La respiració

L’aparell respiratori

L’aparell respiratori és constituït pel conjunt dels òrgans encarregats de la funció respiratòria, és a dir, de la introducció de l’oxigen en l’organisme, l’expulsió del diòxid de carboni i l’intercanvi gasós amb la sang. Aquests òrgans són les fosses nasals (cavitat nasal), la boca (cavitat bucal), la faringe i la laringe, que formen les vies aèries superiors, i també la tràquea i els bronquis, que componen les vies aèries inferiors, a les quals s’integren els pulmons, amb els seus alvèols, que és on es produeix el bescanvi gasós entre el "gas exterior" (oxigen) i el "gas interior" (diòxid de carboni).

Les vies aèries superiors

Secció sagital de la cara i el coll, amb les vies respiratòries superiors. Aquestes vies, que actuen de porta d’entrada de l’aire dins l’organisme, són estructures compartides en part pels aparells digestiu i respiratori, Són compostes per la cavitat nasal i la faringe i, ocasionalment, per la boca. L’aire hi és filtrat, netejat i entebeït abans de ser conduït cap a les vies respiratòries inferiors.

ECSA

A diferència de les vies aèries inferiors, que només acompleixen funcions relacionades amb la respiració, les vies superiors s’han especialitzat també en altres funcions. La boca serveix per a la masticació dels aliments i és la seu del sentit del gust (vegeu "La nutrició", i "La regulació de l’organisme"). El nas, per bé que vinculat principalment a la respiració, ens permet també sentir les olors. A més, l’olfacte i el gust són dos sentits que sovint treballen coordinadament. Tant la boca com el nas participen a més en el mecanisme complex de la fonació, és a dir, en la producció i l’articulació dels sons i les paraules. La faringe, situada al fons i al darrere de tot de la boca, serveix per al pas tant de l’aire com dels aliments (vegeu "La nutrició"). La laringe, disposada a continuació de la faringe, és indispensable per a la fonació.

Les vies aèries superiors fan un paper important en la defensa i la protecció de l’organisme. L’aire que hi entra és filtrat i depurat, sobretot gràcies al nas, de les partícules més grosses que hi ha suspeses, i a més assoleix una temperatura semblant a la del cos (37°C aproximadament), ja que s’escalfa si és més fred i es refresca si és més calent que l’aire ambiental.

El nas és format, a la part superior, per dos ossos units en la línia central i, a la part inferior, per cartílags que el fan més elàstic. Es pot comparar a una mena de teulada que té la missió de protegir les fosses nasals, situades a darrere seu. Les fosses nasals són dues cavitats o conductes que, anteriorment, comuniquen amb l’exterior a través dels narius i, posteriorment, amb la faringe. Són a sobre de la cavitat bucal i separades entre elles per una membrana prima, que és l’envà nasal.

A les parets laterals de les fosses nasals hi ha uns sortints ossis que les divideixen en els meats o canals superior, mitjà i inferior. En part a causa d’aquesta divisió en meats, l’aire que travessa les cavitats nasals per arribar a la faringe entra en contacte amb una superfície extensa de teixit ric en moc, una substància humida, densa i viscosa. Prop de les fosses nasals i comunicades amb elles, hi ha unes altres cavitats anomenades sins paranasals, que tenen funcions estretament relacionades amb les de les fosses nasals.

La funció respiratòria del nas i les fosses nasals consisteix en la filtració i la humidificació de l’aire. Els pèls que hi ha als narius retenen les partícules atmosfèriques més grosses, mentre que les partícules més petites es dipositen, juntament amb nombrosos gèrmens, sobre el teixit i el moc que recobreix els meats. Durant el pas per les fosses nasals, l’aire es carrega d’humitat.

Una altra funció fonamental de les cavitats nasals és l’olfactiva (vegeu "La regulació de l’organisme"). Les fosses nasals funcionen, a més, com una potent caixa de ressonància sonora. Per a adonar-nos-en només cal veure com ens canvia la veu quan estem refredats.

