Apparato respiratorio

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Introduzione

Apparato respiratorio In anatomia, apparato deputato alla respirazione.

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Anatomia

L’apparato respiratorio è formato dalla trachea, dai due bronchi che da essa si dipartono, e dai due polmoni. Gli organi a livello dei quali avvengono i processi di scambio dei gas respiratori, ossigeno e anidride carbonica, sono i polmoni; gli altri organi dell’apparato costituiscono vie di conduzione dei flussi d’aria in entrata e in uscita. In tal senso, si possono comprendere nell’apparato respiratorio anche le vie nasali, la cavità boccale, la faringe e la laringe, che rappresentano le prime vie di ingresso e di uscita dell’aria. L’ingresso dell’aria nella trachea è regolato dall’epiglottide, un lembo di tessuto cartilagineo che, al momento della deglutizione, chiude la laringe e impedisce a particelle di cibo o di saliva di ostruire le vie respiratorie. Come in tutti i vertebrati, nell’uomo i due polmoni sono racchiusi nel torace, dotato di una base a cupola formata dal muscolo diaframma; ciascuno è rivestito da due sottili membrane sierose, le pleure, una aderente alla superficie esterna del polmone e l’altra alla superficie interna del torace. Le due pleure sono separate da una cavità virtuale in cui si trova una modesta quantità di fluido.

I polmoni hanno una forma grossolanamente piramidale, che si adatta alla forma del torace. Non sono perfettamente simmetrici: il polmone destro è formato da tre lobi, mentre il sinistro è formato da due lobi e, vicino al margine mediano della base, presenta l'incisura cardiaca nella quale è collocato il cuore. Sul lato mediano di ciascun polmone si trova il peduncolo polmonare, formato dai bronchi, dalle arterie e dalle vene polmonari. Ciascun bronco, all’interno del polmone, si suddivide più volte fino a terminare in un lobulo, l’unità strutturale e funzionale polmonare. Le arterie e le vene polmonari che accompagnano il bronco si ramificano anch’esse negli stessi punti; le arteriole e le venule dei lobuli sono collegate attraverso un denso reticolo di capillari posti sulle pareti delle cellule polmonari. Anche i nervi del plesso polmonare e i vasi linfatici sono distribuiti nello stesso modo. All’interno del lobulo, il bronchiolo si divide nei bronchioli terminali, ognuno dei quali sbocca in due o più bronchioli respiratori. A sua volta, ciascuno dei bronchioli respiratori si apre su alcuni sacchi alveolari, le pareti dei quali presentano rigonfiamenti verso l’esterno che costituiscono i numerosi alveoli (cellule aeree) del lobulo.

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Fisiologia

La funzione respiratoria, ovvero lo scambio di gas tra sangue e aria atmosferica, avviene a livello degli alveoli polmonari, minute strutture tondeggianti dotate di una parete estremamente sottile riccamente vascolarizzata, attraverso la quale avviene la diffusione dell’ossigeno dall’aria atmosferica al sangue, e dell’anidride carbonica in senso inverso. Essa richiede un flusso d’aria in entrata, ricco di ossigeno, e uno in uscita, mediante il quale l’organismo espelle anidride carbonica. Ciò si verifica, rispettivamente, durante l’inspirazione e l’espirazione, che avvengono per effetto dell’espansione e della contrazione della gabbia toracica.

All’interno dei polmoni vi è una pressione uguale a quella atmosferica, mentre tra le due pleure il valore è inferiore; questa pressione negativa tende a fare espandere i due organi che altrimenti collasserebbero. Tale depressione è a sua volta dovuta all’espansione del torace per azione dei muscoli respiratori. Tra questi, il principale è il diaframma, una struttura muscolare a forma di cupola che separa la cavità toracica da quella addominale. Innervato dai nervi frenici (che hanno origine nella regione cervicale), si contrae in modo involontario abbassandosi (da 1 a 10 cm); produce dunque la diminuzione della pressione nei polmoni, i quali tendono a espandersi e, dunque, richiamano aria dall’esterno: in tal modo si verifica l’inspirazione. All’espansione inspiratoria della gabbia toracica partecipano anche i muscoli intercostali, i muscoli sternocleidomastoidei (che innalzano lo sterno) e i muscoli scaleni (che sollevano le prime due costole). L’espirazione avviene in modo passivo per rilassamento del diaframma e degli altri muscoli: lo spazio della cavità toracica si riduce e i polmoni, elastici, si contraggono passivamente espellendo l’aria. In alcuni casi, l’espirazione può però essere praticata in modo volontario, come avviene ad esempio in alcune pratiche sportive di iperventilazione. In questo caso sono coinvolti anche i muscoli addominali (obliqui, retto e trasverso).

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Volume corrente, volume di riserva, capacità vitale

Diversi parametri, misurabili mediante uno spirometro, definiscono i flussi d’aria a livello polmonare e permettono di verificare l’efficienza della funzione respiratoria. Il volume corrente (VC) è la quantità di aria immessa durante una inspirazione. In condizioni fisiologiche si verificano circa 15 inspirazioni al minuto, ognuna delle quali immette circa 500 cc di aria; di tale quantità, solo 350 cc raggiungono effettivamente gli alveoli, ovvero circa 5 litri al minuto. I rimanenti 150 cc non partecipano effettivamente agli scambi gassosi e costituiscono una quantità d’aria intrapolmonare detta spazio morto, che assume la funzione di “ammortizzare” le variazioni di composizione tra l’aria contenuta nello spazio degli alveoli e l’aria atmosferica immessa.

Il volume di riserva inspiratoria (VRI) esprime la massima quantità di aria che può essere inspirata (3000 cc); il volume di riserva espiratoria (VRE) è la massima quantità di aria espulsa con una espirazione normale (circa 1000 cc).

Il volume residuo (VR) è la quantità di aria che risiede negli alveoli dopo una espirazione (1200 cc). La capacità vitale (CV) è la quantità di aria che può essere eliminata dopo avere compiuto una inspirazione massima, ed è determinata da VC + VRI + VRE.