In media, un soggetto moderatamente attivo respira durante il giorno circa 20.000 litri di aria ogni 24 ore. Inevitabilmente, quest’aria (il cui peso supera i 20 kg) contiene particelle e gas potenzialmente tossici. Le particelle, come polvere e fuliggine, muffa, funghi, batteri e virus si depositano sulla superficie delle vie aeree e degli alveoli. Fortunatamente, l’apparato respiratorio dispone di meccanismi di difesa per proteggersi. Solo particelle estremamente piccole, con diametro inferiore a 3-5 micron, penetrano in profondità nei polmoni.
Le ciglia, microscopiche proiezioni vibratili simili a peli presenti sulle cellule che rivestono le vie aeree, costituiscono uno dei meccanismi di difesa del sistema respiratorio. Con il loro movimento, le ciglia sospingono lo strato di muco liquido che ricopre le vie respiratorie.
Lo strato di muco intrappola gli agenti patogeni (microorganismi potenzialmente infettivi) e altre particelle, impedendo loro di raggiungere i polmoni.
Le ciglia vibrano a una frequenza superiore a 1.000 volte al minuto, spingendo verso l’alto il muco che riveste la trachea di circa 0,5-1 cm al minuto. I patogeni e le particelle intrappolati in questo strato mucoso vengono espulsi tramite la tosse o trasportati nella bocca e quindi ingeriti.
I macrofagi alveolari, un tipo di globuli bianchi presente sulla superficie degli alveoli, costituiscono un altro meccanismo di difesa dei polmoni. Date le modalità dello scambio gassoso, gli alveoli non sono protetti da muco e ciglia, poiché la densità del muco ostacolerebbe il movimento dell’ossigeno e dell’anidride carbonica. In sostituzione di tali protezioni, i macrofagi alveolari individuano le particelle depositate, vi aderiscono, le fagocitano, uccidendo quelle vive, e le digeriscono. Quando i polmoni sono esposti a serie minacce, possono giungervi ulteriori globuli bianchi dalla circolazione sanguigna, specialmente i granulociti neutrofili, per contribuire alla fagocitosi e all’uccisione dei patogeni. Per esempio, quando un soggetto inspira un’elevata quantità di polvere o lotta contro un’infezione polmonare, vengono prodotti più macrofagi e viene reclutato un numero maggiore di neutrofili.
(Vedere anche Panoramica sull’apparato respiratorio).