Apparato respiratorio: anatomia in sintesi, struttura e funzioni

MEDICINA ONLINE Dott Emilio Alessio Loiacono Medico Chirurgo Roma APPARATO RESPIRATORIO ANATOMIA SINTESI Riabilitazione Nutrizionista Infrarossi Accompagno Commissioni Cavitazione Radiofrequenza Ecografia Pulsata  Macchie Capillari Ano Pene.jpgL’apparato respiratorio è costituito da un gruppo di organi altamente specializzati che ha il principale – ma non esclusivo – compito di rifornire di ossigeno le cellule e di eliminare l’anidride carbonica prodotta dall’ossidazione delle sostanze organiche. Nell’uomo esso è costituito dalle vie aeree, dai due polmoni e dalla pleura interna ed esterna. Le vie aeree sono formate dal naso esterno (fosse nasali e cavità nasali), dalla faringe, dalla laringe, dalla trachea, dai bronchi e dai bronchioli. Il polmone destro, più voluminoso, è suddiviso in tre lobi, mentre il sinistro è suddiviso solo in due lobi per far spazio all’apice (punta) del cuore. L’inspirazione, l’espirazione e la breve pausa che si verifica fra i due movimenti costituiscono un atto respiratorio. Ogni atto respiratorio comporta una serie di cambiamenti nella gabbia toracica dove sono alloggiati i polmoni e nella posizione del diaframma, un muscolo piatto che separa il torace e l’addome.

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Funzione dell’apparato respiratorio
La funzione principale del sistema respiratorio è quella di garantire la corretta ossigenazione del nostro sangue e l’eliminazione della CO2 che possediamo in eccesso. Poiché questi gas devono entrare nel circolo ematico o da questo devono essere espulsi le vie respiratorie necessariamente accoppiano ventilazione e perfusione. Il processo meccanico definito comunemente respirazione prende il nome di ventilazione polmonare, mentre il termine respirazione indica l’intero processo che va dall’immissione di ossigeno alla sua utilizzazione per l’ossidazione dei substrati e la conseguente produzione di energia. Le vie aeree hanno lo scopo di distribuire il flusso d’aria su una superficie di 70 m2 circa per un uomo di 70kg.

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Anatomia e funzioni delle singole parti del sistema respiratorio
Le vie aeree si dividono in superiori e inferiori. Delle vie aeree superiori fanno parte:

  • le cavità nasali, che hanno il compito di umidificare l’aria e portarla circa a una temperatura uguale a quella corporea. Forniscono circa il 50% della resistenza al flusso, inoltre si comportano come un filtro e bloccano le particelle di diametro superiore a 10 micrometri.
  • La faringe. Essa non è solo una via di passaggio ma grazie a numerosi aggregati linfocitari fornisce una protezione attiva contro gli agenti infettivi.
  • La laringe che contiene l’organo della fonazione e la glottide(che può essere volontariamente occlusa).

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le vie aeree inferiori originano sotto l’anello della cartilagine cricoide e si dividono in:

