Descrizione dettagliata dell'apparato respiratorio umano e il suo funzionamento

Struttura dell'apparato respiratorio

L’apparato respiratorio è formato dalla trachea, dai due bronchi e da due polmoni. I processi di scambio dei gas respiratori, ossigeno e anidride carbonica, avvengono nei polmoni; gli altri organi dell’apparato rappresentano vie di conduzione dei flussi di aria in entrata e in uscita. 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.

Funzionamento dei polmoni

I polmoni dell’uomo sono racchiusi nel torace, sostenuto dalle coste e dotato di una base a cupola formata dal diaframma. Le coste sono inclinate verso

il basso e in avanti e, quando vengono sollevate per azione dei muscoli intercostali, il volume del torace aumenta. Il volume toracico viene accresciuto anche dalla contrazione verso il basso dei muscoli del diaframma. I polmoni hanno una forma grossolanamente piramidale, che si adatta alla forma del torace. Il polmone destro è formato da tre lobi, mentre il sinistro è formato da due lobi. Vicino al margine centrale della base, il polmone sinistro presenta l’incisura cardiaca dove è collocato il cuore. Sul lato centrale di ciascun polmone si trova il peduncolo polmonare, formato dai bronchi, dalle arterie e dalle vene polmonari. 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.

Processo di respirazione

Il processo respiratorio avviene negli alveoli polmonari, minute strutture tondeggianti dotate di una parete estremamente sottile e che, permettono la diffusione dell'ossigeno dall'aria atmosferica al sangue e dell’anidride carbonica in senso inverso. L’aria si sposta dall'interno verso l’esterno del corpo, e viceversa, grazie ai movimenti di espansione e di contrazione della gabbia toracica. Si parla di inspirazione dell'aria quando questa entra, attraverso le vie nasali, nell'apparato respiratorio. Ciò avviene quando il diaframma, una struttura muscolare a forma di cupola situata sotto i polmoni, si abbassa; di conseguenza, si determina una diminuzione della pressione all'interno dei polmoni, i quali tendono ad espandersi e, dunque, richiamano aria all’esterno. Quando il diaframma si rilassa, invece, riprende la sua forma, determinando una riduzione dello spazio disponibile per i polmoni; di conseguenza , questi si comprimono e causano la fuoriuscita dell’aria. Tale fenomeno prende il nome di espirazione. Nell'espirazione, insieme all’anidride carbonica viene eliminata una piccola quantità d’ acqua, sotto forma di vapore. Quando il torace aumenta di volume, anche i polmoni si espandono riempiendosi dell'aria inspirata attraverso le vie aeree. In genere, ad ogni respiro entrano ed escono dai polmoni fino a 500 cc di aria,il cosiddetto volume corrente. Circa 3000 cc di altra aria (volume di riserva inspiratoria) possono essere inspirati attraverso un’inspirazione forzata e poi espirati,mentre altri 1000 cc (volume di riserva espiatoria)possono essere espulsi con un’ espirazione forzata. La somma di queste tre quantità dà la capacità vitale. Nei polmoni restano sempre circa 1200 cc di aria che non possono essere espirati (volume residuo o alveolare).La regolazione dei movimenti respiratori è involontaria, cioè sotto il controllo del sistema nervoso autonomo, e avviene nei centri respiratori presenti nel ponte di Varolio e nel midollo allungato.

Vi sono due centri respiratori contenenti neuroni che stimolano l’espirazione e inibiscono l’inspirazione.

Il centro apneustico e il centro pneumotassico hanno invece la funzione di conferire una corretta cadenza al ritmo respiratorio. L’efficienza dell’apparato respiratorio viene compromessa quando si instaura l’insufficienza respiratoria, che ha come tipici sintomi la cianosi, ossia il colorito della pelle tendente al bianco-ceruleo e la dispnea, cioè l’alterazione del ritmo respiratorio.