L APPARATO RESPIRATORIO

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1 MASSAGGIATORE E OPERATORE DELLA SALUTE II ANNO CORSO DI ANATOMIA E FISIOLOGIA Dott. Gianni De Angelis Specialista in Chirurgia Vascolare Dirigente Medico I Livello Divisione di Chirurgia Vascolare Ospedale San Carlo Borromeo (Mi) L APPARATO RESPIRATORIO

2 APPARATO RESPIRATORIO Organizzazione generale vie aeree organi cavi per il passaggio dell aria durante la respirazione (naso, faringe, laringe, trachea, bronchi) organi parenchimatosi polmone: scambio gassoso: l ossigeno può muoversi dall aria al sangue venoso e viceversa per l anidride carbonica filtra i materiali tossici della circolazione metabolizza alcuni composti serbatoio per il sangue RESPIRAZIONE La funzione della respirazione è quella di portare ossigeno ai tessuti e di rimuoverne l anidride carbonica

3 APPARATO RESPIRATORIO UNITA ANATOMICHE MACROSCOPICHE DEL SISTEMA RESPIARTORIO tratto di passaggio dell aria comune in parte all apparato digerente faringe naso aria introdotta è riscaldata, filtrata e umidificata gabbia toracica laringe specializzata per la produzione di suoni trachea bronchi conducono aria ai polmoni (inspirazione) o da essi la trasportano all esterno (espirazione) diaframma

4 MITOCONDRIO

5 MECCANICA DELLA RESPIRAZIONE A livello delle vie aeree di conduzione l aria viene pre-riscaldata, umidificata (per contatto con il secreto che bagna la mucosa) e depurata (muco trattiene la polvere che viene eliminata attraverso il meccanismo di scala mobile mucociliare). CILIA MUOVONO IL MUCO VERSO LA FARINGE Particelle polvere Strato muco Strato acquoso Cilia Cellule colonnari Cellule caliciformi Membrana basale

6 RESPIRAZIONE NORMALE RESPIRAZIONE FORZATA ISPIRAZIONE Contrazione di: - Intercostali esterni - Diaframma Sopra e Sottoioideo - Scaleno anteriore, medio e superiore - Sternocleidomastoideo - Succlavio - Elevatori delle coste - Piccolo pettorale - Gran pettorale - Ileocostale del collo - Elevatore della scapola ESPIRAZIONE Rilassamento di: - Intercostali esterni - Diaframma Trasverso dell addome - Obliquo esterno - Obliquo interno - Retto dell'addome - Triangolare dello sterno - Dentato posteriore inferiore - Quadrato dei lombi IL NASO Il naso è composto da uno SCHELETRO OSSEO, da uno strato muscolare, da un rivestimento esterno cutaneo e da un rivestimento interno mucoso. Lo SCHELETRO OSSEO è formato da due OSSA NASALI di forma grossolanamente rettangolare unite tra di loro sulla linea mediana. Il loro margine laterale si congiunge alla branca montante del mascellare superiore, il margine superiore si articola con il margine inferiore del processo nasale dell'osso frontale ed infine il margine inferiore è in contatto con le parti cartilaginea dello scheletro della piramide nasale. Alla formazione dello scheletro osseo concorrono anche la BRANCA MONTANTE DEL MASCELLARE SUPERIORE, l'apofisi PALATINA, il VOMERE e l'etmoide. Lo scheletro cartilagineo è costituito da tre cartilagini principali: la CARTILAGINE QUADRANGOLARE impari e mediana, le due CARTILAGINI LATERALI o triangolari e le CARTILAGINI ALARI. SETTO NASALE La CARTILAGINE QUADRANGOLARE, la lamina perpendicolare dell'etmoide situata posteriormente ad essa e il vomere in basso costituiscono il cosiddetto SETTO NASALE che separa l'una dall'altra le due fosse nasali o cavità nasali. In ognuna delle cavità nasali si possono distinguere quattro pareti. La parete MEDIALE è costituita dal setto nasale, la parte inferiore o pavimento della fossa nasale è costituita da processo palatino del mascellare e dalla lamina orizzontale dell'osso palatino. La parete laterale presenta tre lamine ossee convesse medialmente, lateralmente connesse alla parete laterale delle cavità nasali, rivestite da mucosa che prendono il nome di TURBINATI. La lamina ossea che costituisce i turbinati è rivestita da mucosa microscopicamente caratterizzata da un epitelio cilindrico stratificato con presenza di cellule CILIATE e CALICIFORMI MUCIPARE. La sottomucosa presenta uno stato vascologhiandolare con le caratteristiche del tessuto cavernoso erettile. I turbinati posseggono una estremità anteriore o TESTA DEL TURBINATO ed una estremità posteriore CODA DEL TURBINATO. I turbinati si distinguono, procedendo dal basso verso l'alto in inferiore, medio e superiore. La lamina che forma lo scheletro del turbinato inferiore è un osso indipendente che si articola con il mascellare, lo scheletro osseo dei turbinati medio e superiore è costituito da due espansioni mediali delle masse laterali dell'etmoide. Ogni turbinato delimita superiormente e medialmente uno spazio libero che prende il nome di meato. Pertanto esistono tre meati (superiore, medio ed inferiore). Lo spazio delimitato lateralmente dai turbinati superiore e medio e medialmente del setto prende il nome di fessura olfattiva. La mucosa olfattiva, che riveste la fessura olfattiva presenta uno spessore di circa 1 mm. e presenta un colorito giallino. E' formata microscopicamente

