Scopri il Tessuto Polmonare: Istologia, Struttura e Funzione Che Devi Conoscere!

L’apparato respiratorio è costituito dagli organi e dalle strutture che consentono gli scambi gassosi tra ambiente esterno (ricco di ossigeno) e corpo umano (il cui sangue è carico di anidride carbonica). Gli organi dell’apparato respiratorio rendono possibili gli scambi gassosi tra ambiente esterno e corpo umano. I polmoni sono i principali organi della respirazione, la cui funzione principale è quella di trasportare ossigeno all’organismo ed espellere anidride carbonica: questo processo determina gli scambi gassosi fra ambiente esterno e sangue (processo di ematosi). I polmoni sono i due organi preposti alla fornitura di ossigeno all’organismo e all’eliminazione dell’anidride carbonica dal sangue, ovvero agli scambi gassosi fra aria e sangue (processo noto con il nome di ematosi).

I polmoni si trovano nella cavità toracica ai lati del cuore ed hanno la capacità di espandersi e rilassarsi seguendo ai movimenti della gabbia toracica e del diaframma. I due polmoni sono separati dal mediastino ed uniti dalla trachea. Collocati nella cavità toracica, sono avvolti da una membrana sierosa, la pleura, indispensabile allo svolgimento dei loro compiti. Tra di loro risultano divisi da un’area compresa tra la colonna vertebrale e lo sterno, il mediastino, che racchiude al suo interno cuore, esofago, trachea, bronchi, timo e grossi vasi. Ognuno dei due polmoni presenta un apice che si allunga verso l’alto fino alla base del collo e, nella parte inferiore, poggia sul muscolo del diaframma.

I polmoni sono avvolti da una membrana sierosa, la pleura, a sua volta formata da due foglietti, i foglietti pleurici: il foglietto pleurico parietale, che riveste esternamente i polmoni e li divide dalla parete toracica; e il foglietto pleurico viscerale, che aderisce alla superficie interna del polmone. La pleura è la membrana sierosa che avvolge ciascun polmone. È costituita da due foglietti, detti foglietti pleurici: quello parietale (detto anche “pleura parietale”), ricopre la superficie esterna dei polmoni e li divide dalla parete toracica; l’altro, quello viscerale (detto anche “pleura viscerale”), riveste la parete interna del polmone. I due foglietti pleurici sono in contatto continuo tra loro: ad assicurare e favorire lo scorrimento dell’uno sull’altro è una sottile pellicola di liquido pleurico che si trova nello spazio compreso tra i due foglietti, la cui presenza è indispensabile per permettere ai polmoni di seguire i movimenti dei muscoli ai quali aderiscono durante la respirazione.

La loro grandezza varia in base allo sviluppo dell’organismo: nei maschi adulti generalmente misurano al massimo circa 25 centimetri di lunghezza, mentre il diametro alla base è di circa 16 cm. Il polmone sinistro risulta leggermente più piccolo del destro. Nelle donne questi valori risultano solitamente inferiori. Anche il peso dei polmoni varia molto in base allo stadio di sviluppo fisico: nel feto nato a termine della gestazione che non ha respirato il polmone pesa 60-65 grammi, mentre nel neonato arriva a 80-100 grammi.

