Cómo fumar endurece los pulmones y dificulta la respiración, según científicos

Detrás de cada inhalación, los pulmones realizan un trabajo mecánico complejo que depende de una característica esencial: su capacidad para expandirse y contraerse con facilidad. Cuando esa elasticidad se pierde, respirar demanda más esfuerzo y el tejido comienza a deteriorarse.

Ahora, un estudio liderado por investigadores de la University of California reveló con precisión algo que hasta ahora se sospechaba, pero no se había logrado cuantificar directamente en humanos: el tabaquismo endurece significativamente el tejido pulmonar.

La investigación, publicada en el Journal of the Royal Society Interface, mostró que los pulmones de personas fumadoras presentan una rigidez mucho mayor que los de quienes nunca fumaron. Según los autores, el comportamiento mecánico observado se asemeja al de enfermedades como la fibrosis pulmonar, una patología caracterizada por el engrosamiento y endurecimiento progresivo del órgano.

El hallazgo aporta una nueva mirada sobre los efectos del tabaco en el cuerpo. El estudio mostró que fumar no solo daña las células o genera inflamación, sino que también modifica físicamente la estructura pulmonar y altera la manera en que el órgano responde a cada respiración.

Por qué el tabaquismo agrava el riesgo de enfermedades respiratorias

Las enfermedades respiratorias figuran entre las principales causas de muerte a nivel mundial. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), fuertemente asociada al tabaquismo, provocó 3,5 millones de muertes en 2021 y hoy representa una de las principales causas de mortalidad global.

Dentro de los factores de riesgo conocidos, el tabaquismo ocupa un lugar central. Sin embargo, gran parte del conocimiento disponible sobre cómo el humo afecta la biomecánica pulmonar provenía de estudios en animales o simulaciones experimentales. Eso representa una limitación importante. Aunque esos modelos permiten aproximarse al problema, no siempre reflejan con precisión lo que ocurre en el cuerpo humano.

Con ese desafío en mente, el equipo dirigido por la ingeniera mecánica Mona Eskandari trabajó directamente sobre tejido pulmonar humano real. El objetivo era entender cómo cambia la resistencia y elasticidad del pulmón después de años de exposición al humo.

“El tejido procedente de fumadores se comportó de modo significativamente más rígido durante el estiramiento”, explicó Eskandari, según informó la universidad. En términos prácticos, eso significa que el pulmón ofrece más resistencia para expandirse durante la respiración.

Cuando el tejido pierde flexibilidad, el intercambio de oxígeno se vuelve menos eficiente y aumenta la vulnerabilidad frente a distintas enfermedades respiratorias crónicas.

Cómo lograron medir el endurecimiento pulmonar

Para desarrollar el estudio, los investigadores obtuvieron muestras de parénquima pulmonar de ocho donantes estadounidenses con historiales clínicos documentados. Algunos eran fumadores y otros no. Uno de los casos también incluía consumo de marihuana.

El parénquima pulmonar —el tejido funcional del pulmón—representa cerca del 95% del volumen del órgano y cumple una función crítica: es la zona donde ocurre el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono entre el aire y la sangre.

Los científicos extrajeron pequeños fragmentos de tejido de distintas regiones del pulmón izquierdo y los sometieron a pruebas diseñadas para reproducir de manera más realista el movimiento de la respiración.

A diferencia de investigaciones anteriores —basadas en animales o en análisis más limitados— esta metodología permitió observar cómo responde el tejido pulmonar humano cuando se expande y contrae de forma similar a lo que ocurre naturalmente al respirar.

Luego, los investigadores evaluaron qué tan flexible o rígido era el tejido y cómo reaccionaba frente a ciclos repetidos de expansión y contracción, dos características clave para entender el funcionamiento mecánico del pulmón.

El pulmón de fumadores mostró una rigidez similar a la fibrosis

Según el estudio, las diferencias entre fumadores y no fumadores fueron marcadas. El tejido pulmonar expuesto al tabaco necesitó mucha más fuerza para expandirse y mostró un endurecimiento considerablemente mayor.

Los investigadores observaron que el nivel de rigidez del tejido fue casi tres veces mayor en fumadores, un cambio que podría afectar la capacidad pulmonar y volver más difícil el intercambio normal de aire. Los autores describieron este comportamiento como “similar a la fibrosis”, una enfermedad en la que el tejido pulmonar se vuelve más grueso y rígido, dificultando progresivamente la respiración.

Ese tipo de cambios transforma al pulmón en un órgano menos flexible y con menor capacidad para expandirse con normalidad. Con el tiempo, esa pérdida de elasticidad puede afectar la capacidad respiratoria, generar mayor sensación de fatiga y favorecer complicaciones pulmonares.

El estudio también observó que el envejecimiento potencia el problema. A medida que pasan los años, el tejido pulmonar tiende naturalmente a endurecerse. Pero en personas fumadoras, ese proceso pareció acelerarse de manera más marcada. Además, resaltaron que el daño provocado por el humo y el deterioro natural del ógano actuarían de forma acumulativa sobre el pulmón.

El daño no afecta todas las zonas del pulmón por igual

El estudio identificó diferencias claras entre la región superior y la inferior del pulmón. La zona craneal —la parte superior— suele ser naturalmente más rígida tanto en fumadores como en no fumadores. Pero el impacto del tabaco se observó especialmente en la región caudal, ubicada en la parte inferior. Allí, las diferencias entre ambos grupos fueron mucho más pronunciadas.

Según los investigadores, esto podría deberse a que determinadas partículas dañinas se acumulan con mayor facilidad en zonas distales del pulmón. Los modelos computacionales previos ya sugerían esa posibilidad, y ahora los datos experimentales en humanos parecen respaldarla.

El grupo de Eskandari considera que el patrón anatómico local y la gravedad influyen en cómo se distribuye el daño pulmonar. Eso podría ayudar a explicar por qué algunas enfermedades respiratorias aparecen o progresan de manera desigual dentro del mismo órgano.

Qué implica este descubrimiento para la medicina

Los investigadores creen que estos resultados podrían tener aplicaciones concretas en medicina respiratoria. La información obtenida permitiría desarrollar modelos computacionales más precisos para estudiar enfermedades pulmonares y mejorar estrategias clínicas, incluyendo sistemas de ventilación mecánica.

Uno de los objetivos a futuro es avanzar en la creación de “pulmones digitales”, simulaciones virtuales capaces de reproducir el funcionamiento real del órgano humano para personalizar tratamientos y anticipar complicaciones respiratorias.

Los autores reconocen que el estudio tiene limitaciones, como el bajo número de casos analizados. Aun así, destacan que se trata de uno de los conjuntos de datos más detallados disponibles sobre cómo el tabaquismo modifica mecánicamente el tejido pulmonar humano.