Quando si parla delle sostanze che espelliamo dai polmoni, la mente corre subito all’anidride carbonica, noto prodotto di scarto del metabolismo cellulare scambiato con l’ossigeno negli alveoli. Tuttavia, il nostro apparato respiratorio e i processi correlati disseminano nell’aria una quantità sorprendente di altre sostanze, molte delle quali raccontano aspetti spesso ignorati del nostro organismo e dei nostri stili di vita. Presenti in quantità minime o associate a specifiche condizioni, questi composti gassosi contribuiscono a regolare delicati equilibri fisiologici, riflettono l’ambiente che respiriamo e possono fungere da indicatori di salute o rischio.
Ossigeno ed anidride carbonica: i protagonisti dello scambio gassoso
L’attività primaria dei polmoni ruota intorno allo scambio di ossigeno e anidride carbonica. Nell’atto respiratorio, milioni di alveoli polmonari accolgono l’ossigeno inspirato, che si diffonde nel sangue grazie all’emoglobina, mentre la CO2 prodotta dai tessuti viaggia in senso opposto per essere eliminata all’esterno tramite l’espirazione. Ma questo processo non si limita a questi due gas. Adeguate quantità di anidride carbonica sono fondamentali anche per il mantenimento del corretto pH del sangue, influenzando così funzioni vitali dell’organismo come l’attività enzimatica e il trasporto di ossigeno ai tessuti. Ancora, l’ossigeno stesso, pur essendo assorbito in buona parte dalle cellule, può essere re-espulso in modiche quantità qualora i processi metabolici non riescano a sfruttarlo appieno.
Oltre la CO2: composti sorprendenti che esaliamo ogni giorno
Le nostre espirazioni veicolano molto più della semplice anidride carbonica. Tra le sostanze gassose che i polmoni possono espellere vi sono:
- Vapore acqueo: ogni atto respiratorio elimina anche notevoli quantità di acqua, sotto forma di vapore, contribuendo all’umidità dell’aria ambiente e alla regolazione termica corporea.
- Monossido di carbonio (CO): è presente soprattutto nei fumatori o in chi è esposto a combustioni incomplete (come quelle del traffico o degli incendi). Il monossido di carbonio è fortemente tossico perché si lega all’emoglobina più tenacemente dell’ossigeno, riducendo la disponibilità di quest’ultimo per i tessuti.
- Composti organici volatili (COV): alcune molecole organiche, come l’acetone o l’isoprene, vengono prodotte nei processi metabolici e sono espulse tramite il respiro. L’acetone tende a essere più abbondante nei soggetti diabetici o in chi segue diete chetogeniche, mentre l’isoprene è un prodotto del metabolismo lipidico.
- Azoto: sebbene non abbia funzione metabolica diretta nell’essere umano, l’azoto, che costituisce circa il 78% dell’aria atmosferica, viene inalato e poi nuovamente esalato quasi nella stessa quantità, fungendo da “riempitivo” degli scambi gassosi.
- Alcol etilico: dopo aver ingerito alcolici, minuscole quantità di etanolo vengono eliminate anche attraverso i polmoni, tanto che il principio su cui si basa il test del palloncino per misurare l’alcolemia è proprio l’analisi dell’etanolo espirato.
- Composti sulfurati: sostanze come il solfuro di idrogeno (responsabile dell’odore di uova marce) possono essere prodotte in basso dosaggio dal metabolismo batterico e sono anch’essi espulsi tramite il respiro.
Il polmone è anche una «porta di uscita» per alcune tossine ambientali o inquinanti che, qualora respirate, vengono eliminate attivamente, anche se spesso permangono in parte nell’organismo.
Fattori che alterano il “mix” gassoso che espelliamo
Il ventaglio dei composti eliminati dai nostri polmoni è influenzato da molteplici fattori, alcuni dei quali legati a scelte di vita e altri a condizioni di salute:
- Tabagismo e combustione: il fumo di sigaretta comporta l’inalazione ed il successivo rilascio di una miscela di centinaia di gas tossici. Tra questi sono da segnalare il monossido di carbonio, il benzene (un noto cancerogeno), il formaldeide, l’ammoniaca, l’acroleina e il radon, un gas radioattivo che può aumentare il rischio di malattie gravi come il cancro del polmone.
- Inquinamento atmosferico: l’esposizione a zone ad alta concentrazione di particolato e gas come ossidi di azoto, ozono e composti organici volatili induce i polmoni a eliminare una frazione di questi contaminanti non appena vengono inalati.
- Metabolismo individuale: in alcune condizioni patologiche, quali il diabete mellito, si può intensificare l’eliminazione di acetone attraverso il respiro, tanto che l’alito può assumere un caratteristico odore fruttato.
- Diete e metabolismo: regimi alimentari a basso apporto di carboidrati innescano la produzione di corpi chetonici (acetone, acetoacetato), che vengono espulsi in parte attraverso i polmoni.
- Malattie respiratorie: infezioni come la polmonite o patologie croniche come la BPCO modificano la composizione dei gas nel respiro, aumentando, per esempio, la presenza di anidride carbonica per effetto dell’alterazione degli scambi gassosi.
Le condizioni patologiche possono anche favorire la liberazione di marcatori specifici, come le aldeidi nei processi tumorali o aumentate concentrazioni di ammoniaca in caso di insufficienza epatica.
Sostanze espulse ed equilibrio fisiologico: funzioni e implicazioni
L’importanza di questi gas non si esaurisce nella loro semplice eliminazione. Alcuni partecipano attivamente all’omeostasi del corpo umano:
- Regolazione del pH: l’espulsione di anidride carbonica regola efficacemente l’acidità del sangue, interagendo con i sistemi tampone corporei e aiutando a prevenire oscillazioni pericolose del pH (acidosi/alcalosi respiratoria).
- Termoregolazione ed equilibrio idrico: il vapore acqueo ceduto nell’espirazione contribuisce a bilanciare la temperatura corporea e l’idratazione.
- Detossificazione: la capacità di espellere composti volatili e tossine tramite i polmoni si rivela una strategia fisiologica implicita per ridurre la carica organica di sostanze dannose, funzionando in sinergia con fegato e reni.
- Indicatori diagnostici: la composizione del respiro sta trovando crescente utilizzo nella medicina di precisione. Attraverso sofisticati strumenti di analisi (come la spettrometria di massa), è oggi possibile rilevare precocemente biomarcatori di patologie o disfunzioni metaboliche, ponendo le basi della cosiddetta “diagnostica del respiro”.
Il complesso panorama delle sostanze eliminate attraverso i polmoni fa comprendere come la respirazione non sia un semplice scambio di ossigeno e anidride carbonica, ma un vero e proprio flusso di messaggi sulla nostra salute, sul nostro ambiente e sulle nostre abitudini quotidiane.
A risolversi in un unico atto, il respiro racchiude quindi una straordinaria ricchezza di composti, alcuni del tutto innocui, altri potenzialmente dannosi o indicatori di rischio, molti dei quali ancora in fase di studio. Comprendere a fondo cosa espelliamo ogni giorno apre prospettive affascinanti sulla diagnosi precoce, sulla prevenzione e sulla cura delle principali patologie respiratorie e metaboliche. E ci ricorda, una volta di più, quanto sia straordinariamente complesso e intelligente il nostro organismo.
