GENERALITÀ
L’apparato respiratorio ha come scopo principale quello di estrarre dal corpo
l’anidride carbonica (sostanza tossica di scarto del metabolismo cellulare)
sostituendola con l’ossigeno, sostanza indispensabile ai processi cellulari che
consentono di estrarre l’energia chimica contenuta nelle sostanze alimentari.
Esso collabora strettamente con il sistema circolatorio che raccoglie dai vari
distretti corporei l’anidride carbonica portandola ai polmoni dove si carica di
ossigeno per ridistribuirlo a tutto il corpo.
Grazie alla presenza di strutture specializzate delle vie aeree, l’apparato
respiratorio svolge anche funzioni di fonazione.
E’ costituito da un insieme di organi cavi (bocca, naso, faringe, laringe), canali
(trachea, bronchi e bronchìoli) che formano le vie aeree o respiratorie e
permettono il passaggio dell’aria durante la respirazione e da organi
parenchimatosi, i polmoni, nei quali le stesse vie aeree penetrano
profondamente ramificandosi e in cui avvengono gli scambi gassosi tra aria e
sangue.
Le strutture che costituiscono le vie aeree, possiedono uno scheletro osseo o
cartilagineo che facilita il passaggio dell’aria e pareti tappezzate da mucosa
che svolge varie funzioni:
- riscalda l’aria inspirata grazie alla ricca vascolarizzazione
- la umidifica grazie alla secrezione delle ghiandole distribuite al suo interno
- la filtra grazie alla presenza del muco che incolla il pulviscolo inspirato e
viene successivamente convogliato all’esterno dal continuo movimento di
cellule ciliate.
VIE AEREE SUPERIORI
NASO
Costituisce la via preferenziale dell’inspirazione. Si compone di una parte
esterna detta piramide nasale, la quale inferiormente presenta 2 orifizi detti
narici che rappresentano le vie di passaggio dell’aria e una parte interna
costituita dalla cavità nasale (divisa in 2 metà simmetriche dal setto nasale) e
dai seni paranasali.
Nelle narici si distinguono 2 tipi di mucose: respiratoria ed olfattiva.
La mucosa respiratoria, di colore roseo, contiene cellule produttrici di muco, il
quale ha una debole funzione battericida, contenendo immunoglobuline e
lisozima.
La mucosa olfattiva di colore giallastro è localizzata nella parte più alta delle
cavità nasali.
I seni paranasali sono cavità scavate dentro alle ossa che circondano le fosse
nasali. Hanno la duplice funzione di riscaldare l’aria introdotta nel naso e
partecipare alla fonazione come camere di risonanza.
L’aria inspirata con il naso, per l’irregolarità delle pareti e per la presenza dei
cornetti è costretta a compiere un percorso tortuoso durante il quale, data la
notevole vascolarizzazione della membrana nasale, si riscalda.
I peli presenti nel naso e le ciglia delle cellule epiteliali, fungono da filtri
destinati a rimuovere le particelle di polvere presenti nell’aria inspirata.
La cavità nasale è separata dalla sottostante cavità orale da un piatto osseo: il
palato duro, posteriormente al quale si trova il palato molle.
Principali formazioni anatomiche delle vie aeree superiori
viste in sezione sagittale
FARINGE
Organo cavo, impari e mediano, comune all’apparato respiratorio e digerente
(via di passaggio sia dell’aria che del cibo). E’ un condotto muscolare lungo
circa 13 cm, che comunica con le cavità nasali, la cavità orale, la laringe,
l’esofago e riceve lo sbocco delle tube uditive (è per questo che deglutendo si
può compensare la sensazione provocata all’orecchio dai cambiamenti di
pressione ambientale).
Essa è suddivisa in una parte nasale detta rinofaringe, una parte buccale
detta orofaringe e una laringea detta laringofaringe che si continua con la
sottostante laringe.
La sua funzione è quella di indirizzare il cibo verso l’esofago e l’aria verso la
laringe.
Nella faringe si trovano addensamenti di tessuto linfatico denominati tonsille.
Le tonsille faringee o adenoidi si trovano a livello della rinofaringe, le tonsille
palatine sono situate all’estremità del palato molle, le tonsille linguali sono
localizzate alla base della lingua. Le tonsille, essendo in comunicazione con
numerosi vasi linfatici, svolgono un’azione preventiva delle infezioni delle
prime vie aeree e digestive.
