La respiración y el tono de voz

FISIOLOGÍA DE LA RESPIRACIÓN

 

La respiración es un proceso que se lleva a cabo por todos los órganos que forman el sistema respiratorio y este sistema participa en 2 funciones fundamentales del ser humano, que son : la respiración y la emisión de la voz.

En relación con la emisión de la voz los pulmones forman parte de los órganos fuelle de la voz, pues proporcionan el material necesario para la producción del sonido, que es una columna de aire fónico que choca contra las cuerdas vocales haciéndolas vibrar.

En cuanto a la función respiratoria hay que distinguir entre 2 conceptos fundamentales, que son el de respiración propiamente dicha y el de ventilación.

• Respiración : es el proceso mediante el cual existe un intercambio gaseoso en los pulmones o en los tejidos del organismo, así las células necesitan oxígenos y desprenden dióxido de carbono, que consigue y desecha a la sangre. Esto provoca que ocurra una disminución de oxígeno y un aumento de dióxido de carbono lo que obliga a restablecer los niveles de dichos gases, y esto se consigue gracias a los pulmones a través de la respiración pulmonar.
• Ventilación : es el proceso mediante el cual se renueva el aire contenido en los pulmones. Básicamente consiste en la entrada de aire desde la atmósfera hasta los alvéolos pulmonares y en la salida desde los mismos hasta el exterior.

La entrada de aire se denomina inspiración y la expulsión de aire al exterior se denomina espiración.
La cantidad de aire que se mueve en cada ciclo respiratorio es variable, y depende de las necesidades del organismo, fundamentalmente asociadas a estados de reposo o actividad.
El estudio de la mecánica ventilatoria se realiza mediante técnicas espirométricas.

FONACIÓN. TONO, TIMBRE E INTENSIDAD DE LA VOZ

 La fonación exige un cierre y una abertura continuas de los pliegues vocales (cuerdas vocales) con cambios en la longitud y la tensión. Estas variaciones requerirán fluctuaciones continuas de la salida de aire. En el habla normal la regulación de la salida de este aire es básicamente voluntaria i automática. En los conferenciantes, actores y cantantes se observa, sin embargo, un control en la espiración que se ejerce por acción de los músculos abdominales. La voz es producida por la espiración del aire a través de la hendidura glótica (glotis) cerrada; los pliegues vocales son obligados a separarse y a ponerse en vibración por la presión del aire espirado (presión subglótica) ejercida. El sonido producido en los pliegues vocales sería prácticamente  inaudible si éste no se modificara y ampliara en las cavidades supraglóticas o resonadores de la voz.  Inmediatamente antes de la fonación (período prefonatorio) los pliegues vocales (cuerdas vocales) han de estar en contacto (aducidos) manteniendo la hendidura glótica (glotis) cerrada de modo que se interponga al paso del aire espirado. A medida que el aire intrapulmonar es expulsado se produce un aumento progresivo de la presión subglótica o infraglótica. Cuando esta presión es superior a la de cierre de los pliegues vocales, estos son obligados a separar-se (abducir-se) y el aire sale con fuerza produciéndose un descenso brusc de la presión en la hendidura glótica. este efecto, conocido como efecto Bernoulli, junto a la elasticidad e los pliegues vocales, determina que los pliegues se acerquen (aduzcan) y se cierre nuevamente la hendidura glótica (glotis). este fenómeno se va produciendo de forma rápida y repetida determinando la vibración de los pliegues vocales i, por tanto, la producción de la voz. Se denomina ciclo fonatorio o ciclo vibratorio a cada una de las fases de abertura y cierre de los pliegues vocales.                    
   Los pliegues vocales no hacen vibrar el aire como las cuerdas de un instrumento, sino que se crean remolinos de aire a través de l’abertura y cierre de la hendidura glótica. La interrupción del flujo del aire provoca la vibración acústica por un mecanismo similar al que produce al sonido de una palmada.  El sonido producido en los pliegues vocales es un tono complejo, que consta de una frecuencia fundamental y de sus armónicos superiores. El tono aumenta cuando los ciclos de cierre i abertura de los pliegues vocales se acortan y se repiten con más frecuencia. La onda compuesta formada en la laringe pasa a través de las cavidades supraglóticas que actúan como filtros, dejando pasar sólo aquellas frecuencias que coinciden con la de las propias cavidades de resonancia. El conjunto formado por el tono fundamental más los armónicos modificados constituyen el timbre de la voz. 
Ciclo fonatorio : Las cuerdas vocales (que se observan aisladas) están en contacto inmediatamente antes  de cantar o hablar. La presión del aire espirado de los pulmones hace que las cuerdas vocales se vayan separando. Primero se separa su borde inferior  y a medida que la presión aumenta se separa su borde superior  y el aire pasa entre elles. Es ahora cuando las cuerdas vocales vibran y se produce el sonido. Debido a que el aire espirado sale con fuerza se crea una depresión entre las cuerdas vocales que determina que se cierren nuevamente; primero el inferior y finalmente el superior . Ahora se vuelve a iniciar el proceso. Éste es el denominado ciclo fonatorio. 

