Il sistema respiratorio

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1 Il sistema respiratorio

2 Utilizzo di ossigeno e produzione di anidride carbonica da parte delle cellule a livello mitocondriale con la produzione di ATP

3 extratoraciche Zona di conduzione Zona respiratoria

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6 Funzioni non respiratorie dei polmoni Rimuove, modifica, attiva o inattiva diverse sostanze che arrivano attraverso la circolazione polmonare ai polmoni

7 Epitelio ciliato della trachea: trasporto muco-ciliare 1cm/min battiti/sec

8 Strutture della cavità toracica

9 Pressioni polmonari P A, Pressione alveolare P IP, Pressione pleurica P TT, Pressione trans toracica P TP, Pressione transpolmonare P B, Pressione barometrica P TM, Pressione transmurale del sistema toracopolmonare

10 Pressioni polmonari all equilibrio del sistema toraco-polmonare cm H 2 O 0 cm H 2 O cm H 2 O Il punto di equilibrio di un sistema è la posizione assunta a riposo in assenza di forze esterne

11 Contrazione diaframma: diametro verticale e trasverso della gabbia toracica volume gabbia toracica. Responsabile dei 2/3 dell inspirazione. Nel respiro tranquillo, abbassamento cupola diaframmatica 1-2 cm volume gabbia toracica = ml. In condizioni di respirazione profonda, abbassamento di 10 cm, aumento volume di 2-4l.

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13 Legge di Boyle Data una certa quantità di gas, a temperatura costante, la pressione del gas è inversamente proporzionale al suo volume PV = K

14 Successione di eventi nel corso dell inspirazione

15 Spirometria

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17 Ventilazione polmonare (o ventilazione al minuto) Ventilazione polmonare = V t x frequenza respiratoria = (500 ml/atto respiratorio) x 12 atti respiratori/min) = 6000 ml/min

18 Spazio morto anatomico e fisiologico V M Ventilazione alveolare = (Vt VM) x frequenza respiratoria = ( ml/atto respiratorio) x 12 attirespiratori/min) =350 x 12 = 4200 ml/min Capillare Spazio morto fisiologico Spazio morto anatomico + Spazio morto alveolare

19 Componenti dell elasticità polmonare Parenchimale componenti elastiche del parenchima polmonare: Elastina Collagene Alveolare tensione superficiale generata nell alveolo dall esistenza dell interfaccia aria-liquido

20 Curva pressione volume concetto di Compliance

21 Volume (L) Curva P/V del polmone isolato 0 Pressione (cm H 2 O)

22 Curva pressione/volume Compliance polmonare

23 La tensione superficiale Tra le molecole interne di un liquido si esercitano forze di attrazione reciproca dirette in tutte le direzioni. Le forze che agiscono sulle molecole alla superficie, invece, non sono equilibrate verso l alto, per cui prevalgono forze dirette verso l interno e tangenzialmente alla superficie L attrazione laterale tra le molecole di liquidi in superficie genera una forza detta tensione superficiale L area della superficie tende a ridursi il più possibile

24 La sostanza tensioattiva polmonare e la Legge di Laplace P = 2T r

25 Meccanismo con cui il surfattante riduce la tensione superficiale

26 Scambi gassosi

27 La diffusione dei gas nel polmone può essere descritta sulla base della legge di Fick. Legge di Fick Vgas =As x K x ΔP d K solubilità PM Il volume di gas che diffonde attraverso una membrana in un minuto (Vgas) è direttamente proporzionale all area di superficie della membrana (As), al coefficiente di diffusione del gas (K) ed alla differenza di pressione parziale (DP), mentre è inversamente proporzionale allo spessore della membrana (d).

28 Pressione parziale di un gas La pressione esercitata da un dato gas in una miscela di più gas prende il nome di pressione parziale di quel gas Legge di Dalton In una miscela di gas diversi, con una data pressione, questa si ripartisce tra i singoli componenti in proporzione ai loro volumi

29 Legge di Henry Il volume di un gas (Vg) che si scioglie in un liquido è direttamente proporzionale alla pressione parziale del gas alla superficie del liquido (Pg) ed alla sua solubilità nel liquido stesso (α) V g = α P g Vg= volume del gas disciolto per unità di volume di soluzione (o concentrazione molare del gas) P g = pressione parziale del gas alla superficie del liquido α = coefficiente di solubilità

30 Vgas = As x K x DP d

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32 . V O2 = 250ml/min. V CO2 = 200ml/min 0,3

33 Trasporto dell ossigeno nel sangue Fisicamente disciolto nel plasma (0,3ml/100ml sangue) Legato all emoglobina dei globuli rossi (20ml/100ml di sangue) Hb, desossiemoglobina O 2, ossigeno disciolto nel sangue HbO 2, ossiemoglobina Hb + O 2 HbO 2 1g di Hb fissa 1.34 ml O 2 Concentrazione ematica di Hb = 15g Hb/100 ml sangue 1.34 ml/g Hb x 15g Hb/100 ml sangue = 20,1 ml O 2 /100ml sangue

34 Curva di saturazione dell emoglobina

35 Effetti della modificazione dell affinità dell emoglobina per l ossigeno sulla curva di dissociazione dell emoglobina

36 Fattori che influenzano l affinità dell emoglobina per l ossigeno ph pco 2 Temperatura 2,3 DPG (difosfoglicerolo)

37 Trasporto dell anidride carbonica 1. Fisicamente disciolta 7% 2. Legata ai gruppi aminici delle proteine (prevalentemente Hb) 6 % 3. Sotto forma di bicarbonato (87%) CO 2 + H 2 O H + + H 2 CO