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Diafragma torácico

Estructura del diafragma mostrada mediante una imagen fija de una animación médica en 3D. El diafragma torácico , o simplemente diafragma ( / ˈ d aɪ ə f r æ m / ; [ 1 ] griego a...

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Estructura del diafragma mostrada mediante una imagen fija de una animación médica en 3D.
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El diafragma torácico , o simplemente diafragma ( / ˈ d aɪ ə f r æ m / ; [ 1 ] griego antiguo : διάφραγμα , romanizado :  diáphragma , lit. ' partición ' ), es una lámina de músculo esquelético interno [ 2 ] en humanos y otros mamíferos que se extiende a lo largo de la parte inferior de la cavidad torácica . El diafragma es el músculo más importante de la respiración , [ 3 ] y separa la cavidad torácica , que contiene el corazón y los pulmones , de la cavidad abdominal : cuando el diafragma se contrae, el volumen de la cavidad torácica aumenta, creando una presión negativa allí, que atrae aire hacia los pulmones. [ 4 ] Su alto consumo de oxígeno está indicado por la gran cantidad de mitocondrias y capilares presentes; más que en cualquier otro músculo esquelético. [ 3 ]

El término diafragma en anatomía, creado por Gerardo de Cremona , [ 5 ] puede referirse a otras estructuras planas como el diafragma urogenital o el diafragma pélvico , pero "el diafragma" generalmente se refiere al diafragma torácico. En los humanos, el diafragma es ligeramente asimétrico: su mitad derecha está más arriba (superior) que la izquierda, ya que el hígado, de gran tamaño, descansa debajo de la mitad derecha del diafragma.

Otros mamíferos tienen diafragma, y ​​otros vertebrados , como los anfibios y los reptiles, poseen estructuras similares al diafragma, pero pueden variar detalles importantes de la anatomía, como la posición de los pulmones en la cavidad torácica.

Estructura

Definición de diafragma en la Glossographia Anglicana Nova de Blount de 1707

El diafragma es una estructura curvada hacia arriba, en forma de C, compuesta de músculo y tejido fibroso , que separa la cavidad torácica del abdomen. [ 6 ] La superficie superior de la cúpula forma el suelo de la cavidad torácica, y la superficie inferior, el techo de la cavidad abdominal. [ 7 ]

Como una cúpula, el diafragma tiene inserciones periféricas en estructuras que conforman las paredes abdominal y torácica. Las fibras musculares de estas inserciones convergen en un tendón central , que forma la cresta de la cúpula. [ 7 ] Su parte periférica consta de fibras musculares que se originan en la circunferencia de la abertura torácica inferior y convergen para insertarse en un tendón central.

Las fibras musculares del diafragma se irradian hacia afuera desde el tendón central. Si bien el diafragma es un solo músculo, está compuesto por dos regiones musculares distintas: el diafragma costal, que impulsa la respiración, y el diafragma crural, que actúa como anclaje, uniendo el músculo a las costillas inferiores y las vértebras lumbares. El diafragma costal se divide a su vez en porciones ventral, medial y dorsal. [ 8 ] [ 9 ]

La parte vertebral del diafragma surge de los pilares y los ligamentos arcuatos. El pilar derecho surge de los cuerpos vertebrales L1-L3 y sus discos intervertebrales. El pilar izquierdo, más pequeño, surge de los cuerpos vertebrales L1, L2 y sus discos intervertebrales. [ 8 ] [ 7 ] [ 10 ] El ligamento arcuato medial surge del engrosamiento de la fascia desde el cuerpo de la vértebra L2 hasta la apófisis transversa de la vértebra L1, cruzando sobre el cuerpo del músculo psoas mayor . El ligamento arcuato lateral surge de la apófisis transversa de la vértebra L1 y se inserta lateralmente en la 12.ª costilla. El ligamento arcuato lateral también surge del engrosamiento de la fascia que cubre el músculo cuadrado lumbar . El ligamento arcuato medio surge de las partes fibrosas de los pilares derecho e izquierdo por donde pasa la aorta torácica descendente . Ningún músculo diafragmático se origina del ligamento arcuato medio. [ 8 ] Ambas glándulas suprarrenales se encuentran cerca del pilar diafragmático y del ligamento arcuato. [ 11 ]

La parte costal del diafragma se origina a partir de los cartílagos costales de las cuatro costillas inferiores (7 a 10). [ 8 ]

El tendón central del diafragma es una aponeurosis delgada pero fuerte cerca del centro de la bóveda formada por el músculo, más cerca de la parte anterior que de la posterior del tórax . La parte central del tendón se inserta superiormente en el pericardio . Ambos lados de las fibras posteriores se insertan en los surcos paracólicos (la curvatura de las costillas antes de insertarse en ambos lados de los cuerpos vertebrales). [ 8 ]

Vacantes

Diafragma humano, vista transversal desde abajo, mostrando las aberturas.

