Fisiologia umana - la fisiologia dell'apparato respiratorio

Fisiologia dell'apparato respiratorio

Breve sintesi dell'azione respiratoria

La respirazione è uno scambio di gas che avviene a due livelli distinti che sono uno interno e uno esterno. La respirazione interna o cellulare si riferisce all'utilizzo dell'ossigeno all'interno dei mitocondri per generare ATP. La respirazione esterna si riferisce allo scambio di ossigeno e anidride carbonica tra atmosfera e tessuti corporei.

La respirazione esterna comprende 4 processi:

• Ventilazione polmonare, cioè il movimento d'aria dentro i polmoni (inspirazione) e fuori dai polmoni (espirazione).
• Scambio per diffusione di ossigeno e anidride carbonica tra le cavità polmonari e il sangue.
• Trasporto da parte del sangue di ossigeno e anidride carbonica dai polmoni ai tessuti corporei.
• Scambio per diffusione di ossigeno e anidride carbonica tra il sangue e i tessuti.

Forze che intervengono nella ventilazione polmonare

La ventilazione avviene grazie alla presenza di gradienti di pressione tra alveoli e aria esterna. L'inspirazione si verifica quando la pressione atmosferica è maggiore di quella alveolare, il che permette all'aria di entrare negli alveoli. L'espirazione si verifica quando la pressione all'interno degli alveoli è maggiore di quella atmosferica, il che permette all'aria di lasciare gli alveoli.

Pressioni polmonari

Le tre pressioni principali associate alla ventilazione sono: quella atmosferica, quella alveolare e quella intrapleurica. La pressione atmosferica è la pressione dell'aria esterna e al livello del mare è uguale a 760 mm/Hg. La pressione alveolare è la pressione dell'aria all'interno degli alveoli, a riposo è pari alla pressione atmosferica, ma varia a seconda delle fasi di ventilazione. La differenza di pressione tra pressione alveolare e atmosferica costituisce il gradiente di pressione che guida la ventilazione.

La pressione intrapleurica è la pressione all'interno del sacco pleurico. A riposo, la pressione intrapleurica è uguale a -4 mm/Hg, ma anch'essa varia spesso. La pressione intrapleurica è sempre inferiore a quella alveolare. Il volume d'aria che si trova all'interno dei polmoni quando i muscoli respiratori sono rilassati e i polmoni a riposo, viene chiamato capacità funzionale residua (CFR).

Per poter avere una pressione intrapleurica negativa è necessario che il sacco pleurico sia a tenuta d'aria. Se il sacco viene rotto, la pressione intrapleurica non è più negativa, in quanto diventa uguale a quella atmosferica. In mancanza di una pressione intrapleurica negativa, i polmoni collassano e la parete toracica si espande, e questa condizione si chiama pneumotorace. Il pneumotorace spontaneo invece si ha quando una patologia danneggia la parete senza un danno che provenga dall'esterno.

Meccanica respiratoria

La relazione tra la pressione e il volume di un gas segue la legge di Boyle, la quale afferma che: data una certa quantità di gas all'interno di un contenitore, la pressione è inversamente proporzionale al volume.