7 da epitelio psendostratificato e comprende delle cellule specializzate: le cellule neuro-sensoriali o cellule di SCHULTZ Le cellule di SCHULTZ presentano in alto delle espansioni che prendono il nome di CIGLIA OLFATTORIE che si immergono nel muco che riveste la mucosa. All'estremità opposta tali cellule presentano gli ASSONI AFFERENTI che insieme vanno a costituire i filuzzi del nervo olfattivo che passando attraverso la lamina cribrosa dell'etmoide (volta delle cavità nasali) raggiungono i bulbi olfattivi della fossa cranica anteriore. Nel meato inferiore sbocca il dotto nasomascellare. Nel meato medio sboccano gli ostii e i dotti delle cavità sinusali etmoidali, mascellari e frontali. Al di sotto del turbinato medio è possibile evidenziare procedendo in senso anteroposteriore una sporgenza uncinata detta PROCESSO UNCINATO. Il Processo Uncinato con la parete ossea laterale delimita un canale detto INFUNDIBOLO nel cui fondo si apre l'ostio del seno mascellare. Procedendo ancora posteriormente si può evidenziare una protuberanza: la BULLA ETMOIDALE. La bulla e il processo uncinato delimitano uno spazio: lo HIATUS SEMILUNARIS che è in continuità con l'infundibolo. Nello HIATUS SEMILUNARIS sboccano gli orifizi delle cellule etmoidali anteriori e dei seni frontali. Le CELLULE ETMOIDALI POSTERIORI sboccano nel meato superiore. LARINGE forma a piramide triangolare tronca, con base in alto; continua in basso con la trachea scheletro cartilagineo formato da più pezzi articolati tra loro e uniti da legamenti, muscoli e membrane, che li connettono anche agli organi vicini 1. cartilagine epiglottide 5. cartilagine tiroidea 7. cartilagine cricoide 11. cartilagine aritenoide ANATOMIA LARINGE La laringe, organo della fonazione impari e mediano, è costituita da uno scheletro cartilagineo che con una serie di muscoli e con un rivestimento mucoso che tappezza le pareti interne va a costituire un organo cavo che continua con la trachea in basso e con la faringe in alto. Lo scheletro cartilagineo è composto da sei cartilagini. Tre sono impari e tre sono pari e simmetriche. Le cartilagini impari sono la CRICOIDE, la TIROIDE e l'epiglottide. Quelle pari e simmetriche sono le ARITENOIDI, le CORNICULATE e le CUNEIFORMI.

