). Como en todo músculo esquelético, la función contráctil tiene dos características fundamentales: la fuerza , que depende del número de unidades contráctiles y miofibrillas presentes en el músculo y la resistencia , que depende tanto de la densidad de capilares y mitocondrias, como de la capacidad enzimáti- ca oxidativa (2,5,6). El incremento de la fuerza se produce por reclutamiento progresivo de unidades motoras (contracción de baja inten- sidad) y/o aumento de la tasa de activación de cada unidad (contracción de alta actividad) (2,6). Además de lo anterior, la función contrác- til se ve modificada también por la longitud del músculo en reposo, masa muscular, frecuencia del estímulo eléctrico, velocidad de contrac- ción y disposición mecánica (global y de cada componente) (5). Existen tres tipos de relacio- nes fundamentales para analizar la mecánica muscular: la longitud-tensión, el volumen pul- monar y la forma de la caja torácica. La relación longitud-tensión del diafragma parece similar a la de los músculos de las extremidades. La longitud a la que puede generar el máximo de fuerza es denominada longitud óptima (LO) (6). La relación longitud-tensión del diafragma de- pende del volumen pulmonar y su LO se ubica en el nivel cercano a la capacidad residual fun- cional (6). La forma de la caja torácica influye en la longitud del diafragma a cualquier volumen, (4,5) y la tensión que es capaz de generar, dis- minuye cuando se acorta en forma aguda (ej.: por atrapamiento aéreo dinámico durante una crisis asmática) (4,8). Los músculos intercostales externos se originan en las costillas 1 a 11 y se insertan en las costillas 2 a 12 (5). Sus fibras están orienta- das de forma oblicua hacia la línea media ante- rior y cada espacio intercostal comprende una costilla cefálica y una caudal. Así, la activación conjunta de todos los músculos intercostales externos tienen la capacidad de traccionar la costilla inmediatamente inferior en sentido caudo-cefálico y las rota anteriormente, lo que expande las dimensiones transversales de la caja torácica (4). Estas acciones definen a los intercostales externos comomúsculos agonis- tas inspiratorios (4,5). La composición de sus fibras se describe en la Tabla 1. Los músculos intercostales paraester- nales corresponden a la porción condroester- nal de los músculos intercostales internos. Su acción consiste en producir un estrechamiento de los espacios intercostales y la elevación de las costillas y están activos durante la respira- ción tranquila, principalmente en posición pro- na y supina (2,4,5). Los tres músculos escalenos , están inervados por el cuarto, quinto y sexto nervios espinales cervicales (C4-C6). Su contracción eleva la primera y la segunda costilla, lo que contribuye a la expansión de la caja torácica a lo largo del eje anteroposterior, así como el eje cefálico-caudal durante la inspiración tranquila (4,5). La composición del diafragma y los mús- culos intercostales cambia significativamente durante los primeros 2 años de vida, donde alcanzan una configuración similar al adulto (10) (Figura 3). El número de fibras musculares de tipo I está directamente relacionado con la edad, lo que puede explicar, al menos en parte, la facilidad de inducir fatiga respiratoria a me- dida que aumenta el trabajo respiratorio (10). En los recién nacidos prematuros las fibras tipo I son menores a 10% (10), por lo que el trabajo respiratorio es aproximadamente tres veces mayor que el de los adultos y puede aumen- tar significativamente ante cualquier grado de obstrucción de las vías respiratorias (10). Debi- do a que las fibras musculares de tipo I brindan la capacidad de realizar contracciones repeti- das, cualquier factor que aumente el trabajo respiratorio contribuye a la fatiga temprana de los músculos respiratorios de los lactantes, es- pecialmente sin son prematuros (10). 2. Músculos accesorios o secundarios de la inspiración La mayoría de los músculos del cuello, cintura escapular y región superior del tórax participan de la inspiración en circunstancias de alta demanda (4,5). Entre los principales destacados en la literatura se incluyen los es- ternocleidomastoideos, pectoral mayor, dorsal ancho, músculos de la nariz y de la laringe (4,5). Los músculos esternocleidomastoideos derecho e izquierdo, tienen su origen en la Tabla 1. Composición de fibras musculares respiratorias en el humano adulto. Músculos inspiratorios Músculos espiratorios Diafragma costal 49±3 28±6 23±4 Intercostales internos 64±3 35±3 1±1 Fibras I (%) Fibras IIa (%) Fibras IIb (%) Elaborado en base a datos publicados por Mizuno M. y Secher NH. Referencia 9. Intercostales externos 62±3 22±2 17±1 Figura 3. Cambio en la composición de fibras len- tas (tipo I) de muestras obtenidas postmortem de los músculos diafragma, intercostales internos e intercostales externos en prematuros (< 35 sema- nas de gestación), nacidos a término, menores de 2 años y adulto). Graficado a partir de los datos pu- blicados por Keens TG. et al. Referencia 10.