Un'immagine 3D di polmoni. MDGRPHC / Shutterstock.com

I polmoni sono organi straordinari che raggiungono continuamente prodezze sorprendenti, che fanno così bene che li diamo per scontati, tranne quando la loro funzione è diminuita. Succede tutto in uno spazio dentro il petto, diviso in due e ridotto dalla presenza del cuore, dei grandi vasi e dell'esofago.

Con la giustizia della Corte Suprema Ruth Bader Ginsburg avendo recentemente restituito Sono stato chiesto al tribunale dopo l'intervento chirurgico per cancro ai polmoni, molte domande sui polmoni, poiché sono un professore di anatomia.

Molti tumori polmonari non sono utilizzabili, ma per trattare alcuni tipi di malattie polmonari, come i primi stadi del cancro del polmone, può essere eseguito un trattamento chirurgico chiamato lobectomia. In questa operazione, un lobo di un polmone (il polmone destro ha tre lobi, il polmone sinistro ne ha due) viene rimosso. In seguito, gli altri lobi si espandono per adattarsi e compensare il tessuto mancante, consentendo ai polmoni di funzionare altrettanto bene o meglio di prima.

Oltre ad essere organi altamente efficienti, i polmoni sono meravigliosamente complessi nella loro struttura. Non posso fare a meno di chiedermi: se li apprezzassimo di più, saremmo più proattivi nel prenderci cura di loro?

Soffio di vita

La funzione primaria del sistema respiratorio è di portare l'ossigeno nei nostri polmoni. Lì viene scambiato per un prodotto di scarto, anidride carbonica, che viene quindi rimosso dal corpo.

Diverse settimane dopo il concepimento, il lavoro dei polmoni viene eseguito dal placenta, una struttura al di fuori dei nostri corpi fetali dove il nostro sangue scambia anidride carbonica e ossigeno con il sangue materno dell'utero.

Prima della nascita, pratichiamo semplicemente i movimenti respiratori, muovendoci liquido amniotico invece di aria dentro e fuori i polmoni.

Un neonato e una madre. Dopo la nascita, un bambino ansima a causa di un accumulo di CO2 e fa il suo primo respiro a prendere ossigeno. Anneka / Shutterstock.com

In pochi secondi dopo che il cordone ombelicale viene tagliato, provoca un accumulo di anidride carbonica i neonati a respirare affannosamente per scambiarlo con l'ossigeno, un'attività che continuerà fino alla nostra morte. La persona media respira circa 13 milioni di piedi cubici d'aria durante la loro vita.

Durante l'attività tranquilla, come il riposo a letto o seduti, prendiamo otto a respirazioni 16 al minuto, ogni respiro inspirando circa una pinta d'aria contenente ossigeno 21 per cento e una piccola quantità di anidride carbonica per circa due secondi. Quindi, per tre secondi, espiriamo la stessa quantità d'aria, ma ora contiene ossigeno 16 per cento e un aumento di anidride carbonica di 100 volte. In altre parole, trascorri circa 40 della tua vita trascinando aria e 60 della tua vita espellendola.

I tuoi polmoni, dai numeri

Ogni giorno, i galloni d'aria 5,000 vengono trasportati attraverso le vie respiratorie che portano dentro e si estendono attraverso i polmoni. Le vie aeree si ramificano e diminuiscono di dimensioni 22 volte. Quasi tutto ciò avviene all'interno dei nostri polmoni, con queste vie aeree che raggiungono una lunghezza combinata di miglia 14,900.

Circa i galloni 2,600 dell'aria trasportata vengono consegnati e rimossi da 300 milioni di sacchi cavi a pareti sottili di dimensioni ridotte, o alveoli, che forniscono un'enorme superficie per lo scambio di ossigeno, richiesto da tutte le nostre cellule, per il biossido di carbonio, un prodotto di scarto da loro. Questa è un'area di dimensioni variabili tra la metà e la maggior parte di un campo da tennis regolamentare.

Questa immensa area è contenuta in due polmoni, ognuno dei quali solo un po 'più piccolo di tre, bottiglie 1-litro. Il polmone sinistro è più piccolo di 10 rispetto a quello destro, a causa della posizione sinistra del cuore.

Un'illustrazione 3-D degli alveoli. RAJ CREATIONZS / Shutterstock.com

Gli alveoli sono strettamente circondati da vasi sanguigni, o capillari, così piccoli che i globuli rossi continuamente li attraversano schiacciati in una singola fila mentre scambiano anidride carbonica per l'ossigeno.

I capillari del polmone ricevono un'immensa quantità di sangue, pari a quella distribuita a tutte le altre parti dell'intero corpo. Gli alveoli espandono e contraggono 15,000 volte al giorno. Durante l'attività, il tasso di respirazione raddoppia, e nelle attività estreme, triplica e la quantità di aria che raggiunge gli alveoli aumenta da tre a cinque volte. Respirare più a fondo e più velocemente usa la capacità polmonare trattenuta in riserva mentre è a riposo. Lo stress può anche provocare una respirazione più profonda e più veloce.