La trachea, lunga 10-12 cm per un diametro di 16-18 mm, è un tubo cilindrico semiflessibile sostenuto da anelli cartilaginei. Superiormente sfocia nella laringe, mentre a livello distale, tra la quarta e la quinta vertebra toracica, si biforca in due bronchi primari, uno di destra ed uno di sinistra. Ciascun bronco primario penetra all'interno del rispettivo polmone, dando origine ad ulteriori, numerose, ramificazioni chiamate bronchioli. A loro volta, i bronchioli subiscono varie divisioni, fino a raggiungere, nel tratto terminale, piccole vescicole chiamate alveoli. I bronchi sono condotti di forma cilindrica situati tra la biforcazione della trachea e i bronchioli, con la funzione di permettere e garantire il transito dell’aria dalla trachea ai bronchioli e agli alveoli polmonari. I bronchioli sono le piccole diramazioni finali dei bronchi all’interno dei polmoni, caratterizzate da un diametro inferiore a un millimetro; questi si diramano ulteriormente fino a presentare, alle loro estremità, gli alveoli polmonari che, a loro volta, si dividono in sacchi (o infundiboli) alveolari, piccoli rigonfiamenti a forma di sacchetto disposti a grappolo d’uva che costituiscono la parte finale delle vie respiratorie, attraverso le cui pareti si verificano gli scambi gassosi con il sangue.

Per avere un'idea della complessità di queste diramazioni, basti pensare che ciascun polmone contiene all'incirca 150-200 milioni di alveoli; nel loro insieme, le superfici alveolari raggiungono un'estensione impressionante, simile a quella di un campo da tennis (75 m2, cioè circa 40 volte la superficie esterna del nostro corpo). Proprio a livello degli alveoli avviene lo scambio di gas tra l'aria ed il sangue, che cede vapore acqueo ed anidride carbonica, caricandosi di ossigeno. Ciascun alveolo è circondato da centinaia di sottilissimi capillari, il cui diametro è talmente esiguo (5-6 µm) da permettere il passaggio di un solo globulo rosso, mentre la peculiare sottigliezza delle loro pareti agevola lo scambio e la diffusione dei gas respiratori.

Alveoli Polmonari: Unità Funzionali

Il termine alveolo deriva dal latino alveolus → piccola cavità. A dispetto delle ridotte dimensioni, gli alveoli polmonari sono preposti ad una funzione importantissima: lo scambio di gas respiratori tra il sangue e l'atmosfera. Per questa ragione sono considerati l'unità funzionale del polmone, cioè le più piccole strutture in grado di svolgere tutte le funzioni cui è preposto. Il ruolo primario degli alveoli è arricchire il sangue di ossigeno e ripulirlo dall'anidride carbonica. La loro funzione primaria è quella di ricevere il sangue ricco di anidride carbonica e scarti dalla circolazione sanguigna e di ripulirlo: il sangue ripulito viene poi inviato al cuore, e dal cuore trasmesso a tutti gli organi e tessuti.

La maggior parte degli alveoli polmonari si riunisce in gruppi situati all'estremità di ogni bronchiolo respiratorio. Attraverso quest'ultimo ricevono l'aria atmosferica proveniente dai tratti contigui superiori delle vie aeree (bronchioli terminali, bronchioli, bronchi terziari, secondari e primari, trachea, laringe, faringe, nasofaringe e cavità nasali). alveoli (i cosiddetti sacchi alveolari). Gli alveoli polmonari si presentano come piccole camere d'aria di dimensione sferica od esagonale, con diametro medio di 250-300 micrometri in fase di massima insufflazione.

Ogni alveolo é circondato da capillari in modo che il sangue possa cedere anidride carbonica e arricchirsi di ossigeno. All'interno degli alveoli polmonari, il sangue è separato dall'aria da una sottilissima membrana. Il sangue da "ripulire", invece, parte dal ventricolo destro e tramite le arterie polmonari giunge ai polmoni. Il sangue ricco di ossigeno proveniente dalle vene polmonari giunge al ventricolo sinistro del cuore. Dopodiché, grazie all'attività del miocardio, viene spinto in tutte le parti del nostro organismo.

In un soggetto a riposo, il quantitativo di ossigeno scambiato tra l'aria alveolare ed il sangue si aggira attorno ai 250-300 ml al minuto, mentre il quantitativo di anidride carbonica diffusa dal sangue all'aria alveolare è di circa 200-250 ml.

