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2 Composizione dell aria Ossigeno (21% O 2 ) Azoto (78% N 2 ) Altri gas (1%) Argon CO 2 etc

3 Funzioni apparato respiratorio Scambi gassosi Regolazione ph ematico Partecipa al ritorno venoso

4 Vie aeree superiori Narici Cavità nasali Seni paranasali Mascellari (2) Frontali (2) Sfenoidale (1) Faringe Laringe Trachea Bronchi (bronchioli etc)

5 Spazio morto Anatomico Rappresentato da tutte quelle cavità dell apparato respiratorio che NON CONTENGONO ALVEOLI Fisiologico Rappresentato dal VOLUME REALE di gas che non si mette in equilibrio con il sangue.

6 Riscaldamento Significato funzionale dello spazio morto cornetti nasali (superiore, medio, inferiore) Umidificazione presenza di muco sulle superfici Depurazione peli ciglia vibratili Fonazione (laringe) Olfatto (mucosa olfattiva) NB: nello spazio morto la > distribuzione delle resistenze

7 Regolazione nervosa delle resistenze al flusso d aria INNERVAZIONE PARASIMPATICA colinergica: aumento delle resistenze, broncocostrizione INNERVAZIONE SIMPATICA adrenergica: diminuzione delle resistenze, broncodilatazione Innervazione parasimpatica NANC, non adrenergicanon colinergica: ossido nitrico (NO): broncodilatazione

8 Misure respiratorie Frequenza Numero di atti respiratori/unità di tempo Inversamente proporzionale alla mole Ritmo Successione degli atti respiratori È normale quando l intervallo prima e dopo un atto sono uguali Volumi

9 Frequenza respiratoria a riposo in alcuni animali cavallo bovino vitello maiale cane 20- gatto pecora 20-30

10 Misure respiratorie Frequenza Numero di atti respiratori/unità di tempo Inversamente proporzionale alla mole Ritmo Successione degli atti respiratori È normale quando l intervallo prima e dopo un atto sono uguali Volumi

11 Volumi respiratori TV: V. di un singolo respiro, a riposo IRV : V che si può inspirare in più ad ogni atto ERV : V che si può espirare in più RV : V che rimane negli alveoli anche dopo una espirazione forzata, serve per mantenere pervi gli alveoli (prova docimasica) (VC) capacità vitale: massimo V che può essere inspirato in un singolo respiro VC= IRV+TV+ERV. Varia a seconda di età, sesso e dimensioni corporee

12 Volumi polmonari

13 Meccanica respiratoria Inspirazione Incremento di aria nell albero respiratorio Dipende dall aumento di volume della gabbia toracica Processo attivo Espirazione Diminuzione di aria nell albero respiratorio Dipende dalla diminuzione di volume della gabbia toracica Processo passivo (eccezione nel cavallo)

14 Strutture coinvolte Colonna (toracica) Sterno Coste: il movimento avviene a livello di articolazioni costovertebrali Diaframma: chiude caudalmente la cassa toracica Muscoli intercostali Esterni: inspiratori Interni: espiratori Muscoli addominali: espiratori, intervengono nella tosse Retto dell addome Obliquo esterno, obliquo interno Trasverso dell addome

15 Strutture coinvolte Colonna (toracica) Sterno Coste: il movimento avviene a livello di articolazioni costovertebrali Diaframma: chiude caudalmente la cassa toracica Muscoli intercostali Esterni: inspiratori Interni: espiratori Muscoli addominali: espiratori, intervengono nella tosse Retto dell addome Obliquo esterno, obliquo interno Trasverso dell addome

16 Pressione intrapleurica Risultante delle due diverse forze elastiche: Il polmone, che tende a collassare (ricco in fibre elastiche) La gabbia toracica, che tende ad espandersi Normalmente è subatmosferica Inspirazione: 6-7 mmhg Espirazione: 3-4 mmhg

17 Scambi respiratori O 2 in entrata CO 2 in uscita Strutture da attraversare

18 Barriera di diffusione 1. Strato liquido che bagna i polmoni. 2. Epitelio polmonare. 3. Strato interstiziale. 4. Endotelio capillari polmonari. 5. Plasma e parete dei globuli rossi.

19 Circolazione Polmonare - alveolare - bronchiale

20 Il flusso cambia con l altezza della colonna di liquido che insiste sul vaso Quando la pressione aumenta le due pareti si allontanano ed aumenta lo spessore di sangue che le separa Nel polmone umano la pressione a tale livello è di circa 12 mmhg ( mmhg a seconda del ciclo cardiaco)

21 La pervietà dei capillari dipende dalla differenza tra pressione del sangue arterioso (P A ) e quella alveolare (P a ). se P A > P a = aperto se P A < P a = chiuso

22 La vicinanza tra cuore e polmoni ha due effetti: 1. Riduce gli effetti della gravità sul circolo polmonare: 2. Le ridotte pressioni interne al cavo toracico durante l inspirazione migliorano il ritorno venoso al cuore pompa toraco-addominale

23 Regolazione della circolazione polmonare INNERVAZIONE SIMPATICA adrenergica: aumento delle resistenze=vasocostrizione INNERVAZIONE PARASIMPATICA colinergica: scarsi effetti negli animali sani; diminuzione delle resistenze=vasodilatazione Ipossia alveolare (bassa po 2 ) vasocostrizione ipossica