I tuoi polmoni al lavoro

L'aria che respiriamo è tutt'altro che pulita, tuttavia, e uno dei compiti principali del sistema respiratorio è quello di "condizionare" l'aria prima che raggiunga le sacche d'aria nel profondo dei polmoni.

Gli inquinanti dell'aria interna possono avere da due a cinque volte più inquinanti dell'aria esterna. (Avete osservato e modificato i filtri sul vostro impianto di riscaldamento / AC recentemente?)

L'apparato respiratorio "condiziona" l'aria in diversi modi. Innanzitutto, aumenta la temperatura dell'aria fredda alla temperatura corporea o raffredda l'aria calda alla temperatura corporea. In secondo luogo, idrata l'aria in percentuale di umidità 100 per prevenire la disidratazione delle membrane alveolari. Infine, pulisce l'aria.

Le sostanze estranee e potenzialmente nocive vengono filtrate dall'aria che scorre e rimosse con vari mezzi, compresi i peli nasali e il muco appiccicoso che riveste le vie respiratorie prodotte a una velocità di circa un litro al giorno. Contiene agenti antimicrobici che aiutano a neutralizzare i germi nocivi e molti virus.

È importante sottolineare che le proiezioni sui capelli sulle cellule che rivestono le vie aeree, chiamate ciglia, spostano il muco sporco dai polmoni e passaggi dell'aria alla gola per essere ingoiato e distrutto dall'acidità dello stomaco.

Le sostanze inquinanti che raggiungono le membrane scambiatrici di gas alveolari vengono rimosse da cellule specializzate chiamate fagociti e macrofagi che ingeriscono le particelle per spostarsi maggiormente per essere trasportate via vasi linfatici e nodi. Tuttavia, gran parte del carbonio nero viene semplicemente spostato in parti non scambiabili del polmone.

Oltre a condizionare l'aria per gli alveoli, la ventilazione dei polmoni aiuta a raffreddare il corpo quando è surriscaldato. Circa 7 per cento del calore corporeo viene rimosso tramite l'evaporazione dalle vie aeree interne ed esterne ai polmoni. Undici once di acqua al giorno vanno perse sotto forma di vapore acqueo. Il tre percento del calore corporeo viene perso riscaldando l'aria al di sotto della temperatura corporea man mano che i polmoni sono ventilati.

Altre funzioni straordinarie dei polmoni comprendono il controllo dell'equilibrio acido-base (pH) del corpo nel suo insieme, trattenendo o eliminando selettivamente l'anidride carbonica. Per essere ventilati per lo scambio di gas, i polmoni agiscono come soffietti. La propulsione dell'aria dai polmoni permette alla laringe di fungere da "scatola vocale", vibrando le corde vocali per produrre il tono che viene modificato dalla lingua, dai denti e dalle labbra per produrre la nostra voce per la comunicazione interpersonale e per il canto. Questa uscita d'aria ci consente anche di far esplodere palloncini o suonare strumenti a fiato.

L'aria aspirata dall'espansione dei polmoni passa sopra le aree olfattive del naso, permettendo il nostro senso dell'olfatto. I polmoni agiscono anche come "imbottitura di schiuma" all'interno della gabbia toracica, sostenendo e proteggendo il cuore vitale che eroga metà della sua produzione ai polmoni e l'altra metà al resto del corpo.

Il lato oscuro dei polmoni e delle loro cure

Mentre i polmoni erano di un rosa incontaminato alla nascita, i nostri polmoni gradualmente si scuriscono fino ad assumere un aspetto grigio e chiazzato a causa di queste particelle di carbonio, molte delle quali rimangono sul posto, di solito senza alcun effetto dannoso. Le particelle più grandi e irritanti vengono comunemente "spazzate via" da tosse e starnuti riflessivi. Questo sistema di condizionamento dell'aria è compromesso nei fumatori, le cui vie aeree perdono le ciglia e il loro coordinamento direzionale, e quindi devono tornare alla tosse come mezzo principale di rimozione degli inquinanti.

I polmoni dei fumatori si scuriscono più velocemente, diventando più chiazzati e assumono un tono arancione a causa della nicotina e dei catrami marroni. L'esposizione prolungata a questi agenti cancerogeni provoca bronchite cronica, enfisema e cancro in molte parti del corpo, ma soprattutto intorno alle vie aeree appena dentro l'entrata dei polmoni. Nell'enfisema, la struttura alveolare dei polmoni collassa, specialmente nel polmone superiore, rendendo difficile l'espirazione completa.

Fai un respiro profondo e considera tutte le attività miracolose che stanno facendo i tuoi incredibili polmoni.

Circa l'autore

Arthur Dalley, professore di anatomia, Vanderbilt University

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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