Anatomia e fisiologia dell'Apparato Respiratorio, Anatomia e fisiologia

LA PLEURA

Le pleure, destra e sinistra, sono due membrane sierose annesse al rispettivo polmone.

Ciascuna pleura consta di due parti:

• Pleura viscerale, che aderisce strettamente alla superficie del polmone

• Pleura parietale, che circonda a distanza il polmone stesso

Pleura viscerale e parietale sono separate dall’interposizione della cavità pleurale, ma sono in

diretta continuità mediante la linea di flessione.

La cavità pleurale risulta chiusa: in questo modo è facile capire il perché esista una pressione

negativa, al fine di permettere al polmone , in cui vi è l’aria della pressione atmosferica, di

espandersi.

Le pleure sono costituite da un epitelio di rivestimento, pavimentoso semplice, che appoggia sulla

lamina propria della sierosa, connettiva.

Pleura parietale

La pleura parietale è suddivisa in tre parti:

• Pleura costale, che aderisce alla superficie interna della gabbia toracica

• Pleura diaframmatica, che è applicata al diaframma

• Pleura mediastinale, che si estende sagittalmente dalla parete anteriore a quella

posteriore della cavità toracica e forma la parete laterale della cavità mediastinale.

Le tre parti della pleura parietale sono in comunicazione tra di loro mediante i seni pleurali, che

sono:

• Costo-mediastinale anteriore

• Costo-mediastinale posteriore

• Mediastinale- diaframmatico

• Costo-diaframmatico

La linea di flessione si trova tra la pleura mediastinale e la pleura viscerale della faccia

mediastinale del polmone.

Nella cavità pleurica non vi è nulla, se non un film viscoso di liquido pleurico. Se lo spazio si

riempio di aria o di liquido si ha la condizione patologica chiamata pneumotorace.

La pleura e il liquido pleurico hanno tre funzioni:

• Riducono l’attrito: infatti agisce come lubrificante che permette ai polmoni di espandersi e

contrarsi con il minimo attrito.

• Creano un gradiente pressorio che aiuta l’inflazione dei polmoni

• La pleura, il mediastino e il pericardio dividono gli organi toracici in compartimenti.

11

Antonella Milazzo – università degli studi di cataniaPag.

Fisiologia dell’apparato respiratorio

La respirazione, chiamata anche ventilazione polmonare, consiste in un ciclo ripetitivo di due

passaggi:

• Inspirazione

• Espirazione

Una completa inspirazione seguita da una completa espirazione costituisce un ciclo respiratorio.

Inoltre è anche bene distinguere e capire la differenza tra respirazione tranquilla e respirazione

forzata:

• Per respirazione tranquilla si intende quella respirazione che si attua a riposo, senza

sforzo cosciente, per esempio quando si legge un libro

• Per respirazione forzata si intende quella respirazione che è insolitamente profonda e il

respiro appare accelerato, come per esempio durante un esercizio fisico o quando si canta.

I polmoni non sono in grado di ventilare se stessi. L’unico muscolo che essi possiedono è costituito

da muscolatura liscia nelle pareti dei bronchi e dei bronchioli, che regola il diametro delle vie aeree

e influenza la velocità del flusso d’aria.

Il primo motore delle ventilazione polmonare è il diaframma che, quando è rilassato, preme contro

la base dei polmoni; quando invece si contrae, si tende e si appiattisce un po’, abbassandosi di un

centimetro e messo durante la respirazione tranquilla e di sette centimetri durante la respirazione

profonda. Il diaframma da solo provvede a circa due terzi del flusso d’aria polmonare.

Ad aiutare il diaframma ma anche l’intero processo intervengono i muscoli sinergici, tra cui:

• I muscoli intercostali interni ed esterni presenti tra le costole. La loro funzione è quella

di irrigidire la gabbia toracica durante la respirazione e prevenire il collasso quando il

diaframma scende. Contribuiscono anche ampliamento e alla contrazione della gabbia

toracica e aumentano di circa un terzo l’aria che ventila nei polmoni.

• I muscoli scaleni del collo, che tengono ferme la prima e la seconda costola

• I muscoli accessori della respirazione, considerati soprattutto durante la respirazione

forzata, di cui il muscolo erettore spinale inarca la schiena e aumenta il diametro del torace.

L’espirazione normale è un processo passivo a basso consumo di energia, ottenuto grazie

all’elasticità dei polmoni e della gabbia toracica. L’unico sforzo muscolare coinvolto nell’espirazione

normale è l’azione frenante: i muscoli si rilassano a poco a poco piuttosto che rilassarsi

bruscamente e di colpo, evitando così che i polmoni subiscano effetti di ritorno elastico troppo

all’improvviso. 12

Antonella Milazzo – università degli studi di cataniaPag.

L’espirazione forzata è un processo più complesso in quanto il retto dell’addome abbassa lo sterno

e le costole inferiori, mentre la parte interossea degli intercostali interni tira le altre costole verso il

basso. I muscoli lombari, addominali e anche pelvici contribuiscono all’espirazione forzata

aumentando la pressione nella cavità addominale, spingendo alcuni visceri, come lo stomaco e il

fegato, verso il diaframma.

La depressione del diaframma aiuta anche ad espellere il contenuto di alcuni organi addominali,

favorendo così il parto, la minzione, la defecazione e il vomito.

