L’apparato respiratorio, o sistema respiratorio, è l’insieme degli organi e tessuti deputati al processo della respirazione. Tale processo consiste nell’assimilare ossigeno inspirato con l’aria e nella conseguente espulsione di anidride carbonica, generata dall’attività cellulare.
Inspirazione ed espirazione
L’atto respiratorio si suddivide in due fasi: inspirazione ed espirazione. L’inspirazione avviene grazie alla contrazione dei muscoli intercostali e del diaframma, che provoca un aumento di volume polmonare e una diminuzione della pressione intrapleurica, con conseguente aspirazione di aria nei polmoni. L’espirazione solitamente è passiva, determinata dal rilascio della forza elastica del parenchima polmonare. Il volume toracico diminuisce, i polmoni vengono compressi e l’aria espulsa. In un uomo adulto con un’inspirazione vengono introdotti circa 0.5 litri di aria, mentre con un’inspirazione forzata si arriva a circa 3 litri di aria introdotta. Con un’espirazione forzata si espellono circa 1.1 litri di aria. Il totale viene definita capacità vitale. Nei polmoni rimane sempre un volume residuo d’aria di 1.2 litri circa. Abbiamo quindi una capacità polmonare totale di 5.8 litri.
A livello alveolare vi è uno scambio dei gas tra aria e sangue: l’ossigeno passa dall’alveolo al sangue e l’anidride carbonica dal sangue all’alveolo per diffusione o secondo gradiente di concentrazione. Anche a livello cellulare l’ossigeno passa da sangue a cellula e l’anidride carbonica da cellula a sangue per diffusione. Entrambi i gas vengono portati in tutto il corpo attraverso il circolo ematico.
Organizzazione
L’apparato respiratorio è suddivisibile in due componenti principali: le vie aeree superiori e quelle inferiori. Alle vie superiori appartengono il naso con le sue cavità nasali, la bocca, la faringe, nasofaringe e la laringe; al tratto respiratorio inferiore, invece, troviamo la trachea, i bronchi, bronchioli, i polmoni e i muscoli della respirazione diaframma e intercostali.
Naso e cavità nasali
Il naso rappresenta la principale apertura esterna per il flusso d’aria dell’apparato respiratorio e il primo tratto delle vie aeree superiori. Tale struttura comprende tessuti di tipo cartilagineo, osseo, muscolare e cutaneo. Grazie alla disposizione di alcune ossa del cranio, il naso presenta, al suo interno, degli spazi vuoti definiti come cavità nasali (Fig. 2). Tali cavità hanno il ruolo fondamentale di riscaldare, umidificare e filtrare l’aria inalata prima questa raggiunga le vie aeree inferiori. In particolare, il filtraggio avviene grazie ad una sottile peluria e una membrana mucosa di rivestimento, permettendo così di bloccare polveri, muffe, allergeni ed altre sostanze.
Bocca
La bocca, o cavità orale, rappresenta l’apertura esterna secondaria dell’apparato respiratorio. Il suo compito è quello di aiutare o, in alcuni casi, sostituire il naso nella sua azione di inalazione ed espulsione di aria. Ovviamente, il passaggio attraverso la cavità orale non potrà garantire i processi di riscaldamento, umidificazione e filtraggio tipici delle cavità nasali. Presenta il seguente vantaggio, però: l’aria che entra da questa cavità raggiunge i polmoni molto più velocemente, rispetto all’aria che entra dal naso.
Faringe
È un canale muscolo-membranoso di 13cm circa facente parte dell’apparato respiratorio, ricoperto da una parete mucosa e collocato tra le cavità nasali e l’esofago. La faringe permette sia il passaggio dell’aria sia quello del cibo. Inoltre, è suddivisibile in 3 compartimenti: la rinofaringe, orofaringe e ipofaringe. La prima è la parte superiore della faringe, a diretto contatto con le coane, ovvero le due aperture nella parte posteriore delle cavità nasali. L’orofaringe, invece, è la porzione intermedia della faringe. Di fronte, ha il cavo orale con il quale comunica tramite l’istmo delle fauci. Infine, l’ipofaringe è la sezione terminale della faringe. Deputata a immettere il cibo nell’esofago ma non ha alcun ruolo nella fisiologia dell’apparato respiratorio in quanto l’aria non vi passa attraverso.