8 LARINGE È un organo posto al sommo della trachea con funzione di chiusura del serbatoio respiratorio, che svolge anche la funzione di generatore di suono. È costituita da uno scheletro cartilagineo e da un certo numero di muscoli oltre che da legamenti, fasce connettive, mucose ecc. (fig. 4). La base dello scheletro è costituita dalla cartilagine cricoide ( = fatta ad anello) foggiata come un anello con castone. Su di essa si articolano la cartilagine tiroide ( = fatta a scudo), rassomigliante ad uno scudo rinascimentale da cavalleria che, posteriormente, si prolunga in basso con due corni inferiori che hanno funzione di cerniera e due corni superiori con funzione di leva. Sul castone della cartilagine cricoide sono pure imperniate due cartilagini aritenoidi ( = fatte ad imbuto), dall'aspetto grossolanamente tetraedrico e con la faccia articolatoria incavata, sulle quali si inseriscono le corde vocali (figg. 5-6). L'insieme elle corde vocali viene chiamato glottide e la fessura fra di esse prende il nome di rima glottidea. Allo spigolo interno della cartilagine tiroide si inserisce l epiglottide ( = sulla glottide) che svolge funzione, di copertura della glottide durante la deglutizione. LARINGE muscoli intrinseci I muscoli della laringe, si possono classificare in due gruppi distinti: la muscolatura intrinseca, costituita dalle corde vocali e dai muscoli che agiscono indirettamente su queste collegando fra loro le cartilagini che compongono la laringe; la muscolatura estrinseca, costituita da muscoli che collegano la laringe con lo scheletro osseo ma che, tuttavia, al pari dei muscoli intrinseci pervengono ad agire sulle corde vocali. Muscolatura intrinseca. Le corde vocali, termine improprio usato da Antoine Ferrein nel 1741 per indicare i labbri vocali, sono due organi muscolari, prismatici, posti orizzontalmente ad attraversare il lume della laringe dall'avanti all'indietro. Si inseriscono anteriormente alle due facce interne della cartilagine tiroide e, posteriormente, alle due cartilagini aritenoidi. Saldate alla cartilagine tiroide tutto attorno, hanno un margine vibratorio interno, che va dallo spigolo interno di questa cartilagine alla corrispondente cartilagine aritenoide. Dal punto opposto delle cartilagini aritenoidi si staccano verso il basso e in direzione laterale i muscoli crico-aritenoidei laterali (fig. 7), che vanno ad inserirsi sulla cartilagine cricoide. Sempre verso il basso, ma convergendo in direzione mediana, si staccano per inserirsi ancora sulla cartilagine cricoide i muscoli crico-aritenoidei posteriori. Le cartilagini aritenoidi sono inoltre collegate fra loro dai muscoli interaritenoidei (fig. 8). In posizione anteriore e laterale, invece, si trovano i muscoli cricotiroidei laterali (fig. 9), che collegano l anello della cartilagine cricoide allo scudo della cartilagine tiroide. LARINGE muscolatura estrinseca Muscolatura estrinseca. I muscoli sternotiroidei (fig. 10) collegano la cartilagine tiroide allo sterno e, in azione combinata con quella dei muscoli cricotiroidei, inclinano la cartilagine tiroide. Il muscolo costrittore inferiore della laringe (fig. 11) fa parte delle pareti laterale e posteriore della faringe, e contribuisce a formare una delle cavità di risonanza della voce. Osso ioide. È un osso a forma di U posto immediatamente sopra la cartilagine tiroide nel piano orizzontale (fig. 1). Sostiene la laringe per mezzo della membrana tiro-ioidea e, in particolare, i suoi grandi corni si collegano ai corni superiori della cartilagine tiroide per mezzo del legamento tiro-ioideo. Ha funzione di raccordo fra la laringe e lo scheletro osseo e dà attacco a numerosi muscoli orientati in molteplici direzioni, che determinano la posizione della laringe nel collo. Fra quelli particolarmente importanti per la comprensione dei meccanismi che verranno descritti ricordiamo i muscoli genio-ioidei che uniscono l'osso ioide alla faccia interna anteriore della mandibola.

9 epiglottide osso ioide membrana tiro-ioidea cartilagine tiroidea cartilagine cricoide lamina di cartilagine elastica, a forma di foglia; essendo mobile, viene spostata all indietro durante la deglutizione trachea scheletro formato di anelli cartilaginei, incompleti posteriormente ed uniti da lamine connettivali; lunga circa 12 cm, con diametro di 2cm; la parete posteriore è in rapporto con l esofago bronco principale dx bronco principale sx angolo di 70 bronco dx più corto e con maggior calibro albero bronchiale intrapolmonare bronchi lobari bronchi lobari penetrano nel polmone ramificandosi ulteriormente e diminuendo man mano di calibro albero bronchiale intrapolmonare trachea bronco principale bronchiolo intralobulare bronchiolo interlobulare

10 sezione trasversale della gabbia toracica all altezza della IV vertebra dorsale aorta vena polmonare sx polmone destro vena polmonare dx atrio sx polmone sinistro atrio dx ventricoli dx e sx pleura polmone forma conica, con un altezza di circa 25cm, un diametro sagittale di base di circa 15cm e una larghezza di 7-10cm peso specifico inferiore all acqua consistenza elastica e spugnosa per l elevato contenuto di aria Polmone ds esofago aorta Polmone sn Nella cavità pleurica è contenuto un velo di liquido (2 ml) che mantiene adesivi i foglietti pleurici e ne consente lo scivolamento. Nella cavità pleurica esiste una P subatmosferica (negativa) Cavità pleurica ds pleura Cavità pericardica sn Cavità pleurica sn Il polmone non è dotato di strutture di sostegno o muscolari, ma è appeso alla gabbia toracica attraverso la pleura (parietale e viscerale). Le variazioni di volume del polmone dipendono dai movimenti della gabbia toracica.

