Le principali difese del corpo

L’apparato respiratorio opera lo scambio dei composti gassosi fra l’ambiente e l’interno dell’organismo; come tale, rappresenta un comodo punto di entrata per i numerosi agenti pericolosi che possono presentarsi dispersi nell’aria. Per impedire che queste sostanze interferiscano con i processi vitali, si sono evoluti diversi sistemi di difesa.

Il tratto respiratorio, con le sue curve e svolte, è in grado di intercettare gran parte del particolato aerodisperso prima che possa raggiungere la parte più profonda dei polmoni, e cioè la zona dove potrebbe arrecare i danni maggiori.
L’aria che penetra nel naso passa attraverso un esteso sistema filtrante ricoperto di muco, peli e passaggi circonvoluti. La forma delle cavità nasali fa sì che l’aria in entrata turbini e ciò permette il massimo contatto con il muco. Le particelle inalate che non vengono intrappolate nella ragione nasale possono essere facilmente catturate quando l’aria, penetrando dal naso, fa una curva di 90° fino alla parte posteriore della gola prima di entrare nella trachea. L’efficacia che ha questa regione nel bloccare anche i microrganismi inalati, risulta evidente se si pensa all’elevata incidenza dei mal di gola.

Sotto la trachea, le vie aeree sono caratterizzate dalla diminuzione continua dei diametri e dall’aumento delle diramazioni, le quali danno l’opportunità di far impattare le particelle sulle pareti di questo tratto respiratorio. Il corpo ha anche un meccanismo congenito che permette il restringimento delle vie aeree: è chiamato broncocostrizione e permette di aumentare le probabilità che il particolato inalato venga in contatto con le pareti del sistema respiratorio.

Per mantenere l’efficienza nello scambio dei gas non basta la semplice cattura delle particelle inalate, bisogna anche rimuoverle dal tratto respiratorio. I tre meccanismi specializzati nella rimozione del particolato sono:
starnuti e colpi di tosse, il sistema di eliminazione mucociliare e i macrofagi alveolari.
Gli starnuti servono ad espellere dalla regione nasale il materiale irritabile. La tosse rappresenta invece un meccanismo riflesso che serve la faringe, la trachea e la parte superiore dei bronchi. Un colpo di tosse ben riuscito può sia rimuovere direttamente gli irritanti dal corpo, che farli finire in un punto dove possono essere rimossi sputandoli o inghiottendoli. Un colpo di tosse può anche essere volontario, ma in questo caso non sarà mai vantaggioso come uno riflesso.

Il sistema di asportazione mucociliare si basa sul movimento del muco provocato dal moto dalle cilia, estensioni simili a capelli presenti sulla superficie di alcune cellule. La parete interna del sistema respiratorio è tappezzata dal naso fino ai bronchioli più piccoli da cellule ciliate. Tutte queste cilia compiono un movimento verso la faringe, facendo sì che lo strato di muco sovrastante si sposti ad ondate. Tutto quello che finisce intrappolato nel muco può così raggiungere un punto dove può essere sputato od ingerito. Sia l’ammontare di muco che la velocità di eliminazione del materiale può aumentare nei periodi in cui vi è un incremento di deposizione degli inquinanti nelle vie aeree.

Malgrado tutti questi sistemi fisici e meccanici di difesa, alcune piccole particelle riescono regolarmente a raggiungere gli alveoli, nella parte più profonda dei polmoni. Qui non sono presenti cellule ciliate e il particolato irritante viene attaccato dai macrofagi alveolari. Questi particolari globuli bianchi inglobano il particolato e lo rimuovono dai polmoni trasportandolo al sistema mucociliare o trasferendolo negli spazi intercellulari (da dove le sostanze estranee possono essere eliminate tramite il sistema linfatico).
Gli invasori biotici, come i batteri, vengono già attaccati sulla superficie della pelle e sono aggrediti con il massimo delle forze nell’ambiente acido del tratto gastrointestinale. Quelli che sono assorbiti e finiscono nel flusso sanguigno sono attaccati dal sistema immunitario.

In genere, l’ultima linea di difesa contro le sostanze tossiche prevede la modifica della loro struttura chimica in modo tale da renderle più facili da eliminare. La biotrasformazione, in genere, serve ad alterare chimicamente i composti altamente lipofilici al fine di renderli più solubili in acqua e quindi più facilmente eliminabili.