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Gli alveoli sono una parte importante del sistema respiratorio la cui funzione è quella di scambiare molecole di ossigeno e anidride carbonica da e verso il flusso sanguigno. Queste minuscole sacche d'aria a forma di palloncino si trovano all'estremità dell'albero respiratorio e sono disposte a grappolo in tutti i polmoni.
Struttura
Gli alveoli sono minuscole strutture a forma di palloncino e sono il più piccolo passaggio nel sistema respiratorio. Gli alveoli sono spessi solo una cellula, consentendo il passaggio relativamente facile di ossigeno e anidride carbonica (CO2) tra gli alveoli e i vasi sanguigni chiamati capillari.
Un millimetro cubo di tessuto polmonare contiene circa 170 alveoli. Mentre il numero totale può variare da una persona all'altra, ce ne sono letteralmente milioni all'interno dei polmoni umani su una superficie di circa 70 metri quadrati.
Celle degli Alveoli
Gli alveoli sono costituiti da due diversi tipi di cellule che hanno funzioni diverse:
- I pneumociti di tipo I sono le cellule responsabili dello scambio di ossigeno e anidride carbonica.
- Gli pneumociti di tipo II svolgono due importanti funzioni. Sono responsabili della riparazione dei danni al rivestimento alveolare e secernono anche tensioattivo.
Ci sono anche molte cellule immunitarie note come macrofagi alveolari negli alveoli. I macrofagi sono essenzialmente i "camion della spazzatura" del sistema immunitario e fagocitano o "mangiano" i detriti che incontrano. Sono responsabili della pulizia di tutte le particelle che non vengono catturate dalle ciglia o dal muco nel tratto respiratorio superiore, nonché dalle cellule morte e dai batteri.
Funzione
Gli alveoli sono il punto finale del sistema respiratorio che inizia quando inaliamo aria nella bocca o nel naso. L'aria ricca di ossigeno viaggia lungo la trachea e poi in uno dei due polmoni attraverso il bronco destro o sinistro. Da lì, l'aria viene diretta attraverso passaggi sempre più piccoli, chiamati bronchioli, oltre il dotto alveolare, fino a quando finalmente entra in un singolo alveolo.
Gli alveoli sono rivestiti da uno strato fluido noto come tensioattivo che mantiene la forma e la tensione superficiale del sacco d'aria. Mantenendo la tensione superficiale, c'è più area superficiale attraverso la quale possono passare le molecole di ossigeno e CO2.
È a questa giunzione che le molecole di ossigeno si diffondono attraverso una singola cellula in un alveolo e poi una singola cellula in un capillare per entrare nel flusso sanguigno. Allo stesso tempo, le molecole di anidride carbonica, un sottoprodotto della respirazione cellulare, vengono diffuse negli alveoli dove vengono espulse dal corpo attraverso il naso o la bocca.
La diffusione dell'ossigeno dagli alveoli ai capillari avviene perché la concentrazione di ossigeno è inferiore nei capillari. Allo stesso modo, l'anidride carbonica si diffonde dai capillari agli alveoli dove la concentrazione di anidride carbonica è inferiore.
Durante l'inalazione, gli alveoli si espandono poiché la pressione negativa nel torace viene creata dalla contrazione del diaframma. Durante l'espirazione, gli alveoli si ritraggono (ritorno elastico) mentre il diaframma si rilassa.
Condizioni correlate
Esistono numerose condizioni mediche che possono influenzare direttamente gli alveoli (che chiamiamo malattie polmonari alveolari). Queste malattie possono causare l'infiammazione e la cicatrizzazione degli alveoli o il loro riempimento con acqua, pus o sangue.
Oltre ai danni causati da infiammazione o infezione all'interno degli alveoli, il corretto funzionamento dipende dal mantenimento di un equilibrio tra il gonfiaggio eccessivo e il gonfiaggio insufficiente degli alveoli da parte del corpo:
- Overdistention: La presenza di un sistema di supporto del tessuto connettivo sano è necessaria per evitare che gli alveoli si dilatino eccessivamente. Un esempio di lesione che può provocare un'eccessiva distensione è la ventilazione meccanica (respirazione tramite un respiratore).
- Disfunzione del tensioattivo: Il tensioattivo impedisce agli alveoli di collassare completamente tra i respiri. Per capire perché questo è importante, puoi immaginare come sia più facile far esplodere un palloncino che è stato parzialmente gonfiato rispetto a far esplodere un palloncino completamente collassato. Condizioni mediche come la BPCO, la sindrome da distress respiratorio nei neonati, l'asma, la fibrosi interstiziale e alcune condizioni genetiche possono causare la disfuzione del surfattante che porta al collasso degli alveoli.
