I nostri meravigliosi polmoni

SI PUÒ stare senza mangiare per settimane. Si può stare senza bere per giorni. Ma se si trattiene il respiro, dopo appena qualche secondo insorge un grave malessere. E se il cervello rimane senza ossigeno solo per quattro minuti può riportare delle lesioni e ne può conseguire la morte. Sì, l’ossigeno è la cosa più necessaria all’organismo umano!

Probabilmente la qualità dell’aria che respiriamo non dipende molto da noi. Nondimeno abbiamo bisogno di quest’aria e subito! Come facciamo a sopravvivere quando l’aria è troppo fredda o troppo calda o troppo secca o troppo sporca? Come facciamo a ricavare dall’aria l’ossigeno indispensabile alla vita, e come fa l’ossigeno a raggiungere ogni parte dell’organismo? Come facciamo a eliminare dall’organismo il gas chiamato anidride carbonica? Tutto questo avviene grazie ai polmoni e al modo meraviglioso in cui sono fatti.

Un rapido sguardo ai polmoni

I polmoni sono i due principali organi deputati alla respirazione. Situati idealmente nella gabbia toracica, sono ai due lati del cuore. Il polmone destro ha tre sezioni, o lobi, e quello sinistro ne ha due. Ciascun lobo agisce in modo piuttosto indipendente dagli altri per cui i chirurghi possono asportare un lobo malato senza sacrificare la funzionalità degli altri lobi. A prima vista il tessuto polmonare somiglia, diciamo, a quello di una spugna.

L’estremità inferiore dei polmoni arriva al diaframma, un possente muscolo che separa la cavità toracica dalla cavità addominale. Il diaframma è il muscolo più importante che interviene nella respirazione, facendo continuamente aumentare e diminuire il volume dei polmoni. Dal diaframma i polmoni si estendono fino alla base del collo. Ciascun polmone è rivestito da una sottile membrana, detta pleura, che ricopre anche la superficie interna della parete toracica. Lo spazio fra i due strati della membrana pleurica è occupato da un liquido lubrificante che facilita il reciproco scorrimento dei polmoni e della gabbia toracica durante la respirazione, evitando l’attrito.

Finora gli scienziati hanno scoperto nei polmoni circa una trentina di diversi tipi di cellule. Nel funzionamento dei polmoni giocano un ruolo muscoli e nervi, ossa e cartilagini, vasi sanguigni, liquidi, ormoni e sostanze chimiche. Sebbene gli scienziati non capiscano ancora perfettamente certe caratteristiche dei polmoni, vediamo di conoscere alcuni dei numerosi aspetti che sono già compresi.

L’“albero” delle vie respiratorie

Le vie respiratorie consistono sostanzialmente di una serie di condotti e passaggi collegati fra loro. Prima di arrivare ai polmoni, l’aria deve fare un bel tragitto. Anzitutto, dopo essere entrata dal naso o dalla bocca passa per la faringe o gola. La faringe serve sia per inghiottire il cibo che per respirare. Per impedire che cibi e bevande entrino nelle vie respiratorie, una specie di coperchietto mobile detto epiglottide ne ostruisce l’accesso quando si deglutisce.

L’aria passa quindi attraverso la laringe, dove sono situate le corde vocali. C’è poi la trachea, lunga quasi 12 centimetri, rinforzata da una ventina di anelli cartilaginei a forma di C disposti a intervalli per tutta la sua lunghezza. Quindi la trachea si biforca nei due organi cilindrici lunghi 2,5 centimetri detti bronchi principali. Un bronco entra nel polmone sinistro, l’altro nel polmone destro. All’interno dei polmoni i bronchi si ramificano ulteriormente.

Questa ramificazione continua ancora all’interno dei polmoni finché si forma una struttura simile a un albero, con tronco, rami e rametti. Naturalmente a ogni ulteriore ramificazione le vie respiratorie si assottigliano sempre più. L’aria entra quindi nei rami più piccoli, una rete di minuscoli condotti detti bronchioli, ciascuno del diametro di circa un millimetro. Dai bronchioli si originano condotti più piccoli che mandano l’aria a circa 300 milioni di piccoli sacchi per l’aria detti alveoli. Questi sacchi sono disposti a mazzi e somigliano a grappoli di uva o a palloncini. È qui che l’albero delle vie respiratorie finisce e che l’aria raggiunge la sua destinazione finale.

La destinazione finale

Quando arriva a destinazione, l’aria respirata è contenuta entro le pareti sottilissime degli alveoli, che hanno lo spessore di 0,5 micron. La carta usata per fare questa rivista è circa 150 volte più spessa delle pareti degli alveoli!

