Capítulo 11: El diafragma y las costillas: la bomba de la respiración

¿Quién llena los pulmones?

En el capítulo anterior viajaste en el tren rojo de la sangre. Los glóbulos rojos recogían el oxígeno en los pulmones, pasaban a toda prisa por el corazón y llevaban ese oxígeno a todos los rincones de tu cuerpo, desde el cerebro hasta las puntas de los dedos de los pies. En el camino de vuelta, esos mismos glóbulos rojos ayudaban a traer de regreso a los pulmones el dióxido de carbono, un gas de desecho, para que pudieras soltarlo al respirar.

Pero un tren solo puede recoger lo que está esperando en la estación. Si el aire de dentro de tus pulmones nunca cambiara, el oxígeno de ese aire pronto se acabaría, y el dióxido de carbono se iría amontonando como la basura que nadie se lleva. Tiene que entrar aire fresco y tiene que salir aire viejo, una y otra vez, todo el día y toda la noche, durante toda tu vida.

Así que aquí tienes un acertijo. Tus pulmones son blandos y esponjosos, un poco como dos esponjas grandes llenas de globitos diminutos. No tienen músculos fuertes propios. No pueden apretarse para hacerse más pequeños ni inflarse solos. Entonces, ¿qué hace que tus pulmones se llenen de aire y se vuelvan a vaciar, más de veinte mil veces cada día?

La respuesta es un equipo de músculos y huesos que rodea los pulmones como una máquina viva. El miembro más importante del equipo es un músculo llamado diafragma. Sus compañeros son tus costillas y los músculos pequeños que hay entre ellas. Juntos forman la bomba de la respiración. En este capítulo descubrirás cómo funciona esta bomba, cómo tu cuerpo la mantiene en marcha incluso mientras duermes y cómo te ayuda a protegerte de los gérmenes y el polvo.

El diafragma: una cúpula debajo de tus pulmones

Pon la mano sobre el pecho y luego deslízala hacia abajo hasta el borde de abajo de tus costillas, justo encima de la barriga. Debajo de tu mano, escondido muy dentro de tu cuerpo, está el diafragma. Es una lámina de músculo ancha y delgada que se extiende de lado a lado por dentro de tu cuerpo, de delante hacia atrás y de un costado al otro. Di su nombre despacio: dia-frag-ma.

El diafragma tiene forma de cúpula, o de tazón puesto boca abajo. Cuando está relajado, el centro de la cúpula se abomba hacia arriba, hacia el pecho. Tus pulmones y tu corazón descansan encima de él. Tu estómago, tu hígado y el resto de los órganos de la barriga están debajo. Así, el diafragma funciona al mismo tiempo como el suelo del pecho y el techo de la barriga.

Como todos los músculos, el diafragma tiene un movimiento principal: puede tensarse. Cuando un músculo se tensa y se acorta, los científicos dicen que se contrae. Cuando el diafragma se contrae, la cúpula baja y se vuelve más plana, casi como la superficie de una cama elástica que alguien ha estirado bien. Cuando el diafragma se relaja, la cúpula vuelve a subir y recupera su forma curva.

Este movimiento tan sencillo, abajo y arriba, abajo y arriba, es el centro de la respiración. Cada vez que el diafragma se aplana, el espacio de dentro de tu pecho se hace más alto. Cada vez que el diafragma se relaja, ese espacio vuelve a hacerse más bajo. Como verás pronto, cambiar el tamaño de ese espacio es todo lo que hace falta para mover el aire hacia dentro y hacia fuera de tu cuerpo.

El diafragma es uno de los músculos más trabajadores que tienes. Los músculos de tus brazos descansan cuando estás sentado sin moverte, y los músculos de tus piernas descansan cuando estás acostado. El diafragma sigue funcionando desde el momento en que naces, todos los días y todas las noches. Por suerte, está hecho para este tipo de trabajo constante y suave. Casi nunca se cansa como se cansan tus piernas después de subir corriendo una colina larga.

