L apparato respiratorio. Introduzione. Vie aeree 07/04/2019. Svolge una sola funzione: la respirazione La respirazione si compie in tre fasi:

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1 L apparato respiratorio Introduzione Svolge una sola funzione: la respirazione La respirazione si compie in tre fasi: 1. l aria entra nei polmoni (inspirazione) 2. avviene lo scambio di gas (respirazione) 3. l aria esce dai polmoni (espirazione) Perché ciò avvenga sono necessari organi di conduzione dell aria (vie aeree) e organi che effettuano lo scambio gassoso (polmoni) Vie aeree Comprendono il naso, la faringe, la laringe, la trachea, i bronchi e tutte le loro successive diramazioni 1

2 Naso Ha forma di piramide triangolare alla cui base si aprono le narici. Il naso partecipa alla respirazione filtrando, riscaldando e umidificando l aria Inoltre è sede dell olfatto e contribuisce alla fonazione, conferendo un particolare timbro a determinati suoni (nasali). Le cavità nasali si aprono posteriormente nella faringe attraverso le coane. Faringe La faringe è un canale verticale che si estende dalla base del cranio fino alla sesta vertebra cervicale Alla faringe sono collegati: le cavità nasali, la bocca, il condotto uditivo medio, la laringe e l esofago. Laringe È composta da vari pezzi di cartilagine articolati. Vi si trovano le corde vocali che fanno vibrare l aria per emettere i suoni. Lo spazio tra le corde vocali è detto glottide. 2

3 Trachea È un canale che scende fino al torace costituito da anelli cartilaginei e membranosi alternati. Gli anelli cartilaginei sono in realtà semi-anelli (manca il pezzo posteriore); in questo modo il bolo alimentare, che scorre nell esofago, non trova ostacoli al passaggio. È rivestita da una mucosa fatta di cellule con ciglia vibratili. Bronchi Si formano dalla divisione della trachea. Ogni bronco si suddivide in rami sempre più sottili (bronchioli). I bronchioli arrivano a misurare meno di un millimetro di diametro; terminano con una serie di estroflessioni a grappolo come tanti sacchetti: gli alveoli. Polmoni Sono costituiti dall insieme degli alveoli. Occupano la cavità toracica lasciando libero uno spazio mediano (mediastino) in cui si trova il cuore. Il polmone di destra è diviso in tre lobi, quello di sinistra in due. 3

4 Pleure I polmoni sono rivestiti da una doppia membrana sierosa, le pleure. Una pleura aderisce alla superficie del polmone (pleura viscerale), l altra alle pareti toraciche (pleura parietale). Tra le due pleure si trova un liquido (liquido pleurico). Ventilazione polmonare È il flusso d aria tra l ambiente esterno e i polmoni. Avviene per differenze di pressione dell aria. L inspirazione è attiva. I principali muscoli che la determinano sono il diaframma e i muscoli intercostali esterni (muscoli respiratori). L espirazione è passiva: si ha per rilasciamento dei muscoli respiratori. Ventilazione polmonare I muscoli respiratori agiscono solo sulla cavità toracica e non direttamente sui polmoni. Poiché lo spazio intrapleurico contiene acqua, le due pleure sono strettamente unite tra loro, così come accade con due lastre di vetro bagnate. Ciò determina il movimento dei polmoni. 4

5 Ventilazione polmonare Nell uomo adulto, la frequenza è di atti respiratori al minuto Per ogni atto si introducono e si espellono circa 0,5 litri di aria. È possibile incrementare questo volume attraverso un inspirazione ed un espirazione forzate, in questo modo la capacità respiratoria può arrivare a circa 3,5 litri per le donne e fino a 5 litri per gli uomini. Scambio gassoso I gas coinvolti sono l ossigeno e l anidride carbonica. L ossigeno deve attraversare le pareti alveolari, passare nel sangue ed essere trasportato a tutte le cellule dell organismo. L anidride carbonica deve fare il percorso inverso. Lo scambio e il trasporto dei gas si basano su due fenomeni fisici: la diffusione e la solubilità. Scambio gassoso A causa della diffusione i gas passano dall ambiente a maggior concentrazione verso quello a minor concentrazione. Nell aria inspirata la pressione parziale dell ossigeno è maggiore di quella nel sangue; il contrario per l anidride carbonica. 5