Laringe
È un condotto di forma tubulare, situato a livello del collo, prima che inizi la trachea. Rappresenta l’ultimo tratto delle vie aeree superiori e include diverse componenti di natura cartilaginea. Tali componenti sono: epiglottide, sopraglottide, glottide e sottoglottide. Esternamente, possiamo collocare la laringe a livello del pomo d’Adamo. Sede delle corde vocali, la laringe svolge 3 ruoli fondamentali:
- Indirizza l’aria verso la trachea, verso i polmoni;
- Consente la fonazione, grazie alla vibrazione delle corde vocali;
- Tramite l’epiglottide, impedisce al cibo di imboccare la trachea e ostruire le vie respiratorie, durante la deglutizione.
Trachea
Condotto elastico e flessibile, situato tra laringe e bronchi, è il primo tratto delle vie aeree inferiori nell’apparato respiratorio (Fig. 4). Superiormente, origina da una porzione cartilaginea della laringe, inferiormente, termina in corrispondenza della biforcazione da cui nascono i bronchi primari. La trachea è costituita da 15-20 anelli cartilaginei sovrapposti e tenuti assieme da tessuto connettivo. Posteriormente, questi anelli presentano delle fibre muscolari lisce che formano il muscolo tracheale.
Bronchi e bronchioli
I bronchi (Fig. 5) sono condotti di forma cilindrica situati tra la biforcazione della trachea e i bronchioli e permettono il passaggio dell’aria dalla trachea fino ai bronchioli e agli alveoli polmonari. All’interno del corpo umano troviamo 2 bronchi principali: bronco destro e sinistro. I bronchioli sono piccole diramazioni terminali dei bronchi all’interno dei polmoni. I bronchioli si diramano ulteriormente fino a presentare gli alveoli polmonari che, a loro volta, si diramano a formare i sacchi alveolari. Quest’ultimi rappresentano la parte finale delle vie respiratorie, attraverso cui avvengono gli scambi gassosi con il sangue. Bronchi e bronchioli costituiscono il tratto delle vie aeree inferiori definito come albero bronchiale. Questa risulta essere una struttura complessa che comprende vie aeree esterne ed interne ai polmoni.
Le vie aeree esterne ai polmoni dell’albero bronchiale sono i cosiddetti bronchi primari extrapolmonari. Quello di destra si dirige verso il polmone destro, mentre il bronco primario extrapolmonare di sinistra si dirige, ovviamente, verso il polmone di sinistra. Le vie aeree intrapolmonari dell’albero bronchiale sono i bronchi secondari, terziari, bronchioli, bronchioli terminali e bronchioli respiratori.
Polmoni
I polmoni sono i due organi principali preposti alla fornitura di ossigeno all’organismo e all’eliminazione dell’anidride carbonica dal sangue. Inoltre, il loro compito è quello di ricevere il sangue carico di anidride carbonica e prodotti di scarto dalla circolazione periferica e di ripulirlo, una volta ripulito il sangue viene poi inviato al cuore, da dove viene inviato a organi e tessuti.
Situati nella cavità toracica, sono avvolti da una membrana sierosa definita pleura (Fig. 6). A sua volta, la pleura, è formata da due foglietti, i foglietti pleurici: il foglietto pluerico parietale, che riveste esternamente i polmoni e li divide dalla parete toracica; e il foglietto pleurico viscerale, che aderisce alla superficie interna del polmone.
I due foglietti pleurici sono in contatto continuo tra loro; lo scorrimento dell’uno sull’altro avviene grazie una sottile pellicola di liquido pleurico situata tra i due foglietti, la cui presenza è fondamentale per permettere ai polmoni di seguire i movimenti dei muscoli ai quali aderiscono durante la respirazione. I due foglietti delimitano la cavità pleurica in cui si forma una pressione negativa che permette ai polmoni di espandersi durante l’inspirazione.