Les vies aèries superiors es prolonguen amb la faringe, que és una mena de canal unit amb l’esòfag, un òrgan de l’aparell digestiu, i amb la laringe. La laringe serveix tant per al pas de l’aire com per a la formació dels sons que emprem per a parlar, riure, plorar, cridar o cantar. És un conducte amb una forma semblant a una piràmide invertida, en què la part superior, més ampla, comunica amb la faringe, mentre que la part més estreta continua amb la tràquea. Les seves parets se sostenen gràcies a una armadura cartilaginosa que sobresurt per la part anterior del coll, anomenada "nou del coll", molt més evident en els homes.

Per dins, i disposats de davant cap endarrere, la laringe presenta dos plecs, dits cordes vocals, que són accionats per diversos músculs. Funcionen com les cordes dels instruments musicals, ja que produeixen sons durant el pas de l’aire expirat.

Com que la faringe serveix per al pas tant dels aliments com de l’aire, a la part superior de la laringe hi ha una membrana, anomenada epiglotis, que baixa i la tanca cada cop que deglutim els aliments o ens empassem la saliva. Gràcies a aquest mecanisme, els aliments deglutits passen de la faringe a l’esòfag i després arriben a l’estómac, mentre que l’aire és dirigit cap a les vies respiratòries inferiors. Però de vegades pot passar que, malgrat l’epiglotis, el líquid o el menjar vulguin entrar per la laringe en lloc d’anar per l’esòfag. Per superar aquesta eventualitat, l’organisme posseeix un mecanisme d’emergència que entra en funcionament de manera automàtica: la tos. En efecte, les substàncies estranyes desencadenen un reflex que provoca dues accions oposades. D’una banda, l’epiglotis es tanca, i de l’altra, els pulmons expel·leixen sobtadament l’aire que contenen. D’aquesta manera, l’aire, en comptes de sortir tranquil·lament, troba el camí barrat a la part superior de la laringe. El resultat és que hi ha un moment que la pressió de l’aire provoca l’obertura sobtada de l’epiglotis i el mateix aire surt violentament, bo i expulsant a l’exterior el cos estrany. Les vies aèries inferiors posen en marxa aquest mateix mecanisme de defensa quan les secrecions són massa abundants o les parets estan irritades.

Les vies aèries inferiors

Estructura de la tràquea i dels bronquis principals. La tràquea és un tub d’anells cartilaginosos, tancats per fibres musculars per la part posterior. L’activitat d’aquests músculs en determina el diàmetre i, per tant, el volum d’aire inhalat. La tràquea es divideix en dos conductes o bronquis principals, que penetren als pulmons, on es ramifiquen repetidament en molts bronquíols.

ECSA

Les vies aèries inferiors reben l’aire de la laringe i el distribueixen als dos pulmons. Comencen amb la tràquea, un tub d’11-12 cm de llarg i d’1,5-2,5 cm de diàmetre, amb una paret formada per una sèrie de semianells cartilaginosos, més aviat rígids, units per teixit fibrós, un tipus especial de teixit connectiu. Aquest conjunt d’anells cartilaginosos es completa posteriorment en tota la seva llargada amb un múscul que fa la funció de reduir o ampliar el diàmetre de la tràquea.

Prop dels pulmons, la tràquea es divideix en dos conductes i dóna origen al bronqui principal dret i el bronqui principal esquerre. Els dos bronquis principals penetren en els pulmons respectius i s’hi ramifiquen fins a originar milers de bronquíols, molt prims, que són els conductes finals. Els bronquis principals tenen unes parets semblants a les de la tràquea, però a mesura que es ramifiquen i s’empetiteixen, el cartílag disminueix mentre que la paret muscular augmenta, fins que als bronquíols les parets són formades completament per teixit muscular.

El cartílag present a les grans vies aèries fa que romanguin sempre obertes al pas de l’aire, mentre que el teixit muscular serveix per a regular la velocitat i la quantitat d’aire inhalat. Per tant, els bronquis més petits són els responsables principals de la regulació del flux d’aire inhalat.

