Apparato respiratorio

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1 Apparato respiratorio

2 Apparato respiratorio Dal punto di vista della sistematica è costituito da questi organi differenti. Vi sono, nell'ordine: naso (naso esterno, fosse nasali e seni paranasali) e cavità orale faringe laringe trachea bronchi, bronchioli e alveoli polmonari polmoni pleura

3 Apparato respiratorio L'apparato respiratorio è costituito funzionalmente da due differenti parti anatomiche: le vie aeree, in cui l'aria ed i gas in essa contenuti vengono convogliati all'interno o all'esterno dell'organismo, rispettivamente durante i processi di inspirazione ed espirazione i polmoni, in cui avviene lo scambio di gas con l'apparato circolatorio sanguifero a livello degli alveoli.

4 Le vie aeree superiori Le vie aeree superiori sono costituite da: naso esterno e cavità orale fosse nasali e seni paranasali faringe Si trovano nel primo tratto dell'apparato respiratorio e sono parzialmente in comune con l'apparato digerente. Tra le funzioni accessorie delle vie aeree superiori vi sono l'umidificazione ed il riscaldamento dell'aria, oltre alla cattura del pulviscolo per mezzo delle vibrisse e del muco.

5 Le vie aeree superiori Il naso Il naso è la prima parte del corpo che viene a contatto con l'aria inspirata. Le vie nasali costituiscono la prima barriera all'ingresso di particelle estranee attraverso tre fasi: o Filtraggio o Riscaldamento o Umidificazione

6 La cavità nasale

7 Le vie aeree superiori: l epitelio ciliato L epitelio ciliato che riveste le pareti del naso contiene numerose cellule che secernono muco: l aria inspirata che attraversa le narici viene pertanto umidificata, filtrata e riscaldata

8 Le vie aeree superiori Nella zona di passaggio tra la faringe e la laringe è presenta l epiglottide, una plica di tessuto che rimane chiusa nella deglutizione per evitare che il cibo prenda la direzione sbagliata.

9 Le vie aeree inferiori Laringe, ove hanno sede le corde vocali Trachea, che si divide inferiormente in Due bronchi, uno per il polmone destro e uno per il sinistro Bronchioli, condotti sempre più piccoli L insieme della trachea, dei bronchi e dei bronchioli costituisce l albero respiratorio, rivestito internamente da un sottile epitelio cilindrico ciliato ricco di cellule che secernono muco.

10 La laringe La laringe è il tratto delle vie aeree che fa seguito alla faringe e che continua con la trachea. La sua parete presenza parti cartilaginee che ne impediscono la chiusura, formazioni fibrose e muscolari striate, che completano la parete. La laringe non è solo un organo deputato al passaggio dell'aria inspirata ed espirata, ma anche l'organo della fonazione.

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12 Apparato respiratorio: la laringe

13 La laringe: le corde vocali Le corde vocali sono lembi muscolari che, con il supporto dell'aria, vibrano generando la voce. Le corde vocali (vere) sono costituite da importanti fasci muscolari, i muscoli vocali, rivestiti da una mucosa appoggiata su uno strato sottomucoso denso, lo "spazio di Rejnke", e proprio grazie a questa struttura hanno funzione fonatoria. Le corde vocali delimitano uno spazio virtuale, chiamato glottide, attraverso cui avviene il passaggio dell'aria in trachea.

14 La laringe: le corde vocali

15 Apparato respiratorio: la trachea e i bronchi La trachea è un grosso tubo di forma cilindrica che inferiormente si divide in due bronchi, uno per il polmone destro e uno per il sinistro. Una serie di anelli cartilaginei incompleti rinforza le pareti della trachea e dei bronchi, facendo sì che tali canali rimangano sempre aperti. I bronchi si ramificano a loro volta in condotti sempre più piccoli, fino ai bronchioli dentro i polmoni.

16 Bronchi Sezione anatomica di bronco: sulla destra un bronco sano, sulla sinistra un bronco affetto da infiammazione. In particolare nel bronco infiammato si può notare un aumento della quantità di muco, una riduzione del lume e una disorganizzazione delle tonache mucosa e sottomucosa dovute all aumento di dimensioni delle cellule caliciformi mucipare, che secernono muco.

