Salute e malattia

Funzioni Polmonari: Scambio Gas, Regolazione pH, Difesa, Surfactante e Altro

I polmoni fanno molto più del semplice scambio gas. Ecco panoramica dettagliata delle loro funzioni maggiori.

1. Scambio Gas (Funzione Primaria)

Avviene attraverso membrana alveolo-capillare in ~300–500 milioni alveoli.

  • Assorbimento ossigeno: O₂ inspirato diffonde da aria alveolare (PO₂ ~100 mmHg) a sangue capillare polmonare (PO₂ ~40 mmHg), legandosi a emoglobina
  • Rimozione CO₂: CO₂ metabolico diffonde da sangue capillare (PCO₂ ~45 mmHg) ad alveoli (PCO₂ ~40 mmHg) per espirazione
  • Guidato da gradienti pressione parziale; facilitato da grande superficie (~70 m²) e barriera sottile (0,2–0,5 µm)

2. Regolazione pH Sangue (Equilibrio Acido-Base)

Polmoni forniscono compensazione rapida (minuti) per disturbi acido-base metabolici regolando eliminazione CO₂.

  • CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻ (catalizzato anidrasi carbonica)
  • Iperventilazione → ↓PCO₂ → ↑pH (alcalosi respiratoria)
  • Ipopventilazione → ↑PCO₂ → ↓pH (acidosi respiratoria)
  • Compensazione renale (ore-giorni) aggiusta HCO₃⁻ per normalizzare pH

3. Produzione Surfactante Polmonare

  • Secretata da cellule alveolari tipo II
  • Complesso fosfolipide-proteina (DPPC + SP-A, B, C, D)
  • Riduce tensione superficiale interfaccia aria-liquido, prevenendo collasso alveolare (atelettasia) a bassi volumi
  • Deficit causa RDS neonatale; disfunzione contribuisce a ARDS

4. Meccanismi Difesa

  • Scala mucociliare: Cellule caliciformi secernono muco intrappolante particelle; cellule ciliate lo spingono cefalicamente
  • Macrofagi alveolari: Fagocitano batteri, virus, particolato; rilasciano citochine
  • sIgA: Neutralizza patogeni superficie mucosa
  • Riflessi tosse e starnuto: Espulsione forzata irritanti
  • Peptidi antimicrobici: Defensine, lisozima, lattoferrina in liquido superficiale vie aeree

5. Ruoli Fisiologici Addizionali

  • Termoregolazione: Scambio calore via aria espirata (minore)
  • Bilancio idrico: Perdita insensibile ~300–400 mL/giorno via aria espirata umidificata
  • Produzione voce: Aria espirata attraverso laringe vibra corde vocali; polmoni forniscono potenza aerodinamica
  • Funzioni metaboliche: Angiotensina I → II (ACE polmonare); inattiva bradichinina, serotonina, prostaglandine; sintetizza prostaglandine, leucotrieni
  • Serbatoio sangue: Circolazione polmonare contiene ~500 mL; sposta volume a circolazione sistemica durante emorragia/esercizio

Rilevanza Clinica

Compromissione qualsiasi funzione porta a sindromi riconoscibili: ipossiemia/ipercapnia (fallimento scambio gas), acidosi/alcalosi respiratoria (disregolazione pH), atelettasia (deficit surfattante), infezioni ricorrenti (fallimento difesa), ipertensione polmonare (rimodellamento vascolare). Valutazione polmonare completa valuta tutti domini.