El teixit que recobreix per dins la tràquea i els bronquis conté nombroses cèl·lules especialitzades en diferents funcions. Tenen una importància especial les cèl·lules ciliades i les glàndules mucoses. Els minúsculs cilis que es troben en aquestes cèl·lules tenen un moviment de baix a dalt que provoca el desplaçament del moc cap a la faringe. Com hem vist en parlar del nas, la funció del moc és atrapar les impureses de l’aire i destruir els gèrmens mitjançant les diverses substàncies que conté. El resultat d’aquesta acció combinada és la conservació de la netedat i la defensa de les vies aèries inferiors. El moviment ciliar és més intens i d’una amplitud més gran a les parts més altes de l’aparell respiratori; per això, en els bronquis, el moc, juntament amb les impureses que arrossega, es desplaça a raó de mig mil·límetre per minut, mentre que a la tràquea el moc assoleix una velocitat de deu mil·límetres per minut. A mesura que els bronquis esdevenen més petits, les cèl·lules de la paret interna també es modifiquen. Les cèl·lules ciliades són més rares, mentre que augmenten les cèl·lules que secreten substàncies encarregades de la defensa contra gèrmens i substàncies perjudicials.

Els pulmons

Estructura de les vies respiratòries intrapulmonars, amb especial significació d’un bronquíol terminal i l’atapeïment dels sacs alveolars. A través de la fina paret dels alvèols, la sang entra en contacte amb l’aire i els eritròcits capten l’oxigen i cedeixen el diòxid de carboni.

ECSA

La major part de la cavitat toràcica és ocupada pels dos pulmons, el dret i l’esquerre. Són òrgans de forma cònica, amb el vèrtex cap amunt i les bases recolzades en el diafragma, una mena de cúpula formada per un gran múscul que separa la cavitat toràcica de l’abdominal. Les cares laterals dels pulmons toquen les costelles i els músculs de la paret del tòrax, mentre que les cares orientades cap a la línia mitjana del cos queden separades per un espai, anomenat mediastí, que conté el cor, les grans artèries, venes i nervis, l’esòfag, la tràquea i la divisió inicial en els bronquis principals dret i esquerre. Així, els bronquis, juntament amb els vasos sanguinis i els nervis, penetren en els pulmons per una depressió de la cara mediastínica o interna, anomenada hil pulmonar.

Sobre la superfície externa dels pulmons es poden observar unes cissures que divideixen el pulmó dret en tres lòbuls (superior, mitjà i inferior) i l’esquerre en dos (superior i inferior); el pulmó esquerre té un lòbul menys perquè ha de deixar espai al cor. Cada lòbul es divideix en diversos sublòbuls o segments, que es corresponen amb la ramificació successiva dels bronquis respectius.

Per a fer-se una idea de com són per dins els pulmons, cal tenir present com es ramifiquen els bronquis. Després de penetrar als pulmons, els dos bronquis principals es van subdividint en conductes cada cop més prims que reben diferents noms, fins a arribar als alvèols, que és la zona del pulmó on es produeix la ventilació i on es fa l’intercanvi gasós.

De la mateixa manera, seguint els bronquis i les seves divisions, les artèries porten la sang a tot el pulmó (vegeu "La circulació de la sang"). Així, el pulmó queda dividit en moltes petites parts funcionals, cadascuna amb el seu bronqui i la seva artèria principal. Entre els lòbuls pulmonars hi ha teixit conjuntiu pel qual circulen les venes que tornen la sang al cor.

Els bronquíols terminals, acompanyats per l’artèria terminal, se subdivideixen en conductes cada cop més estrets fins a desembocar en unes cavitats formades per petites cel·les, agrupades en sacs alveolars, que tenen una forma de conjunt semblant a una móra. Aquestes cel·les són els alvèols. Cada pulmó conté uns 300 milions d’alvèols. Els alvèols mesuren 0,1 mm de diàmetre aproximadament i són envoltats per una espessa xarxa de vasos procedents de l’arteriola terminal. D’aquesta manera, la sang que arriba del cor queda separada de l’aire que omple els alvèols només per la seva paret primíssima. Així, la sang, pràcticament en contacte amb l’aire, rep l’oxigen i cedeix el diòxid de carboni. Una característica important del pulmó té a veure amb el teixit que uneix els diversos lòbuls i alvèols. És un teixit ric en fibres elàstiques que provoquen la retracció del pulmó i la sortida de l’aire que conté.

