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L'apparato respiratorio: funzione respiratoria, la ventilazione polmonare.

L'apparato respiratorio: funzione respiratoria, la ventilazione polmonare.

Per convenzione si è stabilito che si denomina apparato un insieme di organi che contribuiscono ad assicurare un'unica funzione. L'apparato respiratorio, dunque, è responsabile della funzione respiratoria e comprende due parti essenziali:
• le vie aeree, che hanno il compito di convogliare l'aria al di là delle narici e della bocca fino ai polmoni;
• I polmoni (o parenchima polmonare), costituiti da un insieme di alveoli, specie di sacchi con molteplici pieghe, che permettono di ottenere, dilatandosi durante l'inspirazione, una superficie massima per lo scambio tra i gas dell'atmosfera, pervenuti attraverso le vie aeree, e i gas del sangue che circola in una fitta rete di capillari annessi agli alveoli.
In questo momento ci interessano soltanto le vie aeree, poiché il processo di crisi asmatica coinvolge solo loro. Esse diminuiscono di dimensione e di calibro procedendo dalla trachea ai polmoni e ai bronchioli.
La trachea, a livello del collo, segue la laringe che ne rappresenta l'orifizio superiore: si tratta, in realtà, di un grosso tubo che nell'adulto ha una lunghezza totale che varia dagli 8 ai 10 centimetri e misura 2 centimetri di diametro. Formata da anelli cartilaginei sovrapposti, che le conferiscono una consistenza semirigida, scende nel torace secondo una linea mediana, verticale e obliqua anteroposteriormente. Nel punto in cui termina, all'altezza cioè della IV vertebra dorsale, si divide in due bronchi principali, destro e sinistro, detti bronchi primari.

Il bronco primario destro, che assicura il rifornimento aereo al polmone destro, prolunga la trachea quasi verticalmente e questo spiega il perché la maggior parte dei corpi estranei inalati per errore si annidano in esso. Il bronco primario sinistro in posizione molto più obliqua descrive una curva rispetto alla trachea per raggiungere il polmone sinistro.
Inoltre, i due bronchi primari si dividono in bronchi di dimensioni più ridotte, e formano i bronchi lobati: tre a destra (superiore, medio e inferiore) e due a sinistra (bronchi lobari superiore e inferiore), che corrispondono rispettivamente ai tre lobi del polmone destro e ai due lobi del polmone sinistro. Una ulteriore serie di suddivisioni in bronchi, detti segmentati, forma una rete di distribuzione asimmetrica, simile a un albero capovolto, di cui la trachea costituirebbe il tronco: da ciò l'espressione albero bronchiale.
Le ramificazioni non si esauriscono certamente a questo punto, ma, al contrario, presentano un interesse tutto particolare per quello che ci riguarda al di là dei bronchi segmentari, poiché infatti è a livello di bronchi più piccoli, o bronchiali, nel loro insieme, che si focalizza l'attenzione nello studio dell'asma. Tutte le divisioni si effettuano seguendo un unico sistema, poiché, ogni volta, come su un ramo di un albero, c'è un ramo laterale, corto e un ramo assiale, diritto e lungo che continua a ramificarsi. Ma, a misura che il bronco assiale (o tubo segmentano assiale) si restringe e si suddivide, la sua struttura evolve, analogamente a quella dei segmenti che hanno origine da esso:

• 5 bronchi rivestiti di una cartilagine omogenea;
• una decina di bronchioli, con cartilagine incompleta;
• 15-20 bronchioli privi di cartilagine;
• ancora bronchioli, le cui pareti diventano sempre più sottili fino a ridursi a un unico strato di, cellule


I sacchi alveolari terminali vengono a essere cosi suddivisi in ragione di 25 per millimetro cubo di tessuto polmonare, cioè, più di 800 milioni di alveoli nei due polmoni, con una superficie prodigiosa di scambio di 90 m^2 tra l'aria, da una parte, e il piccolo vaso sanguigno che percorre l'interno della sottile membrana che chiude la parete del sacco, dall'altra. Non dirò di più sulla struttura del polmone che non è mai coinvolta dal tipo di disturbi di cui tratteremo, però non possiamo tralasciare il secondo elemento del sistema, cioè la rete sanguigna intrapolmonare. Partendo dal ventricolo destro del cuore per mezzo dell'arteria polmonare e ritornando al cuore attraverso le vene polmonari e l'atrio sinistro, la circolazione sanguigna polmonare si realizza mediante una rete di vasi che segue la rete di distribuzione dell'aria e si intreccia a essa.

