Salute e malattia

Forze che riducono il volume polmonare: tensione superficiale e recoil elastico

Due forze intrinseche promuovono il collasso polmonare (riducono il volume) e devono essere superate per l'inspirazione:

1. Tensione superficiale (interfaccia aria-liquido alveolare)

  • Gli alveoli sono rivestiti da un sottile strato fluido contenente surfattante.
  • Le molecole d'acqua all'interfaccia aria-liquido coesistono, creando una forza diretta verso l'interno descritta dalla legge di Laplace (P = 2γ/r).
  • Senza surfattante, gli alveoli più piccoli collasserebbero in quelli più grandi.
  • Surfattante polmonare (DPPC, SP-B, SP-C) riduce la tensione superficiale da ~70 a <5 mN/m a fine espirazione, stabilizzando gli alveoli.

2. Recoil elastico (parenchima polmonare)

  • Il tessuto polmonare contiene fibre di elastina e collagene.
  • L'inspirazione stira queste fibre, accumulando energia potenziale.
  • L'espirazione è passiva: il recoil riporta il polmone al volume di riposo (FRC).
  • Compliance = ΔV/ΔP; ridotta in fibrosi (polmoni rigidi), aumentata in enfisema (perdita fibre elastiche).

Equilibrio alla Capacità Residua Funzionale (FRC)

La FRC è l'equilibrio dove:

  • Forze interne: recoil elastico polmonare + recoil esterno parete toracica (parete toracica tende a espandersi).
  • Forza esterna: recoil elastico parete toracica.
  • Netto: recoil polmonare interno = recoil parete toracica esterno.

Correlati clinici

  • ARDS: deficit/inattivazione surfattante → alta tensione superficiale → atelectasia, bassa compliance.
  • Enfisema: distruzione elastina → perdita recoil elastico → iperinflazione, intrappolamento aereo.
  • Fibrosi: eccesso collagene → alto recoil elastico → bassa compliance, pattern restrittivo.

Comprendere queste forze è fondamentale per la fisiologia respiratoria e la strategia di ventilazione meccanica.