apparato respiratorio mappa concettuale

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L'apparato respiratorio consente lo scambio di ossigeno e anidride carbonica tra l'organismo e l'ambiente esterno. È composto dalle vie aeree superiori e inferiori, dai polmoni e dai muscoli respiratori come il diaframma. L'aria attraversa naso, faringe, laringe, trachea e bronchi fino agli alveoli, dove avviene la diffusione dei gas nel sangue. La ventilazione dipende da differenze di pressione generate dai movimenti del torace, mentre il trasporto dei gas è affidato all'emoglobina e al plasma.

Dal naso agli alveoli: il percorso dell'aria
L'aria inspirata entra dalle narici e attraversa le cavità nasali, dove viene riscaldata a circa la temperatura corporea, umidificata e liberata da polvere e microrganismi grazie al muco e alle ciglia. Prosegue nella faringe, che condivide con l'apparato digerente, poi nella laringe: qui l'epiglottide, durante la deglutizione, chiude l'ingresso impedendo che il cibo scenda nelle vie aeree. La trachea si divide in due bronchi principali, uno per ciascun polmone, che si ramificano in bronchioli sempre più sottili. Il percorso termina negli alveoli, minuscole sacche avvolte da capillari, dove l'aria entra in stretto contatto con il sangue e i gas si scambiano per diffusione.

Come funziona la ventilazione polmonare
La respirazione si basa su un principio fisico: i gas si spostano dalle zone a pressione maggiore verso quelle a pressione minore. Durante l'inspirazione il diaframma si abbassa e i muscoli intercostali sollevano le costole, aumentando il volume della cavità toracica; la pressione intrapolmonare scende sotto quella atmosferica e l'aria affluisce nei polmoni. A riposo l'espirazione è in gran parte passiva: i muscoli si rilassano, il torace torna alla posizione di partenza e l'aria viene spinta fuori. Nello sforzo fisico intervengono anche i muscoli addominali e intercostali interni, che rendono l'espirazione attiva e più rapida.

Il trasporto dei gas nel sangue
Quasi tutto l'ossigeno che entra nel sangue si lega all'emoglobina contenuta nei globuli rossi, formando ossiemoglobina; solo una piccola parte resta disciolta nel plasma. L'anidride carbonica, prodotto di scarto del metabolismo cellulare, viaggia soprattutto sotto forma di ioni bicarbonato, mentre una quota minore è legata all'emoglobina o disciolta nel plasma. Nei tessuti, dove la concentrazione di ossigeno è bassa, l'emoglobina cede il gas; negli alveoli avviene il contrario. Questo sistema di gradienti di concentrazione mantiene costante l'approvvigionamento dei tessuti e l'eliminazione della CO2, senza bisogno di un controllo consapevole.

Regolazione e adattamento allo sforzo
La frequenza e la profondità della respirazione sono regolate dal centro respiratorio del tronco encefalico, che riceve informazioni dai chemioricettori sensibili alla concentrazione di anidride carbonica e al pH del sangue. Un aumento della CO2, come avviene durante l'esercizio fisico, stimola una ventilazione più intensa e rapida. È importante notare che è la CO2, e non la mancanza di ossigeno, il segnale principale che guida la respirazione a riposo. Esiste inoltre un controllo volontario, che permette di trattenere il respiro per un tempo limitato, poiché i meccanismi involontari riprendono il sopravvento quando la CO2 accumulata raggiunge soglie critiche.