11 Anche la gabbia toracica è una struttura elastica, con una tendenza continua all espansione. In condizioni di riposo (fine espirazione normale, capacità funzionale residua, CFR) la forza di retrazione elastica del polmone è perfettamente controbilanciata da quella della gabbia toracica. le ramificazioni bronchiali all interno del polmone permettono di suddividere l organo in porzioni macroscopiche fra loro funzionalmente indipendenti, sia per quanto riguarda la ventilazione che la vascolarizzazione la superficie del polmone, liscia e splendente per il rivestimento pleurico, è percorsa da profonde scissure che suddividono l organo in lobi;la suddivisione poi prosegue in corrispondenza delle ramificazioni di ordine successivo dell albero bronchiale lobi zone lobuli parenchima polmonare acini unità funzionale del polmone

12 ANATOMIA MICROSCOPICA DEL POLMONE Marcello Malpighi ( ) svelò con il microscopio l alveolo polmonare Laringe Bronco primario Sn Trachea Aria entra attraverso le vie aeree di conduzione: trachea e bronchi (dotati di anelli cartilaginei per evitare il collasso) Dai bronchi primari si dipartono 23 generazioni di condotti secondari fino agli alveoli Aria si muove con movimento di massa fino ai bronchioli terminali e poi per diffusione Bronco secondario Bronchioli Alveoli

13 TRACHEA - ANATOMIA La trachea è un condotto fibrocartilagineo obliquo medialmente, in basso ed indietro, costituito da anelli cartilaginei. Essa inizia al bordo inferiore della cartilagine cricoide e termina nel torace dividendosi nei due bronchi principali. La trachea è un organo molto mobile sia sul piano orizzontale che sul piano verticale. È elastica ed estensibile e segue i movimenti meccanici degli organi confinanti durante la deglutizione e la fonazione. La fissità della trachea è garantita dalla sua continuità: in alto con la laringe, in basso con i bronchi principali e i peduncoli polmonari, posteriormente con il piano esofageo e vertebrale. Gli anelli cartilaginei determinano la forma ed il calibro del lume tracheale che varia con l età ed il sesso; da questo deriva la necessità di avere delle cannule tracheostomiche di diverse dimensioni. Il diametro tracheale è uniforme in altezza nei due segmenti cervicale e toracico; nell adulto è di mm. La lunghezza e il diametro della trachea, aumentano durante l inspirazione e si riducono durante l espirazione. La trachea non è un condotto inerte; per la sua struttura fibroelastica e la sua localizzazione cervicotoracica, è l unica via di passaggio dell aria verso gli alveoli polmonari. La trachea, con le vie respiratorie superiori, costituisce lo spazio morto anatomico, che ha un volume di circa 150 ml. Questo aumenta con l aumentare dell ampiezza respiratoria, poiché le vie aeree intratoraciche risultano più espanse a fine espirazione. La trachea non può comunque essere assimilata a un tubo rigido: la composizione della sua parete la rende distendibile e comprimibile. Con i bronchi e la gabbia toracica essa compone il sistema respiratorio passivo che subisce però l influenza delle variazioni di pressione prodotte dal sistema respiratorio attivo (muscoli respiratori) durante il ciclo respiratorio. Durante la normale ventilazione, materiale nocivo può depositarsi sulla superficie mucosa delle vie aeree o penetrare in profondità nel tratto respiratorio inferiore. Le particelle inalate o aspirate incontrano un sistema di difesa creato per prevenire eventuali danni o infezioni. La trachea partecipa attivamente a tale sistema di difesa attraverso due meccanismi: quello meccanico e quello immunologico. La difesa meccanica comprende le barriere anatomiche, la clearance mucociliare e il riflesso della tosse. La difesa immunologica, a livello tracheo bronchiale, si fonda su due livelli di organizzazione del sistema linfatico: il sistema linfonodale paratracheale e il tessuto linfoide della mucosa di rivestimento (BALT).

