Il percorso respiratorio: come l'aria viaggia dal naso agli alveoli
L'aria viaggia attraverso un sistema conduttorio strutturato con precisione per raggiungere la superficie di scambio gassoso. Ogni segmento condiziona l'aria e regola il flusso.
Zona di conduzione (Nessuno scambio gassoso)
- Naso/Cavità nasale: Riscalda, umidifica, filtra (vibrisse, muco, ciglia). Olfatto. Resistenza nasale = 50% resistenza vie aeree totale.
- Faringe (Gola): Condivisa con tratto digestivo. Rinofaringe, orofaringe, laringofaringe.
- Laringe (Scatola vocale): Epiglottide protegge vie aeree durante deglutizione. Pieghe vocali (fonazione).
- Trachea (Trachea): 10-12 cm, anelli cartilaginei a C (prevengono collasso), rivestita da epitelio ciliato pseudostratificato + cellule caliciformi (scala mucociliare).
- Carena: Biforcazione tracheale a T4/T5 → bronchi principali destro e sinistro. Bronco destro più largo, corto, verticale → oggetti aspirati più probabili entrano polmone destro.
- Bronchi (Generazioni 1-~16): Progressivamente più piccoli, placche cartilaginee sostituiscono anelli, muscolo liscio aumenta. Conducono aria; nessun scambio gassoso.
Zona respiratoria (Inizia scambio gassoso)
- Bronchioli (Generazioni ~17-19): Nessuna cartilagine. Diametro <1 mm. Ricchi muscolo liscio → regolano flusso aria (broncocostrizione/dilatazione). Bronchioli terminali = ultima generazione puramente conduttoria.
- Bronchioli respiratori: Primi alveoli germogliano da pareti → inizia scambio gassoso.
- Dotti & sacchi alveolari: Grappoli di alveoli.
- Alveoli (Generazioni 20-23): ~300-500 milioni per polmone. Struttura: Singolo strato pneumociti Tipo I (95% superficie, scambio gassoso) + pneumociti Tipo II (secrezione surfattante). Circondati da fitta rete capillare. Barriera aria-sangue: ~0,5 µm (cellula Tipo I + membrana basale fusa + endotelio capillare).
Scambio gassoso: Diffusione
Guidato da gradienti pressione parziale (Legge di Fick):
- O₂: Alveolare PₐO₂ (~100 mmHg) > Capillare PcO₂ (~40 mmHg) → O₂ diffonde in sangue → lega emoglobina
- CO₂: Capillare PcCO₂ (~45 mmHg) > Alveolare PₐCO₂ (~40 mmHg) → CO₂ diffonde fuori → esalato
Nessuna valvola controlla flusso aria. Il flusso è flusso di massa (gradiente pressione) in zona conduttoria; diffusione in zona respiratoria.
Meccanica ventilazione
- Inspirazione: Diaframma contrae (↓ pressione pleurica) + intercostali esterni sollevano coste → volume polmonare ↑ → pressione alveolare < atmosferica → aria entra
- Esperazione: Passiva (recoil elastico) a riposo; attiva (intercostali interni, addominali) durante esercizio
L'albero respiratorio è un capolavoro di ramificazione frattale — massimizzando superficie (~70 m²) per diffusione minimizzando spazio morto e lavoro respiratorio.