CHE COS'È LA RESPIRAZIONE?

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1 CHE COS'È LA RESPIRAZIONE? RESPIRARE VUOL DIRE ACQUISIRE OSSIGENO DALL'AM- BIENTE PER I PROCESSI METABOLICI CELLULARI, IN PRIMO LUOGO LA GLICOLISI, ED ELIMINARE ANIDRIDE CARBONICA DALL'ORGANISMO ESISTE LA RESPIRAZIONE CELLULARE, CHE HA PER PROTAGONISTI I MITOCONDRI ESISTE LA RESPIRAZIONE COME PROCESSO RIFERITO A TUTTO L'ORGANISMO, DIRETTA A PERMETTERE LA RESPIRAZIONE CELLULARE NEGLI ORGANISMI MONOCELLULARI O FORMATI DA POCHE CELLULE LE DUE ACCEZIONI DI RESPIRAZIONE COINCIDONO NEI PLURICELLULARI ESSE SI DISTINGUONO NETTAMENTE, LA SECONDA ESSENDO PERMESSA SOLO DALLO SVILUPPO DI VERI E PROPRI APPARATI RESPIRATORI

2 DUE STRATEGIE BRANCHIE NEGLI ORGANISMI ACQUATICI (I PIÙ ANTICHI) LA SOLUZIONE è STATA PORTARE IL SANGUE A CONTATTO CON L'ACQUA (AMBIENTE) ESTROFLETTENDO FUORI DALL'ORGANISMO I VASI SANGUIGNI QUESTA STRATEGIA è MOLTO COMODA, MA HA DUE DIFETTI IMPORTANTI PER GLI ANIMALI CHE HANNO EVOLUTO UNA PREFERENZA PER L'AMBIENTE NON ACQUATICO POICHÉ LE CELLULE RESPIRATORIE DEVONO ESSERE ESTREMAMENTE SOTTILI ESSE SONO ANCHE MOLTO DELICATE E SENSIBILI ALLA DISIDRATAZIONE PER RAGIONI DI ECONOMIA BIOLOGICA LE BRANCHIE SONO QUASI PRIVE DI STRUTTURE DI SOSTEGNO, INUTILI NELL'ACQUA

3 DUE STRATEGIE, ANZI TRE NEGLI ORGANISMI TERRESTRI DUE SONO STATE LE SOLUZIONI ADOTTATE A QUESTI PROBLEMI GLI ARTROPODI HANNO SVILUPPATO SISTEMI DI TRASPORTO DELL'ARIA ALL'INTERNO DELL'ORGANISMO SEPARATI DAL SANGUE STIGMI-TRACHEE-TRACHEOLE GLI ANIMALI 'SUPERIORI' HANNO SCELTO DI PORTARE L'ARIA A CONTATTO CON IL SANGUE INTROFLETTENDO L'APPARATO RESPIRATORIO: I POLMONI

4 VIE AEREE L'INTROFLESSIONE DELL'APPARATO RESPIRATORIO HA RESO NECESSARIO LO SVILUPPO DI VIE AEREE, CHE HANNO DIVERSE FUNZIONI RISCALDARE (O COMUNQUE PORTARE A TEMPERATURA DELL'ORGANISMO) L'ARIA ESTERNA UMIDIFICARE L'ARIA TROPPO ASCIUTTA PER DIFENDERE LE SOTTILI CELLULE RESPIRATORIE RIPULIRE L'ARIA INTRODOTTA PER EVITARE CHE MATERIALI ESTRANEI, IRRITANTI O PERICOLOSI, E MICROORGANISMI POSSANO SFRUTTARE QUESTA VIA PER INTRODURSI NELL'ORGANISMO

5 VIE AEREE: FUNZIONI DIFENSIVE COANE NASALI (PELI E MUCO) DEPOSIZIONE: le particelle grandi (>5μm) vengono intrappolate (Da Ruckebush et al., Physiology of small and large animals) B C A BRONCHI E BRONCHIOLI (CIGLIA E GEL) SEDIMENTAZIONE: le particelle medie (1-5μm) vengono catturate dal gel e trasportate al faringe ALVEOLI DIFFUSIONE: le particelle più piccole (>1μm) possono arrivare agli alveoli, dove i macrofagi alveolari le fagocitano

6 MECCANICA RESPIRATORIA LA RESPIRAZIONE NEI MAMMIFERI È UN PROCESSO CHE AVVIENE IN DUE FASI INSPIRAZIONE È PREVALENTEMENTE ATTIVA È DOVUTA AI MUSCOLI INSPIRATORI [DIAFRAMMA, INTERCOSTALI ESTERNI; QUANDO PROFONDA SCALENI, STERNOCLEIDOMASTOIDEI] E ALLA TENDENZA ELASTICA VERSO L'ESTERNO DELLA GABBIA TORACICA ESPIRAZIONE È PREVALENTEMENTE PASSIVA È DOVUTA ALLA FORZA ELASTICA DEL POLMONE STESSO (ALVEOLI E STROMA). QUANDO PROFONDA COINVOLGE L'ATTIVITÀ DEI MUSCOLI ESPIRATORI [ADDOMINALI, INTERCOSTALI INTERNI]

7 (Da Ruckebush et al., Physiology of small and large animals) Respirazione Mammiferi MECCANICA RESPIRATORIA IL PRINCIPALE ED ESSENZIALE MUSCOLO DELLA RESPIRA- ZIONE È IL DIAFRAMMA che è posto tra il torace e l'addome RILASCIATO si presenta a convessità orale CONTRATTO si appiattisce verso la cavità addominale ESSENZIALI SONO ANCHE LE PLEURE il liquido pleurico le rende scorrevoli l'una sull'altra, e le mantiene unite per la forza di tensione superficiale PARIETALE adesa alla parete toracica VISCERALE adesa ai polmoni

8 MECCANICA RESPIRATORIA le pressioni sono espresse rispetto a quella atmosferica (Da Ganong W.F., Fisiologia Medica) (1) La parete toracica si amplia (2) Trascina la pleura parietale (3) Diminuisce la pressione intrapleurica (4) La pleura parietale e la depressione trascinano la pleura viscerale (5) Che a sua volta trascina il polmone, dilatando gli alveoli (6) Diminuisce la pressione intrapolmonare (7) L'aria atmosferica viene aspirata (8) Cessa l'azione muscolare (9) I polmoni ritornano elasticamente alle loro dimensioni iniziali (10)Trascinano la pleura viscerale (11)Che a sua volta trascina la pleura parietale (12)Frenata dall'elasticità della gabbia toracica

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