17 Apparato respiratorio: i polmoni Il polmone è l'organo essenziale per la respirazione nei vertebrati. La sua principale funzione è di trasportare ossigeno dall'atmosfera al sangue e di espellere anidride carbonica dal sangue all'atmosfera. Questo scambio di gas è compiuto in un mosaico di cellule specializzate che formano delle piccole sacche d'aria chiamate alveoli.

18 Apparato respiratorio: i polmoni I polmoni hanno dimensioni leggermente diverse: il destro è più grosso e si divide in tre lobi, il sinistro è leggermente più piccolo, per fare spazio al cuore, ed è formato da due lobi. Ogni lobo a sua volta è suddiviso in una serie di lobuli polmonari, che sono le unità strutturali dei polmoni. I polmoni sono rivestiti da due sottili membrane sierose, le pleure, tra le quali si inserisce una piccola quantità di liquido, il liquido pleurico, che ha la funzione di facilitarne lo scorrimento durante i movimenti respiratori.

19 I polmoni

20 I polmoni

21 La circolazione polmonare Ogni bronco penetra nel polmone in corrispondenza dell ilo, dove passano anche i vasi linfatici e sanguigni. In particolare entra l arteria polmonare, contenente sangue ricco di anidre carbonica, che si ramifica all interno del polmone a formare la fitta rete di capillari che circonda gli alveoli, ed esce la vena polmonare, contenente sangue ossigenato.

22 Circolazione sistemica e circolazione polmonare

23 Circolazione sistemica e circolazione polmonare Il sangue ricco di O2 dal ventricolo sinistro raggiunge la periferia, dove porta ossigeno nei tessuti; in particolare, a livello dei capillari periferici l ossigeno esce dal sangue per entrare nelle cellule, mentre l anidride carbonica abbandona le cellule ed entra nel sangue. Questo sangue, ormai povero di ossigeno e ricco di anidride carbonica, passa nelle vene e raggiunge il ventricolo destro: da qui inizia il piccolo circolo e attraverso le arterie polmonari il sangue raggiunge i polmoni, in vasi sempre più piccoli, fino ai capillari presenti negli alveoli polmonari. In questa sede il sangue cede all aria alveolare l anidride carbonica e prende ossigeno, quindi, di nuovo ricco di ossigeno, raggiunge l atrio sinistro attraverso le vene polmonari.

24 Gli alveoli polmonari Ciascuna estrema diramazione dell albero bronchiale termina negli alveoli polmonari, piccoli sacchi ripieni d aria che si riuniscono a grappolo d uva formando i lobuli. Gli alveoli sono le unità funzionali del polmone. Ogni alveolo ha un diametro di circa 0,1-0,2 mm ed è costituito da un unico strato di cellule epiteliali appiattite, circondate da una fitta rete di capillari: è qui che avvengono gli scambi gassosi.

25 La respirazione Nell uomo si contano più di 250 milioni di alveoli e la superficie respiratoria complessiva è di quasi 70 m2. Nel circuito polmonare, a differenza di quello sistemico, le arterie trasportano sangue non ossigenato (sangue venoso) e le vene sangue ossigenato (sangue arterioso).

26 Gli alveoli polmonari

27 Gli alveoli polmonari

28 Il trasporto dei gas L aria inspirata contiene circa il 21% di ossigeno (O2), il 78% di azoto (N2) e una dose irrilevante di anidride carbonica (CO2). In uscita dai polmoni l'aria è composta dal 14% di ossigeno, 5-6% di anidride carbonica e 78% di azoto (che resta invariato). Occorre tener presente che il cervello umano dell adulto consuma circa il 25% di ossigeno del fabbisogno totale di ossigeno, nel bambino il consumo arriva anche al 50%.

29 Il trasporto dei gas L ossigeno viene trasportato dal sangue a tutte le cellule dei tessuti, grazie ad una particolare molecola, l emoglobina, che consente di trasportare una quantità di ossigeno più di 60 volte maggiore di quella che potrebbe essere trasportata disciolta nel plasma.