6 Scambio gassoso La solubilità è responsabile dell attraversamento delle pareti alveolare e capillare. I gas si sciolgono nel sottile velo di liquido che bagna gli alveoli. Trasporto dei gas L ossigeno viene trasportato dall emoglobina. Questa è una proteina costituita da quattro catene polipeptidiche contenenti ciascuna un gruppo eme con un atomo di ferro. Ogni atomo di ferro lega una molecola di ossigeno. Trasporto dei gas Il legame tra l ossigeno e l emoglobina dipende dalla pressione parziale dell ossigeno: se è elevata l emoglobina lega l ossigeno, se invece è bassa l emoglobina rilascia l ossigeno. A livello degli alveoli (pressione parziale dell ossigeno elevata) l emoglobina si ossigena; a livello dei tessuti (bassa pressione parziale) l emoglobina cede l ossigeno. 6

7 Trasporto dei gas Per l anidride carbonica l emoglobina non è necessaria. Il suo trasporto avviene in tre modi diversi: 1. in soluzione, perché è molto solubile in acqua 2. come ione bicarbonato (CO 2 +H 2 O H 2 CO 3 che subito si dissocia in H + e HCO 3 ) 3. legata ad aminoacidi Il ritmo della respirazione è controllato da gruppi di neuroni situati nel midollo allungato e nel ponte (centro respiratorio). Il centro respiratorio controlla il ritmo di base della respirazione. Il centro respiratorio è costituito da due diversi gruppi di neuroni: il centro apneustico e il centro pneumotassico. L alterna attività dei due centri determina il ritmo respiratorio. 7

8 Il centro pneumotassico determina l espirazione inibendo a intervalli regolari il centro apneustico. Il centro apneustico è costantemente attivo e stimola la contrazione dei muscoli respiratori determinando l inspirazione. Il ritmo di base può essere modificato in risposta a recettori che misurano il ph del sangue. Se il ph si abbassa il centro respiratorio viene attivato, se si innalza viene inibito. I recettori che misurano il ph sono situati alla biforcazione delle carotidi: corpi carotidei. 8

9 L aumento di CO 2 provoca un abbassamento del ph, così la frequenza respiratoria aumenta e l organismo espelle l eccesso di questo gas. Anche la diminuzione di O 2 ha lo stesso effetto. Viceversa la diminuzione di CO 2 e l aumento di O 2 inibiscono la respirazione. Patologia Insieme all aria inspirata entrano nel nostro organismo diversi tipi di batteri e virus. La maggior parte di essi viene eliminata dalla filtrazione, dalle ciglia e dal sistema immunitario. Alcuni microrganismi riescono ad insediarsi a vari livelli del sistema respiratorio generando così malattie infiammatorie come la laringite, la tracheite, la bronchite, la polmonite o la pleurite. Patologia L asma è una reazione infiammatoria delle vie bronchiali scatenata da agenti allergizzanti come i pollini di piante, i peli di animali, gli acari. I bronchioli si contraggono spasmodicamente impedendo all aria di entrare e di uscire dai polmoni e il paziente viene colto da una forte ansia perché si sente soffocare. 9

10 Patologia L enfisema è una malattia caratterizzata dalla distruzione degli alveoli polmonari. Determina un insufficienza respiratoria più o meno grave che impedisce anche i più semplici movimenti. Purtroppo oggi si assiste ad un notevole aumento dei casi di enfisema dovuti prima di tutto al vizio del fumo, ma anche agli alti livelli di inquinamento atmosferico. 10