L’aria arriva al tessuto polmonare grazie alla ramificazione della trachea in bronchi, bronchioli e bronchioli terminali che sfociano negli alveoli polmonari. I polmoni sono principalmente composti da ALVEOLI POLMONARI, sacchetti formati da un sottile tessuto epiteliale che ha il compito di svolgere gli scambi respiratori. Le numerosissime e piccole zone bianche sono gli spazi vuoti all’interno degli alveoli. Passando all’ingrandimento x 100 si apprezzano meglio le differenze esistenti tra il tessuto sottile, EPITELIO PAVIMENTOSO MONOSTRATIFICATO, che forma le pareti alveolari, e il più spesso EPITELIO CILINDRICO del bronchiolo. Quest’ultimo risulta appoggiato ad uno strato di muscolatura liscia che, quando si contrae nel caso di un attacco di asma, dà un senso di soffocamento chiamato broncospasmo. all’ingrandimento x 200 si vede che l’epitelio cilindrico é ciliato. Le cilia, presenti anche nella trachea, hanno il compito di spostare verso l’alto le particelle di sporco o di polvere che sono arrivate fino a qui.

Struttura delle Pareti Alveolari

A differenza dei broncholi, le sottili pareti alveolari sono prive di tessuto muscolare (perché ostacolerebbe lo scambio gassoso). La parete tra alveoli adiacenti è conosciuta come setto interalveolare ed è costituita da epitelio alveolare (con le sue cellule di 1° e 2° tipo), capillari alveolari e sovente da uno strato di tessuto connettivo. Gli alveoli polmonari possono essere collegati ad altri alveoli adiacenti tramite piccolissimi fori, noti come pori di Khor.

La maggior parte dell'epitelio alveolare è formato da cellule di tipo I, che si dispongono a formare uno strato cellulare continuo. La morfologia di queste cellule è molto particolare, perché sono molto sottili e presentano un piccolo rigonfiamento in corrispondenza del nucleo, dove si ammassano i vari organuli. L'epitelio alveolare è composto anche da cellule di tipo II, sparse singolarmente o a gruppi di 2-3 unità tra le cellule di tipo I. Le cellule settali possiedono due principali funzioni. La prima è quella di secernere un liquido ricco di fosfolipidi e proteine, detto surfactante; la seconda è di riparare l'epitelio alveolare quando è seriamente danneggiato. Il liquido surfactante, secreto continuamente dalle cellule settali, è in grado di prevenire l'eccessiva distensione ed il collasso degli alveoli. Inoltre, contribuisce a rendere più agevole lo scambio di gas tra l'aria alveolare ed il sangue. Senza la produzione di surfactante da parte delle cellule di tipo II, si svilupperebbero seri problemi respiratori, come il collasso totale o parziale del polmone (atelettassia).

Negli alveoli polmonari si registra la presenza di cellule immunitarie. In particolare, i macrofagi alveolari sono deputati all'eliminazione di tutte quelle sostanze potenzialmente dannose, come pulviscolo atmosferico, batteri e particelle inquinanti. Non a caso, questi derivati dei monociti sono noti come cellule del pulviscolo o della polvere.

Unità Strutturali Polmonari

L'acino polmonare rappresenta il territorio di parenchima dipendente da un bronchiolo terminale. Gli acini polmonari rappresentano le ultime porzioni del lobulo polmonare. I lobuli polmonari vanno a costituire le zone bronco-polmonari.

La sottile membrana che delimita le pareti alveolari dona ai polmoni il caratteristico aspetto spugnoso. Mentre trachea e bronchi sono sostenuti da cartilagine ialina, nelle pareti dei bronchioli è presente tessuto muscolare liscio (involontario); di conseguenza, i bronchioli hanno la capacità di aumentare o diminuire il proprio calibro in risposta a stimoli di varia natura. Durante uno sforzo fisico, ad esempio, i bronchioli si dilatano per consentire una migliore ossigenazione del sangue in risposta all'aumento della CO2 nell'aria espirata, mentre tendono a costringersi con il freddo.