VIE AEREE INFERIORI
LARINGE
Ha origine nella parte anteriore della faringe, subito dietro la lingua e si
prosegue nella trachea. E’ costituita da 8 segmenti rigidi di cartilagine ialina e da
una cartilagine elastica a forma di cucchiaino: l’epiglottide, che, abbassandosi a
coprire l’adito laringeo, impedisce l’inalazione del cibo durante la deglutizione.
Qualsiasi sostanza diversa dall’aria che penetri nella laringe scatena il riflesso
della tosse, che serve ad espellerla ed impedire che arrivi nei polmoni.
La più sviluppata delle cartilagini ialine è quella tiroidea che forma uno scudo a
protezione della tiroide e protrude anteriormente sotto la pelle del collo
formando il cosiddetto pomo d’Adamo, perché più prominente nei maschi.
Nella parte media della laringe sono presenti 4 pieghe della mucosa; 2 superiori
dette corde vocali false e 2 inferiori dette corde vocali vere che, quando vengono
messe in vibrazione dall’aria espirata, consentono l’emissione di suoni.
Infatti la laringe oltre a costituire l’organo di accesso alle vie respiratorie più
profonde, rappresenta l’organo deputato alla fonazione.
TRACHEA
E’ un canale lungo circa 12 cm con diametro
di poco meno di 2 cm, che fa seguito alla
laringe e che all’altezza della 4a 5a vertebra
toracica si biforca in 2 rami: il bronco dx e il
bronco sx che si portano ai polmoni. La parete
posteriore è in rapporto con l’esofago, mentre
la sua parte cervicale è in rapporto con la
tiroide.
E’ costituita da una successione di anelli di
cartilagine ialina detti tracheali,incompleti
posteriormente, intervallati da legamenti
anulari.
Internamente è rivestita da una mucosa
dotata di epitelio ciliato, le cui ciglia battono
continuamente in direzione opposta a quella
dell’aria che entra, in modo che il muco intriso
di polvere ed altri detriti non scenda nei
polmoni ma venga sospinto verso l’orofaringe
dove può essere ingoiato o sputato assieme a
quello che scende dal naso.
Fotografia al microscopio elettronico a
scansione dell’epitelio ciliato della
trachea : ciglia in giallo, cellule
mucipare con microvilli in arancione
BRONCHI
I bronchi principali extrapolmonari derivano dalla biforcazione della trachea, e si
portano lateralmente verso il basso. Il bronco primario di dx è più corto, più
rettilineo ed ha un calibro maggiore di quello di sx, di conseguenza è la sede in cui
più frequentemente vanno a finire sostanze estranee inalate accidentalmente.
Hanno struttura e configurazione simile a quella della trachea, con anelli
cartilaginei, incompleti posteriormente, uniti da legamenti anulari.
Come la trachea sono organi cavi.
Dopo la prima biforcazione i bronchi principali si ramificano ulteriormente
all’interno dei polmoni (bronchi intrapolmonari) in questo modo:
dal bronco dx nascono 3 bronchi lobari; superiore, medio ed inferiore, mentre dal
bronco sx ne nascono 2, superiore ed inferiore. I bronchi lobari penetrano nei
polmoni ramificandosi ulteriormente, diminuendo man mano di calibro diventando
bronchìoli e terminando con gli alveoli.
Internamente sono tappezzati da cellule mucipare e cellule ciliate che creano una
continua corrente di muco verso l’esterno.
Sono avvolti da muscoli involontari sotto il controllo del plesso polmonare e del
nervo vago.
POLMONI
Sono organi pari e laterali, che occupano quasi per intero la cavità toracica tranne
il mediastino, cioè la parte centrale, compresa tra sterno e colonna vertebrale,
dove sono situati il cuore, il timo, la trachea, i bronchi, l’esofago e i grossi vasi
sanguigni.
Ciascun polmone possiede un apice che sporge dietro e sopra la clavicola, una
base più larga, modellata sulla convessità del diaframma sul quale poggia, ed è
diviso in lobi da scissure: il polmone dx ne ha 3, quello sx 2.
La superficie di ciascun polmone è rivestita da una membrana sierosa detta
pleura, formata da 2 foglietti: viscerale, aderente alla superficie del polmone e
parietale quella più esterna.
Lo spazio compreso tra le 2 pleure, detto cavità pleurica, contiene un liquido
pleurico secreto dalle stesse membrane che consente ai polmoni di scivolare
facilmente, senza attriti durante i movimenti respiratori. I 2 foglietti aderiscono
intimamente perché nello spazio pleurico che li separa la pressione è negativa ed è
questo che determina l’espansione dei polmoni durante la respirazione.
