Fisiopatologia dell' apparato respiratorio - Fisiopatologia

CO2 che verrà poi espulsa tramite i polmoni. Dalla

combustione dei metaboliti si otterrà energia sotto forma

di ATP.

Morfologia

Gli elementi anatomici principali dell'apparato respiratorio sono: il naso con le sue cavità, la

bocca, la faringe, la laringe, la trachea, i bronchi, i bronchioli, i polmoni e i muscoli della

respirazione diaframma e intercostali.

La faringe si connette in basso con la trachea, che a sua volta si connette inferiormente con la

laringe; in basso troviamo i due grossi bronchi destro e sinistro che via via si biforcano in

diramazioni con diametro sempre più ridotto (bronchi medi, bronchi piccoli e bronchioli). I

bronchioli respiratori si espandono in cavità chiuse, dette sacchi alveolari, ognuno dei quali

comprende una ventina circa di alveoli il cui rivestimento è costituito da cellule epiteliali

definite pneumociti di 1 e 2 ordine. Gli alveoli sono quindi strutture sacculari terminali

delimitate all’esterno da una parete, la membrana respiratoria dove avvengono gli scambi.

L’aria che entra attraverso le narici e la bocca prosegue attraverso la laringe, la trachea i vari

rami dell’albero bronchiale e raggiunge gli alveoli (inspirazione); in questa sede dopo aver

ceduto O2 al sangue e ricevuto CO2, compie lo stesso percorso in direzione inversa e viene

eliminata attraverso le narici e la bocca (espirazione).

Atto respiratorio

E’ costituita da tre fasi: Inspirazione, scambio dei gas ed espirazione.

In condizioni fisiologiche in ogni minuto si compiono 12-15 atti respiratori (eupnea),

ognuno dei quali consta delle tre fasi sopra indicate. In ciascuna fase vengono immessi

nell’albero respiratorio 500 ml di aria ed in ciascuna fase espiratoria ne vengono espulsi

altrettanti.

Tachipnea: respiro accelerato molto frequente ma

poco profondo. (es. Ipoventilazione alveolare da

ostacolata espansione della gabbia toracica o da

ostruzione delle vie bronchiali)

Bradipnea: respiro lento ma profondo.

es. Alcalosi (nel sangue <> e >pO2)

Dispnea: «fame d'aria» per difficoltà respiratoria

(di tipo inspiratorio o espiratorio)

Atto respiratorio

L’inspirazione è la fase attiva della respirazione. Si assiste all’espansione dalla gabbia toracica.

Questa è determinata in primis dalla contrazione a quindi dall’abbassamento del muscolo

diaframma, a forma di cupola posto tra il torace e l’addome che provoca un aumento in altezza del

torace. In secundis i muscoli intercostali esterni muovono le coste. ciò provoca una aumento in

sezione trasversa della cavità toracica, a coadiuvare l’inspirazione sono presenti muscoli detti

inspiratori accessori. A questi fenomeni consegue una riduzione della pressione endotoracica che

diventa responsabile dell’aspirazione di 500 ml di aria atmosferica. La capacità del parenchima

polmonare di distendersi viene indicata con il termine “compliance”.

L’espirazione segue l’inspirazione. In genere è un processo passivo dovuto al rilasciamento dei

muscoli inspiratori e quindi all’innalzamento del diaframma e al ritorno in situ delle coste. È

coadiuvato dai muscoli intercostali interni. Anche i muscoli addominali anteriori aumentando la

pressione addominale facilitano il ritorno del diaframma.

Atto respiratorio

Ai movimenti respiratori sovraintendono i centri respiratori presenti nel bulbo e nel

midollo allungato, i quali, tramite i nervi sensitivi ricevono dalla periferia segnali

riguardanti la concentrazione in CO2, il valore del pH del sangue, il grado di

tensione broncopolmonare.

A seconda delle variazioni positive o negative della

concentrazione di CO2, delle variazioni di pH e di

altri segnali, la frequenza respiratoria aumenta

(tachipnea) o diminuisce (bradipnea).

Le capacità

Capacità polmonare totale: è il volume massimo di aria che i polmoni possono contenere; se da questa

togliamo il volume residuo, otteniamo la capacità funzionale.