El diafragma presenta varias aberturas por las que pasan estructuras entre el tórax y el abdomen. Hay tres aberturas grandes: una para la aorta ( hiato aórtico ), [ 2 ] una para el esófago ( hiato esofágico ) y una para la vena cava inferior ( orificio cava ), [ 8 ] además de una serie de aberturas más pequeñas. [ 12 ] [ 13 ]

La vena cava inferior pasa a través del orificio cava, una abertura cuadrilátera en la unión de las valvas derecha y media del tendón central , por lo que sus márgenes son tendinosos. Rodeada de tendones, la abertura se estira cada vez que se produce la inspiración. Sin embargo, se ha argumentado que el orificio cava en realidad se contrae durante la inspiración. Dado que la presión torácica disminuye durante la inspiración y atrae la sangre de la vena cava hacia arriba, en dirección a la aurícula derecha, el aumento del tamaño de la abertura permite que regrese más sangre al corazón, maximizando la eficacia de la disminución de la presión torácica para el retorno de sangre al corazón. La aorta no perfora el diafragma, sino que pasa por detrás de él, entre los pilares izquierdo y derecho.

Existen varias estructuras que atraviesan el diafragma, entre ellas: el nervio frénico izquierdo atraviesa el tendón central, los nervios esplácnicos torácicos mayor, menor y mínimo atraviesan los pilares diafragmáticos bilaterales, y los vasos linfáticos atraviesan todo el diafragma, especialmente la parte posterior del mismo. [ 8 ]

Inervación

El diafragma está inervado principalmente por el nervio frénico , que se forma a partir de los nervios cervicales C3, C4 y C5. [ 7 ] Mientras que la porción central del diafragma envía aferentes sensoriales a través del nervio frénico, las porciones periféricas del diafragma envían aferentes sensoriales a través de los nervios intercostales (T5–T11) [ 8 ] y subcostales (T12).

suministro de sangre

Las arterias y venas situadas por encima y por debajo del diafragma suministran y drenan la sangre.

Desde arriba, el diafragma recibe sangre de ramas de las arterias torácicas internas , a saber, la arteria pericárdicofrénica y la arteria musculofrénica ; de las arterias frénicas superiores , que nacen directamente de la aorta torácica ; y de las arterias intercostales internas inferiores . Desde abajo, las arterias frénicas inferiores irrigan el diafragma. [ 7 ]

El diafragma drena la sangre hacia las venas braquiocefálicas , las venas ácigos y las venas que drenan en la vena cava inferior y la vena suprarrenal izquierda . [ 7 ]

Variación

En ocasiones, la porción esternal del músculo es deficiente y, más raramente, se producen defectos en la parte lateral del tendón central o en las fibras musculares adyacentes.

Desarrollo

El diafragma torácico se desarrolla durante la embriogénesis , comenzando en la tercera semana después de la fecundación, mediante dos procesos conocidos como plegamiento transversal y plegamiento longitudinal. El septo transverso , el tendón central primitivo del diafragma, se origina en el polo rostral del embrión y se reubica durante el plegamiento longitudinal hacia la región torácica ventral. El plegamiento transversal desplaza la pared corporal anteriormente para encerrar el intestino y las cavidades corporales. La membrana pleuroperitoneal y los mioblastos de la pared corporal, provenientes del mesodermo de la placa lateral somática , se unen al septo transverso para cerrar los canales pericardioperitoneales a ambos lados del esófago presuntivo, formando una barrera que separa las cavidades peritoneal y pleuropericárdica. Además, el mesénquima dorsal que rodea el esófago presuntivo forma los pilares musculares del diafragma.

Dado que el elemento más primitivo del diafragma embriológico, el tabique transverso, se forma en la región cervical, el nervio frénico que inerva el diafragma se origina en la médula espinal cervical (C3, C4 y C5). A medida que el tabique transverso desciende, el nervio frénico lo sigue, lo que explica su recorrido tortuoso desde las vértebras cervicales superiores, rodeando el pericardio , para finalmente inervar el diafragma.

Función

Imágenes de resonancia magnética en tiempo real que muestran los efectos del movimiento del diafragma durante la respiración.

El diafragma es el principal músculo respiratorio y participa en la respiración . Durante la inhalación, el diafragma se contrae y desciende, aumentando el volumen de la cavidad torácica y reduciendo la presión intratorácica (los músculos intercostales externos también participan en esta expansión), lo que obliga a los pulmones a expandirse. En otras palabras, el movimiento descendente del diafragma crea un vacío parcial en la cavidad torácica, lo que fuerza a los pulmones a expandirse para llenar ese vacío, aspirando aire en el proceso.

