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Apparato respiratorio, vie aeree e respirazione

L’apparato respiratorio ha il compito di assicurare lo scambio gassoso tra l’ambiente esterno e l’ambiente interno, ovvero l’organismo vivente. Il processo di scambio gassoso consiste nel passaggio di ossigeno (O2) dall’esterno al circolo sanguigno e nella rimozione dal sangue dell’anidride carbonica (CO2) e di altri “metaboliti” (prodotti di scarto) generati dall’attività cellulare nei vari organi e tessuti dell’organismo.
Nell’organismo umano, l’apparato respiratorio può essere suddiviso dal punto di vista funzionale in due principali componenti:

  • vie aeree: gli organi preposti alla funzione di conduzione dell’aria dall’esterno ai polmoni;
  • polmoni: gli organi composti da un’estesa superficie addetta agli scambi gassosi, rappresentata da unità funzionali dette “alveoli polmonari”.

Le vie aeree: composizione e ruolo

Le vie aeree hanno ruolo di conduzione dell’aria dalle narici alla parte più distale dei bronchi e assicurano che l’aria venga depurata da alcune impurità, che venga arricchita di vapore acqueo e che venga riscaldata in modo da raggiungere la temperatura corporea (circa 37 °C). Si dividono in vie aeree superiori di cui fanno parte naso esterno, cavità nasali, cavità paranasali e faringe, e vie aeree inferiori di cui fanno parte laringe, trachea, bronchi e albero bronchiale.
Le vie aeree sono composte da:

  • naso esterno: struttura dotata di scheletro osteocartilagineo (composto in parte da ossa e in parte da cartilagine) che comunica tramite le narici con le cavità nasali;
  • cavità nasali e paranasali: le cavità nasali sono condotti che iniziano dalla porzione interna delle narici, detta “vestibolo nasale”, continuano nelle fosse nasali, dove sboccano le cavità paranasali e terminano nella faringe attraverso le coane. Il vestibolo del naso è il tratto di ingresso dell’aria proveniente dall’esterno nelle vie respiratore; qui sporgono dei peli detti “vibrisse” che hanno la funzione di primo filtro contro l’ingresso di materiale corpuscolato di grosse dimensioni. Le pareti delle cavità nasali sono rivestite in gran parte da epitelio respiratorio, che ha la funzione di umidificare, riscaldare e depurare l’aria in entrata; solo la parte superiore delle cavità nasali è invece ricoperta da un epitelio di tipo diverso, ovvero dalla mucosa olfattiva, che ha la funzione di ricevere e trasmettere gli stimoli olfattivi. Nelle fosse nasali sboccano le aperture delle cavità paranasali, chiamate anche “seni paranasali e composte dai seni frontali, mascellari e sfenoidali e dalle cellule etmoidali. Queste strutture cave comunicano con le cavità nasali attraverso delle aperture dette “osti ove defluiscono le secrezioni mucose prodotte dall’epitelio respiratorio che le riveste. Le cavità nasali hanno inoltre al loro interno delle strutture ossee rivestite da mucosa respiratoria dette “turbinati” che, insieme alle strutture cave dei seni paranasali, rendono il percorso dell’aria irregolare e aumentano la superficie di contatto con l’aria esterna, in modo da favorire la cessione di calore, l’umidificazione e il contatto col muco secreto da parte dell’epitelio di rivestimento delle cavità nasali;
  • faringe: fa parte sia dell’apparato digerente che di quello respiratorio ed è collocata dietro le cavità nasali, la bocca e la laringe. Le cavità nasali si aprono nella faringe attraverso le coane, strutture di passaggio tra le fosse nasali posteriori e la porzione superiore della faringe. L’aria che entra dal naso una volta arrivata nella faringe viene poi convogliata nella laringe proseguendo quindi il suo passaggio dalle vie aeree superiori alle inferiori;
  • laringe: è un organo posto nella regione cervicale, sotto alla lingua, che serve al passaggio dell’aria in inspirazione dal faringe alla trachea e viceversa nell’espirazione. Oltre servire al passaggio d’aria, la laringe è l’organo della fonazione (emissione di suoni);
  • trachea: è l’organo di conduzione dell’aria che inizia nel collo, dove si collega alla laringe, e prosegue nel torace, dove si biforca nei bronchi principali, il destro e il sinistro. Come i bronchi, la trachea è dotata di una struttura cilindrica ed è composta da anelli cartilaginei anteriormente e lateralmente e da una parte membranosa posteriormente. La trachea e i bronchi sono rivestiti internamente da un epitelio provvisto di ciglia vibratili che si muovono creando una corrente di muco diretta verso l’esterno;
  • bronchi: i due bronchi principali, destro e sinistro, raggiungono il punto d’ingresso nel polmone, detto ilo polmonare, per poi dividersi e ramificarsi nel cosiddetto albero bronchiale. Nelle ramificazioni successive, i bronchi vedono la componente cartilaginea ridursi con un crescente aumento della componente muscolare, cosicché il bronco, man mano che si allontana dal tronco di origine, diventa sempre più flessibile e dunque adattabile ai movimenti degli atti respiratori. La muscolatura liscia dei bronchi regola il diametro bronchiale determinandone la riduzione (broncocostrizione) durante la contrazione e l’aumento (broncodilatazione) durante il rilassamento.