24 Vasocostrizione ipossica Benefica quando è localizzata in alveoli ipossici (es. atelectasia polmonare) Gravi conseguenze ad alte quote o per patologie polmonari diffuse vasocostrizione polmonare generalizzata aumento di pressione nell arteria polmonare aumento del lavoro del ventricolo dx insufficienza cardiaca dx

25 Mal di montagna (mal. giogaia) Brisket disease Difficoltà respiratorie Riluttanza al movimento Brisket: punta del petto pendula e gonfia Rigonfiamento tra le mandibole

26 Epitelio polmonare Cellule di tipo I: le più abbondanti, epiteliali squamose, piatte. Cellule di tipo II: presentano villi superficiali e corpi inclusi (tensioattivo). Cellule di tipo III: hanno un orletto a spazzola e sono ricche in mitocondri. Hanno un probabile ruolo nell assorbimento di NaCl dal fluido polmonare. Macrofagi alveolari.

27 Tensione superficiale alveolare La tensione della parete alveolare dipende dalle proprietà meccaniche della parete stessa e dalla tensione superficiale dell interfaccia aria-liquido (che bagna gli alveoli). Legge di Young-Laplace: P=2T/r T. dell acqua= 72 dines/cm

28 SURFATTANTE Dato che gli alveoli sono molto distensibili circa il 70% della resistenza allo stiramento è dovuta alla tensione superficiale. I surfattanti sono agenti tensioattivi, prodotti dalle cellule alveolari di tipo II Il principale costituente è la dipalmitoillecitina, la sintesi è stimolata dall ingresso di aria e dal cortisolo

29 Mancanza di surfattante Ipossia Acidosi Embolia o congestione polmonare (alterazioni del circolo polmonare) Atelectasia Edema polmonare Circolazione extracorporea Somministrazione di O 2 per lunghi periodi Lavaggio polmonare Inspirazione di sostanze tossiche (idrocarburi) Annegamento Asfissia RDS (reapiratory distress syndrome)

30 Flusso aereo Flusso laminare: silenzioso Flusso turbolento: rumore Poiché nel polmone esistono diramazioni irregolari dei bronchi e variazioni di velocità (inspirazione/espirazione), si ha contemporaneamente flusso laminare e turbolento NB: resistenza delle vie aeree

31 SCAMBI RESPIRATORI (sangue/polmone) (sangue/interstizio)

32 Emogasanalisi O 2 (derivazione ATMOSFERICA) PO 2 sangue arterioso= 97 mmhg PO 2 sangue venoso= 37-40mmHg CO 2 (derivazione METABOLICA) PCO 2 sangue arterioso= 40mmHg PCO 2 sangue venoso= 46mmHg

33 Trasporto dei gas Dovuto ESCLUSIVAMENTE a gradienti di p. parziale : O 2 passa dall alveolo (100 mmhg) al sangue polmonare (40 mmhg) CO 2 passa dal sangue polmonare (46 mmhg) all alveolo (40 mmhg)

34 Scambi gassosi Volumi percentuali (%) Pressioni parziali (mmhg) O 2 CO 2 N 2 O 2 CO 2 N 2 Aria inspirata 21 0, ,3 596 Aria espirata 16 4,5 79, Aria alveolare 14 5, Sangue arterioso Sangue venoso Tessuti

35 Scambio di ossigeno nei tessuti Avviene per gradiente pressorio O 2 capillari arteriosi: 97 mmhg tessuto: 40 mmhg (a riposo, se in attività può essere più bassa) CO 2 Sangue: 40 mmhg tessuto: mmhg Il sangue che lascia i tessuti presenta: po 2 40 mmhg pco2 46 mmhg

36 Trasporto dell ossigeno Disciolto nel plasma (0,3%) Nei GR, legato all emoglobina (1 molecola di gas per ogni atomo di Fe ++ )

37 Spostamento della curva a Sx (cede meno O 2 ) Carbomonossi-Hb NB: l aumento del DPG nei GR è importante per l acclimatamento alle alte quote! Il DPG diminuisce invece nei GR conservati per le trasfusioni cedono più difficilmente l O 2 a Dx (cede + facilmente O 2 ) ph T pco 2 elettroliti DPG (ac. difosfoglicerico, nei GR) L ossi-hb cede più facilmente O 2 ai tessuti

38 Lo spostamento della curva di dissociazione verso dx da parte dell aumento di CO2 è chiamato EFFETTO BOHR. Si riscontra durante lo sforzo muscolare

39 Trasporto della CO 2 Si forma nelle cellule come scoria del metabolismo aerobio Diffonde dai tessuti al sangue e da questo all alveolo per Δ pressorio Trasportata prevalentemente dal plasma libera (fisicamente disciolta) come acido carbonico (H 2 CO 3 ) come bicarbonato (HCO 3- ) legata alle proteine (legami carboaminici) Trasportata dai GR

40 Spostamento dei cloruri (c.d. effetto Hamburger) Nei tessuti: La deossi-hb ha più proprietà tampone e lega H + (reazione spostata a dx) il bicarbonato passa dal GR al plasma ioni Cl - compiono il percorso inverso per gradiente elettrico Il fenomeno di Hamburger è opposto nel polmone il Cl - esce dagli eritrociti HCO 3- entra negli eritrociti La reazione si sposta a sx (CO 2 )

41 Hamburger polmonare

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