Cada pulmó és recobert per una membrana, la pleura, que té una gran importància per al mecanisme de dilatació pulmonar, o sigui, durant la inspiració de l’aire. La pleura és formada per dues capes; la interna o visceral entapissa el pulmó, i l’exterior o parietal, la paret toràcica. Es pot comparar a una pilota buida per dins, sense obertures, que revesteix el pulmó. La membrana visceral envolta el pulmó i s’hi adhereix estretament. Prop del punt on els bronquis principals penetren en els pulmons, aquesta membrana es doblega i dóna lloc a la pleura parietal, que s’adhereix a la paret toràcica. Entre les dues membranes hi ha un espai tenuíssim de separació amb un líquid lubricant que permet que els pulmons llisquin sense separar-se’n. A més, a l’interior de l’espai pleural, la pressió és lleugerament negativa (inferior a l’atmosfèrica), és a dir, existeix una força que tendeix a mantenir les dues membranes unides com si entre totes dues hi hagués el buit. La pressió dintre de l’espai pleural varia entre –2 i –6 centímetres d’aigua en expirar i –10 cm en inspirar, mentre que en les inspiracions profundes s’arriba a –40 cm. Aquesta pressió negativa facilita la distensió del pulmó i contraresta la seva tendència a contreure’s. Això és molt important perquè, com que en la pràctica funciona com una ventosa, la pleura obliga els pulmons a seguir l’expansió de la caixa toràcica. Un altre aspecte important és que el mateix mecanisme impedeix que el pulmó es desinfli i bloqui la respiració.

Com respirem

Cara interna o mediastínica del pulmó dret amb els tres lòbuls (superior, mitjà i inferior), determinats per diferents cissures, la base diafragmàtica i el vèrtex, situat sota el coll. Hi destaca l’hil pulmonar, una depressió per on entra el bronqui principal, que ventila el pulmó, i l’important conjunt de vasos sanguinis que l’irriguen. En els pulmons es realitza l’intercanvi de gasos entre l’aire i la sang.

ECSA

El procés que normalment anomenem respiració permet els intercanvis indispensables de gasos entre l’organisme i el medi extern, i assegura un subministrament continu d’oxigen i una expulsió de diòxid de carboni (CO2) igualment ininterrompuda. Això s’aconsegueix amb una ventilació contínua de l’interior dels pulmons, on té lloc l’intercanvi gasós i on el cor, a cada batec, envia la sang carregada de diòxid de carboni, material de rebuig de la respiració cel·lular, perquè sigui expulsat a l’exterior i els glòbuls vermells puguin absorbir l’oxigen que arriba als pulmons amb l’aire inspirat.

Aquest mecanisme, que comunament anomenem respiració, és la respiració externa, és a dir, la ventilació pulmonar o respiració en general. En canvi, s’entén per respiració interna el mecanisme d’intercanvis gasosos entre les cèl·lules i els teixits i els líquids que circulen per l’organisme.

La ventilació pulmonar

El diafragma vist per la cara inferior. El diafragma és un múscul potent que separa la cavitat toràcica de l’abdominal. A més, és un múscul respiratori molt important. Quan es contreu, s’aplana i baixa; llavors, augmenta la capacitat del tòrax, la pressió intrapleural disminueix encara més i l’aire omple els pulmons. La distensió dels músculs intercostals expulsa els gasos pulmonars.

ECSA

L’entrada i sortida de l’aire dels pulmons, o sigui, la ventilació pulmonar, és provocada per l’expansió i la retracció contínua d’aquests òrgans. Per aconseguir l’entrada de l’aire, és a dir, durant la inspiració, l’organisme utilitza una sèrie de músculs que, en contreure’s, eixamplen la cavitat toràcica. Com hem vist en parlar de la pleura, els pulmons es veuen obligats a seguir aquesta dilatació, cosa que causa una succió d’aire. Això passa perquè la dilatació pulmonar provoca a l’interior dels pulmons una pressió més baixa que la de l’aire atmosfèric. Com que els pulmons comuniquen amb l’exterior, les dues pressions tendeixen a igualar-se fent entrar aire als pulmons. En canvi, l’expiració, és a dir, la sortida de l’aire es dóna de manera passiva, sense consumir energia, en les fases de respiració tranquil·la.

