Apparato respiratorio: gli organi, le funzioni, inspirazione ed espirazione

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É l`insieme degli organi legati dalla medesima funzione: l`attività respiratoria. Questi organi sono: le fosse nasali, la faringe, la laringe, la trachea, i bronchi e i polmoni.

Organi dell’apparato respiratorio

L’apparato respiratorio può essere suddiviso schematicamente in due sezioni: la parte superiore è situata nel capo e comprende le cavità nasali e la faringe, mentre la parte inferiore, situata nel collo e nel torace, comprende la laringe, la trachea, i bronchi e i polmoni. La cavità nasale è, dunque, il primo tratto delle vie respiratorie: in realtà, si tratta di due cavità separate dal setto nasale, che si aprono all’esterno con le narici e sboccano posteriormente nella parte nasale della faringe. All’interno, il naso è tappezzato da una mucosa rivestita da ciglia vibratili microscopiche e riccamente vascolarizzata. Inoltre, la cavità nasale è posta in comunicazione con i seni paranasali, cavità secondarie rivestite dalla stessa mucosa.

Questo complesso dispositivo ha lo scopo di riscaldare, umidificare e depurare l’aria respirata.
Quindi, l’aria respirata entra nella faringe, un tratto in comune con l’apparato digerente, e nella laringe: questa zona è particolarmente importante, sia perché comprende le corde vocali, che trasformano l’aria espirata in voce, sia perchè regola il passaggio dell’aria nell’apparato respiratorio, e degli alimenti e delle bevande nell’apparato digerente. Superata la laringe, l’aria passa nella trachea, un cono cilindrico costituito da uno scheletro cartilagineo rivestito da mucosa, che scende fino all’altezza dello sterno e si divide nei due bronchi principali, che si dirigono verso i due polmoni.
I due bronchi principali si dividono successivamente numerose volte, formando il cosiddetto albero bronchiale, che è già compreso all’interno dei polmoni. I polmoni sono due organi voluminosi, di consistenza spugnosa, contenuti nella gabbia toracica. Comprendono le ramificazioni dell’albero bronchiale e una complicata rete vascolare costituita da rami dell’arteria polmonare, che porta ai polmoni il sangue venoso da ossigenare, delle vene polmonari, che riportano al cuore il sangue ossigenato, e delle arterie e delle vene bronchiali, che forniscono al tessuto polmonare il sangue necessario per il suo metabolismo.

Ma le strutture che formano la maggior parte del tessuto polmonare sono gli alveoli, piccole cavità che si aprono al termine delle ultime diramazioni dei bronchi. La parete degli alveoli è rivestita da una fitta rete capillare derivante dai vasi polmonari, ed è proprio a questo livello che avvengono gli scambi di gas ( fra sangue e aria respirata).

Vie respiratorie

Le fosse nasali (o naso), la faringe, la bocca, la laringe e la trachea rappresentano e formano le vie respiratorie superiori; bronchi e polmoni formano le vie respiratorie profonde o inferiori.

Wheezing

Sibilo respiratorio acuto, sempre della stessa tonalità, percepibile in inspirazione ed espirazione o solo in inspirazione. Il wheezing è udibile con lo stetoscopio e talvolta anche a orecchio. È dovuto a un restringimento o a un’ostruzione parziale e localizzata delle vie respiratorie (laringe, trachea, bronchi) da parte di un tumore, un corpo estraneo, un’infiammazione ecc.

Funzioni dell’apparato respiratorio

L’apparato respiratorio è un complesso di organi che assicurano gli scambi gassosi fra l’organismo e l’ambiente, ovvero tra i liquidi circolanti e l’aria, con l’emissione di anidride carbonica e l’assunzione di ossigeno da parte del liquido circolante (vedi circolazione del sangue) il quale lo distribuisce ai vari organi, ai diversi tessuti, a tutte le cellule dell’organismo. Per la realizzazione di questi scambi gassosi, è necessario che i vari organi siano vascolarizzati abbondantemente; che la parete di separazione fra il liquido circolante e l’ambiente esterno sia il più sottile possibile per poter permettere una rapida osmosi; che questa superficie osmotica abbia la massima estensione possibile; infine è necessario che un adeguato meccanismo assicuri il passaggio d’ossigeno.