  • trachea, un condotto cilindrico che è formato da una struttura membranosa tesa tra anelli cartilaginei di sostegno strutturale, non collassabile.
  • Bronchi, che originano in numero di due, uno per lato, e costituiscono i condotti in cui termina la trachea. penetrati nel polmone si arborizzano diventando bronchi lobari, lobulari e dando ramificazioni sempre minori; la sezione delle 2 ramificazioni figli è pero complessivamente maggiore della sezione del bronco da cui originano. Per dieci ordini id ramificazione(che avvengono ad angolo acuto), fino al diametro di 1 micrometro, i bronchi conservano nella loro parete placche cartilaginee che conferiscono una certa rigidità strutturale. Al disotto di questo diametro i bronchi prendono il nome di bronchioli e divengono collassabili dalla pressione. Dopo sei ordini di ramificazioni (a T) nei bronchioli iniziano a comparire, lungo la parete sporadici alveoli. Le successive ramificazioni prendono il nome di bronchioli terminali(o respiratori). Questi ultimi continuano a dividersi fino a generare dotti alveolari, ovvero bronchioli la cui superficie è cosparsa di alveoli. Nel polmone sono individuabili unità morfofunzionali definite unità respiratorie formate da decine di bronchioli respiratori e di conseguenza alcune migliaia di alveoli. Queste sono individuabili in numero di circa 60000 per polmone. L’albero bronchiale è dotato di una propria innervazione attribuibile al sistema simpatico. È ricco di terminazioni sensitive che rispondono a stimoli quali agenti irritanti (l’ipersensibilizzazione causa l’asma). Inoltre è innervata la circolazione nutrizionale bronchiale e il sistema muscolare. Il sistema muscolare bronchiale risponde agli stimoli costringendosi e aumentando la resistenza al flusso(è ad esempio l’effettore dell’asma), a stimoli opposti in maniera opposta. La circolazione bronchiale deriva dalle arterie bronchiali dell’aorta toracica e costituisce l’apporto nutrizionale del sistema bronchiale. Esistono alcuni shunt anastomotici tra la circolazione polmonare e quella bronchiale ma nel soggetto normale non sono significativi.
  • Alveoli. Sono deputati allo scambio di ossigeno tra aria e sangue; tale scambio avviene per diffusione passiva, che è molto facilitata visto che la barriera aria sangue nei polmoni è spessa circa 0,15 micrometri. (ricordiamo che secondo la legge di fick la diffusione avviene in modo inversamente proporzionale alla distanza). La barriera aria sangue è composta dall’accollamento di cellule laminari dell’endotelio capillare e pneumociti (anch’essi con medesima struttura laminare e nucleo protrudente nel lume) e dalla membrana basale tra i due strati cellulari. Le concentrazioni di ossigeno e anidride carbonica sono all’equilibrio dopo 0,2 secondi. Il tempo di transito del sangue è di circa 0,8 secondi, più che sufficiente. In questo tempo transita la gittata sistolica di sangue, circa 70 ml(fino a 200 ml sotto sforzo: il limitato aumento di gittata fa si che le richieste metaboliche di O2, che sotto sforzo aumentano anche di sei volte, vengano soddisfatte aumentando il prelievo dall’emoglobina, che funge anche da riserva), distribuita su una superficie capillare circa uguale a quella alveolare. Si ritiene che la grande estensione della superficie non sia funzionale all’ossigenazione del sangue quanto alla distribuzione della gittata cardiaca in vasi di piccole dimensioni, quelle di un eritrocito, perfettamente ossigenabili.Ogni alveolo polmonare ha la parete costituita da un epitelio pavimentoso semplice e da uno strato connettivale ricco di capillariL’epitelio alveolare è costituito, oltre che da macrofagi, da due particolari tipi di cellule: gli pneumociti di I e di II tipo:
  1. pneumociti di tipo I sono cellule appiattite strutturali. Sono definiti anche piccole cellule alveolari, ricoprono circa il 90% della superficie alveolare totale. Sono cellule piccole, sottili, le quali si sviluppano come un sottile film che ricopre la superficie dell’alveolo. Gli pneumociti di tipo I aderiscono alla superficie dei vasi capillari tramite la membrana basale, permettendo la diffusione e lo scambio dei gas.
  2. pneumociti di tipo II sono anche detti cellule di Clara. Sono cellule presenti a livello dei bronchi lobulari e bronchioli intralobulari nel parenchima polmonare. Il loro ruolo è quello di secernere materiale sieroso che mantenga fluido il materiale mucoso prodotto dalle cellule caliciformi mucipare ad azione surfactante che va a ricoprire la superficie dell’epitelio dei bronchi e degli alveoli polmonari.

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Il percorso dell’aria dentro il nostro corpo

  1. L’aria entra nel naso dalle narici e percorre le cavità nasali tappezzati internamente dal muco che ha la funzione di inumidire l’aria e di trattenere microbi e polvere. E’ possibile inspirare con la bocca, azione che si compie normalmente quando si è molto raffreddati, ma in questo caso viene a mancare la funzione di protezione da microbi e polvere.
  2. Le pareti delle cavità nasali sono fittamente intrise da capillari sanguigni e rivestite di piccoli peli: l’aria viene riscaldata a contatto con i capillari e filtrata dai peli.  L’aria entra poi nella faringe, un organo che nella parte inferiore comunica, posteriormente con l’esofago e anteriormente con la laringe. La faringe è anche un organo dell’apparato digerente e in essa l’aria e il cibo possono essere presenti contemporaneamente.
  3. Attraversata la laringe, l’aria passa nella trachea un tubo flessibile cosparso internamente di ciglia che muovendosi dal basso verso l’alto contribuiscono ad espellere eventuali impurità e corpi estranei.
  4. L’aria passa nei bronchi, nei bronchioli e negli alveoli.
  5. Nell’alveolo polmonare avvengono gli scambi gassosi fra aria e sangue. L’insieme dei 300 milioni di alveoli polmonari costituisce i polmoni, organini spugnosi ed elastici.
  6. L’aria compie a ritroso il percorso per poi venire espulsa all’esterno dell’organismo.

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