Il sistema arterioso apporta sangue povero di ossigeno e ricco di anidride carbonica: dopo la zona degli scambi alveolari , il sistema venoso riconduce sangue depurato dell'anidride carbonica e arricchito di ossigeno, pronto a immettersi in circolo attraverso il ventricolo sinistro e l'aorta .

Infine, la gabbia toracica formata dalla colonna vertebrale posteriormente, dalle costole lateralmente, dallo sterno davanti, dai muscoli del collo in alto e dal diaframma in basso ha, in effetti, una relativa elasticità che consente variazioni del volume contenuto. In questo modo, le costole, legate tra loro dai muscoli intercostali, si sollevano nell'inspirazione e dilatano la gabbia toracica, permettendo ai polmoni di riempirsi d'aria; poi si abbassano nell'espirazione.

Molto più importante è il gioco del diaframma, che mediante un movimento simile a quello di un pistone, aumenta in modo notevole il volume della gabbia toracica. II ruolo del diaframma è considerevole, poiché un allenamento costante (che mette nello stesso tempo in gioco i muscoli addominali) può aumentare l'ampiezza dei movimenti di questo muscolo, che separa la gabbia toracica dalla cavità addominale.

In ultimo, tra la gabbia e l'insieme funzionale, costituito dai polmoni e dalle vie aeree, esiste un elemento di scorrimento: la pleura, costituita da due foglietti, di cui l'uno riveste l'interno della gabbia toracica e l'altro l'esterno del polmone. Questi due foglietti, che scorrono l'uno sull'altro, consentono di armonizzare i movimenti tra organi elastici da una parte e altri relativamente rigidi, dall'altra, costituiti rispettivamente dai polmoni e dalia gabbia toracica.

AL MICROSCOPIO
L'albero cavo rovesciato, ampiamente aperto al passaggio dell'aria, che è costituito dalle vie respiratorie, non è un tubo inerte, ma è dotato di una struttura cellulare che evolve progressivamente dal tronco ai rami. A livello della trachea e dei bronchi maggiori La parete bronchiale presenta, dall'interno all'esterno, una mucosa che aderisce a una tunica fibrocartilaginea semicircolare, chiusa posteriormente da una parete muscolare. La mucosa è costituita da numerose cellule cibate e da alcune cellule secretrici. Il muco, prodotto da queste ultime, è trascinato dal basso verso l'alto dal movimento ascendente delle ciglia delle cellule ciliate, svolgendo in questo modo il ruolo di una specie di scala mobile che, in certi casi, trasporta secrezioni anormali, infette o eccessive. Lo strato sotto la mucosa è costituito da fibre elastiche che permettono un aumento del calibro dei bronchi durante l'inspirazione e una diminuzione durante l'espirazione.

A livello dei bronchi segmentari
II rivestimento interno è costituito da una mucosa che associa cellule fornite di ciglia vibratili e cellule che secernono muco, il cui numero decresce progressivamente.
Analogamente, la struttura fibrocartilaginea cessa di formare un semianello rigido e le cellule cartilaginee si suddividono in placche irregolari su tutto lo spazio della parete bronchiale, mentre le fibre muscolari lisce si moltiplicano e si diffondono nelle maglie della parete. A livello dei bronchiali La tunica muscolare sostituisce completamente la struttura cartilaginea. Le cellule ciliate e quelle secernenti muco diventano ancora più rare, e ben presto non rimane che un rivestimento cellulare sostenuto da una tunica muscolare: è proprio questa tunica muscolare che costituisce la sede anatomica dell'asma e le sue contrazioni fanno scattare il meccanismo delle crisi, come ha dimostrato Reisseisen, il cui nome rimane associato definitivamente a questa scoperta.