14 POLMONI-ANATOMIA I polmoni sono contenuti nelle logge pleuropolmonari della cavità toracica, separati tra loro medialmente dal cuore e dalle strutture del mediastino. Sono avvolti da una sierosa, la pleura, formata da due foglietti (viscerale e parietale) che si continuano l'uno nell'altro a livello dell'ilo determinando uno spazio detto spazio pleurico. DIAMETRO VERT MAX DIAMETRO SAG. MAX DIAMETRO TRAS (BASE) PESO CM 16 CM CM DS 7-8 CM SN 680 gr DS 620 gr SN VOLUME 1600 CM³ uomo 1300 CM³ donna Ogni polmone ha una forma all'incirca conica e presenta un apice, una base, due superfici e tre margini: Apice Parte di polmone che si trova al di sopra del margine superiore della II costa. Sporge sul piano dell'apertura superiore del torace in contatto con la cupola pleurica. Ha rapporto: anteriormente: art. succlavia, art. intercostale superiore, art. toracica interna, posteriormente ganglio cervicale inferiore dell'ortosimpatico, ramo anteriore del I nervo toracico lateralmentemuscolo scaleno medio medialmente a dx art. brachiocefalica, vena brachiocefalica dx, trachea medialmente a sinistra art. succlavia sinistra, vena brachiocefalica sinistra superiormente radici inferiori del plesso brachiale Base Ha forma semilunare concava e poggia sulla superficie convessa del diaframma. Lateralmente e posteriormente è limitata da un margine sottile che penetra nel recesso costodiaframmatico destro. Con l'interposizione del diaframma contrae rapporti con: polmone destro:lobo destro del fegato polmone sinistro:lobo sinistro del fegato, dello stomaco e della milza posteriormente:ghiandola surrenale, polo superiore del rene Superficie costale Liscia e convessa, si estende in dietro fino alle parti laterali dei corpi delle vertebre toraciche e in avanti giunge quasi fino alla linea mediale. E' a contatto con la pleura costale, oltre la quale, con l'interposizione di uno strato sotto sieroso lasso, si trova la fascia endotoracica. Si divide in: parte posteriore (vertebrale): a contatto con la superficie laterale dei corpi e dei dischi vertebrali, con vasi intercostali posteriori e con i nervi splacnici. parte anteriore (mediastinica): presenta una concavità (detta impronta cardiaca) che accoglie il pericardio. Sopra e dietro vi è l'ilo, dove entrano ed escono le componenti della radice polmonare.

15 Margine inferiore Forma semilunare, sottile e affilato, si insinua nel recesso costodiaframmatico. Presenta un tratto laterale convesso e uno mediale concavo. Margine posteriore Arrotondato, inizia dall'apice e separe posteriormente la faccia laterale da quella mediale. Corrisponde al margine mediale della testa delle coste. Margine anteriore Sottile, inizia sotto l'apice, discende verticalmente tra la faccia laterale e quella mediale. A sinistra presenta l'incisura cardiaca e nel continuare con il margine inferiore forma una sporgenza, la lingula (regione del lobo superiore di sinistra equivalente al lobo medio di destra) che ricopre l'apice del cuore. POLMONI ANATOMIA // ILO La radice del polmone, collocata all'altezza dei corpi della V, VI, e VII vertebra toracica, collega la superficie mediale del polmone con il cuore e la trachea. Comprende: bronco principale due vene polmonari arterie e vene bronchiali plesso nervoso polmonare vasi linfatici linfonodi connettivo lasso Il tutto è avvolto dalla pleura. A destra la radice è situata dietro la vena cava superiore e parte dall'atrio destro e sotto la vena azygos. A sinistra sotto l'arco aortico e sotto l'aorta discendente VASCOLARIZZAZIONE POLMONE Piccolo circolo Le arterie polmonari La arteria polmonare prende origine dal ventricolo di destre e dà origine ai due rami, destro e sinistro, questi entrano nei polmoni a livello dell'ilo; si ramificano accollandosi ai rami bronchiali in posizione dorso-laterale seguendone le varie suddivisioni fino a dare le arteriole terminali che decorrono lungo i bronchioli e i condotti alveolari. Terminano costituendo una fitta rete capillare sotto l'epitelio di rivestimento nella parte e nei setti degli alveoli. VASCOLARIZZAZIONE POLMONE arterie polmonari Le arterie polmonari hanno una parete priva di tessuto muscolare, possiedono fibre elastiche sovrapposte in modo diverso dalle arterie della circolazione sistemica. A livello delle arterie dei bronchi terminali la parte dei vasi è costituita da un rivestimento completo di fasci muscolari (arteriole muscolari). Successivamente, andando verso la periferia, lo strato muscolare diventa discontinuo assumendo la forma di un cavatappi (arteriorle parzialmente muscolari), fino a scomparire a livello delle arteriole precapillari (arteriole non muscolari). A livello delle arteriole parzialmente muscolari e non muscolari si riscontra la presenza dei periciti, cellule in grado di trasformarsi in cellule muscolari sotto l'azione dello stimolo ipossico (vedi ipertensione polmonare).