30 Il trasporto dei gas L emoglobina è una proteina contenuta nei globuli rossi, formata da 4 subunità, ciascuna costituita da una catena polipeptidica e da un gruppo eme: una molecola di emoglobina può trasportare 4 molecole di O2, una per ogni gruppo eme.

31 Il trasporto dei gas Nei vertebrati l emoglobina è contenuta all interno dei globuli rossi. Un singolo globulo rosso include più di 250 milioni di molecole di emoglobina e può trasportare più di un miliardo di molecole di O2. I globuli rossi sono circa 5 M/mm3, le molecole di ossigeno complessivamente trasportate diventano 25 miliardi di miliardi (2,5 x 1019).

32 Scambio gassoso Il legame tra ossigeno ed emoglobina è di tipo reversibile: l ossigeno si stacca dall emoglobina nei tessuti. Negli alveoli la pressione parziale dell ossigeno è alta e l emoglobina lega l ossigeno. Nei tessuti la pressione è bassa e l emoglobina ne rilascia una parte.

33 Scambio gassoso

34 Scambio gassoso

35 Le pleure

36 Il mediastino

37 Il mediastino Spazio della cavità toracica situato tra i due polmoni e delimitato in avanti dallo sterno, in basso dal diaframma, posteriormente dalla colonna vertebrale, superiormente in diretta comunicazione con il collo. Tale regione può essere distinta in due parti (mediastino anteriore, più esteso, e posteriore) È particolarmente importante per la presenza di numerosi organi e formazioni anatomiche nonchè per la sua funzione regolatrice della pressione interna della cavità toracica.

38 Il mediastino Il mediastino contiene la trachea, i bronchi, l esofago, il timo, il cuore, i grossi vasi (aorta, arterie polmonari, carotidi, succlavie, azygos ed emiazygos, vene cave inferiore e superiore), strutture linfatiche (tra cui il dotto toracico e il complesso linfoghiandolare anteriore), e formazioni nervose (gangli, nervi vaghi e frenici, fibre simpatiche). Tra tali visceri si trova un tessuto cellulare lasso, che ha funzione di sostegno e il compito di isolare i vari organi.

39 Le funzioni dell apparato respiratorio Per trasformare l'energia delle sostanze nutritive, come lo zucchero, in energia utilizzabile, la maggior parte delle cellule si servono di un processo biochimico chiamato "respirazione cellulare". La produzione di energia per mezzo della respirazione cellulare richiede un rifornimento continuo di ossigeno e genera, come sostanza di rifiuto, diossido di carbonio. Il sistema respiratorio provvede allo svolgimento della respirazione cellulare prelevando l'ossigeno dall'ambiente ed eliminando il diossido di carbonio dall'organismo. Per svolgere queste due funzioni l'atto respiratorio si svolge in due fasi: l'inspirazione e l'espirazione.

40 Apparato respiratorio: l inspirazione Durante l'inspirazione l'aria ricca di ossigeno entra attivamente nei polmoni grazie ad un movimento di espansione della cassa toracica, che aumenta di volume. A questo scopo il diaframma, che in posizione di riposo è a forma di cupola, si appiattisce e contemporaneamente i muscoli intercostali si contraggono e spingono in alto e in fuori la cassa toracica. Insieme a questa si espandono anche i polmoni. Più intensa è l'azione dei muscoli intercostali più aria entra nei polmoni.

41 I muscoli respiratori

42 Diaframma Il diaframma si inarca superiormente nella cavità toracica formando una cupola destra e una sinistra. La cupola destra, in rapporto inferiore col fegato, è spostata superiormente (tra la VIII e la XI vertebra dorsale, IV-VI costa, in posizione eretta) rispetto alla sinistra sotto cui si trovano stomaco e milza.