 El tono de la voz está directamente relacionado con la longitud y el grosor de los pliegues vocales de cada individuo. Las diferencias relativas entre hombres y mujeres en cuanto a la longitud (aproximadamente 18 mm. en los hombres y 10 en las mujeres) y el grosor de los pliegues vocales serían los determinantes primarios de la diferencia de tono entre individuos de ambos sexos (la frecuencia fundamental en el hombre es de unos 125 Hz. y en la mujer de unos 200).   La intensidad o volumen de la voz dependerá principalmente de la presión del aire espirado. la energía con la que el aire es impulsado desde los pulmones determinará una mayor o menor amplitud vibratoria de los pliegues vocales, que provocará un aumento o disminución de la intensidad del sonido producido. Al aumentar la presión del aire espirado crece la amplitud de las vibraciones, ya que los pliegues vocales se distancian y acercan con mayor agilidad. El flujo del aire se corta bruscamente y la intensidad de la voz aumenta.  

La espirometría es la determinación de la cantidad de aire que se mueve en un ciclo respiratorio y el análisis de la velocidad de dicho movimiento.
Existen varias medidas que hacen referencia a los procesos de ventilación, como por ejemplo los volúmenes y capacidades pulmonares.
Los volúmenes pulmonares son diversas cantidades de aire que se estudian en la mecánica respiratoria, así tenemos por ejemplo :

• Volumen corriente ( vc ), que es la cantidad de aire que se mueve en cada ciclo respiratorio normal ( no forzado y el organismo en reposo ); oscila entre los 300 - 600 ml.
• Volumen de reserva inspiratorio ( VRI ), que es el volumen máximo que se puede inspirar forzadamente.
• Volumen de reserva espiratorio ( VRE ), que es el máximo volumen de aire que se puede espirar.
• Volumen residual ( VR ), que es la cantidad de aire que queda dentro de la caja torácica, después de una espiración forzada. Este VR se adquiere en el momento del nacimiento y no se puede eliminar.

Las capacidades pulmonares resultan de la suma de los volúmenes pulmonares y siempre reflejan cantidades de aire, así tenemos :

• Capacidad total ( CT ), que es la suma de todos los volúmenes anteriores y significa la cantidad máxima de aire que cabe en los pulmones.
• Capacidad vital ( CV ), que es el máximo volumen de aire que se puede mover.

Por otro lado existe lo que se denomina un espacio muerto anatómico al volumen de aire que ocupa las vías respiratorias y no se utiliza en el intercambio gaseoso, así en una persona normal, adulta el espacio muerto anatómico ocupa unos 150 ml, es decir, el trabajo respiratorio que se realiza en cada inspiración debe llenar los alvéolos y este espacio muerto.
De la misma forma al expulsar el aire aproximadamente otros 150 ml de aire pobre en oxígeno ocupan las vías respiratorias.
Según esto, este espacio muerto resulta negativo ya que disminuye la cantidad de oxígeno que llega a los pulmones, así por ejemplo cualquier aumento del espacio muerto, como por ejemplo un tubo de buceo o un respirador artificial supone una disminución del oxígeno alveolar y un aumento del trabajo respiratorio.
¿ Por qué se produce la entrada de aire en los movimientos inspiratorios y la salida en los movimientos espiratorios ?
La inspiración permite que el aire llegue hasta los alvéolos pulmonares, esta entrada de aire se produce porque en las vías respiratorias existe una presión inferior a la atmosférica, de forma que el aire fluye libremente desde el exterior hasta el interior.
En la espiración por el contrario existe una mayor presión en los alvéolos y en las vías respiratorias que en la atmósfera, de manera que el aire fluye libremente hacia el exterior.
¿ Quién interviene en la respiración ?
En la respiración interviene de forma activa los músculos respiratorios, existiendo los músculos inspiratorios y los músculos espiratorios.

• Los músculos inspiratorios provocan con su contracción un aumento en el tamaño de la caja torácica que consiguen elevando las costillas que realizan un movimiento de rotación sobre las vértebras, aumentando así el área por lo que la presión en su interior disminuye y por tanto se provoca la entrada de aire.

El principal músculo inspiratorio es el diafragma que tiene forma de cúpula y se sitúa entre el tórax y el abdomen, al contraerse provoca un aumento en la altura del tórax.
Otros músculos inspiratorios son los intercostales, los músculos escalenos, los pectorales, etc.

• Los músculos espiratorios son aquellos que participan en la espiración reduciendo el tamaño de la caja torácica actuando de forma totalmente inversa a los músculos inspiratorios, es decir, reduce el volumen de la caja torácica y descienden las costillas.

El diafragma también actúa como músculo espiratorio y otros ejemplos son : los intercostales internos, los abdominales, el cuadro lumbar, etc.
Todos ellos tienen un punto de inserción en las costillas