Polmone
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Il polmone è l'organo essenziale per la respirazione nei vertebrati. La sua principale funzione è di trasportare ossigeno dall'atmosfera al sangue e di espellere anidride carbonica dal sangue all'atmosfera. Questo scambio di gas è compiuto in un mosaico di cellule specializzate che formano delle piccole sacche d'aria chiamate alveoli. I polmoni hanno anche delle funzioni non respiratorie.
I termini medici che si riferiscono al polmone molto spesso cominciano con il prefisso -pulmo, dal Latino pulmonarius e dal Greco pleumon.
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[modifica] Funzione respiratoria
L'energia prodotta dalla respirazione cellulare richiede ossigeno e produce anidride carbonica. Nei piccoli organismi, come i batteri, questo processo di scambio di gas è svolto interamente dalla diffusione semplice. Nei grandi organismi, questo none è possibile; solo una bassa percentuale di cellule permettono di far entrare l'ossigeno tramite diffusione. La respirazione negli organismi multicellulari è possibile grazie ad un efficiente sistema circolatorio, il quale trasporta i gas anche nelle parti più piccole e profonde del corpo, e al sistema respiratorio, che coglie l'ossigeno dall'atmosfera e lo diffonde nel corpo, da dove viene distribuito rapidamente in tutto l'apparato circolatorio.
Nei vertebrati, la respirazione avviene in una serie di passi. L'aria passa per le vie respiratorie - nei rettili, negli uccelli e nei mammiferi consistono nel naso; la faringe; la laringe; la trachea; i bronchi e i bronchioli; infine vi sono gli ultimi branchi dell'albero della respirazione. I polmoni dei mammiferi sono una fitta grata di alveoli, i quali forniscono un enorme area di superficie per lo scambio di gas. Una rete di piccolissimi capillari permettono il trasporto di sangue sulla superficie degli alveoli. L'ossigeno dell'aria dentro gli alveoli si diffonde nel flusso sanguigno, mentre l'anidride carbonica si diffonde dal sangue agli alveoli, entrambi attraverso fini membrane alveolari. L'impulsione e l'espulsione dell'aria è guidato dai movimenti muscolari; nei primi tetrapodi, l'aria era guidata ai polmoni dai muscoli della faringe. Nei mammiferi, un largo muscolo, il diaframma guida la ventilazione alternando periodicamente la pressione e il volume del torace. Durante la normale respirazione, l'espirazione è passiva e i muscoli non sono contratti.
[modifica] Funzioni non respiratorie
Oltre alle funzioni di respirazione come lo scambio di gas e la regolazione dell'idrogeno, i polmoni:
- influenzano la concentrazione di sostanze attive e di droghe usate in medicina nel sangue arterioso;
- filtrano i piccoli grumi di sangue che si formano nelle vene;
- fungono da soffice protezione del cuore.
[modifica] Polmone dei mammiferi
I polmoni dei mammiferi hanno un rivestimento spugnoso e sono alveolati con epitelio, aventi una larga superficie. I polmoni umani fanno parte di questo tipo di polmoni. L'ambiente del polmone è molto umido e quindi facilmente attaccabile da batteri. Molte malattie respiratorie sono proprio dovute ad un'infezione virale o batterica. La respirazione è largamente guidata dal diaframma il quale si trova in fondo al torace. La contrazione del diaframma espande verticalmente la cavità dove il polmone è semichiuso. Il rilassamento del muscolo ha l'effetto opposto. L'aria entra attraverso le cavità nasali o orali; essa passa attraverso la laringe e successivamente per la trachea, arrivando ai bronchi. I bronchi dividono i polmoni in parti sempre più piccole, chiamati bronchioli. I polmoni terminano con le sacche alveolari. Gli alveoli sono piccole sacche a conttato con il sangue capillare. Qui l'ossigeno viene diffuso nel sangue, trasportato dall'emoglobina fino al cuore attraverso le vene polmonari. Il sangue senza ossigeno dal cuore parte attraverso l'arteria polmonare fino ai polmoni per avviare il processo di ossigenazione.
[modifica] Polmone degli uccelli
Molte fonti indicano che gli uccelli devono compiere due cicli respiratori completi per far passare l'aria all'interno di tutto il proprio corpo. Ciò non è possibile perché i polmoni degli uccelli sono essenzialmente di volume fisso.
Questo tipo di polmone non possiede alveoli, ma contiene al proprio interno millioni di piccoli passaggi chiamati parabronchi, connessi alla fine ai dorsobronchi e ai ventrobronchi. L'aria passa per le fessure dei parabronchi e successivamente all'interno dei capillari, dove l'ossigeno e l'anidride carbonica si scambiano.
Questo complesso sistema di sacche d'aria si accerta che l'aria passi all'interno del polmone sempre nella stessa direzione (Zona posteriore-zona anteriore). Ciò è in contrasto con il sistema respiratorio dei mammiferi, nel quale l'aria si muove in due direzioni opposte. Utilizzando un flusso d'aria monodirezionale, i polmoni degli uccelli sono in grado di estrarre una grossa concentrazione di ossigeno. I volatili sono in questo modo equipaggiati per volare.
[modifica] Polmone dei rettili
I polmoni dei rettili sono tipicamente ventilati da una combinazione di espansione e contrazione dei nervi tramite i muscoli assiali. I coccodrilli contano anche sul metodo del pistone epatico, dove il fegato è tirato indietro da un muscolo ancorato all'osso pubico. In questo modo, espande e contrae i polmoni.
[modifica] Polmone degli anfibi
I polmoni di molte rane e di altri anfibi sono simili a dei palloni. Lo scambio di gas avviene nella superficie esterna del polmone stesso. A differenza dei mammiferi, dove il sistema respiratorio è guidato da una pressione negativa, gli anfibi impiegano una pressione positiva.
[modifica] Polmone degli invertebrati
Alcuni invertebrati hanno anch'essi "polmoni", ma non così sviluppati come quelli dei vertebrati. Alcuni aracnidi hanno una struttura chiamata "polmoni a libro", atti proprio allo scambio di gas. I granchi usano strutture chiamate branchiostegal, le quali permettono la respirazione sott'acqua. I Polmonati sono un ordine di lumache che hanno sviluppato dei primitivi polmoni.
[modifica] Voci correlate
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