43 Inspirazione ed espirazione

44 Apparato respiratorio: l espirazione L'espirazione, durante la quale l'aria povera d'ossigeno viene espulsa passivamente, avviene quando i muscoli e il diaframma, che hanno provocato l'inspirazione, si rilasciano. Ciò determina una costrizione della gabbia toracica e una contrazione dei polmoni che, essendo molto elastici, espellono l'aria. L'aria espirata contiene ancora una certa quantità di ossigeno. Il ritmo della respirazione è automatico, ma i muscoli coinvolti sono volontari e ogni loro contrazione è stimolata da impulsi nervosi. Questi impulsi si originano nel "centro respiratorio" presente nel midollo allungato. Il centro respiratorio è diviso in due parti addette rispettivamente all'inspirazione e all'espirazione.

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46 Il controllo della respirazione Il ritmo della respirazione è automatico, ma i muscoli coinvolti sono volontari e ogni loro contrazione è stimolata da impulsi nervosi. Questi impulsi si originano nel "centro respiratorio" presente nel midollo allungato. Il centro respiratorio è diviso in due parti addette rispettivamente all'inspirazione e all'espirazione.

47 Patologie polmonari Esempi

48 Patologie polmonari

49 Bronchite La bronchite è una patologia di tipo infiammatorio che colpisce le pareti dei bronchi. La bronchite viene solitamente suddivisa in bronchite acuta e bronchite cronica.

50 Bronchi Sezione anatomica di bronco: sulla destra un bronco sano, sulla sinistra un bronco affetto da infiammazione. In particolare nel bronco infiammato si può notare un aumento della quantità di muco, una riduzione del lume e una disorganizzazione delle tonache mucosa e sottomucosa dovute all aumento di dimensioni delle cellule caliciformi mucipare, che secernono muco.

51 Bronchite acuta La bronchite acuta è generalmente causata da virus (adenovirus, coronavirus, virus influenzali e parainfluenzali, virus respiratori sinciziali, rhinovirus, paramyxovirus, rubivirus ecc.). Spesso si hanno sovrainfezioni di tipo batterico che complicano il quadro generale della patologia. Si possono inoltre avere forme acute di tipo non infettivo conseguenti ad esposizione da parte di agenti irritanti (fumo passivo, detergenti, smog); Un caso particolare è quello delle bronchiti causate da alcune gocce di materiale acido proveniente dallo stomaco che finiscono nelle vie aeree superiori. ( Reflusso gastroesofageo).

52 Bronchite cronica La bronchite cronica invece è una patologia molto più seria dal momento che i bronchi sono interessati dal processo infiammatorio per lunghi periodi di tempo (la bronchite si definisce cronica quando colpisce i soggetti per almeno tre mesi e per due anni consecutivi).

53 Bronchite cronica La bronchite cronica dapprima interessa i bronchi più alti dell'albero respiratorio, in seguito coinvolge anche quelli più piccoli e profondi, portando a una riduzione significativa della funzionalità polmonare: il 20% circa dei malati prova difficoltà a respirare anche stando seduto o sdraiato, mentre il 68% accusa una respirazione difficoltosa e insufficiente nei movimenti quotidiani.

54 Bronchite cronica Nelle forme croniche l'infiammazione e il conseguente ispessimento della parete bronchiali assumono carattere permanente. La principale causa della bronchite cronica è senza ombra di dubbio il fumo di sigaretta, altre cause riconosciute sono l'inquinamento e le sostanze irritanti costantemente presenti nel luogo di lavoro (polveri o gas tossici). Tra i principali fattori di rischio troviamo, oltre al fumo di sigaretta (sia attivo che passivo), l'immunodepressione, il reflusso gastroesofageo e l'esposizione ad agenti irritanti sul luogo di lavoro.

55 Bronchite cronica

56 Bronchite cronica ostruttiva In questa fase i bronchi risultano più "stretti" e la funzionalità respiratoria si riduce: si raggiunge quindi uno stadio della malattia molto grave, detto bronchite cronica ostruttiva (o più precisamente broncopneumopatia cronica ostruttiva) con conseguente riduzione della qualità della vita. Perdurando lo stato infiammatorio, la principale complicazione è l'enfisema

57 Bronchite cronica: BPCO

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59 Enfisema Patologia causata dalla presenza di gas in tessuti dove normalmente è assente (in tal caso si parla di enfisema sottocutaneo) o, nel caso dei polmoni, quando aumenta la quantità di aria rispetto alla massa degli alveoli polmonari, in conseguenza di una dilatazione o distruzione di questi (enfisema polmonare).