Els músculs de la inspiració pertanyen a dos grups. D’una banda, hi ha el diafragma, un envà musculós i membranós, disposat horitzontalment, que separa la cavitat toràcica de l’abdominal i sobre el qual recolzen els pulmons. Quan el diafragma es contreu, aquesta mena de cúpula musculosa baixa, cosa que fa que la capacitat de la cavitat toràcica augmenti notòriament. De l’altra banda, hi ha alguns altres músculs, com els intercostals externs, els esternoclidomastoïdals o els escalens, que quan es contreuen eleven les costelles i, consegüentment, contribueixen a augmentar també el volum de la cavitat toràcica.

En canvi, els músculs que s’ocupen, si cal, de l’expiració són, d’una banda, els músculs intercostals interns, que fan baixar les costelles i empetiteixen la caixa toràcica, i, d’altra banda, els músculs abdominals, que són els més importants, ja que en contreure’s empenyen el contingut de la cavitat abdominal contra el diafragma, que així puja amb força cap a la cavitat toràcica.

Cada cicle respiratori (inspiració i expiració) comença amb la contracció dels músculs intercostals externs que eleven les costelles i eixamplen la caixa toràcica, mentre que el diafragma es contreu i baixa, cosa que condiciona un augment encara més gran de la capacitat toràcica. Aquest augment fa que la pressió en les cavitats pleurals, ja de per si mateixa negativa, es redueixi encara més amb la distensió consegüent dels pulmons. L’aire de l’atmosfera passa, per tant, a omplir els alvèols pulmonars (inspiració). En la respiració profunda, l’acció dels músculs intercostals externs és ajudada per la dels músculs esternoclidomastoïdals i escalens. La distensió dels músculs intercostals determina una disminució de la capacitat toràcica, amb l’elevació consegüent de la pressió a la cavitat pleural. A més, el teixit elàstic dels pulmons es retreu de tal manera que la pressió de l’aire als alvèols esdevé més alta que l’atmosfèrica, i així l’aire és expulsat (expiració). La contracció dels músculs intercostals interns redueix encara més la capacitat toràcica i determina l’expiració forçada.

La freqüència dels cicles respiratoris varia segons les necessitats de l’organisme, però en condicions de repòs normalment es produeixen entre 15 i 20 cicles per minut en l’adult i entre 25 i 35 cicles per minut en l’infant.

Transport i intercanvi d’oxigen i diòxid de carboni

Després de la ventilació, el segon mecanisme que intervé en la respiració és el d’intercanvi de gasos entre la sang i l’aire, en què l’oxigen passa dels alvèols pulmonars a la sang, mentre que el diòxid de carboni passa de la sang als alvèols.

L’aire contingut en els alvèols queda separat de la sang solament per una membrana molt fina, que l’oxigen i el diòxid de carboni poden travessar fàcilment. El pas de tots dos gasos d’un costat a l’altre de la membrana té lloc, doncs, per difusió, aprofitant les diferències de pressió existents entre l’interior dels alvèols i els vasos sanguinis.

Vegem més detalladament com funciona aquest mecanisme d’intercanvi. La pressió de l’oxigen als alvèols és de 100 mil·límetres de mercuri (mm de Hg), mentre que en la sang que arriba als pulmons (sang venosa) és de 40 mm de Hg. Quan surt dels pulmons, la sang (sang arterial) té una pressió d’oxigen de 100 mm de Hg, és a dir, que conté tot l’oxigen possible. El diòxid de carboni dels alvèols, en canvi, té una pressió més baixa que la de la sang venosa (40 mm de Hg enfront de 46 mm de Hg). En travessar els pulmons, el diòxid de carboni de la sang s’escampa pels alvèols fins que assoleix els 40 mm de Hg.

L’oxigen és transportat a les cèl·lules de l’organisme per l’hemoglobina continguda en els glòbuls vermells. Això permet al nostre organisme transportar una quantitat d’oxigen molt superior a la que es podria obtenir transportant simplement l’oxigen dissolt en la sang. L’hemoglobina és una proteïna de forma si fa no fa esfèrica, que conté quatre molècules de ferro. Cada molècula s’uneix a quatre d’oxigen. En condicions de repòs, l’oxigen que arriba als teixits és aproximadament de 250 ml per minut; aquesta quantitat varia amb la modificació de l’activitat física i del metabolisme.