I polmoni e l’importanza per la respirazione

I polmoni sono gli organi nei quali avviene lo scambio gassoso fra aria e sangue. Sono avvolti da una membrana che prende il nome di pleura, costituita da una superficie interna che aderisce ai tessuti polmonari, e una esterna che aderisce invece alla parete toracica. Tra le due superfici pleuriche esiste dunque uno spazio, chiamato “cavità pleurica”, che contiene un sottile velo di liquido. La cavità pleurica ha una pressione negativa che permette ai polmoni di espandersi durante la fase inspiratoria della respirazione.
Il polmone destro consta di tre lobi (superiore, medio e inferiore) mentre il polmone sinistro ne conta due (superiore e inferiore). All’interno del polmone si trova la gran parte dell’albero bronchiale. I bronchi principali si dividono nei bronchi lobari e a ogni divisione ne succedono altre: da una generazione bronchiale all’altra i bronchi aumentano di numero e si riducono di calibro in modo tale che si individuano bronchi, bronchioli e bronchioli terminali fino ad arrivare all’acino polmonare, la più piccola unità funzionale del polmone.
L’acino polmonare è costituito dal bronchiolo terminale che vi conduce l’aria e dalle sue ramificazioni successive (bronchioli alveolari e dotti alveolari) fino a terminare in un “grappolo” di sacchi alveolari. Gli alveoli sono strutture a forma di sacchetto, costituite da una sottilissima parete, detta membrana alveolo-capillare, nella quale decorrono i vasi sanguigni capillari. Ogni acino polmonare ha un diametro di circa 1 cm ed è costituito da un numero di alveoli compreso tra i 60 e i 120. L’insieme degli alveoli polmonari, in numero di 600-700 milioni per individuo, costituisce un’enorme superficie respiratoria, pari a 60 m2. A livello di questa enorme superficie avvengono gli scambi gassosi che si verificano per diffusione, ovvero attraverso un processo passivo tramite il quale un gas passa da una zona ad elevata pressione parziale verso una a bassa pressione parziale. Nell’alveolo l’ossigeno dell’aria inspirata, proveniente dall’esterno, passa attraverso la membrana alveolare nei capillari ed entra così nel circolo sanguigno mentre l’anidride carbonica e altri prodotti di scarto passano dai capillari allo spazio alveolare, così da essere portati all’esterno con l’espirazione.

Prendersi cura della salute respiratoria è fondamentale poiché l’apparato respiratorio permette l’ossigenazione e quindi la vita di tutte le nostre cellule, dei nostri tessuti e organi. Il funzionamento del sistema respiratorio è complesso e affascinante ed è strettamente connesso alla salute generale dell’individuo e alle sue abitudini di vita. Per mantenerne una corretta funzione, è consigliato svolgere una vita sana, evitare l’esposizione tabagica e trattare eventuali patologie respiratorie in modo corretto e tempestivo.

Fonti

  • West, JB., Respiratory physiology - the essentials, Baltimore: Williams & Wilkins, pages 1–10, 1995.

  • Anastasi G, et al., Trattato di anatomia umana, Edizioni Ermes, volume 2, pages 224-297, Milano, 2007.

Ultimo aggiornamento:22-06-2020

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