Nell’organismo animale ciò è rappresentato dalle inspirazioni e dalle espirazioni, cioè dai movimenti ritmici dei polmoni provocati dalla contrazione e dal rilasciamento dei muscoli della gabbia toracica, che si ripercuotono sul tessuto spugnoso dei polmoni, determinandone l’espansione e la costrizione.

Polipi delle prime vie respiratorie

Vanno ancora citati i polipi di frequente riscontro nella pratica otorinolaringoiatrica, che insorgono sulla mucosa nasale (polipi endonasali) e a livello faringeo. I polipi nasali sono delle manifestazioni di natura non tumorale, che rappresentano solo accumuli focali di tessuto edematoso con iperplasia del tessuto connettivo e della mucosa sovrastante. Si trovano nelle cavità nasali dei pazienti che soffrono di riniti ricorrenti, soprattutto se di natura allergica. Si tratta di lesioni di natura infiammatoria che possono dare luogo a notevoli problemi se ostruiscono gli orifizi di scarico dei seni paranasali, impedendone il corretto drenaggio e favorendo l’insorgenza di frequenti sinusiti. Si asportano facilmente durante un intervento che può anche essere compiuto ambulatorialmente. I polipi laringei sono noduletti dall’aspetto liscio, di piccole dimensioni, sessili o peduncolati, situati a livello delle corde vocali vere. Sono ricoperti completamente da un epitelio che può ulcerare in seguito allo sfregamento con la corda vocale controlaterale.

Anche in questo caso non si tratta di vere neoplasie, ma di manifestazioni infiammatorie a struttura abbastanza simile a quella dei polipi endonasali. Si tratta di una patologia più frequente nel maschio che nella femmina; i polipi laringei si producono facilmente in chi fa un uso eccessivo della propria voce, soprattutto se in modo inadeguato (sforzo vocale). La terapia, se ritenuta necessaria, consiste nella asportazione del polipo, con grande attenzione a non danneggiare le strutture delle corde vocali.

Inspirazione

Prima fase dell`atto della respirazione, l`inspirazione consente di aspirare aria all`interno dei polmoni. Nella respirazione tranquilla, la fase inspiratoria ha una durata all`incirca uguale a quella espiratoria.
Fase della respirazione durante la quale l’aria atmosferica , ricca di ossigeno, fa ingresso nei polmoni.

L’inspirazione è un fenomeno neuromuscolare attivo dovuto all’attività dei muscoli respiratori, in particolare del diaframma, che contraendosi si abbassa, aumentando così l’espansione dei polmoni e dei muscoli intercostali. In un ciclo respiratorio normale, la fase inspiratoria è più lunga di quella espiratoria.

In caso di difficoltà respiratoria o durante uno sforzo intenso, si contraggono pure alcuni muscoli inspiratori accessori, come lo sternocleidomastoideo; tale fenomeno costituisce un segno diagnostico consistente in rientramenti (affossamenti) di alcune aree del torace.

Come avviene l’inspirazione

In ogni inspirazione una persona adulta a riposo introduce nei polmoni un volume d’aria ambiente pari a circa mezzo litro (volume “”corrente””) che viene poi espulso durante la fase della espirazione. La meccanica della fase inspiratoria della respirazione è piuttosto complessa. L’aria viene introdotta nei polmoni grazie a una depressione che si viene a formare nel loro interno; essendo dunque la pressione ambientale (pressione atmosferica) superiore a quella alveolare (presente all’interno dei polmoni) si ha un flusso netto di aria dall’esterno verso l’interno. La depressione inspiratoria viene ottenuta tramite un processo attivo che comporta la contrazione coordinata e simmetrica di alcuni muscoli. Fra tutti i muscoli della respirazione, il più importante in fase inspiratoria è il diaframma. Grazie alla sua forma a cupola ed alle sue inserzioni sulle coste, lo sterno e la colonna vertebrale, il diaframma contraendosi si abbassa, aumentando il volume della cavità toracica a spese del volume della cavità addominale.