Normalment, el 97% d’oxigen és transportat per l’hemoglobina, mentre que el 3% restant es troba dissolt en la sang. Però si en els pulmons la pressió de l’oxigen supera els 100 mm de Hg normals, la quantitat dissolta tendeix a augmentar. Això pot ser perillós perquè els nivells massa alts d’oxigen són perjudicials per als teixits. És el que pot passar, per exemple, als submarinistes que respiren aire comprimit en bombones; per tant, se sol diluir l’oxigen de les bombones barrejant-lo amb altres gasos.

Un cop ha arribat als capil·lars, la sang arterial, rica en oxigen, entra en contacte amb les cèl·lules. Com hem dit la pressió de l’oxigen que es troba fora dels capil·lars és molt més baixa (40 mm de Hg) que la de l’oxigen contingut en la sang (d’uns 100 mm de Hg). L’oxigen, doncs, tendeix a sortir i arribar a les cèl·lules que l’utilitzen en els seus processos energètics.

La pressió del diòxid de carboni en les cèl·lules és d’uns 46 mm de Hg, mentre que en la sang és d’uns 40 mm de Hg. Per tant, aquest gas es difon de les cèl·lules cap a la sang, i fa un trajecte invers al de l’oxigen.

El diòxid de carboni és transportat als pulmons de tres maneres diferents, ja sigui unit a l’hemoglobina, com a gas dissolt, o en forma de bicarbonat i d’àcid carbònic. Aquest darrer és el mecanisme que determina el transport de la major part del diòxid de carboni.

La difusió del diòxid de carboni de la sang als alvèols s’esdevé de manera inversa al que acabem de descriure, ja que el que es troba dissolt en la sang es difon immediatament juntament amb l’unit a l’hemoglobina; en canvi, el bicarbonat es transforma primer en diòxid de carboni i aigua, seguint el procés invers.

La regulació de la respiració

La ventilació pulmonar. En la inspiració (a dalt), els músculs distenen el tòrax i l’aire omple els pulmons. En l’expiració (a baix), els músculs es relaxen, els pulmons es retreuen i l’aire surt.

ECSA

La ventilació pulmonar es pot suspendre voluntàriament per un temps breu, i també es pot accelerar o alentir. Aquest mecanisme de regulació voluntària té lloc mitjançant la contracció dels músculs inspiradors o expiradors, i es realitza de la mateixa manera que en tots els altres músculs voluntaris. Però si pensem quants cops en un dia decidim suspendre per un moment la respiració o bé augmentar-ne o alentir-ne el ritme, ens adonarem que el mecanisme voluntari s’usa més aviat poc.

En canvi, té més importància el conjunt dels mecanismes que permeten el funcionament i la regulació involuntària o automàtica de la respiració. En aquest cas, els músculs inspiradors i expiradors són controlats per uns grups de cèl·lules del sistema nerviós central. Aquests grups cel·lulars, que en el seu conjunt s’anomenen centres respiratoris, es troben al bulb, una estructura petita del sistema nerviós central, situada just a la base del crani.

El caràcter automàtic de la respiració depèn de dos tipus de cèl·lules presents en els centres respiratoris, que funcionen alternativament. Un grup cel·lular envia impulsos que provoquen l’expiració, mentre que l’altre s’ocupa de la inspiració. Aquestes cèl·lules tenen dues característiques importants. La primera és que, com totes les cèl·lules del sistema nerviós, poden funcionar solament durant un temps limitat, després del qual tenen necessitat de reposar; la segona característica és que quan un dels dos grups està funcionant, l’altre queda inactiu.

El funcionament intermitent d’aquestes cèl·lules és estimulat i mantingut per impulsos que vénen dels pulmons. En efecte, en els pulmons existeixen diversos grups de cèl·lules especialitzades que capten la distensió dels alvèols (o sigui la inspiració) o el seu grau de retracció (o sigui l’expiració) i envien impulsos als centres respiratoris. Els estímuls procedents de l’expiració posen en funcionament en els centres respiratoris les cèl·lules que s’encarreguen de la inspiració. S’esdevé al contrari en els impulsos procedents de la inspiració. Així, es crea una mena de cercle tancat en el qual l’expiració provoca un reflex que fa començar la inspiració, la qual al seu torn provoca un reflex per a l’expiració, i així successivament.

