La funzione primaria dell’apparato respiratorio è quella di assorbire l’ossigeno ed eliminare l’anidride carbonica. L’ossigeno inalato entra nei polmoni e raggiunge gli alveoli. Gli strati cellulari che rivestono gli alveoli e i capillari circostanti presentano ciascuno uno spessore pari alle dimensioni di una singola cellula e sono in stretto contatto reciproco. Lo spessore di questa barriera fra aria e sangue è mediamente di 1 micron (1/1.000 di millimetro). L’ossigeno passa rapidamente attraverso questa barriera di aria-sangue nel sangue capillare. Allo stesso modo, l’anidride carbonica passa dal sangue agli alveoli e viene quindi espirata.
Il sangue ossigenato fluisce dai polmoni attraverso le vene polmonari e quindi nella parte sinistra del cuore, che pompa il sangue al resto dell’organismo (vedere Funzione del cuore). Il sangue povero di ossigeno e ricco di anidride carbonica torna alla cavità destra del cuore attraverso due grandi vene: la vena cava superiore e la vena cava inferiore. A questo punto, il sangue viene pompato dall’arteria polmonare ai polmoni, dove acquista ossigeno e rilascia anidride carbonica.
Per permettere l’assorbimento dell’ossigeno e il rilascio dell’anidride carbonica, nei polmoni circolano circa 5-8 litri di aria al minuto e ogni minuto vengono trasferiti dagli alveoli al sangue circa 3/10 di litro di ossigeno, perfino in condizioni di riposo. Contemporaneamente, un volume simile di anidride carbonica passa dal sangue agli alveoli, da dove viene eliminata con l’espirazione. In condizioni di sforzo, è possibile inspirare ed espirare più di 100 litri di aria al minuto ed estrarre dalla stessa aria 3 litri di ossigeno al minuto. La velocità con cui l’ossigeno entra nell’organismo rappresenta uno strumento utile per misurare il quantitativo d’energia spesa dall’organismo stesso. L’inspirazione e l’espirazione si realizzano tramite i muscoli respiratori.
Scambi gassosi tra spazi alveolari e capillari
La principale funzione dell’apparato respiratorio è spostare due gas: l’ossigeno e l’anidride carbonica. Lo scambio gassoso avviene tra i milioni di alveoli polmonari e i capillari che li circondano. Come mostrato di seguito, l’ossigeno inalato si sposta dagli alveoli al sangue capillare e l’anidride carbonica viene trasferita dal sangue capillare all’aria contenuta negli alveoli. |
Sono necessari tre processi affinché l’ossigeno presente nell’ambiente esterno venga immesso nel sangue attraverso i polmoni: ventilazione, diffusione e perfusione.
La ventilazione è il processo attraverso cui l’aria viene inspirata ed espirata dai polmoni.
La diffusione è il passaggio spontaneo di gas, che non richiede sforzo o impiego di energia da parte dell’organismo, tra gli alveoli e i capillari polmonari.
La perfusione è il processo attraverso il quale l’apparato cardiovascolare pompa il sangue ai polmoni e agli altri organi e tessuti dell’organismo.
Il circolo ematico rappresenta un collegamento indispensabile tra l’atmosfera, che contiene ossigeno, e le cellule organiche, che consumano ossigeno. Per esempio, il trasferimento di ossigeno alle cellule muscolari non dipende solo dai polmoni, ma anche dalla capacità del sangue di trasportare ossigeno e da quella del circolo di trasportare il sangue ai muscoli. Inoltre, una piccola frazione del sangue pompato dal cuore entra nelle arterie bronchiali e nutre le vie aeree.
Connessioni cuore-polmone
