Clasificación por tamaño en las vías respiratorias humanas

Las vías respiratorias humanas actúan como una especie de máquina de clasificación para permitir que sólo partículas de un determinado tamaño alcancen la parte más profunda de los pulmones: las bolsas respiratorias o alvéolos.

Los tubos bronquiales de los pulmones tienen estructura arborescente y se ramifican a partir de unas cuantas vías respiratorias de varios centímetros de ancho en la parte superior hasta llegar a millones de ramificaciones más pequeñas, con una fracción de milímetro de ancho, en la parte interna de los pulmones. Al final de cada rama están los diminutos alvéolos, cada uno con unas 50 micras de ancho, la mitad del grosor de un cabello humano.

La superficie total de esas pequeñas bolsas, donde los capilares sanguíneos intercambian el oxígeno por dióxido de carbono, es aproximadamente la de un campo de tenis. Y el destino de una partícula es generalmente muy diferente, dependiendo de que penetre con la corriente de aire hasta los alvéolos o que golpee las paredes bronquiales antes de llegar a ellos.

Esto se debe a que las paredes bronquiales están revestidas de mucosidad y cilios, unas células con aspecto de pelo. Cualquier partícula que choque contra la pared se queda pegada, y el movimiento en forma de ola de los cilios puede devolverla por el tracto, como un escalador, hasta la boca. Allí, la partícula es tragada y digerida.

'Una vez tragada la partícula, es como si uno la ingiriese en lugar de respirarla', explica Joe Mauderly, del instituto Lovelace. 'Lo hacemos todo el tiempo, sin ser conscientes de ello'.

Los alveólos

Pero una partícula que alcanza los alvéolos puede, en las circunstancias adecuadas, causar más daño. Cada alvéolo está protegido por un único tipo de célula carroñera, el macrófago. Es ahí donde un poco de polvo de carbón podría introducirse en el tejido pulmonar, conduciendo potencialmente a un endurecimiento de los pulmones denominado fibrosis.

A no ser que los macrófagos ganen la batalla, las bacterias causantes de enfermedades comienzan a hacer estragos en los propios alvéolos. Ahí es, por ejemplo, donde las esporas del ántrax pueden ser devoradas por un macrófago, que las llevaría a otra parte para que germinen y comiencen a producir las toxinas que pueden conducir a la enfermedad por inhalación.

'El pulmón', según Morton Lippmann, profesor de medicina ambiental en la Universidad de Nueva York, 'es un medio de cultivo muy bueno; se puede conseguir una enorme proliferación y los pulmones pueden resultar muy dañados'.