La regulació de la respiració també depèn dels centres respiratoris. Es tracta de tres nuclis nerviosos, situats al tronc de l’encèfal, que tenen com a missió fonamental adaptar la ventilació alveolar a les necessitats de l’organisme per tal de mantenir estables la concentració sanguínia d’oxigen i de diòxid de carboni. De fet, aquests centres es poden comparar a una mena d’ordinador, al qual el nostre organisme envia nombrosos senyals sobre les pròpies necessitats. Aquests senyals són valorats en conjunt pels centres respiratoris, que de seguida s’ocupen d’accelerar o alentir el ritme de base de la respiració o bé d’augmentar o reduir la profunditat de les inspiracions i les expiracions.

El funcionament dels centres respiratoris és influït per diversos factors, però principalment per la concentració de diòxid de carboni i d’oxigen en la sang, per la pressió arterial, els estats d’ànim i les sensacions, que arriben als centres respiratoris procedents del cervell. Així, per exemple, un dolor agut o un ensurt ens fa aguantar la respiració, un estat d’ansietat o l’espera d’un esforç ens fa respirar més de pressa, i un estat d’ànim tranquil ens alenteix la respiració.

Les malalties de l’aparell respiratori

Procés d’obstrucció de les vies respiratòries en l’asma bronquial.

ECSA

En considerar les malalties de l’aparell respiratori resulta evident, més encara que pel que fa als altres aparells, l’estreta relació entre el nostre organisme i l’ambient que ens envolta. En efecte, a través del cos, una part de l’ambient, l’aire, entra pràcticament en contacte amb la sang, de la qual només la separa una membrana primíssima.

Les cavitats o cavernes produïdes per la destrucció de teixit pulmonar són lesions greus en la tuberculosi pulmonar avançada.

ECSA

Com que l’aparell respiratori té la funció de permetre els intercanvis de gasos, està preparat per defensar-se dels microorganismes i les partícules de pols que pot contenir l’aire inspirat. Com hem apuntat abans, les partícules més grosses són blocades al nas pels pèls dels narius, mentre que les que superen aquest primer control es dipositen al moc que recobreix les parets de les vies aèries. Però les partícules més petites poden penetrar a més profunditat en l’arbre respiratori. A banda de capturar les partícules estranyes, el moc s’ocupa també d’interceptar els microorganismes i de destruir-los mitjançant substàncies químiques i anticossos. El moc es renova contínuament i s’elimina gràcies al moviment dels cilis que entapissen les vies respiratòries. Després d’arribar a la faringe, el moc és deglutit.

Els factors patògens

Malauradament, l’aire que respirem també conté substàncies que perjudiquen les vies respiratòries i els pulmons. La contaminació atmosfèrica dels ambients on vivim i treballem i els hàbits nocius per a la salut, com fumar, tenen avui un gran paper com a causants de malalties respiratòries o com a agents que en faciliten l’aparició.

Les substàncies nocives són molt nombroses i es presenten en formes diverses. N’hi ha que són inhalades com a pols molt fina i que poden superar les barreres defensives de l’aparell digestiu. Aquest és el cas, per exemple, de la sílice, l’asbest (o amiant) i l’antracita. N’hi ha d’altres que són contingudes en els gasos produïts per les activitats industrials, les emanacions dels cotxes, les instal·lacions de calefacció dels edificis, o en els fums, que són gasos barrejats amb substàncies més pesants (el cas més conegut és el de la nicotina, continguda en el fum del tabac). Aquestes substàncies estranyes, en penetrar en l’aparell respiratori, poden causar danys específics o irritacions més o menys contínues en els teixits.

Els danys provocats per les substàncies presents en l’aire contaminat depenen de la quantitat i el tipus de substàncies respirades, com també de la durada del temps que es respiren. A més d’això, la irritació contínua provocada per la inspiració d’aquestes substàncies té una conseqüència important, com és el pas a la cronicitat per la debilitació de la capacitat immunitària o de defensa de l’organisme. Així, es crea un cercle tancat que comporta més danys, inflamacions i infeccions.

Les malalties principals

L’esternut és un reflex defensiu de les vies respiratòries superiors. És desencadenat per una substància irritant (a l’esquerra i en color vermell). L’expiració brusca té la funció d’expulsar a l’exterior el cos estrany (a la dreta).

