Fisiologia scambi gassosi: come l'ossigeno entra e l'anidride carbonica esce dal corpo
Lo scambio gassoso è il processo vitale mediante cui l'ossigeno (O₂) entra nel circolo ematico e l'anidride carbonica (CO₂) viene rimossa. Avviene continuamente negli alveoli polmonari.
Processo passo-passo
- Ventilazione (Inspirazione): Aria entra via naso/bocca → trachea → bronchi → bronchioli → sacchi alveolari.
- Struttura alveolare: ~480 milioni alveoli; pareti spessore una cellula (~0,5 µm); circondati da fitta rete capillare. Superficie totale ~70 m².
- Diffusione (O₂): Gradiente pressione parziale spinge O₂ da aria alveolare (PₐO₂ ~100 mmHg) a sangue capillare (PvO₂ ~40 mmHg). O₂ lega emoglobina (Hb) in globuli rossi.
- Trasporto: Ossiemoglobina viaggia via vene polmonari → cuore sinistro → arterie sistemiche → capillari tissutali.
- Scambio tessutale: O₂ si dissocia da Hb (facilitato da basso pO₂, alto pCO₂, basso pH, calore — effetto Bohr) e diffonde in cellule per respirazione mitocondriale.
- Produzione CO₂: Metabolismo cellulare genera CO₂; diffonde in capillari.
- Trasporto CO₂: Tre forme: disciolta (10%), bicarbonato (HCO₃⁻, 70% via anidrasi carbonica), carbamino-Hb (20%).
- Espirazione: CO₂ diffonde da capillari polmonari (PvCO₂ ~45 mmHg) ad alveoli (PₐCO₂ ~40 mmHg) → espirata.
Principi chiave
- Legge di Fick: Velocità diffusione ∝ (Area × ΔP) / Spessore. Enfisema ↓ area; fibrosi ↑ spessore; entrambi compromettono scambio.
- Matching Ventilazione-Perfusione (V/Q): Ottimale quando flusso alveolare = flusso ematico capillare. Mismatch causa ipossiemia.
- Curva dissociazione ossiemoglobina: Forma sigmoidale permette carico in polmoni (alto pO₂) e scarico in tessuti (basso pO₂).
Rilevanza clinica
Scambio gassoso compromesso sta alla base dell'insufficienza respiratoria (ipossiemica, ipercapnica), guida gestione ventilatore, spiega fisiologia altitudine/ipossia.
Questo processo elegante e passivo sostiene ogni cellula aerobica del corpo.