16 VASCOLARIZZAZIONE POLMONE vene polmonari Originano dai capillari polmonari come venule che decorrono nei setti interlobulari, si riuniscono in vasi di maggior calibro accompagnando i bronchi o più spesso in modo indipendente dal decorso di arterie e bronchi. Queste confluiscono infine in due vene polmonari per ciascun polmone che escono dall'ilo e si portano all'atrio sinistro VASCOLARIZZAZIONE POLMONE grande circolo - arterie bronchiali L'arteria bronchiale destra origina dalla II arteria intercostale destra o dalla faccia inferiore dell'arco aortico o da un tronco comune con l'arteria bronchiale inf. L'arteria bronchiale sinistra è composta da un ramo superiore (che origina dalla faccia inferiore dell'arco dell'aorta) e da un ramo inferiore (originato dall'aorta discendente). Nelle arterie bronchiali vige la stessa pressione della circolazione sistemica (vedi anche emoftoe). Vascolarizzano l'albero tracheo-bronchiale fino ai bronchioli terminali, il linfonodi ilari, la pleura viscerale, le arterie e le vene polmonari, il vago e l'esofago. VASCOLARIZZAZIONE POLMONE grande circolo - vene bronchiali I capillari del sistema bronchiale si riuniscono in vene che sboccano nelle vene polmonari per quanto riguarda i bronchi più piccoli, e nelle vene bronchiali per quanto riguarda i bronchi di maggiori dimensioni. Le vene bronchiali sboccano nella vena azygos ed emiazygos che a loro volta confluiscono nella vena cava superiore (la vena emiazygos confluisce nella vena azygos che confluisce nella vena cava superiore) PLEURE Ogni polmone è avvolto da una membrana sierosa a forma di sacco chiuso a doppia parete, denominata pleura. Si distingue un foglietto viscerale che riveste la superficie dell'organo e un foglietto parietale che è disteso sulle pareti delle logge pleuropolmonari. I due foglietti continuano l'uno nell'altro a livello dell'ilo polmonare delimitando la cavità pleurica. La pleura viscerale si porta profondamente nelle scissure interlobari fino in vicinanza dell'ilo. La pleura parietale può essere divisa in: parte costale a contatto con la fascia endotoracica parte cervicale riveste la cupola pleurica, in rapporto con gli organi che si trovano in corrispondenza dell'apertura del torace. parte mediastinica formata da due sottili lamine che a livello del peduncolo polmonare su incontrano formando una piega, il legamento polmonare, che ha una base fissata al diaframma e un apice che raggiunge la parte inferiore del peduncolo polmonare. Continuando nella pleura costale la parte mediastinica dà origine al seno costo-mediastinico. parte diaframmatici sulla faccia laterale e superiore del diaframma. Continuando nella pleura costale a livello dell'angolo compreso tra il diaframma e la parete toracica dà origine al seno costodiaframmatico.

17 La superficie libera della pleura è liscia e bagnata da un liquido sieroso che fisiologicamente è in quantità non maggiore di ml. E' ricoperta da uno strato di cellule appiattite: si tratta del mesotelio. Si tratta di uno strato di cellule appiattite che rivestono la superficie libera della pleura. Le cellule hanno un diametro variabile dai 30 ai 50 micron e uno spessore di 5-8 micron, e si appoggiano su una membrana basale al di sotto della quale sono presenti fibre elastiche e collagene, fibroblasti, macrofagi e altri tipi cellulari. Vascolarizzazione La pleura viscerale è vascolarizzata dalle art. bronchiali e drenata dalle vene polmonari. La pleura parietale: è vascolarizzata dalle art. intercostali (pleura costale), dalle art. freniche superiori e inferiori (pleura diaframmatica), dalle art. mediastiniche (pleura mediastinica). E' drenata dalla vena azygos e dalle vene mammarie interne. MUSCOLI POLMONE DIAFRAMMA INSPIRATORI INTRINSECI INTERCOSTALI INTERNI ELEVATORI COSTE INSPIRATORI ESTRINSECI GRANDE E PICCOLO PETTORALE DENTATO ANTERIORE TORACO-APPENDICOLARI STERNOCLEIDOMASTOIDEO.M. COLLO GRANDE DORSALE SPINO. COSTALI RETTO ABDOMINIS ESPIRATORI INTERCOSTALI INTERNI La prima parte delle vie aeree, fino alla 17a generazione non partecipano agli scambi gassosi (spazio morto anatomico). Gli scambi avvengono dalla 17a generazione in poi. Il progressivo aumento della sezione trasversa delle vie aeree poste in parallelo determina una progressiva riduzione della velocità dell aria

