person riding a horse
Anatomia Pneumologia

Anatomia delle vie aeree

In questa prima parte dell’argomento di cui tratteremo in questo mese, l’asma equina (o RAO o bolsaggine o bronchite ostruttiva cronica), cercheremo di capire come funziona l’apparato respiratorio del cavallo. Questa settimana analizzeremo l’anatomia e delle vie aeree.

In linea generale ne avevo già parlato qui, quando avevamo trattato l’emorragia polmonare indotta dall’esercizio. In questo articolo entreremo molto più nello specifico di tutti i meccanismi coinvolti nella respirazione. Vista la complessità dell’argomento, rimango a disposizione per chiarimenti nei commenti!

Introduzione

Dobbiamo partire avendo chiaro un concetto: il cavallo è un animale atleta. Questo comporta una serie di adattamenti dell’organismo per sopperire alle richieste dello stesso.

Durante l’esercizio fisico, i muscoli richiedono una maggior quantità di ossigeno per lavorare, ossigeno che arriva grazie alla respirazione. Per compensare questa maggiore richiesta, la ventilazione minuta (quantità di aria in litri respirata in un minuto) deve aumentare. Per fare ciò, deve aumentare sia la frequenza respiratoria (atti respiratori al minuto) che il volume tidalico (volume di aria che entra o esce a ogni atto respiratorio).

Per far sì che questi parametri aumentino, i muscoli respiratori, in particolare il diaframma, devono lavorare per creare delle pressioni maggiori nelle vie aeree superiori. Questo significa che i muscoli orbicolari delle narici devono essere in grado di adattarsi rapidamente (ovvero di chiudersi/aprirsi) in relazione al momento respiratorio, essendo che il cavallo respira solo dal naso e non dalla bocca.

La ventilazione durante l’esercizio

Il pattern della respirazione del cavallo a riposo prevede un’espirazione bifasica e un’ispirazione monofasica (occasionalmente, anche l’inspirazione può essere bifasica). Questo pattern viene perso durante l’esercizio.

Durante il trotto e il galoppo la frequenza respiratoria si sincronizza con il ritmo delle falcate in rapporto 1:1 nei cavalli allenati. L’inalazione si ha quando gli arti anteriori sono sollevati dal suolo, mentre l’espirazione si ha nella fase di supporto e questo ha ripercussioni positive sulla meccanica del movimento.

Anatomia e fisiologia

Il naso

Fonte: Anatomia comparata dei mammiferi domestici – volume 3: splancologia. Apparecchio digerente e respiratorio di Robert Barone

Con naso si intendono: narici, cavità nasali e seni paranasali. Per quanto riguarda questa porzione, ci sono tre punti degni di nota:

  • L’ala del naso, sostenuta dalla cartilagine alare, rappresenta il massimo restringimento delle cavità nasali; rappresenta quindi il principale responsabile della resistenza in queste prime vie
  • Il naso è un organo molto vascolarizzato: il sangue ha la funzione di umidificare e riscaldare l’aria che entra. Quando però la vasodilatazione aumenta, si può avere anche una riduzione importante del calibro delle prime vie aeree, con riduzione della performance. E’ quello che succede, per esempio, nella sindrome di Horner
  • Essendo che il cavallo è un respiratore nasale, presenta un importante apparato muscolare per poter dilatare le narici durante l’esercizio. I muscoli coinvolti sono: elevatore nasolabiale, laterale del naso, dilatatore delle narici, canino

Il palato molle

Il nasofaringe funge tra crocevia tra le vie respiratorie e quelle digerenti. Il palato molle, particolarmente lungo in questa specie, mantiene divisa la via respiratoria da quella digestiva rimanendo ventrale all’epiglottide (meno quando il cavallo deglutisce). Questa particolarità anatomica ha due funzioni:

  1. Impedire la respirazione orale
  2. Permettere importanti cambiamenti pressori, grazie alla contrazione dei muscoli, durante l’esercizio. Questo ha lo scopo di permettere una maggiore entrata di aria nell’organismo e quindi di garantire una maggiore ossigenazione ai muscoli
Fonte: Anatomia comparata dei mammiferi domestici – volume 3: splancologia. Apparecchio digerente e respiratorio di Robert Barone

La posizione del palato molle è legata all’azione di 5 muscoli:

  1. Muscolo palatino, che contrae il palato molle
  2. Muscolo palato-faringeo, che innalza la faringe
  3. Muscolo palatoglosso, che tende l’omonimo arco
  4. Muscolo tensore del velo palatino, che abbassa il palato molle
  5. Muscolo elevatore del velo palatino, che eleva il palato molle

L’apparato ioideo

E’ un insieme di 5 ossa pari (10 in totale): stiloidoide, epiioide, cheratoioide, tiroioide e basiioide, a cui si ancorano 6 muscoli nel cavallo:

  1. Muscolo palato-faringeo
  2. Muscolo pterigo-faringeo, che è un costrittore della faringe e innalza il complesso faringe-laringe
  3. Muscolo io-faringeo, che è un costrittore della faringe
  4. Muscolo tiro-faringeo, che è un costrittore della faringe
  5. Muscolo crico-faringeo, , che è un costrittore della faringe
  6. Muscolo stilo-faringeo caudale, che eleva la laringe e accorcia la faringe

Esisterebbe anche un settimo muscolo, il muscolo stilo-faringeo rostrale, ma è raramente presente nel cavallo.