Ciascuno di questi minuscoli alveoli è ricoperto di una rete di vasi sanguigni detti capillari polmonari. Questi capillari sono così stretti che vi può passare solo un globulo rosso per volta! E le pareti sono così sottili che l’anidride carbonica presente nel sangue può infiltrarsi negli alveoli. L’ossigeno, a sua volta, va nella direzione opposta. Esce dagli alveoli per essere assorbito dai globuli rossi.

Ciascun globulo rosso, spostandosi in fila indiana, rimane nei capillari polmonari per circa tre quarti di secondo, tempo più che sufficiente per lo scambio fra anidride carbonica e ossigeno. Questo spostamento di gas avviene attraverso un fenomeno detto diffusione. Il sangue ossigenato passa quindi nelle vene polmonari più grandi, raggiungendo infine il lato sinistro del cuore, da cui il sangue viene pompato in tutto l’organismo per sostentare la vita. Tutto sommato, l’intero volume di sangue dell’organismo impiega circa un minuto per attraversare questo sistema così complicato!

Una volta raggiunta la sua destinazione finale, come fa l’aria carica di anidride carbonica a uscire dai polmoni? Occorre un altro apparato di vie respiratorie per l’espirazione? Questo “albero” delle vie aeree nei polmoni, progettato in maniera davvero meravigliosa, viene impiegato sia per l’aria in arrivo che per quella in partenza. È interessante che con l’espirazione non solo si liberano i polmoni dall’anidride carbonica, ma si possono anche far vibrare le corde vocali, creando così i suoni necessari per parlare.

Controllo della qualità

L’aria che respirate, mentre passa attraverso il naso e la bocca, viene in effetti sottoposta a un controllo della qualità. Se è troppo fredda, viene rapidamente riscaldata e portata alla temperatura giusta. Se è troppo calda, viene raffreddata. Che succede se l’aria è troppo secca? Le pareti del naso, dei seni nasali, della gola e di altri passaggi sono rivestite di muco. Se inspirate aria secca, l’umidità presente nel muco evapora nell’aria. Allorché l’aria raggiunge il punto più distante dei polmoni, ha un’umidità relativa di quasi il 100 per cento. È interessante che quando si espira, l’aria restituisce al muco oltre metà dell’umidità.

Questo sistema per il controllo della qualità dell’aria è dotato anche di un sistema filtrante. Nell’arco di una giornata i polmoni sono attraversati da circa 9.500 litri di aria, che spesso è satura di agenti infettivi, particelle tossiche, fumi o altre impurità. Tuttavia l’apparato respiratorio è fatto in modo da eliminare la maggior parte di queste sostanze contaminanti.

Inizialmente sono i peli e la mucosa del naso a catturare le particelle di polvere più grandi. Quindi, sulle pareti delle vie respiratorie ci sono milioni di microscopiche appendici filamentose dette ciglia che vibrano al ritmo di circa 16 volte al secondo, spingendo via dai polmoni il muco contaminato. I polmoni possono avvalersi anche dei servizi di speciali cellule, dette macrofagi alveolari, deputate a distruggere batteri e catturare particelle pericolose.

Pertanto l’aria che respiriamo è condizionata e filtrata prima di arrivare ai tessuti più delicati dei polmoni. Un progetto davvero straordinario!

Sistema automatico

A differenza del cibo e dell’acqua, l’ossigeno può essere preso dall’ambiente senza alcuno sforzo cosciente da parte nostra. Un paio di polmoni sani ricavano automaticamente ossigeno dall’aria al ritmo di circa 14 respiri al minuto. Perfino mentre dormiamo i polmoni continuano a lavorare senza che noi ce ne rendiamo conto.

Abbiamo anche la facoltà di neutralizzare temporaneamente l’azione di questo sistema automatico. Per cui, volendo, possiamo fino a un certo punto controllare la respirazione. Dopo tutto, vorreste forse che il meccanismo della respirazione rimanesse automaticamente in funzione anche mentre nuotate sott’acqua? Se non poteste trattenere il respiro, fareste in tempo a scappare da una stanza piena di fumo durante un incendio? Certo non si può fermare questo sistema automatico per lunghi periodi di tempo. Dopo qualche minuto al massimo, è inevitabile che i polmoni ricomincino a funzionare automaticamente.