Tale modificazione volumetrica si ripercuote sul volume interno dei polmoni tramite il sistema delle cavità pleuriche, che sono completamente chiuse e servono a rendere solidale, ma allo stesso tempo liberamente mobile, il polmone rispetto alla parete della gabbia toracica ed alla base costituita dal diaframma. Aumentando il volume interno della cavità dei polmoni la pressione viene a diminuire (si tratta di una legge generale dei gas). La depressione che viene così a determinarsi rispetto all’ambiente esterno provoca l’entrata di un quantitativo di aria sufficiente a riequilibrare le pressioni. A termine dell’atto inspiratorio dunque il volume interno dei polmoni è aumentato di circa mezzo litro e la pressione al loro interno è pari a quella atmosferica. Al contrario della inspirazione, l’espirazione tranquilla è un processo quasi completamente passivo. Il diaframma alla fine dell’inspirazione infatti è parzialmente contratto; l’espirazione inizia con il rilassamento del diaframma, che comporta una diminuzione del volume della cavità toracica. L’aumento di pressione che in tal modo si viene a determinare provoca la fuoriuscita di aria dai polmoni fino alla posizione di equilibrio (che è quella di fine espirazione). L’energia necessaria per l’espirazione era stata immagazzinata nelle strutture elastiche della gabbia toracica durante il movimento di inspirazione.

Nell’espirazione forzata entrano in gioco anche altri muscoli, fra i quali gli intercostali. Molte malattie dell’apparato respiratorio si esprimono con uno sbilancio fra la durata dell’espirazione e dell’inspirazione che sono normalmente all’incirca uguali. L’asma bronchiale è caratterizzata da una particolare forma di dispnea sibilante nella quale l’espirazione diviene molto più lunga dell’inspirazione.

Espirazione

Fase del ciclo respiratorio durante la quale l`aria introdotta nei polmoni durante l`inspirazione viene rimessa all`esterno. La durata dell`espirazione è inferiore a quella della inspirazione, perlomeno nella respirazione tranquilla.

Come avviene l’espirazione

Durante la respirazione tranquilla, l’inspirazione dell’aria è determinata dalla contrazione del diaframma, il muscolo a forma di cupola che forma la base della cavità toracica: contraendosi, il diaframma si appiattisce, provoca l’allargamento delle costole e la dilatazione del tessuto polmonare, che richiama aria dall’ambiente esterno. L’espirazione è invece un fenomeno passivo, provocato dal rilasciamento del diaframma: le strutture del torace sono elastiche, e tendono a ritornare nelle condizioni di riposo: le costole si riavvicinano e il polmone riacquista un volume minore, espellendo nuovamente l’aria. Questo processo avviene in modo semiautomatico, senza che sia necessario porvi particolare attenzione; se invece si vuole eseguire un’espirazione forzata, espellendo la maggior quantità di aria possibile dal polmone, si contraggono volontariamente i muscoli intercostali interni, che avvicinano ulteriormente le costole aumentando l’espirazione ed espellendo quasi tutta l’aria dai polmoni.

Imperforazione

Malformazione caratterizzata dalla chiusura anomala di un canale naturale.

Le imperforazioni riguardano le vie respiratorie o digestive. Alla nascita si ricercano, con una piccola sonda, tre tipi di malformazioni: l’imperforazione delle coane (orifizi posteriori delle fosse nasali, che si aprono sulla faringe), quella del canale anale (tra il retto e l’ano) e quella dell’esofago. La terapia consiste nella correzione chirurgica della malformazione, con intervento d’urgenza.

Tachipnea

Accelerazione anomala della frequenza respiratoria. Soprattutto nei bambini, la tachipnea è di gran lunga la forma più diffusa di dispnea (difficoltà respiratoria). In genere è di origine polmonare: broncopolmonite acuta infettiva, inalazione o ingestione di sostanze tossiche, presenza di cibo nelle vie respiratorie ecc. Tuttavia, può essere dovuta anche a insufficienza cardiaca, ad alterazioni dei centri nervosi deputati al controllo della respirazione (coma), a una lesione della gabbia toracica (fratture costali multiple), a una crisi tetanica o semplicemente ad ansia.