Inoltre, all’apparato ioideo si ancorano anche i così detti muscoli estrinseci della lingua. In particolare, i muscoli ioglosso e genioglosso hanno un’attività sincrona con la respirazione in quanto aumentano le dimensioni della faringe durante l’inspirazione.

Altri muscoli accessori della respirazione sono l’omoioideo, lo sternoioideo e lo sternotiroideo: la loro contrazione comporta una trazione caudale (all’indietro) dell’apparato ioideo e della laringe, dilatando così le vie aeree superiori.

La laringe

Fonte: Anatomia comparata dei mammiferi domestici – volume 3: splancologia. Apparecchio digerente e respiratorio di Robert Barone

E’ un organo di connessione tra la faringe e la trachea. E’ formato dalle cartilagini epiglottide, tiroide, cricoide e aritenoidi, oltre a un insieme di muscoli, membrane e legamenti che ne garantiscono il movimento. Oltre a via di passaggio per l’aria, chiude anche le vie aeree durante il passaggio del cibo, in modo che questo vada in esofago e non in trachea, e ha anche una funzione di vocalizzazione: all’interno della laringe, infatti, sono presenti le corde vocali.

La cartilagine aritenoide si pone appena davanti alle cartilagini cricoidi e si articola con queste mediante un’articolazione che le permette di ruotare dorsalmente e lateralmente. Quando entra l’aria, questo movimento le consente di espandere la laringe in maniera notevole.

L’epiglottide è l’unica cartilagine elastica della laringe e la sua posizione è garantita da un unico muscolo, l’ioepiglottideo, che si inserisce ventralmente.

Quando il muscolo ioepiglottideo si contrae, l’epiglottide si schiaccia contro il palato molle consentendo all’aria di passare. Contemporaneamente, l’aritenoide si adduce lateralmente, aumentando il volume e la superficie di contatto con l’aria che entra. In questo modo, soprattutto durante l’esercizio, si riduce la resistenza al passaggio dell’aria.

Trachea e bronchi

Le vie respiratorie si continuano con trachea, bronchi e albero bronchiale, che potete immaginare con un albero cartilagineo con dei rami cavi che divengono via via più piccoli, fino agli alveoli (dove avvengono gli scambi dei gas, come avevamo già detto in questo articolo) formando così il polmone.

L’epitelio delle vie aeree di calibro maggiore (trachea, bronchi e bronchioli) presenta uno strato mucociliare che è uno degli ultimi meccanismi di pulizia delle vie aeree della particelle che possono penetrare in profondità: una volta che del materiale, anche microrganismi viventi come batteri e virus, arrivano negli alveoli, non c’è modo che escano.

Fonte: sawchynmi.com

Polmoni

All’interno dei polmoni è presente una separazione quasi netta tra diversi lobuli (che possiamo assimilare a delle regioni ventilate da un numero limitato di rami bronchiali), se non fosse per alcuni bronchioli che li connettono. Questi vie collaterali, tuttavia, creano un’elevata resistenza al passaggio dell’aria, tanto che sembra essere un meccanismo di utilità limitata a prescindere dalla frequenza respiratoria.

I muscoli respiratori

Come avevamo detto nell’articolo dell’EIPH,

  • L’inspirazione Ã¨ un processo attivo che prevede la contrazione dei muscoli intercostali esterni e del diaframma in condizioni normali, dei muscoli sternocleidomastoideo e scaleni in inspirazione forzata o in situazioni patologiche
  • L’espirazione nel cavallo è un processo sempre attivo che coinvolge i muscoli intercostali interni. Se forzata, vengono coinvolti anche i muscoli addominali

Tra i muscoli fondamentali per l’espirazione c’è anche il trasverso del torace che, insieme ai muscoli addominali (retto dell’addome, trasverso dell’addome, obliqui esterni e interni) partecipa alla fase attiva dell’espirazione.

I muscoli che potete trovare indicati in figura sono:

  • Muscoli sternoioideo e sternomandibolare (che compongono il muscolo sternocleidomastoideo) nella porzione più declive del collo
  • Dei muscoli addominali è indicato solo il più esterno, il muscolo obliquo esterno
  • I muscoli intercostali non sono indicati ma si collocano a livello delle coste
Fonte: chrismroman.blogspot.com

Quando questi muscoli si contraggono, aumenta la pressione addominale che fa rilassare il diaframma (fase attiva dell’espirazione). Questo fa si che la pressione in cavità toracica diminuisca e l’aria venga espulsa (fase passiva dell’espirazione). La respirazione bifasica è meno evidente durante l’esercizio a causa di un aumento massivo della frequenza respiratoria.

Bibliografia

Anatomia comparata dei mammiferi domestici – volume 3: splancologia. Apparecchio digerente e respiratorio di Robert Barone

Anatomia degli animali domestici di Horst E. König e Hans-Georg Liebich 

Equine sports medicine and surgery, basic and clinical sciences of the equine athlete di Kaneps & Geor Hinchcliff 

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