Tensión superficial

Qué es la tensión superficial en el contexto pulmonar

En física, la tensión superficial se define como la energía necesaria para aumentar la superficie de un líquido por unidad de área. Sus unidades son N/m (newtons por metro). El fenómeno se debe a las fuerzas de cohesión entre las moléculas del líquido: las que están en la superficie carecen de vecinas por el lado del aire y experimentan una atracción neta hacia el interior, lo que hace que la superficie se comporte como una membrana elástica que tiende a contraerse.

La palabra "tensión" procede del latín tensio, -onis ("acción de tender o estirar"), derivada de tendere. "Superficial" viene del latín superficialis, de superficies ("la cara de arriba"). La RAE define la tensión superficial como la "acción de las fuerzas moleculares en virtud de la cual la capa exterior de los líquidos tiende a contener el volumen de estos dentro de la mínima superficie".

En el pulmón, esta propiedad física tiene consecuencias directas. Los alvéolos están revestidos por una fina lámina de líquido cuya tensión superficial tiende a colapsarlos, especialmente durante la espiración, cuando su volumen se reduce. La ley de Laplace cuantifica ese efecto: la presión de colapso en una esfera es directamente proporcional a la tensión superficial e inversamente proporcional a su radio. Esto significa que los alvéolos más pequeños deberían sufrir mayor presión de colapso que los grandes y vaciarse en ellos, haciendo el sistema inestable.

Eso no ocurre porque el surfactante pulmonar reduce la tensión superficial de forma dinámica: cuando el alvéolo se contrae y su área disminuye, la concentración de surfactante por unidad de superficie aumenta y la tensión baja todavía más. El resultado es que los alvéolos pequeños alcanzan tensiones superficiales más bajas que los grandes, las presiones se equilibran y el sistema se mantiene estable. Sin surfactante, la compliance pulmonar cae drásticamente, los alvéolos colapsan (atelectasia) y el intercambio gaseoso se deteriora: es lo que ocurre en el síndrome de dificultad respiratoria del neonato.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene el término "tensión superficial"?

Del latín tensio ("acción de estirar") y superficialis ("relativo a la superficie"). Es un concepto de la física que designa la energía por unidad de área en la interfase entre un líquido y otro medio. En medicina se aplica sobre todo al papel que desempeña en la mecánica alveolar.

¿Por qué es relevante la tensión superficial para los pulmones?

Porque la lámina de líquido que recubre los alvéolos genera una fuerza que tiende a colapsarlos. Sin el surfactante que la reduce, el esfuerzo necesario para expandir los pulmones en cada inspiración sería enorme —se estima que consumiría más del 30 % de la energía metabólica total del organismo— y los alvéolos más pequeños se vaciarían en los más grandes.

¿Qué es la ley de Laplace aplicada al pulmón?

Es la relación física que establece que la presión de colapso en el interior de una esfera (o de un alvéolo) es proporcional a la tensión superficial y se divide entre el radio. Aplicada al pulmón, predice que los alvéolos pequeños tenderían a colapsarse más que los grandes. El surfactante compensa ese efecto al reducir más la tensión superficial cuanto menor es el alvéolo.

Referencias

1. Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. Síndrome de dificultad respiratoria neonatal. MedlinePlus, enciclopedia médica en español.
2. Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre (NHLBI). Cómo funcionan los pulmones — El sistema respiratorio.
3. Manual MSD, versión para profesionales. Síndrome de dificultad respiratoria en recién nacidos.
4. Real Academia Española. Tensión. Diccionario de la lengua española.