Membrana alveolocapilar

Qué es la membrana alveolocapilar

La membrana alveolocapilar —también llamada barrera alveolocapilar, barrera hematogaseosa o membrana respiratoria— es la estructura a través de la cual los gases respiratorios difunden por gradiente de presión parcial entre el compartimento aéreo del pulmón y el compartimento sanguíneo. Constituye, de hecho, la superficie de intercambio más extensa del organismo: desplegada, los 300-500 millones de alvéolos ofrecen unos 70 m² de área de contacto entre aire y sangre, algo comparable a la mitad de una pista de tenis.

El nombre reúne tres elementos de raíz latina y griega. "Membrana" procede del latín membrāna, "piel fina que recubre un órgano". "Alvéolo" viene de alveŏlus, diminutivo de alveus, "cavidad". Y "capilar" deriva de capillāris, formado sobre capillus, "cabello", por el calibre extraordinariamente fino de estos vasos. El término compuesto describe, pues, la delgada lámina que se interpone entre la cavidad alveolar y el vaso capilar.

Capas de la barrera

Desde la luz del alvéolo hasta la luz del capilar, la membrana alveolocapilar está formada por las siguientes estructuras: la película de surfactante que recubre la superficie alveolar y reduce la tensión superficial; el citoplasma extendido y muy adelgazado del neumocito de tipo I, la célula epitelial que tapiza el 95 % de la superficie alveolar; la lámina basal del epitelio alveolar; la lámina basal del endotelio capilar, que en buena parte de su extensión se fusiona con la anterior eliminando el espacio intersticial; y, finalmente, el citoplasma de la célula endotelial del capilar pulmonar.

El resultado es una barrera que en sus zonas más finas mide apenas 0,2 µm —un espesor treinta o cuarenta veces menor que el diámetro de un eritrocito—. Esa delgadez extrema es condición necesaria para que la difusión pasiva se complete en fracciones de segundo. Las zonas donde las dos láminas basales no se fusionan presentan un estrecho espacio intersticial con fibras de colágeno y elastina; ese lado "grueso" de la membrana es el que participa en el drenaje de líquido intersticial y contribuye a la compliance del parénquima.

La difusión a través de la membrana: ley de Fick aplicada

La transferencia de O₂ y CO₂ a través de la membrana alveolocapilar obedece a la ley de Fick: la cantidad de gas que difunde por unidad de tiempo es directamente proporcional a la superficie de la membrana, al gradiente de presión parcial del gas y a su solubilidad, e inversamente proporcional al grosor de la barrera. En el pulmón sano, los cuatro factores conspiran a favor de un intercambio rápido: superficie enorme (70 m²), gradiente de O₂ de unos 60 mmHg (100 en el alvéolo frente a 40 en la sangre venosa), grosor mínimo y alta solubilidad del CO₂.

Un eritrocito permanece en el capilar alveolar aproximadamente 0,75 segundos, pero la presión parcial de O₂ en la sangre se equilibra con la del alvéolo ya al cabo de 0,25 segundos, es decir, en el primer tercio del recorrido. Esa reserva temporal permite que, incluso durante el ejercicio intenso —cuando el gasto cardíaco aumenta y el tiempo de tránsito capilar se acorta—, la difusión siga siendo completa en condiciones normales. La capacidad de difusión (DLCO) es el parámetro clínico que cuantifica esta eficiencia.

Qué altera la membrana alveolocapilar

Cualquier proceso que aumente el grosor de la barrera, reduzca su superficie o inunde su lado alveolar compromete la difusión. El engrosamiento por depósito de tejido fibroso en el intersticio es característico de la fibrosis pulmonar: la barrera pasa de fracciones de micra a varios micrómetros y la DLCO desciende. La destrucción de paredes alveolares en el enfisema reduce la superficie total de intercambio. Y la ocupación de la luz alveolar por líquido (edema alveolar) o por material lipoproteico (proteinosis alveolar) interpone una capa adicional que el gas debe atravesar. En todos estos escenarios, el resultado funcional es una caída de la PₐO₂ arterial: hipoxemia.

Preguntas frecuentes

¿Es lo mismo membrana alveolocapilar que membrana respiratoria?

Son términos sinónimos empleados en contextos diferentes. "Membrana alveolocapilar" es la denominación anatómica más precisa, porque nombra las dos estructuras que delimitan la barrera: el alvéolo y el capilar. "Membrana respiratoria" es más frecuente en los textos de fisiología anglosajones (respiratory membrane) y pone el acento en la función. Ambas designan la misma estructura.

¿Cuántas capas tiene?

Depende de cómo se cuenten. Si se desglosan todos los componentes desde la luz alveolar hasta la luz capilar, se enumeran habitualmente cinco o seis: película de surfactante, citoplasma del neumocito de tipo I, lámina basal epitelial, espacio intersticial (cuando existe), lámina basal endotelial y citoplasma de la célula endotelial. En muchos puntos, las dos láminas basales se fusionan y el espacio intersticial desaparece, reduciendo el recuento a cuatro o cinco capas funcionales.

¿Por qué es tan fina?

Porque la difusión pasiva —el único mecanismo que emplea el pulmón para transferir gases— es inversamente proporcional al grosor de la barrera. Cuanto más delgada, más rápida la difusión. La evolución ha seleccionado un diseño que minimiza el espesor y maximiza la superficie, a costa de una cierta fragilidad mecánica: la membrana alveolocapilar es vulnerable a la sobredistensión, al edema y a la fibrosis.

Referencias

1. Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. Intercambio de gases. MedlinePlus, vídeos de salud.
2. Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre (NHLBI). Qué hace la respiración por el cuerpo.
3. Wood KL. Medición del intercambio gaseoso. Manual MSD, versión para profesionales.
4. Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. Examen de difusión pulmonar. MedlinePlus, enciclopedia médica en español.