El sistema respiratorio comienza en la nariz y termina en los alvéolos distales. Está compuesto por las vías respiratorias superiores e inferiores. La vía aérea superior incluye la nariz, los senos paranasales y la faringe. La nariz regula el olfato y la temperatura en los pacientes hipertérmicos. Los cornetes nasales inicialmente humedecen y calientan el aire y filtran las partículas. Las vías aéreas inferiores incluyen la tráquea, los bronquios, los bronquiolos y los alvéolos. La función principal del aparato respiratorio consiste en llevar oxígeno a los pulmones para intercambiarlo por dióxido de carbono.
El intercambio de gases se produce en los alvéolos, que están formados por membranas de una capa de una célula de espesor en las que el oxígeno se mueve hacia el interior del capilar y donde el dióxido de carbono se mueve hacia los alvéolos desde la sangre en el capilar. La insuficiencia o disfunción importante de la transferencia de gas debido a una enfermedad produce dificultad o insuficiencia respiratoria. Las funciones adicionales del aparato respiratorio incluyen mantener el equilibrio ácido-base, actuar como reservorio sanguíneo, filtrar y probablemente destruir los émbolos, metabolizar algunas sustancias bioactivas (p. ej., serotonina, prostaglandinas, corticoesteroides y leucotrienos) y activar algunas sustancias (p. ej., angiotensina).
Las partículas grandes, transportadas por el aire, penetran en la nariz y se depositan a lo largo del revestimiento mucoso de los conductos nasales. Los cilios mueven estas partículas a lo largo de la barrera mucosa hasta la faringe para ser deglutidas o expectoradas. Las partículas pequeñas pueden no filtrarse por inhalación y pueden depositarse en los alvéolos, donde son fagocitadas por los macrófagos. La defensa frente a la invasión de microorganismos y otras partículas extrañas la proporciona este "manto" mucociliar y la inmunidad celular y humoral. Estos son los factores que determinan la propensión de la especie y del individuo a la enfermedad, y pueden manipularse mediante diversas técnicas terapéuticas, vacunas, antimicrobianos y otros agentes como los interferones y las linfocinas. Los factores mecánicos son el aspecto tortuoso de las vías nasales, la presencia de vellos, cilios y mucosidades, el reflejo de la tos y la broncoconstricción. Las defensas celulares incluyen neutrófilos y macrófagos. Estos últimos fagocitan a los invasores y los presentan (o al menos sus antígenos importantes) al linfocito para estimular la respuesta inmunitaria. Las defensas secretoras incluyen el interferón para la defensa antiviral, el complemento para la lisis de los invasores, el surfactante revistiendo los alvéolos para evitar su colapso y facilitar la función del macrófago, la fibronectina para modular la adherencia bacteriana, los anticuerpos y las mucosidades.
La anatomía del tracto respiratorio difiere notablemente entre las especies en las siguientes características:
forma de las vías aéreas superiores e inferiores
extensión, forma y patrón de los cornetes
patrón de bronquiolos
anatomía de los bronquiolos terminales
lobulación de los pulmones
espesor pleural
Integridad mediastínica.
relación de las arterias pulmonares con las arterias bronquiales y los bronquiolos
presencia de cortocircuitos vasculares
distribución de mastocitos
irrigación pleural
Cada variante en la estructura anatómica implica una variación de la función que puede influir sobre la patogenia de la enfermedad respiratoria en una especie en particular. Los tres grupos principales de especies que tienen una anatomía subgruesa similar del pulmón son:
rumiantes (bovinos, ovinos) y porcinos
perros, gatos, monos, ratas, conejos y cobayas
caballos y humanos
También existen variaciones fisiológicas notables entre las diferentes especies. Por ejemplo, el ganado vacuno es propenso al drenaje retrógrado desde la faringe, presenta predisposición a la hipertensión pulmonar y a una ventilación reducida en un ambiente frío, tiene pulmones relativamente pequeños, con una capacidad vital y residual funcional bajas, y es más sensible a los cambios en la temperatura ambiente que la mayoría de las demás especies. Estas diferencias anatómicas y fisiológicas determinan en gran medida por qué algunos microorganismos afectan solamente a ciertas especies (p. ej., Mannheimia haemolytica afecta al ganado vacuno pero no al porcino) y por qué la neumonía es muy importante en algunas especies (ganado vacuno y porcino), pero menos en otras (perros y gatos).
La hipoxia se define como la insuficiencia de oxígeno para mantener las funciones metabólicas normales; el oxígeno arterial es de 60 mmHg o menos. Un animal con hipoxia mostrará síntomas de dificultad respiratoria. Puede ser el resultado de lo siguiente:
Reducción de la capacidad de transporte de oxígeno de la sangre (hipoxia anémica, causada por un número reducido de eritrocitos).
hipoperfusión (hipoxia hipoperfusión causada por una disminución del gasto cardíaco)
Hipoxia hipóxica (derivación anatómica, derivación fisiológica, disminución del oxígeno inhalado, desajuste ventilación/perfusión, deterioro de la difusión o hipoventilación).
incapacidad de los tejidos para utilizar el oxígeno disponible (p. ej., hipoxia histotóxica, como en el envenenamiento por cianuro)
Existen cuatro centros principales de control ventilatorio:
centro de control respiratorio
quimiorreceptores centrales
quimiorreceptores periféricos
mecanorreceptores pulmonares/nervios sensoriales
Si se produce hipoxia cerebral, la función respiratoria puede reducirse aún más debido a la depresión de la actividad neuronal. La eritropoyesis también se estimula por la hipoxia, aunque el grado de policitemia depende de la especie. Además, puede producirse una disfunción multiorgánica.