A livello alveolare
Rimane solamente il rivestimento cellulare legato intimamente alla rete dei capillari sanguigni, attraverso i quali si effettuano gli scambi gassosi.

LA FUNZIONE RESPIRATORIA
La funzione respiratoria ha l'unico scopo di apportare all'organismo l'ossigeno indispensabile alla vita di ogni cellula (o meglio alla vita) e di eliminare l'anidride carbonica che proviene dal ciclo di ossidazione cellulare. Poiché lo scambio gassoso si effettua tra gli alveoli e i capillari sanguigni, è evidente che entrano in gioco sia l'apparato respiratorio sia l'apparato cardiovascolare. La funzione respiratoria richiede, perciò, un coordinamento armonico tra l'apparato respiratorio e quello cardiovascolare, tuttavia, limitandoci a considerare ciò che ci interessa più dirottamente, partiremo dal presupposto che il sistema cardiovascolare funzioni alla perfezione e ci volgeremo unicamente ai difetti eventuali della sezione polmonare in cui avvengono gli scambi.

Considereremo, perciò, come condizione essenziale all'apporto di una quantità e di una qualità d'aria soddisfacenti, la sua libera circolazione all'interno delle vie respiratorie. Perché tutto ciò si realizzi, sono necessario da un lato:
• la motilità della gabbia toracica e dall'altro
• l'assenza di ostruzioni nelle vie aeree.
è perciò essenziale che la struttura ossea della gabbia toracica sia elastica, cioè priva di deformazioni o fratture e che la parte muscolare, in particolare il diaframma, sia in buone condizioni, sviluppata e allenata come qualsiasi altro muscolo. È altrettanto essenziale che le fosse nasali, la faringe, la laringe, la trachea e i bronchi principali non presentino ne ostacoli di origine meccanica, ne lesioni che potrebbero impedire il passaggio dell'aria verso i bronchi sottostanti.

LA VENTILAZIONE POLMONARE
Chiariti questi dati di base, diversi metodi di esplorazione consentono di determinare la libertà di circolazione dell'aria all'interno dei polmoni, cioè la ventilazione polmonare. II metodo più semplice che viene anche usato più frequentemente, consiste nella spirografia, che consente di misurare i volumi e la quantità d'aria inspirata ed espirata. II principio della spirografia consiste nel far respirare il soggetto esaminato in un recipiente chiuso (una campana mobile piena d'aria posta su un vaso pieno d'acqua) collegato a un sistema di registrazione (la campana è equilibrata da un contrappeso munito di una penna che trascrive i suoi movimenti su un rullo di carta che gira a una velocità costante).

Definizioni • il volume corrente (VC), cioè il volume dell'aria che circola durante un'inspirazione normale a riposo, seguita da una normale espirazione;

• la capacità vitale (CV), cioè il volume dell'aria in circolazione quando la gabbia toracica è riempita e successivamente svuotata completamente dell'aria che può contenere; si tratta in questo caso del volume corrente più quelli che si possono definire i volumi di riserva inspiratoria (VRI) ed espiratoria (VRE);

• il volume massimo di espirazione al secondo (VMES), cioè la quantità d'aria espulsa quando, dopo un'inspirazione massima, si trascrive sullo spirografo un'espirazione forzata, ili un dato tempo. Lo spirografo, tuttavia, non misura il volume residuo, cioè il volume d'aria che rimane all'interno degli alveoli polmonari dopo un'espirazione forzata e che viene detto aria alveolare. Il volume residuo (VR) si determina mediante altri metodi più complessi, ma ugualmente comuni nella pratica clinica.

Perciò, partendo da alcune semplici misurazioni, come quella dell'aria residua, si possono distinguere genericamente due tipi di patologia respiratoria:
• una diminuzione del VMES senza aumento del VR tradisce la presenza di un'ostruzione;
• una diminuzione della CV, con l'aumento del VR porta a sospettare una ritenzione d'aria negli alveoli polmonari, indipendentemente da ogni disturbo nell'espirazione. Inoltre, è evidente che l'ostruzione o la ritenzione si possono trovare associate in percentuali diverse.





   

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