Las costillas: una jaula que se puede mover

Ahora deja que tus dedos caminen por el costado de tu pecho. Puedes sentir unos bultos, uno encima de otro, como los peldaños de una escalera de mano. Esos bultos son tus costillas. La mayoría de las personas tienen doce pares de costillas, doce en el lado izquierdo y doce en el derecho. Las costillas se curvan desde la columna vertebral, en la espalda, hacia el esternón, el hueso plano que hay en el centro de la parte de delante del pecho.

Juntas, las costillas forman la caja torácica. Una caja o una jaula puede sonar a algo rígido y fijo, pero tu caja torácica no es así en absoluto. Entre cada par de costillas vecinas hay unas capas delgadas de músculo llamadas músculos intercostales. La palabra intercostal simplemente significa "entre las costillas". Cuando estos músculos se tensan, levantan las costillas hacia arriba y hacia fuera.

Para imaginar cómo funciona, piensa en el asa de un balde. Cuando el asa cuelga hacia abajo, queda pegada al costado del balde. Cuando levantas el asa, se balancea hacia fuera y forma un arco más ancho. Tus costillas se mueven de forma parecida. Cuando los músculos de las costillas tiran de ellas hacia arriba, las costillas se balancean hacia los lados, y la parte de delante del pecho se mueve un poco hacia delante. El pecho se hace más ancho de un lado a otro y más profundo de delante hacia atrás.

La caja torácica tiene un segundo trabajo igual de importante. Es un escudo. Las costillas se curvan alrededor de tu corazón y tus pulmones como los barrotes de una valla fuerte pero flexible, y protegen estos órganos blandos de los golpes cuando corres, te caes o juegas. Muchas de las costillas están unidas al esternón por cartílago, el mismo material firme pero flexible que da forma a la punta de la nariz y a la parte de fuera de las orejas. Gracias al cartílago, la caja torácica puede ceder un poco cuando la empujan, en lugar de ser rígida como una caja de verdad.

Hay otro detalle ingenioso. La parte de fuera de cada pulmón y la parte de dentro de la pared del pecho están cubiertas por unas capas finas y lisas llamadas pleura. Entre estas dos capas hay una cantidad diminuta de líquido resbaladizo. Este líquido deja que los pulmones se deslicen contra la pared del pecho sin rozarse. También hace que las dos capas se mantengan pegadas, igual que dos cristales mojados se deslizan con facilidad uno sobre otro pero cuesta separarlos. Como las capas se mantienen pegadas, los pulmones siguen cada movimiento del pecho, como una sombra que te sigue por el suelo.

Tomar aire y soltar aire

Ahora ya conoces las piezas. Así es como trabajan juntas. El aire siempre se mueve desde un lugar donde está más apretado hacia un lugar donde está menos apretado. Los científicos llaman presión a ese apretón. Cuando sueltas la boquilla de un globo inflado, el aire apretado de dentro sale disparado hacia la habitación. Tu bomba de la respiración usa esta regla tan sencilla cada pocos segundos de tu vida.

Cuando tomas aire, el diafragma se contrae y baja, y los músculos de las costillas levantan las costillas hacia arriba y hacia fuera. El pecho se hace más grande en todas las direcciones: más alto, más ancho y más profundo. Los pulmones, que están pegados a la pared del pecho, se estiran para llenar el espacio más grande. Ahora el aire de dentro de los pulmones está más repartido y menos apretado que el aire de fuera de tu cuerpo. Así que el aire de fuera entra por tu nariz o tu boca, baja por tu tráquea y llega a los pulmones, hasta que la presión de dentro y la de fuera vuelven a estar igualadas.

Un cuentagotas funciona de forma parecida. Cuando aprietas la perilla de goma y luego la sueltas, la perilla vuelve a su forma y deja más espacio dentro, y el líquido sube por el tubo para llenar ese espacio. Tu pecho es como la perilla. Cada vez que el diafragma y las costillas hacen el pecho más grande, el aire entra para llenar el espacio extra.