Struttura
I due polmoni sono divisi dal mediastino (regione compresa fra lo sterno e le vertebre toraciche) ed uniti dalla trachea. Situati nella cavità toracica (Fig. 7), il polmone destro, più grande di quello sinistro, pesa circa 600g e presenta delle profonde scissure che lo suddividono in 3 lobi (superiore, medio e lobo inferiore). Il polmone sinistro, invece, pesa circa 500g e presenta 2 profonde scissure che lo suddividono in 2 lobi (superiore e inferiore). La grandezza ridotta del polmone sinistro rispetto al destro serve a garantire uno spazio adeguato al cuore.
Costituiti da tessuto spugnoso ed elastico che permette loro di espandersi durante l’atto respiratorio, i polmoni presentano al loro interno delle piccole cavità o sacche, capaci di contenere aria, che prendono il nome di alveoli o alveoli polmonari. Questi possiedono delle pareti elastiche e rappresentano la sede in cui l’organismo acquisisce l’ossigeno dall’aria inspirata ed espelle anidride carbonica prodotta dall’attività cellulare. Un insieme di alveoli forma un acino polmonare che risiede all’estremità di un bronchiolo terminale. Un gruppo di acini polmonari, con i loro rispettivi bronchioli terminali, formano la struttura polmonare più piccola visibile ad occhio nudo: il lobulo polmonare.
Muscoli respiratori
Il diaframma (Fig. 8) è il principale muscolo respiratorio. Appartiene alla categoria dei muscoli scheletrici ed è collocato a livello del margine inferiore della gabbia toracica, evidenziando il confine tra torace e cavità addominale. Il diaframma si contrae durante la fase di introduzione dell’aria e si rilassa durante la fase di espulsione dell’anidride carbonica. Quando si contrae, abbassa gli organi addominali, permettendo alla gabbia toracica di ampliarsi e ai polmoni di avere più spazio per espandersi. Quando, invece, si rilassa, consente agli organi addominali di risalire, riducendo le dimensioni della gabbia toracica e privando i polmoni dello spazio creatosi durante la fase di contrazione.
L’altra categoria di muscoli respiratori è costituita dai muscoli intercostali, i quali risiedono nello spazio intercostale. Tale spazio è lo spazio esistente tra 2 costole sovrapposte. Esistono due categorie di muscoli intercostali:
- Muscoli intercostali esterni, che sollevano le costole favorendo l’espansione della gabbia toracica (inspirazione);
- Muscoli intercostali interni, che abbassano le costole e riducono il volume della gabbia toracica (espirazione).
Edema polmonare
L’edema polmonare (Fig. 9) è una condizione causata da un eccesso di liquidi nei polmoni. Accumulandosi all’interno degli alveoli, le strutture in cui avvengono gli scambi di ossigeno tra l’aria e il sangue, i fluidi causano problemi respiratori. Generalmente viene causato da problemi cardiaci, infezioni ai polmoni, malattie renali, farmaci, uno scampato annegamento. L’edema polmonare si manifesta con respiro molto corto e difficoltà respiratorie che aumentano sdraiandosi, sudorazione eccessiva, tosse, cute pallida e in alcuni casi dolore al petto.
Pneumotorace
Il pneumotorace è una patologia improvvisa caratterizzata dalla presenza di aria nello spazio pleurico. È causata dalla rottura di una bolla polmonare per cui l’aria si accumula nel cavo pleurico togliendo spazio al polmone con possibile collasso polmonare. Può essere di tipo primitivo o secondario.
Il pneumotorace primitivo è generalmente dovuto alla rottura spontanea di bolle congenite poste sulla superficie polmonare.
Il pneumotorace secondario può insorgere a seguito di patologie polmonari che determinano la formazione di bolle polmonari e perdita di elasticità polmonare. Interessa prevalentemente soggetti di età avanzata, fumatori. Infine esistono forme post-traumatiche o più rare legate ad esempio al ciclo mestruale. Generalmente i sintomi di un pneumatorace possono essere dolore toracico improvviso con conseguente difficoltà respiratoria, tosse secca.