18 in ogni acino il bronchiolo terminale si biforca in due bronchioli respiratori o alveolari, canali che si suddividono ulteriormente e sulle cui pareti sono presenti da 60 a 120 dilatazioni sacciformi, emisferiche, attraverso cui avvengono gli scambi gassosi capillari perialveolari bronchiolo terminale ramo arteria polmonare alveoli bronchiolo respiratorio canale alveolare ramo vena polmonare Branca arteria polmonare bronchioli Muscolo liscio Arterie, vene e nervi bronchiali Vasi linfatici capillari Branca vena polmonare alveoli Lo scambio dei gas respiratori avviene a livello dell unità alveolo-capillare. Gli alveoli sono circa (sesta) e formano una superficie di scambio totale di circa 140 m2

19 EPITELIO ALVEOLARE NUCLEO CELLULA ENDOTELIALE Gli scambi gassosi avvengono a livello della membrana respiratoria (alveolo-capillare). Lo spessore ridotto della membrana facilita il processo di diffusione dei gas. FARINGE CORDE VOCALI ESOFAG O POLMON E DS BRO NCO DS Cavità nasali Lingua Laringe Trachea Polmone Sn Bronco Sn Il ricambio di aria alveolare è un processo intermittente legato al ciclo respiratorio (12-14/min). Ad ogni inspirazione 500 ml di aria (volume corrente) si diluiscono in 2,3l già contenuti nel polmone

20 STRUTTURA ALVEOLARE FIBRE ELASTICHE PNEUMOCITI TIPO II PNEUMOCITI TIPO I CAPILLARI MACROFAGI CELLULA ENDOTELIO CAPILLARE UNITA ALVEOLO-CAPILLARE E' quella zona del polmone nella quale avvengono gli scambi gassosi. Nel polmone sono presenti circa 300 milioni di alveoli, che si pongono in rapporto con moltissimi capillari (1000 capillari circa per alveolo). L'alveolo ha un diametro di circa 250 mm, ha parete costituita da epitelio di rivestimento (epitelio alveolare) e da un sottostante strato connettivale ricco di capillari. Nell'epitelio alveolare si possono distinguere tre tipi di cellule: pneumociti di I tipo - cellule appiattite, con citoplasma estremamente sottile, povero di granuli. Sono unite tra loro e ai penumociti di II tipo mediante giunzioni cellulari serrate. Pneumociti di II tipo - hanno dimensioni maggiori, sono tondeggianti, e sporgono nel lume dell'alveolo. Sono caratterizzati dalla presenza di corpi inclusi lamellari che sono costituiti dai fosfolipidi del surfactant. Macrofagi alveolari - cellule migranti, si ritrovano liberi nello spazio alveolare o strettamente aderenti ai pneumociti di I tipo. Sono caratterizzati da estroflessioni citoplasmatiche irregolari. Sono in grado probabilmente di ricircolare. Sono importanti nei meccanismi di difesa del polmone.

21 EVENTI COINVOLTI NEL PROCESSO DI SCAMBIO GASSOSO VENTILAZIONE POLMONARE movimento di aria dall'esterno all'interno del polmone e viceversa DIFFUSIONE FRA ALVEOLI E SANGUE movimento di O2 e CO2 attraverso la membrana respiratoria PERFUSIONE POLMONARE flusso sanguigno polmonare richiesto per apportare sangue a, e rimuovere sangue dalla zona di scambio RAPPORTO VENTILAZIONE-PERFUSIONE importante per l'efficacia degli scambi gassosi TRASPORTO O2 e CO2 NEL SANGUE TRASFERIMENTO O2 DAI CAPILLARI ALLE CELLULE E CO2 IN DIREZIONE OPPOSTA UTILIZZAZIONE O2 E PRODUZIONE CO2 NELLE CELLULE Il movimento di aria dall esterno all interno del polmone e viceversa, è assicurato da un gradiente pressorio che si crea tra l esterno (P atmosferica) e l interno del polmone (P alveolare). Per la Legge di Boyle P.V = K la P alveolare si modifica attraverso cambiamenti del volume polmonare. Inspirazione: > volume del polmone < P alveolare, aria entra. Espirazione: < volume del polmone, > P alveolare atmosferica, aria esce. Modificazione calibro vie aeree Sistema nervoso parasimpatico (vago, Ach su recettori M3): Broncocostrizione (riflessi attivati da agenti irritanti, stimoli meccanici, CO2) Adrenalina circolante (su recettori β2) Broncodilatazione Sistema nervoso simpatico (NA su recettori α) Broncocostrizione (effetto scarso), agisce prevalentemente su arterie bronchiali e ghiandole Fattori locali rilasciati durante infiammazioni o reazioni allergiche: Istamina (dai mastociti durante reazioni allergiche) e PG (durante infiammazioni) Broncocostrizione

