Apparato respiratorio

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Schema che descrive l'apparato respiratorio di un essere umano

L'apparato respiratorio è una struttura anatomica atta alla respirazione, costituita, nei tetrapodi, dalle vie aeree, dai polmoni e da eventuali annessi come i sacchi aeriferi; permette gli scambi gassosi di ossigeno ed anidride carbonica attraverso l'emoglobina negli eritrociti del sangue secondo un processo chiamato ematosi.

Anatomia[modifica | modifica sorgente]

L'apparato respiratorio è costituito funzionalmente da differenti parti anatomiche che sono:

  • gli organi cavi da dove passano aria e gas, i quali vengono convogliati all'interno o all'esterno dei polmoni rispettivamente durante i processi di inspirazione ed espirazione;
  • i polmoni, in cui avviene lo scambio di gas con il sangue, a livello degli alveoli per gli organismi che ne sono dotati, come i mammiferi.

Ad essi vanno ad aggiungersi eventuali organi ausiliari, tra cui:

  • la gabbia toracica, costituita da costole, vertebre toraciche e sterno, che fornisce il supporto strutturale;
  • i muscoli, in particolare il diaframma e i muscoli intercostali, che permettono l'allargamento della gabbia toracica e quindi l'espansione polmonare. I coccodrilli contano anche sul metodo del pistone epatico, dove il fegato è tirato posteriormente da un muscolo ancorato all'osso pubico. In questo modo, espande e contrae i polmoni.
  • i Sacchi aeriferi, che costituiscono un sistema di riserva d'aria e di ventilazione forzata negli uccelli.

Anatomia umana[modifica | modifica sorgente]

Dal punto di vista della struttura l'apparato respiratorio è costituito da:

Vie aeree[modifica | modifica sorgente]

Le vie aeree sono formate da organi cavi in cui le sostanze gassose,vengono trasportate da o verso i polmoni. Devono essere mantenuti costantemente liberi, motivo per cui sono sostenute esternamente da una struttura ossea o cartilaginea e muscolare. Pur essendo in continuità tra di loro, vengono suddivise in vie aeree superiori ed inferiori, in base ad aspetti organogenetici e clinici.

Superiori[modifica | modifica sorgente]

Le vie aeree superiori sono costituite da:

Si trovano nel primo tratto dell'apparato respiratorio e sono parzialmente in comune con l'apparato digerente. Tra le funzioni accessorie delle vie aeree superiori vi sono l'umidificazione ed il riscaldamento dell'aria, oltre alla cattura del pulviscolo per mezzo del muco, espulso verso l'alto tramite le ciglia dell'epitelio.

Gli organi delle vie aeree superiori derivano dai quattro archi faringei, che compaiono circa alla quinta settimana di sviluppo embrionale.

Inferiori[modifica | modifica sorgente]

Le vie aeree inferiori sono costituite da:

  • trachea, tessuto cartilagineo;
  • bronchi, anelli di tessuto cartilagineo sulla parte anteriore, mentre nella parte posteriore tessuto connettivo.

Polmoni[modifica | modifica sorgente]

Il polmone è l'organo essenziale per la respirazione dei vertebrati. La sua principale funzione è di trasportare l'ossigeno dall'atmosfera al sangue e di espellere l'anidride carbonica dal sangue e di inviarla nell'atmosfera. I polmoni hanno vita autonoma, possono funzionare indipendenti uno dall'altro, sia per il nutrimento che per la vascolarizzazione. Sono rivestiti da una membrana chiamata pleura viscerale, che a sua volta si continua in una pleura parietale che riveste la cavità toracica. Il sottile spazio tra le due membrane, spazio pleurico, è ripieno di un liquido che riduce l'attrito tra polmone e parete toracica e aiuta a creare una pressione negativa tra le due membrane, impedendo il collasso dei polmoni e la chiusura delle vie aeree inferiori.

All'interno troviamo i bronchi che nascono dalla trachea, e si ramificano diventando sempre più piccoli, sino a diventare bronchioli terminali, e servono per far passare l'ossigeno negli alveoli, questo a livello capillare venoso, passeranno ai capillari arteriosi esterni, cambiandolo con l'anidride carbonica che hanno trasportato da tutto l'organismo. Questo scambio di gas è compiuto in un mosaico di cellule specializzate che formano delle piccole sacche d'aria chiamate alveoli.

Fisiologia[modifica | modifica sorgente]

Inspirazione ed espirazione[modifica | modifica sorgente]

L'atto respiratorio si divide in due fasi: inspirazione ed espirazione.

L'inspirazione avviene grazie alla contrazione dei muscoli intercostali e del diaframma, tale contrazione provoca un aumento di volume polmonare e una diminuzione della pressione intrapleurica: ne consegue un'aspirazione dell'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 sano i valori medi sono: Con un'inspirazione normale introduciamo circa 0.5 litri di aria, Volume Corrente. Con un'inspirazione forzata introduciamo circa 3 litri di aria (da aggiungere al volume corrente), Volume di Riserva Inspiratoria. Con un'espirazione forzata espelliamo circa 1.1 litri di aria (oltre al volume corrente), Volume di Riserva Espiratoria. Il totale di tutta questa aria è di circa 4.8 litri d'aria e si chiama Capacità Vitale. Nei polmoni rimane sempre un volume residuo d'aria di 1,2 litri. La capacità polmonare totale è di 5.8 litri. [1]

Gli scambi gassosi avvengono a livello alveolare, ma anche a livello cellulare. 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 (passaggio passivo). 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. L'ossigeno si lega all'atomo di ferro dell'eme, gruppo prostetico dell'emoglobina contenuta all'interno dei globuli rossi, per essere trasportato ai tessuti; l'anidride carbonica si lega invece all'acqua presente nel sangue.

Patologie[modifica | modifica sorgente]

Le vie respiratorie e i polmoni sono bersaglio di malattie provocate da batteri, virus e sostanze tossiche (gas, polveri ecc.), nonché da tumori: i primi possono penetrare con facilità nell'apparato respiratorio insieme all'aria inspirata. Tra le principali complicazioni si ricordano:

Respirazione cellulare[modifica | modifica sorgente]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Respirazione cellulare.

La respirazione cellulare è una reazione chimica che avviene nei mitocondri delle cellule in presenza di ossigeno, trasportato dai polmoni attraverso il sangue, e glucosio. Si producono energia e sostanze di scarto (H2O e CO2).

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ William Ganong, Fig. 34-7 in Review of Medical Physiology, 21st.

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Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]