Tra le condizioni che coinvolgono gli alveoli:
Enfisema
L'enfisema è una condizione in cui l'infiammazione dei polmoni provoca la dilatazione e la distruzione degli alveoli. Oltre alla perdita degli alveoli, le pareti cellulari delle sacche d'aria che rimangono iniziano a indurirsi e perdere la loro elasticità. Ciò rende difficile l'espulsione dell'aria dai polmoni (una condizione chiamata intrappolamento d'aria).
L'intrappolamento dell'aria spiega perché l'espirazione piuttosto che l'inalazione di solito è più difficile nelle persone con enfisema. Questa incapacità di espellere l'aria porta ad un'ulteriore dilatazione degli alveoli e ad una maggiore perdita di funzionalità.
Polmonite
La polmonite è un'infezione che infiamma gli alveoli in uno o entrambi i polmoni e può provocare il riempimento di pus delle sacche d'aria.
Tubercolosi
La tubercolosi è una malattia batterica infettiva caratterizzata dalla crescita di noduli nei tessuti dei polmoni. La malattia infetta principalmente gli alveoli quando i batteri vengono inalati, causando la formazione di pus nelle sacche d'aria.
Carcinoma bronchioloalveolare (BAC)
Il carcinoma bronchioloalveolare (BAC) è una forma di cancro al polmone che oggi è invece considerato un sottotipo di adenocarcinoma polmonare. Questi tumori inizio negli alveoli e si trovano spesso diffusamente in uno o entrambi i polmoni.
A differenza di molti tumori che si diffondono attraverso il sistema linfatico e / o il flusso sanguigno a regioni distanti del corpo, il BAC si diffonde principalmente attraverso le vie aeree (metastasi aerogene) ad altre regioni dei polmoni.
Sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS)
La sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS) è una condizione polmonare pericolosa per la vita che impedisce all'ossigeno di raggiungere i polmoni quando i liquidi iniziano ad accumularsi negli alveoli. L'ARDS è comune nei pazienti critici.
Sindrome da distress respiratorio (RDS)
La sindrome da distress respiratorio (RDS) si osserva nei bambini prematuri i cui corpi non hanno ancora prodotto abbastanza tensioattivo per rivestire gli alveoli e, pertanto, è disponibile una minore superficie per lo scambio di ossigeno e anidride carbonica.
Edema polmonare
L'edema polmonare è una condizione causata da un eccesso di liquido nei polmoni che si raccoglie negli alveoli e può portare a insufficienza respiratoria.
Proteinosi alveolare
La proteinosi alveolare polmonare è una malattia rara in cui le proteine si accumulano negli alveoli. È molto spesso una condizione autoimmune, che si verifica negli adulti di età compresa tra 20 e 50 anni, ma può anche manifestarsi come condizione congenita (dalla nascita).
Fumo
Come singolo fattore di rischio per la malattia polmonare, il fumo di tabacco è noto per influenzare le vie respiratorie a tutti i livelli. Questo include gli alveoli.
Gli alveoli sono costituiti da collagene ed elastina che conferiscono alle sacche la loro elasticità. Il fumo danneggia entrambi, provocando l'indurimento e l'ispessimento delle sacche. Il fumo inoltre dilata attivamente i vasi sanguigni, impedendo lo scambio di ossigeno e CO2.
Il fumo di sigaretta influisce anche sul funzionamento degli alveoli, causando danni fino a livello molecolare. Interrompe la capacità del nostro corpo di ripararsi come potrebbe dopo un'infezione o un trauma. In quanto tale, il danno alveolare può progredire senza ostacoli poiché i polmoni sono costantemente esposti a fumi tossici.
Una parola da Verywell
Gli alveoli forniscono una delle funzioni più importanti che il nostro corpo svolge. Sono la porta attraverso la quale l'ossigeno entra nel nostro flusso sanguigno e il modo principale in cui alcuni dei prodotti di scarto del metabolismo (anidride carbonica) escono dal corpo.
Le malattie che colpiscono gli alveoli possono comportare una riduzione dell'ossigeno fornito ai tessuti del nostro corpo e, di conseguenza, possono provocare danni (a causa dell'ipossia) a tutti gli organi principali.
Fisiologia di come funziona la respirazione