60 Enfisema polmonare L'enfisema polmonare è una malattia respiratoria che si manifesta progressivamente ed è caratterizzata da tosse, respiro corto e sibilante e difficoltà di respirazione; nei casi più gravi, può provocare anche invalidità e morte.

61 Enfisema polmonare Con il progredire della malattia, aumenta la distensione polmonare, a causa della perdita dell'elasticità dei tessuti e, nei casi più gravi, il torace assume una caratteristica forma 'a botte'. Nel malato di enfisema la carenza cronica di ossigeno determina, per reazione, l'aumento della produzione di globuli rossi ed un restringimento del diametro dei vasi sanguigni (vasocostrizione); ne consegue un aumento dell'attività del cuore e la comparsa di una condizione denominata cuore polmonare cronico. Il tipico colorito cianotico della cute dei malati di enfisema polmonare è una conseguenza dell'insufficiente ossigenazione dell'organismo.

62 Embolia polmonare Arteria polmonare Schema della formazione di un embolo che, portato in circolo dal flusso sanguigno, può arrivare fino alle arteriole a livello polmonare. In questa sede può provocare ischemia del tessuto, impedendo l irrorazione da parte del sangue. A seconda del calibro del trombo, questo può bloccarsi più a monte o a valle, causando diversi gradi di gravità del blocco.

63 Circolazione sistemica e circolazione polmonare Il sangue ricco di O2 dal ventricolo sinistro raggiunge la periferia, dove porta ossigeno nei tessuti; in particolare, a livello dei capillari periferici l ossigeno esce dal sangue per entrare nelle cellule, mentre l anidride carbonica abbandona le cellule ed entra nel sangue. Questo sangue, ormai povero di ossigeno e ricco di anidride carbonica, passa nelle vene e raggiunge il ventricolo destro: da qui inizia il piccolo circolo e attraverso le arterie polmonari il sangue raggiunge i polmoni, in vasi sempre più piccoli, fino ai capillari presenti negli alveoli polmonari. In questa sede il sangue cede all aria alveolare l anidride carbonica e prende ossigeno, quindi, di nuovo ricco di ossigeno, raggiunge l atrio sinistro attraverso le vene polmonari.

64 Circolazione sistemica e circolazione polmonare

65 L embolia polmonare E l ostruzione improvvisa, parziale o totale, di uno o più rami dell arteria polmonare da parte di un embolo (embolo= qualsiasi materiale non fluido che si trovi nel letto vascolare, in genere l embolo classico è costituito dal trombo formatosi nelle vene degli arti inferiori, ma esiste anche l embolo gassoso, quando è formato da grosse quantità d aria, l embolo grasso, quando è costituito da materiale lipidico ad esempio nelle fratture di grosse ossa, l embolo neoplastico, costituito da aggregati di cellule neoplastiche, l embolo settico, costituito da materiale settico proveniente da raccolte ascessuali) che in genere proviene dalle vene profonde gli arti inferiori. È una condizione che può facilmente essere preveduta e per la quale occorre fare una profilassi, tuttavia rimane potenzialmente una forma mortale.

66 Embolia polmonare

69 Embolia polmonare In America sono riportati circa casi/anno, dei quali mortali. Sebbene la numerosità possa sembrare non elevatissima, rapportata alla popolazione generale e confrontata con altre patologie, rimane il fatto che una mortalità del 10% sia una mortalità altissima.

70 Embolia polmonare L embolia polmonare non è una malattia di per sè, ma la complicanza di altre malattie, in particolare della trombosi venosa profonda (TVP).

71 La trombosi venosa profonda La trombosi venosa profonda è una condizione frequente non solo nell anziano. È causata principalmente da tre condizioni: o la stasi ematica o la presenza di lesioni della parete vascolare o la condizione di ipercoagulabilità La stasi ematica si realizza non solo in caso di varicosità venose dell anziano, ma anche in tutti i casi in cui vi sia una immobilità prolungata degli arti inferiori. Nel soggetto giovane, è il caso degli allettamenti prolungati, della immobilizzazione degli arti inferiori in seguito a fratture ossee, di interventi chirurgici maggiori, delle gravidanze difficili.