Ma cosa mette in moto i muscoli che fanno aumentare o diminuire di volume i polmoni durante questa operazione automatica? Il centro di controllo si trova nel tronco cerebrale. Speciali recettori qui situati controllano il livello di anidride carbonica presente nell’organismo. Quando l’anidride carbonica aumenta, sono inviati messaggi attraverso una rete di nervi, che a loro volta attivano i muscoli deputati alla respirazione.

Questo fatto rende l’apparato respiratorio molto versatile. I polmoni possono far fronte anche ai nostri bruschi cambiamenti di attività. Per esempio durante un esercizio faticoso l’organismo può usare circa 25 volte più ossigeno e produrre circa 25 volte più anidride carbonica di quando è a riposo. Tuttavia i polmoni regolano quasi istantaneamente la frequenza e la profondità dei respiri per far fronte al bisogno di ossigeno che cambia di continuo.

Ci sono altri comandi sofisticati che permettono ai polmoni di funzionare bene. Per esempio, alcuni muscoli che intervengono nella respirazione sono impiegati anche per altre funzioni, quali deglutire e parlare. Queste funzioni sono così bilanciate che di rado interferiscono nella respirazione. E tutto questo avviene in modo automatico, senza che neppure ce ne accorgiamo!

Certo, nei polmoni parecchie cose possono andare storte, specie quando si ha poca resistenza. Menzioniamo solo alcuni disturbi: asma, bronchite, enfisema, tumore del polmone, edema polmonare, pleurite, polmonite, tubercolosi e varie infezioni di natura batterica, virale e fungina.

Ma questi disturbi non insorgono perché i polmoni sono difettosi o fatti male. Quasi tutte le affezioni polmonari insorgono come conseguenza di esposizione a sostanze inquinanti, polveri e vapori scaricati nell’ambiente dall’uomo. Oggi ci sono milioni di persone che soffrono di tumore del polmone, bronchite ed enfisema a causa del fumo e di altri abusi deliberatamente commessi dall’individuo a danno del proprio apparato respiratorio.

In circostanze normali, però, i polmoni sono davvero meravigliosi e sono una testimonianza vivente del Grande Progettista, Geova Dio! Come disse il salmista, siamo fatti davvero “in maniera tremendamente meravigliosa”. — Salmo 139:14.

[Riquadro a pagina 22]

Cosa avviene quando...

starnutiamo? Si ha un’involontaria e violenta fuoriuscita d’aria attraverso la bocca e il naso. Le terminazioni nervose del naso possono farvi starnutire per liberare il naso da particelle irritanti presenti in esso. Anche l’aria fredda può fare starnutire. In uno starnuto l’aria può raggiungere la velocità di 166 chilometri orari e possono essere espulse fino a 100.000 goccioline di muco e microrganismi. Per questa ragione, se non ci si copre bene la bocca e il naso, uno starnuto può danneggiare altri.

tossiamo? Si ha una brusca espulsione di aria, che libera i polmoni da sostanze nocive quando il rivestimento del canale respiratorio è irritato. La tosse può anche essere un deliberato tentativo di liberare gola e bronchi. Come avviene con uno starnuto, anche con la tosse si possono diffondere germi patogeni.

singhiozziamo? Si verifica un’improvvisa e involontaria inspirazione di aria provocata da una spasmodica contrazione del diaframma. Queste brusche contrazioni possono essere provocate da irritazione degli organi vicini al diaframma. Lo spasmo attira l’aria nei polmoni attraverso la laringe. Mentre è attirata nella laringe, l’aria investe l’epiglottide, facendo vibrare le corde vocali, e questo produce il caratteristico rumore del singhiozzo.

russiamo? Durante il sonno, di solito quando si respira con la bocca, si produce un suono rumoroso. Il tessuto molle del palato vicino alla gola vibra quando l’aria l’attraversa. A volte vibrano anche le labbra, le guance e le narici. Se si dorme sulla schiena, la bocca tende a spalancarsi e la lingua ostacola il passaggio dell’aria. Per smettere di russare può essere utile dormire su un fianco.

sbadigliamo? Si ha un atto involontario di prolungata inspirazione, eseguito, si crede, in risposta a un accumulo di anidride carbonica nei polmoni. Si dice che lo sbadiglio sia contagioso perché si ha l’impulso di sbadigliare quando si vede o si sente qualcun altro che sbadiglia. Gli scienziati non riescono a spiegare questo fenomeno.

[Diagrammi a pagina 23]

(Per la corretta impaginazione, vedi l’edizione stampata)

Faringe

Trachea

Bronchi principali

Polmone destro

Seni nasali

Epiglottide

Laringe

Corde vocali

Polmone sinistro

Dettaglio di un bronchiolo

Capillari polmonari

Alveoli