Apparato respiratorio

Apparato respiratorio

La funzione principale della respirazione

La funzione principale della respirazione è quella di ottenere ossigeno (O₂) che viene utilizzato dalle cellule ed eliminare anidride carbonica (CO₂).

La respirazione è caratterizzata da una sequenza di eventi che portano ad uno scambio di O₂ e CO₂ tra l'ambiente esterno e le cellule dei tessuti:

• L'aria entra ed esce dai polmoni (respirazione o ventilazione).
• O₂ e CO₂ vengono scambiati tra l'aria negli alveoli ed il sangue dei capillari polmonari per diffusione passiva.
• Il sangue trasporta O₂ e CO₂ tra i polmoni ed i tessuti.
• O₂ e CO₂ vengono scambiati tra il sangue e le cellule tissutali attraverso i capillari sistemici.

Funzioni non respiratorie

• Perdita acqua e eliminazione del calore
• Ritorno venoso “pompa respiratoria”
• Equilibrio acido-base
• Fonazione, canto
• Difesa da sostanze estranee inspirate

Alveoli

Gruppi di cavità dilatabili tipo grappolo d'uva:

• Cellule alveolari di tipo I e di tipo II e macrofagi
• 500 milioni di alveoli
• Superficie pari a 75 m²
• Le cellule di tipo I partecipano allo scambio O₂/CO₂
• Le cellule di tipo II producono surfattante

Polmoni

Due polmoni ciascuno diviso in lobi:

• Ogni polmone ha un ilo (bronco arteria vena)
• Posizionati nella gabbia toracica
• Diaframma forma il pavimento della cavità toracica
• Cavità pleurica (pleura viscerale – parietale)

Meccanica respiratoria

L'aria tende a muoversi da una regione ad alta pressione a una regione a bassa pressione, secondo un gradiente pressorio.

• Pressione atmosferica
• Pressione alveolare
• Pressione intra-pleurica

Gradiente di pressione transmurale

Mantiene espansi i polmoni nella cavità toracica. È pari a -4 mmHg (756 mmHg).

Pneumotorace

Condizione patologica in cui entra aria nella cavità pleurica con collasso del polmone.

Meccanica respiratoria

Inspirazione: la pressione alveolare deve essere inferiore a quella atmosferica affinché l’aria possa entrare nei polmoni.

Espirazione: la pressione alveolare deve essere maggiore di quella atmosferica.

La pressione alveolare cambia in funzione del volume in accordo con la legge di Boyle dei gas. I muscoli respiratori permettono la ventilazione attraverso un cambiamento del volume della cavità toracica e quindi indirettamente modificando il volume polmonare. Ricordiamo al riguardo il gradiente transmurale.

Muscoli inspiratori

I principali muscoli inspiratori sono il diaframma e gli intercostali esterni. Durante un'inspirazione profonda vengono attivati muscoli accessori quali sternocleidomastoideo e scaleno.

Muscoli espiratori

L’espirazione è sostanzialmente un evento passivo che si verifica con il rilascio della muscolatura utilizzata in fase inspiratoria. Nella espirazione forzata sono utilizzati gli intercostali interni e soprattutto la muscolatura addominale.

Durante l'inspirazione la pressione alveolare scende a 759 mmHg creando il gradiente necessario all'entrata di aria. Durante l'espirazione aumenta a 761 mmHg permettendone la fuoriuscita.

Resistenza vie aeree

Il flusso d’aria diretto ai polmoni non dipende solo dal gradiente pressorio ma anche dalle resistenze delle vie aeree.

F = ΔP / R

ΔP = differenza tra pressione alveolare e pressione atmosferica

R = resistenze delle vie aeree, determinata dal loro raggio.