L’APPARATO RESPIRATORIO

1. L’APPARATO RESPIRATORIO

2. 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.

3. 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 nariciche 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.

4. 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.

5. Principali formazioni anatomiche delle vie aeree superiori viste in sezione sagittale

6. 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 orofaringee una laringea detta laringofaringeche 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.

7. 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.

8. 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 dxe il bronco sxche 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

10. 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.

11. 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 unapiceche sporge dietro e sopra la clavicola, una base più larga, modellata sulla convessità del diaframma sul quale poggia, ed è diviso in lobida 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.

12. arteria polmonare

13. 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.

14. 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.

15. 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).

16. 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.

17. 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.