Flusso Sanguigno Polmonare

Ogni alveolo polmonare presenta un'elevata vascolarizzazione, garantita da numerosissimi capillari. Sia che ci si trovi in condizioni di riposo (portata cardiaca 5 L/min), sia che ci si trovi impegnati in un esercizio fisico strenuo (25 L/min), la portata del flusso di sangue ai polmoni sarà sempre pari al 100%. Il flusso sanguigno è legato all'azione del cuore destro, la cui attività è interamente dedicata al sostegno della circolazione polmonare. Per questo motivo la portata sanguigna ai polmoni è percentualmente uguale a quella che raggiunge tutto il resto dell'organismo nello stesso lasso di tempo.

Tipi di Epitelio

Epitelio Pavimentoso Semplice

L’epitelio pavimentoso semplice è formato da un singolo strato di cellule più larghe che alte, con un nucleo fortemente appiattito e disposte a formare una sottile pavimentazione. Questo epitelio forma una barriera sottile facilmente penetrabile, con funzioni di filtraggio e di scambio gassoso.

Epitelio Cubico o Isoprismatico Semplice

L’epitelio cubico o isoprismatico semplice è formato da uno strato di cellule generalmente tanto alte quanto larghe. Esse presentano un nucleo sempre rotondo e disposto centralmente rispetto alla cellula. In condizioni di attivazione le cellule di questo epitelio possono assumere una forma più allungata ma sono distinguibili dall’epitelio cilindrico semplice perchè presentano sempre un nucleo disposto centralmente. L’epitelio cubico semplice si trova tipicamente a rivestire dotti che contengono fluidi.

Epitelio Cilindrico o Batiprismatico Semplice

L’epitelio cilindrico o batiprismatico semplice è formato da cellule molto più alte che larghe disposte a formare una palizzata e che hanno un nucleo ovale posto nel primo terzo della cellula, nella parte più vicina alla membrana basale. Questo tipo di epitelio è molto diffuso, ha molteplici funzioni e per questo può avere diverse specializzazioni sulla sua superficie. Nel canale intestinale, per esempio, l’epitelio cilindrico semplice riveste la superficie luminale della tonaca mucosa e le cellule che lo compongono presentano sulla faccia apicale numerosi microvilli, cioè espansioni digitiformi della membrana citoplasmatica, atti ad aumentare la superficie di assorbimento e a facilitare gli scambi di sostanze. Nella salpinge l’epitelio cilindrico semplice è ciliato perchè la sua funzione non è più di scambio, ma quella di creare correnti amorfe che favoriscono l’entrata dell’oocita nelle tube e la sua discesa (se fecondato come zigote) verso l’utero e che, nello stesso tempo, ostacolano la risalita degli spermatozooi.

Epitelio Pseudostratificato (o Pluriseriato)

L’epitelio pseudostratificato (o pluriseriato) è un epitelio in cui tutte le cellule sono in contatto con la membrana basale ma solo alcune raggiungono la superficie. Nei preparati i nuclei risultano su piani differenti, sono sfalsati, mai sovrapposti. Le cellule costituenti questo epitelio hanno forma molto variabile. Esse presentano un rigonfiamento citoplasmatico in cui è alloggiato il nucleo: in alcune cellule questo rigonfiamento si trova verso la base in altre verso l’apice. La funzione dell’epitelio pseudostratificato ciliato è quella di purificare l’aria inspirata da pulviscolo e patogeni atmosferici. Le cellule mucipare caliciformi secernono muco (formato da glicoproteine altamente glicosilate e idratate) che ha la funzione di intrappolare le impurità. Il muco viene poi diffuso uniformemente e spostato dalle alte cellule ciliate, come accade per esempio nella trachea dove il muco è spostato dal basso verso l’alto (ascensore muco-ciliare). L’epitelio pseudostratificato con stereociglia è presente nell’epididimo.