Come vengono trasportati l'ossigeno e l'anidride carbonica nel sangue?

Fonte: Rebecca Dezube, MD, MHS, Johns Hopkins University

La funzione principale del sistema respiratorio è quella di assorbire ossigeno e rimuovere l'anidride carbonica. L'ossigeno inalato entra nei polmoni e raggiunge gli alveoli. Gli strati cellulari delle pareti degli alveoli e dei capillari adiacenti hanno uno spessore di una sola cellula e sono in stretto contatto. Questa barriera tra aria e sangue ha uno spessore medio di circa 1 micron (1/10.000 di centimetro). L'ossigeno passa rapidamente attraverso questa barriera che separa aria e sangue ed entra nel sangue capillare. Al contrario, l'anidride carbonica passa dal sangue agli alveoli da dove verrà espirata.

Il sangue ossigenato lascia i polmoni attraverso le vene polmonari che scorrono nella parte sinistra del cuore, che invia questo sangue ossigenato in tutto il corpo (vedi Funzione del cuore). Il sangue povero di ossigeno e ricco di anidride carbonica ritorna nella camera destra del cuore attraverso due grandi vene: la vena cava superiore e la vena cava inferiore. Da lì, il sangue viene inviato attraverso l'arteria polmonare ai polmoni, dove raccoglie ossigeno e rilascia anidride carbonica.

Per supportare l'assorbimento di ossigeno e il rilascio di anidride carbonica, vengono inspirati ed espirati dai polmoni circa 5-8 litri di aria al minuto e circa 30 cl di ossigeno vengono trasferiti dagli alveoli nel sangue ogni minuto, anche quando la persona è a riposo. Contemporaneamente, un volume equivalente di anidride carbonica passa dal sangue agli alveoli, da dove verrà evacuato mediante espirazione. Durante gli esercizi fisici è possibile inspirare ed espirare più di 100 litri di aria al minuto ed estrarre da quest'aria 3 litri di ossigeno al minuto. Misurare la velocità con cui l'ossigeno entra nel corpo è un modo per misurare la quantità totale di energia spesa da quel corpo. L'inspirazione e l'espirazione sono effettuate dai muscoli respiratori.

Affinché l'ossigeno presente nell'aria passi nel sangue circolante nei polmoni, sono necessari tre processi: ventilazione, diffusione e perfusione.

La ventilazione è il processo mediante il quale l'aria viene inspirata ed espirata attraverso i polmoni.

La diffusione è il trasferimento passivo di gas, che non richiede alcuno sforzo o energia da parte del corpo, tra gli alveoli e i capillari nei polmoni.

La perfusione è l'azione mediante la quale il sistema cardiovascolare sposta il sangue attraverso i polmoni.

La circolazione sanguigna è il collegamento tra l'atmosfera, che contiene ossigeno, e le cellule del corpo, che consumano ossigeno. Ad esempio, il trasferimento di ossigeno alle cellule muscolari non dipende solo dai polmoni ma anche dalla capacità del sangue di trasportare ossigeno e dalla capacità della circolazione di trasportare sangue al muscolo. Inoltre, una piccola parte del sangue pompato dal cuore entra nelle arterie bronchiali e rifornisce le vie respiratorie.