Soltar el aire, cuando estás tranquilo, es todavía más fácil. El diafragma simplemente se relaja y vuelve a subir flotando hasta su forma de cúpula. Los músculos de las costillas también se relajan, y las costillas vuelven a bajar. Los propios pulmones son elásticos, como una banda elástica que has estirado, así que vuelven solos a un tamaño más pequeño. El pecho se hace más pequeño, el aire de dentro se aprieta y sale. Cuando estás en reposo, soltar el aire casi no cuesta ningún esfuerzo.

Cuando necesitas soplar fuerte, tu cuerpo añade fuerza extra. Los músculos de la barriga se tensan y empujan los órganos de la barriga hacia arriba contra el diafragma, mientras otros músculos de las costillas tiran de las costillas hacia abajo. Usas este empujón fuerte cuando soplas las velas de un pastel de cumpleaños, haces pompas de jabón, le gritas a un amigo que está al otro lado de un campo o tocas un silbato o una flauta. También lo usas cuando toses, algo sobre lo que leerás más dentro de poco.

Aquí tienes algo que puedes probar ahora mismo sin peligro. Siéntate o acuéstate cómodamente y pon una mano plana sobre la barriga y la otra sobre el pecho. Toma aire despacio por la nariz. ¿Sientes cómo la barriga empuja suavemente tu mano hacia fuera? Eso pasa porque el diafragma está bajando y apartando a un lado los órganos de la barriga. Ahora suelta el aire despacio y siente cómo la barriga vuelve a hundirse: estás sintiendo tu bomba de la respiración en acción.

Quizá notes que la mano que está sobre el pecho se mueve menos que la mano que está sobre la barriga. Durante la respiración tranquila, el diafragma hace la mayor parte del trabajo. Durante las respiraciones grandes y rápidas, los músculos de las costillas participan mucho más, y puedes sentir cómo se levanta todo tu pecho. Las dos formas son normales. Tu cuerpo simplemente elige la cantidad justa de esfuerzo para cada momento.

Respiraciones rápidas, respiraciones lentas

Prueba a contar cuántas veces tomas aire en un minuto mientras estás sentado tranquilamente. Pídele a un adulto que mire el reloj por ti. Es un poco difícil, porque pensar en la respiración puede cambiarla, así que respira como lo haces normalmente. Muchos niños de tu edad respiran más o menos entre quince y treinta veces por minuto cuando están en reposo. La mayoría de los adultos respiran un poco más despacio, entre doce y veinte veces por minuto, más o menos. Los bebés recién nacidos respiran mucho más rápido, a menudo entre treinta y sesenta veces por minuto, porque su cuerpecito está creciendo muy deprisa.

La velocidad de tu respiración no es fija. Corre por el patio, sube una colina o baila con música rápida, y notarás que respiras más rápido y más hondo. Tus músculos, al trabajar, gastan oxígeno y producen dióxido de carbono extra, así que la bomba de la respiración acelera para que la estación siga bien abastecida para el tren rojo. Cuando te sientas a descansar, tu respiración se va calmando poco a poco.

Cada respiración también cambia de tamaño. En una respiración tranquila, el diafragma baja solo un poco, más o menos el ancho de uno o dos de tus dedos. En una respiración muy profunda, puede bajar varias veces más. Como leíste en el capítulo 8, una respiración tranquila de un adulto mueve más o menos medio litro de aire. Una respiración muy profunda puede mover varias veces más.

A veces la bomba hace algo inesperado. El hipo ocurre cuando el diafragma se tensa de repente, de un tirón, él solo. El aire empieza a entrar de golpe, y una fracción de segundo después las cuerdas vocales de tu garganta se cierran de golpe y hacen el sonido "hip". El hipo puede ser molesto, pero normalmente es inofensivo, y se quita solo después de un rato.

Tu bomba de la respiración también te ayuda a hablar, cantar y reír. Tu voz se produce cuando el aire de los pulmones sale pasando junto a las cuerdas vocales de tu garganta y las hace zumbar. Para cantar una nota larga, sueltas el aire de forma lenta y constante. Para reír, tu diafragma y los músculos de tu barriga dan empujoncitos rápidos, uno detrás de otro. Cada palabra que dices sale de tu cuerpo montada en una bocanada de aire.