22 Meccanica respiratoria gli atti respiratori, in condizioni di riposo, sono automatici ed involontari: permettono di introdurre dai 7 agli 8 litri d aria al minuto. l attività dei muscoli respiratori modifica il volume della cavità toracica, mentre il movimento dei polmoni è passivo INSPIRAZIONE momento attivo della respirazione determinato da un doppio meccanismo ESPIRAZIONE fase passiva, determinata dall elasticità della parete toracica e dei polmoni che tornano alle dimensioni iniziali diaframma allungamento cavità toracica e suo aumento di volume contrazione muscoli inspiratori le coste si innalzano e la gabbia toracica si amplia in senso sagittale e frontale l aumento di volume della cavità toracica è seguito passivamente dall espansione dei sacchi pleurici e quindi dei polmoni si può costruire una curva pressione-volume tale fenomeno è dovuto alla depressione presente nelle cavità pleuriche, pari a 3, -5 mmhg, che mantiene distesi elasticamente i polmoni, tanto che anche dopo una espirazione forzata gli alveoli contengono aria la curva che segue il polmone durante l insufflazione è differente da quella che segue nella desufflazione isteresi anche senza alcuna pressione espandente, il polmone ha dell aria al suo interno, pari circa a 1-2 litri

23 Scambio e trasporto gassoso 1a FASE: VENTILAZIONE l aria inspirata raggiunge gli alveoli vie aere di conduzione alveolo barriera sangue-gas spazio morto anatomico: 150 ml volume totale polmonare volume del sangue capillare 2a FASE: DIFFUSIONE passaggio del gas attraverso le pareti alveolari l ossigeno e l anidride carbonica si muovono tra aria e sangue per semplice diffusione seguendo un gradiente pressorio. La legge di Fick descrive la diffusione attraverso i tessuti i capillari sono avvolti intorno ad un numero enorme di alveoli (300 milioni circa), in modo tale che la barriera sangue-gas, estremamente sottile, ha un area di m2 dimensioni della barriera ideali per la diffusione la velocità di trasferimento di un gas attraverso una lamina di tessuto è proporzionale all area del tessuto ed alla differenza in concentrazione del gas fra i due suoi lati, ed inversamente proporzionale allo spessore del tessuto differente solubilità tra ossigeno ed anidride carbonica

24 3a FASE: PERFUSIONE il gas è rimosso dal polmone da parte del sangue circolazione polmonare = circolazione minore un rapporto non idoneo tra ventilazione e flusso sanguigno è responsabile della maggior parte del difetto dello scambio gassoso in malattie polmonari effetto dell alterazione del rapporto ventilazione-perfusione in una unità polmonare (ipotetico polmone perfetto) andamento della pressione parziale dell ossigeno dall aria ai tessuti P(O 2 ) del gas alveolare è determinata dall equilibrio tra due processi rimozione dell ossigeno da parte del sangue nei capillari polmonari SHUNT si riferisce al sangue che trova la sua via nel sistema arterioso senza passare attraverso le aree ventilate del polmone: P(O 2 ) del sangue arterioso è < di quella nel gas alveolare continuo rimpiazzo dell ossigeno ad opera della ventilazione alveolare IPOVENTILAZIONE P(O 2 ) alveolare scende

25 Controllo nervoso della respirazione l attività dell apparato respiratorio si adatta automaticamente e involontariamente alle necessità dell organismo scambio gassoso più intenso quando aumenta fabbisogno di O 2 e la produzione di CO 2 ritmo respiratorio e frequenza cardiaca aumentano l automatismo della respirazione è controllato da centri nervosi localizzati nella formazione reticolare del bulbo encefalico più rapido trasporto di sangue ossigenato ai tessuti che ne hanno fatto richiesta, e di sangue venoso ai polmoni stimolati o inibiti da recettori di tensione siti nella parete alveolare e da recettori chimici presenti a livello dell arco aortico e della biforcazione delle arterie carotidi hanno come effettori i muscoli respiratori è sufficiente un aumento della pressione parziale di CO 2 dell 1% perché i glomi reagiscano ed informino i centri bulbari respiratori e cardioacceleratori