Spesso, consciamente o inconsciamente, si esegue la manovra di Valsalva, che consiste nel

prendere un respiro profondo, trattenere l’aria a glottide chiusa, e quindi contraendo i muscoli

addominali, aumentare la pressione addominale e spingere il contenuto dell’organo fuori.

A differenza del cuore, che possiede un proprio impulso nervoso che lo fa muovere, chiamato

peacemaker, i polmoni non posseggono tale impulso proprio, ma tutti gli impulsi che arrivano ai

polmoni provengono dall’encefalo. Tale dipendenza è spiegata da due ragioni:

• I muscoli scheletrici non possono contrarsi senza stimolazione nervosa

• La respirazione richiede necessariamente un meccanismo di coordinamento

centrale.

La respirazione è controllata a due livelli encefalici

• Una parte cosciente, che ci permette di respirare a nostro piacimento

• Una parte non cosciente, che ci fa respirare senza pensarci

Il ciclo della respirazione è controllato da tre paia di centri respiratori nella formazione reticolare del

midollo allungato e del ponte:

• GRV o gruppo respiratorio ventrale = generatore primario del ritmo respiratorio,

rappresentato da un nucleo con due reti di neuroni fuse insieme. Essi sono:

Neuroni inspiratori (I)

 Neuroni espiratori (E)



Nella respirazione tranquilla (eupnea), il circuito nel neurone I si attiva per circa 2 secondi

alla volta e viaggia attraverso i nervi intercostali fino ai muscoli intercostali esterni. Finché i

neuroni I sono attivati, essi inibiscono i neuroni E. Appena la loro attività diminuisce, i

neuroni E cominciano ad attivarsi e inibendo i neuroni I, consentono ai muscoli respiratori di

rilassarsi. L’espirazione dell’eupnea dura circa 3 secondi. Quando l’attività dei neuroni E

svanisce, riprendono i neuroni I e il ciclo si ripete.

• GRD o gruppo respiratorio dorsale = influenza la respirazione svolta dal GRV. Infatti il

GRD invia dei segnali al GRV e ne modifica il ritmo a seconda delle condizioni esterne.

• GRP o gruppo respiratorio pontino = presente in ogni gruppo e che anch’esso modifica il

ritmo di GRV. In particolare, GRP accelera o ritarda il passaggio dall’inspirazione

all’espirazione, rendendo ogni respiro più breve e poco profondo o più lungo e più

profondo.

Anche molteplici recettori sensoriali forniscono informazioni ai centri respiratori:

• Chemocettori centrali, neuroni del tronco encefalico che rispondono soprattutto alla

variazione del pH del liquido cefalorachidiano e garantiscono un livello stabile di CO2 nel

sangue.

• Chemocettori periferici, al di sopra del cuore, che rispondono alle variazioni di ossigeno,

anidride carbonica e pH del sangue.

• Recettori di stiramento, che si trovano nella muscolatura liscia dei bronchi, dei bronchioli

e della pleura viscerale e rispondono all’insufflazione dei polmoni. L’eccessiva insufflazione

13

Antonella Milazzo – università degli studi di cataniaPag.

genere un riflesso di insufflazione (hering-breuer), un riflesso somatico di protezione che

inibisce i neuroni I fermando l’ispirazione.

• Recettori irritanti, localizzati tra le cellule epiteliali delle vie aeree e rispondono a fumo,

polvere, polline, fumi chimici, aria fredda e muco in eccesso.

E’ possibile controllare l’atto respiratorio, situato nella corteccia motoria del lobo frontale del

cervello: si può trattenere il respiro ma fino al punto di rottura, momento in cui i controlli automatici

ignorano la volontà e si ricomincia la respirazione.

La compressione della ventilazione polmonare, il trasporto di gas nel sangue, lo scambio di gas

con tessuti ecc, sono tutti processi che si basano su alcune leggi fondamentali della fisica. Esse

sono, in tabella:

• Secondo la legge di Boyle, se i polmoni contengono una certa quantità di gas e aumenta il

volume polmonare, la loro pressione interna, detta pressione intrapolmonare, cade. Al

contrario, se diminuisce il volume polmonare, la pressione intrapolmonare aumenta.

• Secondo la legge di Charles, l’aria inspirata viene riscaldata nel momento in cui raggiunge

gli alveoli e ciò fa espandere i polmoni, anche se non è questa l’unica causa

dell’espansione: c’è da considerare anche che quando le costole oscillano verso l’alto e

verso l’esterno durante l’inspirazione, la pleura parietale la segue. La pleura viscerale

aderisce ad essa grazie ad uno strato liquido, permettendo così agli alveoli di espandersi

14

Antonella Milazzo – università degli studi di cataniaPag.

all’interno del polmone. E tutto il polmone si espande con la gabbia toracica. In questo caso

la pressione dominante è la pressione intrapleurica che misura circa -4 mm hg e scende a

-6 mm Hg durante l’inspirazione.

• Secondo la legge di Dalton, la pressione atmosferica è formata da più gas con pressioni

diverse. L’aria che respiriamo non è tuttavia uguale all’aria alveolare, poiché la

composizione è diversa per i seguenti fattori:

E’ umidificata dal contatto con le mucose

 L’aria fresca inspirata si mescola con l’aria residua del circolo respiratorio

 precedente, così che il suo ossigeno viene diluito e si arricchisce di CO2

proveniente dall’aria residua.

L’aria alveolare scambia ossigeno e anidride carbon