La expansión de la cavidad se produce en dos extremos, junto con formas intermedias. Cuando las costillas inferiores están estabilizadas y el tendón central del diafragma es móvil, una contracción lleva la inserción (tendón central) hacia los orígenes y empuja la cavidad inferior hacia la pelvis, permitiendo que la cavidad torácica se expanda hacia abajo. Esto se conoce comúnmente como respiración abdominal . Cuando el tendón central está estabilizado y las costillas inferiores son móviles, una contracción eleva los orígenes (costillas) hacia la inserción (tendón central), que trabaja en conjunto con otros músculos para permitir que las costillas se deslicen y la cavidad torácica se expanda lateral y superiormente.

Cuando el diafragma se relaja (se mueve hacia arriba), el aire se exhala mediante el proceso de retracción elástica del pulmón y los tejidos que recubren la cavidad torácica. Esta función se ve facilitada por el esfuerzo muscular (denominado espiración forzada ), en el que intervienen los músculos intercostales internos junto con los abdominales , que actúan como antagonistas de la contracción del diafragma. La disfunción diafragmática es un factor bien conocido asociado a diversas complicaciones en los pacientes, como insuficiencia respiratoria prolongada, dificultades para la desconexión de la ventilación mecánica, hospitalización prolongada, mayor morbilidad y mortalidad. [ 15 ] Algunos estudios han demostrado que un diafragma delgado conlleva una mayor distensibilidad pulmonar, lo que puede contribuir a la insuficiencia respiratoria. Además, la reducción del grosor del diafragma durante las primeras etapas de la enfermedad puede servir como marcador pronóstico en pacientes con sepsis y COVID-19. [ 16 ] [ 17 ]

El diafragma también participa en funciones no respiratorias. Ayuda a expulsar el vómito , las heces y la orina del cuerpo aumentando la presión intraabdominal, ayuda en el parto, [ 18 ] y previene el reflujo ácido ejerciendo presión sobre el esófago a medida que pasa por el hiato esofágico .

Importancia clínica

Parálisis

Si se daña el nervio frénico , la columna cervical o el tronco encefálico , se interrumpirá la inervación del diafragma. El daño más común al nervio frénico se produce por cáncer bronquial , que generalmente afecta solo un lado del diafragma. Otras causas incluyen el síndrome de Guillain-Barré y el lupus eritematoso sistémico . [ 19 ]

Hernia

Una hernia de hiato es una hernia en la que partes del esófago inferior o del estómago, que normalmente se encuentran en el abdomen, pasan anormalmente a través del diafragma y se ubican en el tórax. Las hernias se clasifican en rodantes , cuando la hernia se encuentra junto al esófago, o deslizantes , cuando la hernia afecta directamente al esófago. Estas hernias están implicadas en el desarrollo del reflujo, ya que las diferentes presiones entre el tórax y el abdomen normalmente ejercen presión sobre el hiato esofágico . Con la herniación, esta presión desaparece y el ángulo entre el cardias del estómago y el esófago se reduce. No todas las hernias de hiato causan síntomas, aunque casi todas las personas con esófago de Barrett o esofagitis presentan una hernia de hiato. [ 19 ]

Las hernias también pueden ocurrir como resultado de una malformación congénita, una hernia diafragmática congénita . Cuando las membranas pleuroperitoneales no se fusionan, el diafragma no actúa como una barrera eficaz entre el abdomen y el tórax. La hernia suele ser del lado izquierdo y comúnmente a través del triángulo lumbocostal posterior , aunque raramente a través del foramen anterior de Morgagni . El contenido del abdomen, incluidos los intestinos , puede estar presente en el tórax, lo que puede afectar el desarrollo de los pulmones en crecimiento y provocar hipoplasia . [ 20 ] Esta condición está presente en 0,8 - 5/10 000 nacimientos. [ 21 ] Una hernia grande tiene una alta tasa de mortalidad y requiere reparación quirúrgica inmediata. [ 22 ]

Imágenes

Radiografía de tórax que muestra la parte superior del diafragma.

Debido a su posición separando el tórax del abdomen , el líquido anormalmente presente en el tórax, o el aire anormalmente presente en el abdomen, puede acumularse en un lado del diafragma. Una radiografía puede revelar esto. El derrame pleural , en el que hay líquido anormalmente presente entre las dos pleuras de los pulmones , se detecta mediante una radiografía de tórax, que muestra el líquido acumulado en el ángulo entre las costillas y el diafragma . [ 19 ] Una radiografía también puede usarse para revelar un neumoperitoneo , en el que hay gas en el abdomen.