72 La trombosi venosa profonda

73 D-Dimero

74 La trombosi venosa profonda In tutti questi casi è indicata non solo la profilassi con eparina sottocute, ma anche la ripresa, appena possibile, della mobilizzazione del paziente, il posizionamento di calze elastiche e la ginnastica passiva a letto. Nulla è così efficace, soprattutto nel paziente anziano, quanto la ripresa della deambulazione.

75 La trombosi venosa profonda

76 L embolia polmonare Nel caso della embolia polmonare, il circolo aumenta la sua pressione, quindi il cuore si trova nella condizione di dover fare una sforzo, in acuto, al quale non è abituato. In rari casi si può avere una insufficienza del ventricolo destro, evidenziabile con una epatomegalia dolente ed il turgore delle giugulari.

77 L embolia polmonare In genere ci troviamo di fronte ad un paziente che, rapidamente, sviluppa una dispnea con tachipnea, sudorazione fredda e cianosi, estrema agitazione ed angoscia che il paziente fa fatica ad esprimere, essendo impegnato a respirare, dolore toracico, tachicardia.

78 L embolia polmonare La saturazione periferica di ossigeno ci fornisce un quadro indicativo ma molto aspecifico, per cui occorre effettuare una EGA. Il risultato, anch esso indicativo e non specifico, è di una alcalosi respiratoria con ipocapnia e ipossiemia.

79 Embolia polmonare:l angio-tc L angiotc rimane l esame diagnostico per eccellenza, permettendo lo studio del letto vascolare polmonare.

80 Versamento pleurico

81 Pneumotorace Accumulo di aria nel cavo pleurico di provenienza polmonare causata in genere dalla rottura di una bolla polmonare. L'aria non riesce più ad uscire e si accumula nel cavo pleurico, fino a schiacciare il polmone stesso.

82 Pneumotorace Normalmente, il polmone in sede ha tendenza a retrarsi e la gabbia toracica ad espandersi: le forze elastiche che agiscono in direzione opposta fanno sì che nello spazio pleurico virtuale vi sia una pressione negativa rispetto alla pressione atmosferica. Quando si verifica una comunicazione anatomica tra gli alveoli polmonari e la cavità pleurica, l aria, richiamata dalla pressione negativa, passa dall alveolo allo spazio pleurico.

83 Pneumotorace L aria impropriamente penetrata determina una riduzione della espansione del polmone: il polmone si retrae e questa retrazione viene chiamata "collasso polmonare verso l'ilo". Se la quantità di aria affluita nel cavo pleurico è notevole, l aumento della pressione intrapleurica tende a spingere il mediastino verso l emitorace opposto e il diaframma verso il basso. Tutto ciò può provocare innanzitutto una riduzione della "capacità vitale" complessiva dei polmoni e, conseguentemente, un alterazione degli scambi gassosi (diminuisce la pressione di ossigeno nel sangue arterioso, PO2).

84 Pneumotorace

85 Pneumotorace Il pneumotorace può essere spontaneo primitivo (insorge in soggetti sani), spontaneo secondario (insorge in soggetti con malattie polmonari, ad esempio in portatori di broncopneumopatia ostruttiva), post-traumatico (si verifica per l azione di un trauma sulla parete del torace). Inoltre, il pneumotorace può verificarsi quale conseguenza di manovre diagnostiche.

86 Pneumotorace spontaneo: quando si forma? In giovani adulti, di solito magri e longilinei. E' dovuto dalla rottura di bolle (blebs), situate generalmente all'apice polmonare. E' una malattia benigna, che però Può recidivare, dopo il primo episodio in circa il 30%-40% dei casi.

87 Pneumotorace

88 Pneumotorace In genere si posiziona un drenaggio, che ristabilisca i normali rapporti di pressione tra gli spazi.

89 ... permettemi alla prossima di parlare di tubercolosi...