Capacità funzionale: è il volume di aria che un polmone può sfruttare per apportare ossigeno ai tessuti

Capacità vitale: è il massimo volume di aria che può effluire

dai polmoni durante un singolo atto respiratorio in seguito

ad un inspirazione massima. (maggiore è la capacità

vitale e più quel soggetto può fare attività fisica.

Nell’anziano, o nel fumatore, il polmone è meno elastico perché

molte fibre elastiche si distruggono, e quindi il polmone si

espande durante l’inspirazione e resta dilatato, questo prende il nome di

enfisema, e porta ad un aumento del volume residuo e una riduzione

della capacità vitale.

Scambi gassosi

Lo scambio dei gas respiratori avviene a livello dell’unità alveolo-capillare.

Gli alveoli sono circa 300.106 e formano una superficie di scambio totale di circa 100-

140 m2.

Gli scambi di gas a livello della membrana respiratoria, avvengono secondo il gradiente

di pressione di quei gas che si viene a formare a cavallo della membrana. La pressione

parziale dell’O2 (PO2) decresce progressivamente dall’aria presente nel tratto tracheo-

bronchiale all’aria presente nell’alveolo, la cui PO2, a sua volta, è sempre

considerevolmente superiore alla PO2 del sangue venoso presente nei capillari della

membrana respiratoria. Ciò crea un gradiente pressorio che determina la diffusione

dell’O2 dall’aria del tratto tracheo-bronchiale a quella alveolare e da questa al sangue.

Il gradiente di pressione negli

scambi gassosi

Lo scambio dei gas a livello dell’unità alveolo-capillare, avviene grazie al gradiente

di pressione dei gas, ovvero grazie all’abbassamento della pressione parziale nei

tre compartimenti che vengono attraversati da questi gas.

Abbiamo infatti che l’ossigeno passerà dall’alveolo al liquido interstiziale, e

successivamente arriverà al capillare seguendo il

gradiente di pressione.

L’anidride carbonica effettuerà il percorso inverso,

ovvero, seguendo sempre il gradiente di pressione,

passerà dal capillare al liquido interstiziale e poi

all’alveolo.

Alterazioni degli scambi gassosi

Gli scambi gassosi tra l’aria alveolare ed il sangue possono modificarsi in

conseguenza di uno dei seguenti eventi:

Iperventilazione, quando una quantità di aria superiore a 500 ml viene scambiata

in ogni atto respiratorio ovvero quando aumenta il numero degli atti respiratori al

minuto.

Ipoventilazione, quando una quantità di aria atmosferica inferiore a 500 ml viene

inspirata e di conseguenza scambiata a causa di ostruzioni delle vie aeree o di

riduzione del numero degli atti respiratori (brachipnea).

Alterazioni della membrana respiratoria

Trasporto dei gas respiratori nel

sangue

Nel sangue l’O2 proveniente dall’aria alveolare è trasportato per il 98,5% dall’emoglobina

(Hb) contenuta nei globuli rossi e per l’1,5% in forma gassosa in soluzione mentre la

CO2 è trasportata per il 5% in forma gassosa, per l’88% in forma di ione bicarbonato e

per il 7% legata a proteine.

Il trasporto di O2 può però essere alterato da vari fattori, ad esempio legati alla quantità

di eritrociti nel sangue (anemie), o di emoglobina (emoglobinopatie), oppure dalla

presenza nel sangue di gas che hanno un’affinità maggiore per l’emoglobina, ad

esempio il CO, che si lega all’emoglobina al posto dell’ossigeno non permettendo

dunque all’ossigeno di arrivare ai tessuti.

Alterazioni della diffusione nel

microcircolo

La diffusione dell’O2 nel microcircolo può essere alterata da:

- Ispessimento dell’interstizio per processi degenerativi, edemi, ipertrofia cellulare.

- Ipossia, cioè riduzione della PO2 ematica conseguente a difetto di ventilazione

polmonare o ad anemia.

- Ischemia, ridotto apporto di sangue locale o iperemia passiva (stasi venosa).

La diffusione della CO2 nel microcircolo può essere alterata da:

- Aumento della PCO2 a livello del sangue dei capillari conseguente ad iperemia

passiva.

- Ispessimento dell’interstizio.