También se puede utilizar una radiografía para comprobar si hay una hernia. [ 20 ]

Importancia en el entrenamiento de fuerza

Algunos han sugerido que la adopción de un patrón de respiración más profundo ocurre durante el ejercicio físico para facilitar una mayor absorción de oxígeno. Sin embargo, la absorción de oxígeno, o más precisamente, la difusión, desde los capilares pulmonares a la sangre arterial ocurre independientemente de la profundidad de la respiración. Durante el ejercicio, la frecuencia respiratoria y el trabajo diafragmático aumentan, lo que a su vez incrementa la tasa de difusión de oxígeno en la sangre arterial. La posición del diafragma no cambia anatómicamente durante los patrones de respiración más profundos, sino que permanece más baja en la zona de aposición, pero no aumenta la difusión de oxígeno. Las tasas de difusión de oxígeno solo aumentan en respuesta a una mayor demanda metabólica. El diafragma está bajo control voluntario e involuntario, pero durante el ejercicio físico, el control involuntario es el principal y se correlaciona directamente con la demanda metabólica del ejercicio.

Otros animales

Diafragma y cavidades pleurales en anfibio (izquierda), ave (centro), mamífero (derecha). a, mandíbula ; b, geniohioideo ; c, hioides ; d, esternohioideo ; e, esternón ; f, pericardio ; g, septo transverso ; h, recto abdominal ; i, cavidad abdominal ; j, pubis ; k, esófago ; l, tráquea ; m, membrana limitante cervical de la cavidad abdominal; n, pared dorsal del cuerpo; o, pulmón ; o', saco aéreo . [ 23 ]

La existencia de una membrana que separa la faringe del estómago se puede rastrear ampliamente entre los cordados . Así, el organismo modelo , el anfioxo marino , posee un atrioporo por el cual el agua sale de la faringe, que se ha afirmado (y se ha discutido) que es homólogo a estructuras en ascidias y mixinos . [ 24 ] El epicardio de los tunicados separa los órganos digestivos de la faringe y el corazón, pero el ano regresa al compartimento superior para descargar los desechos a través de un sifón de salida.

Así, el diafragma surge en el contexto de un plan corporal que separaba un compartimento superior de alimentación de un tracto digestivo inferior, pero el punto en el que se origina es una cuestión de definición. Se ha denominado diafragmas a estructuras en peces, anfibios, reptiles y aves, pero se ha argumentado que estas estructuras no son homólogas . Por ejemplo, el músculo diafragmático del caimán no se inserta en el esófago y no afecta la presión del esfínter esofágico inferior. [ 25 ] Los pulmones se encuentran en el compartimento abdominal de anfibios y reptiles, de modo que la contracción del diafragma expulsa el aire de los pulmones en lugar de introducirlo en ellos. En aves y mamíferos, los pulmones se encuentran por encima del diafragma. La presencia de un fósil excepcionalmente bien conservado de Sinosauropteryx , con pulmones ubicados debajo del diafragma como en los cocodrilos, se ha utilizado para argumentar que los dinosaurios no podrían haber mantenido una fisiología activa de sangre caliente, o que las aves no podrían haber evolucionado a partir de los dinosaurios. Una explicación para esto (propuesta en 1905) es que los pulmones se originaron debajo del diafragma, pero a medida que aumentaron las demandas de respiración en las aves y mamíferos de sangre caliente, la selección natural favoreció la evolución paralela de la herniación de los pulmones desde la cavidad abdominal en ambos linajes. [ 23 ]

Sin embargo, las aves carecen de diafragma. No respiran de la misma manera que los mamíferos y no dependen de la creación de una presión negativa en la cavidad torácica, al menos no en la misma medida. Dependen del movimiento oscilatorio de la quilla del esternón para crear zonas locales de presión reducida que suministran aire a los delgados sacos aéreos membranosos situados craneal y caudalmente a los pulmones de volumen fijo y no expansivos. Un complejo sistema de válvulas y sacos aéreos hace circular el aire constantemente sobre las superficies de absorción de los pulmones, lo que permite una máxima eficiencia del intercambio gaseoso. Por lo tanto, las aves no tienen el flujo respiratorio recíproco de los mamíferos. Mediante una disección cuidadosa, se pueden observar claramente alrededor de ocho sacos aéreos. Estos se extienden bastante caudalmente hacia el abdomen. [ 26 ]

Véase también

Referencias

Dominio públicoEste artículo incorpora texto de dominio público de la página 404 de  la vigésima edición de Gray's Anatomy (1918).

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Dominio público Este artículo incorpora texto de una publicación que ahora es de dominio público : Chambers, Ephraim , ed. (1728). Cyclopædia, o un diccionario universal de artes y ciencias (1.ª ed.). James y John Knapton, et al.  {{cite encyclopedia}}: Falta o está vacío |title=( ayuda )