Sulla superficie mediale di ogni polmone è presente una rientranza detta ilo dove i
bronchi, le arterie polmonari ed i nervi penetrano all’interno del polmone stesso e
le vene polmonari e vasi linfatici ne escono.
arteria polmonare
I bronchi primari dopo essere penetrati all’interno dei polmoni, si suddividono in
rami sempre più piccoli terminando nei bronchìoli.
Tali ramificazioni vengono denominate albero bronchiale o respiratorio.
Ciascun lobo polmonare è suddiviso
in centinaia di lobuli; all’interno di
ciascun lobulo i bronchioli si
ramificano fino a diventare minimi o
terminali a ciascuno dei quali fa capo
un acino polmonare. In ciascun acino
il bronchìolo terminale da origine a 2
bronchìoli respiratori o alveolari che
si fanno sempre più piccoli (dotti
alveolari) procedendo verso
l’estremità distale del bronchiolo e
presentano delle estroflessioni
emisferiche dette alveoli polmonari,
che nell’insieme assomigliano a
grappoli d’uva e costituiscono la
stragrande maggioranza del
parenchima polmonare.
E’ a livello degli alveoli polmonari che
avvengono gli scambi respiratori, infatti
la superficie esterna degli alveoli è
rivestita da una fitta rete di capillari
sanguiferi.
Le pareti di alveoli e capillari, fuse
insieme,costituiscono la membrana
respiratoria, attraverso la quale
transitano i gas ed il sangue. Gli scambi
gassosi avvengono per diffusione
semplice attraverso questa barriera
aria-sangue: l’O2 passa dall’aria che
riempie gli alveoli al sangue dei capillari
polmonari e la CO2 lascia il sangue per
entrare negli alveoli.
A livello degli alveoli polmonari si trova
l’ultima postazione di difesa
dell’apparato respiratorio: i macrofagi
che dotati di movimenti ameboidi, si
spostano dall’interno ed all’esterno
degli alveoli, fagocitando batteri,
particelle carboniose ed altri detriti.
Meccanica della respirazione
La respirazione è un processo
meccanico che dipende dai
cambiamenti di volume che si
susseguono nella cavità toracica:
ogni cambiamento di volume
comporta un cambiamento di
pressione che a sua volta determina
un flusso di gas per riequilibrare la
pressione. All’aumentare del
volume le molecole di gas si
disperdono e la pressione
diminuisce, se invece il volume si
riduce, le molecole di gas si
avvicinano e la pressione aumenta;
questo accade nelle 2 fasi della
respirazione quando l’aria entra nei
polmoni (inspirazione) e quando
l’aria esce dai polmoni
(espirazione).
L’inspirazione
I polmoni si trovano racchiusi nella cassa toracica una struttura estensibile grazie
all’attività della muscolatura intercostale e poggiano inferiormente sul diaframma
che stimolato dal nervo vago si contrae ritmicamente.
La contrazione del diaframma, che si abbassa e si appiattisce, avviene in
concomitanza con l’espansione della cassa toracica e questo fa espandere i
polmoni poiché grazie alla pleure aderiscono alla cavità polmonare e quindi
vengono tirati verso il basso dal diaframma e verso l’esterno dalla cassa toracica.
All’aumentare del volume intrapolmonare i gas contenuti nei polmoni si
disperdono per occuparne l’intero volume; ne consegue che nei polmoni si viene
quindi a creare una pressione inferiore rispetto a quella esterna, questa
depressione viene riequilibrata dall’inspirazione d’aria attraverso la bocca ed il
naso.
L’aria continua a fluire nei polmoni finché la pressione intrapolmonare non eguaglia
quella atmosferica.
Questa serie di eventi è denominata inspirazione.
L’espirazione
L’espirazione è un processo passivo che dipende per la maggior parte dall’elasticità
intrinseca dei polmoni, piuttosto che dalla contrazione muscolare.
Quando i muscoli inspiratori intercostali si rilassano, la gabbia toracica si abbassa;
anche il diaframma si rilassa e risale comprimendo i polmoni che si retraggono.
Diminuiscono così sia il volume toracico che quello intrapolmonare, ciò fa si che le
molecole di gas all’interno dei polmoni, siano forzate ad avvicinarsi le une alle altre
fino a che la pressione intrapolmonare aumenta fino a raggiungere un valore
maggiore di quello della pressione atmosferica.
Ciò determina la fuoriuscita d’aria per eguagliare le pressioni all’interno ed
all’esterno dei polmoni. L’aria che viene spinta verso l’esterno è povera di ossigeno
e ricca di anidride carbonica a causa degli scambi avvenuti a livello alveolo-vasale
durante l’inspirazione e segue un percorso inverso a quello seguito durante
l’inspirazione.