El tronco encefálico: un guardián que nunca duerme

Piensa un momento en tu respiración. Puedes elegir tomar una gran bocanada de aire, o respirar despacio, o aguantar la respiración unos segundos antes de meter la cara en el agua en la piscina. Pero la mayor parte del tiempo no piensas en la respiración en absoluto. Respiras mientras lees, mientras almuerzas, mientras juegas y toda la noche mientras estás profundamente dormido. Entonces, ¿quién está al mando cuando no estás prestando atención?

La respuesta es el tronco encefálico, la parte del cerebro que conociste en el capítulo 3 y otra vez en el capítulo anterior. El tronco encefálico está en lo más bajo del cerebro, donde el cerebro se une con la médula espinal, el largo haz de nervios que baja por dentro de tu columna vertebral. El tronco encefálico se ocupa de muchos trabajos que te mantienen con vida sin que tengas que pensar en ellos, y la respiración es uno de los más importantes de esos trabajos.

Dentro del tronco encefálico, unos grupos de células nerviosas mandan un ritmo constante de señales, como un baterista que marca el ritmo para una banda. Cada señal viaja por los nervios hasta el diafragma y los músculos de las costillas y les dice: "Tensen ahora". Entre una señal y otra, los músculos se relajan. Golpe de tambor, tomas aire. Pausa, sueltas el aire. El ritmo sigue, hora tras hora y año tras año.

El tronco encefálico no solo marca un ritmo constante. También escucha los informes de unos sensores diminutos que hay en el cuerpo. Algunos de estos sensores están en el propio tronco encefálico, y otros están junto a vasos sanguíneos grandes del cuello y cerca del corazón. Los sensores revisan la sangre sin parar, sobre todo cuánto dióxido de carbono lleva la sangre. Cuando el dióxido de carbono empieza a acumularse, por ejemplo mientras corres, los sensores mandan un mensaje, y el tronco encefálico le dice a la bomba que trabaje más rápido y con más fuerza.

Por eso nadie puede aguantar la respiración durante mucho tiempo. Si aguantas la respiración, el dióxido de carbono se va acumulando poco a poco en tu sangre. Pronto los sensores dan la alarma, y el tronco encefálico manda señales cada vez más fuertes hasta que simplemente tienes que respirar. Este sistema de seguridad es más fuerte que tus propias ganas. Aun así, aguantar la respiración mucho tiempo no es un buen juego, sobre todo en el agua. Respirar siempre debería sentirse fácil y cómodo.

Tu tronco encefálico es un guardián que nunca se toma un descanso. Cuando duermes, tu respiración se vuelve más lenta y más regular, pero sigue toda la noche. Incluso mientras sueñas que vuelas sobre las montañas o que nadas con las ballenas, el baterista de tu tronco encefálico sigue marcando el ritmo, y tu diafragma sigue moviendo el aire hacia dentro y hacia fuera.

Cómo te protege la bomba

A estas alturas ya has conocido a muchos guardianes que protegen tus pulmones: los vellos y el moco de tu nariz, las amígdalas de tu garganta, la epiglotis, la escalera mecánica de pelitos diminutos de la tráquea y las células limpiadoras de los alvéolos. Quizá la bomba de la respiración no parezca un guardián, pero muchos de esos otros guardianes no podrían hacer su trabajo sin ella.

Primero, la bomba les da fuerza a la tos y a los estornudos. Como aprendiste en el capítulo 3, antes de toser tomas aire rápido. Luego las cuerdas vocales se cierran con fuerza, y los músculos de la barriga y de las costillas aprietan mucho, y así se acumula presión dentro del pecho. De repente las cuerdas vocales se abren, y un fuerte chorro de aire sube disparado por la tráquea, arrastrando moco, polvo o alguna miga perdida. Sin una bomba de la respiración fuerte, las salidas de emergencia de las que leíste antes en este libro no serían más que soplidos débiles.

