L’apparato respiratorio: come funzionano i polmoni

L’apparato respiratorio è un meccanismo complesso e regolato che svolge un ruolo vitale nel mantenimento della vita.

Questo sistema, che comprende le vie aeree, i polmoni e i muscoli respiratori, permette non solo la respirazione, ovvero lo scambio di ossigeno e anidride carbonica tra il corpo e l’ambiente, ma influisce anche su molteplici aspetti della salute umana e del benessere.

In questo articolo vedremo in dettaglio le diverse componenti dell’apparato respiratorio, il loro funzionamento e le interazioni che consentono a questo sistema di adattarsi e rispondere alle infinite sfide poste dall’ambiente esterno e dalle condizioni interne del corpo.

• Le funzioni dell’apparato respiratorio
• I polmoni: caratteristiche e funzioni
• Fasi della respirazione

Le funzioni dell’apparato respiratorio

La funzione primaria dell’apparato respiratorio è di fornire ossigeno alle cellule del corpo per la produzione di energia attraverso il processo di respirazione cellulare, e di rimuovere l’anidride carbonica, un prodotto di scarto metabolico. Questo scambio avviene nei polmoni, nel cuore del sistema respiratorio, attraverso un processo noto come diffusione.

La respirazione può essere:

• ESTERNA se avviene tra ambiente e organismo attraverso la respirazione polmonare;
• INTERNA se avviene tra sangue e cellule attraverso la respirazione cellulare.

La funzione dell’apparato respiratorio è strettamente legata all’apparato cardiocircolatorio in quanto l’ossigeno è trasportato dal sangue.

Le vie aeree superiori

Le vie aeree umane si dividono in due principali categorie: superiori e inferiori, che insieme formano un passaggio continuo per l’aria che entra ed esce dai polmoni.

Le vie aeree superiori sono formate da:

• CAVITÀ NASALI: sono due fosse divise in due parti dal setto nasale rivestite di epitelio mucoso ricco di ciglia che filtrano l’aria in entrata da polvere, microrganismi e polline;
• FARINGE: è un canale membranoso comune con l’apparato digerente e mette in comunicazione la bocca con le cavità nasali e la laringe con l’esofago;
• LARINGE: è una porzione di cartilagine rivestita internamente da mucosa in cui sono presenti le corde vocali che permettono l’emissione di suoni articolati vibrando al passaggio dell’aria;
• TRACHEA: è un tubo cilindrico lungo circa 12 centimetri con un diametro di 1,7 centimetri e si divide nel tratto finale in due grossi rami detti bronchi.

Le vie aeree inferiori

Le vie aeree inferiori sono formate da:

• BRONCHI: esternamente sono rivestiti con un sottile strato di muscolatura liscia. Più internamente sono dotati di un epitelio con ciglia e muco utili a intrappolare le particelle ancora presenti nell’aria inspirata. Il battito delle ciglia facilita la risalita del muco che viene espulso sotto forma di catarro mediante la tosse;
• BRONCHIOLI: sono una ramificazione dei bronchi che man mano diventano sempre più sottili fino ad arrivare agli alveoli polmonari;
• ALVEOLI POLMONARI: sono rivestiti da capillari sanguigni e ricoperti da un velo liquido. L’aria che giunge negli alveoli è ricca di ossigeno e povera di anidride carbonica, mentre il sangue presenta la situazione opposta, per questo motivo avviene lo scambio gassoso attraverso la sottile parete che li separa.

I polmoni: caratteristiche e funzioni

I polmoni rappresentano l’organo centrale dell’apparato respiratorio, essenziali per la vitalità e la funzionalità di tutto l’organismo. Situati nella cavità toracica e protetti dalle costole, questi due organi spugnosi ed elastici svolgono il loro ruolo principale, ovvero garantire lo scambio gassoso tra l’aria inspirata e il sangue circolante.

Ogni polmone è diviso in lobi, tre nel polmone destro e due nel sinistro, per adattarsi alla forma del cuore. La superficie interna dei polmoni è estremamente vasta, grazie alla presenza di circa 300 milioni di alveoli, piccole sacche d’aria dove l’ossigeno dall’aria inalata passa nei capillari sanguigni e l’anidride carbonica viene trasferita dagli stessi capillari negli alveoli per essere espirata.

Esternamente, invece, i polmoni sono rivestiti dalle pleure, due strati di tessuto connettivo che proteggono i due organi dallo sfregamento con la gabbia toracica.

I polmoni sono situati in un ambiente umido e quindi facilmente attaccabile dai batteri, ecco perchè molte malattie respiratorie infatti sono dovute a infezioni virali o batteriche. La salute dei polmoni è quindi fondamentale non solo per la respirazione, ma per il benessere generale dell’individuo.

Fasi della respirazione

La respirazione (o ventilazione) è un atto involontario regolato dal sistema nervoso centrale in base alle esigenze dell’organismo. Esistono due centri di controllo, posti fra midollo spinale ed encefalo, dove arrivano le informazioni raccolte da recettori disposti nelle arterie e che regolano la respirazione.

Essa avviene in due fasi:

• L’inspirazione, in cui aumenta il volume interno della cavità toracica, il diaframma si contrae e si abbassa e contemporaneamente i muscoli intercostali sollevano le costole verso l’esterno. All’interno della cavità toracica si crea una depressione che favorisce l’ingresso spontaneo dell’aria ricca di ossigeno nei polmoni.
• L’espirazione, durante la quale si riduce il volume interno della cavità toracica, il diaframma si rilassa e anche i muscoli intercostali si rilassano facendo abbassare le costole. A questo punto l’aria ha perso ossigeno e si riempie di anidride carbonica, che viene spinta verso l’esterno.

È possibile controllarla per pochi secondi (minuti nei casi di apnea) e in caso di riposo, l’uomo compie 15 atti respiratori al minuto che apportano poco più di 5 litri al minuto di aria (ventilazione polmonare).

In caso di intensa attività, gli atti respiratori al minuto aumentano in modo involontario.

Starnuto, tosse, singhiozzo e sbadiglio

Oltre alla normale respirazione, esistono degli atti respiratori anomali, che sono:

• lo starnuto, una forma di difesa dell’organismo che serve per liberare le cavità nasali da corpi estranei come polvere o allergeni;
• la tosse, una forma di difesa dell’organismo che serve per liberare laringe, trachea o bronchi da corpi estranei proprio come accade per lo starnuto ;
• il singhiozzo, dato dall’attività del nervo frenico che viene irritato da rapida o eccessiva ingestione di cibi o bevande a temperature estreme oppure da stress che fa ingoiare aria;
• lo sbadiglio, è una profonda inspirazione seguita da rapida espirazione che solitamente avviene per stanchezza, noia o necessità di ossigeno.