ECSA

Les malalties de l’aparell respiratori poden ser causades per diversos factors biològics, com virus o bacteris, o per agents químics, físics o tèrmics. Es poden subdividir en molts grups. Les malalties inflamatòries solen rebre el nom de la part afectada de l’aparell respiratori. Així, hi ha la rinitis (del grec rhinos, que significa ‘nas’) o refredat comú, faringitis, laringitis, traqueïtis, bronquitis, bronquiolitis, broncopneumònia, pneumònia i pleuritis.

El dany de la inflamació, que inicialment també és una reacció de defensa (vegeu "El cos humà, la salut i la malaltia"), és més greu com més a prop es troba del pulmó. A les vies respiratòries superiors es dóna una secreció de moc més abundant del normal, amb aparició de tos o esternuts per expel·lir l’excés de moc. Als pulmons, els alvèols i les vies respiratòries inferiors tendeixen a omplir-se de líquids que impedeixen la respiració. Les inflamacions de la pleura, en canvi, sovint es manifesten amb un dolor agut i l’afectació de la mecànica respiratòria. Als bronquíols, els alvèols i el teixit pulmonar, les inflamacions greus o contínues o bé la deposició de pols i substàncies estranyes poden ocasionar la pèrdua d’elasticitat o provocar deformacions i destruccions que a la llarga comprometen la funció respiratòria d’una manera que pot ser molt greu. És el cas de l’emfisema, en què la destrucció del teixit que separa els alvèols pulmonars determina l’augment de l’aire que queda a l’interior dels pulmons després de l’expiració, de manera que la renovació de l’aire i els intercanvis de gasos disminueixen. Moltes malalties de l’aparell respiratori també creen dificultats en la circulació de la sang en els pulmons, i aleshores el cor es veu obligat a fer esforços excessius que l’engrandeixen i el perjudiquen. La hipertròfia i la dilatació del ventricle dret, atribuïble a una sobrecàrrega funcional, s’anomena cor pulmonar.

Entre les malalties pulmonars és important la tuberculosi, que abans del descobriment dels antibiòtics provocava moltíssims morts i malalts. Es tracta d’una infecció contagiosa causada per un bacteri molt estès, el bacil de Koch. Pot afectar diverses parts del cos, però sobretot l’aparell respiratori, on determina destruccions àmplies i progressives del teixit pulmonar. La tuberculosi té un comportament particular perquè es ressent més que altres malalties de l’estat de les defenses de l’organisme. En efecte, es pot presentar de seguida o bé trigar anys a manifestar-se o també pot escampar-se per moltes parts del cos o bé ser circumscrita. És una de les grans malalties de la història de la humanitat.

Un altre grup important de malalties de l’aparell respiratori, sobretot dels pulmons, és el dels tumors. En alguns casos, el creixement tumoral és tan lent que pot causar molèsties només perquè comprimeix els bronquis o altres estructures, però de vegades el creixement és tan ràpid que s’escampa arreu i impedeix en poc temps el funcionament de l’organisme. Pot causar la mort. Moltes de les causes dels tumors de les vies respiratòries o dels pulmons són conegudes i la majoria es poden relacionar amb diverses substàncies que contaminen l’aire, moltes de les quals són contingudes en el fum del tabac (vegeu "Fumar perjudica la salut").

Calendari pol·línic de les espècies més al·lergògenes detectades en els Països Catalans en èpoques de pol·linització intensa (en color marronós) o de pol·linització menor (en color ataronjat).

ECSA

Entre les malalties de l’aparell respiratori mereixen un lloc a part les al·lèrgies (vegeu "El cos humà, la salut i la malaltia"). Inclouen des de les rinitis, que s’assemblen a un refredat sobtat (és típic el cas de l’anomenat "refredat del fenc", relacionat amb la temporada de pol·linització de certes plantes), fins a l’asma bronquial. En aquesta malaltia, el contacte amb determinades substàncies presents en l’aire, com per exemple el pol·len o la pols, provoca la inflamació i l’encongiment dels bronquis, la qual cosa determina una dificultat en la respiració que, a la llarga, pot afavorir infeccions i danys pulmonars greus.