Segundo, las respiraciones profundas ayudan a mantener los pulmones limpios y abiertos. Cuando respiras muy suavemente durante mucho tiempo, puede que algunos de los saquitos de aire diminutos de lo más profundo de los pulmones no se llenen del todo. Cada pocos minutos, sin darte cuenta, das un suspiro, una respiración un poco más grande de lo normal. Los suspiros, junto con las grandes bocanadas que tomas cuando corres, te ríes o juegas, vuelven a abrir esos rincones tranquilos. Las respiraciones grandes también ayudan a que la escalera mecánica de pelitos diminutos suba el moco y se lo lleve. Esta es una de las razones por las que moverse es tan bueno para tus pulmones.

Tercero, la bomba se ajusta cuando tu cuerpo está combatiendo gérmenes. Cuando estás enfermo, tu cuerpo trabaja mucho sin que se vea, y a menudo necesita más oxígeno de lo normal. El tronco encefálico lo nota y quizá te haga respirar un poco más rápido. Así, la bomba de la respiración cambia su velocidad según lo que tu cuerpo necesita, tanto si estás echando una carrera con un amigo como si estás descansando en la cama. Si alguna vez respirar parece difícil o incómodo, es importante que se lo digas enseguida a un adulto.

Cuarto, la bomba trabaja junto con tu nariz. Cuando tomas aire tranquilamente por la nariz, el aire avanza lo bastante despacio para calentarse, humedecerse y filtrarse antes de llegar a tus pulmones. El diafragma marca el ritmo, y la nariz hace la limpieza. Respirar tranquilamente por la nariz, de día y de noche, permite que estos dos guardianes trabajen en equipo.

Por último, recuerda que la bomba necesita cuidados, como cualquier miembro de un equipo. Sentarte y ponerte de pie bien derecho le da al diafragma espacio para moverse. Correr, nadar, trepar y bailar hacen que los músculos de la respiración se vuelvan más fuertes. Y si alguna vez respirar se siente difícil, apretado o ruidoso de una forma nueva, díselo a un adulto, para que ese adulto pueda hablar con un médico si está preocupado.

Cada respiración que haces es un pequeño trabajo en equipo. El tronco encefálico da la señal. El diafragma tira hacia abajo, y las costillas se balancean hacia fuera. Los pulmones se estiran, y el aire fresco entra a toda prisa, pasa junto a todos los guardianes y baja hasta los globitos diminutos donde está esperando el tren rojo. Luego la bomba se relaja, y el aire viejo vuelve a salir. En el próximo capítulo descubrirás qué pasa los días en que los gérmenes logran colarse entre los guardianes, y cómo todo tu cuerpo trabaja en equipo para defenderse.

Palabras clave

Diafragma: Una lámina de músculo con forma de cúpula que está debajo de los pulmones. Cuando el diafragma se tensa y se aplana, el aire entra en los pulmones.

Contraerse: Lo que hace un músculo cuando se tensa y se acorta. Al contraerse, los músculos tiran de las partes del cuerpo y las mueven.

Costillas: Los huesos curvos que rodean el pecho. Juntas forman la caja torácica, que protege el corazón y los pulmones y se mueve cuando respiras.

Músculos intercostales: Músculos delgados que hay entre las costillas. Levantan las costillas hacia arriba y hacia fuera para hacer el pecho más grande cuando tomas aire.

Pleura: Dos capas finas y lisas que rodean cada pulmón, con un poco de líquido resbaladizo entre ellas. Dejan que los pulmones se deslicen con facilidad cuando el pecho se mueve.

Presión: Lo fuerte que está apretado el aire o el agua. El aire siempre se mueve desde un lugar donde la presión es más alta hacia un lugar donde es más baja.

Frecuencia respiratoria: El número de veces que respiras en un minuto. Sube cuando estás activo y baja cuando descansas.

Tronco encefálico: La parte de abajo del cerebro, donde el cerebro se une con la médula espinal. Mantiene en marcha la respiración y otros trabajos necesarios para la vida sin que tengas que pensar en ellos.

Hipo: Una tensión repentina y a tirones del diafragma, seguida del cierre rápido de las cuerdas vocales, que produce un sonido como "hip".