Apparato respiratorio

APPARATO RESPIRATORIO

La ventilazione o respirazione polmonare:

è un processo cosciente

è la base della fonazione

è collegata con lo stato emotivo

è parzialmente controllabile con la volontà

Funzioni principali dell’apparato respiratorio

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Scambio di gas tra atmosfera e sangue l’organismo introduce ossigeno per distribuirlo ai tessuti,

mentre l’anidride carbonica prodotta dal metabolismo viene eliminata;

→

Regolazione omeostatica del pH corporeo i polmoni controllano il pH regolando l’escrezione di CO ;

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→

Protezione da patogeni inalati o da sostanze irritanti l’epitelio dell’apparato respiratorio è protetto

da meccanismi che intrappolano e distruggono le sostanze potenzialmente dannose prima che possano

penetrare nell’organismo;

→

Vocalizzazione il movimento dell’aria attraverso le corde vocali genera vibrazioni utilizzate per

parlare, cantare o per altre forme di comunicazione;

Via per perdita d’acqua ed eliminazione di calore;

Promuove il ritorno venoso.

Doppio significato di “respirazione”: in fisiologia il termine respirazione viene applicato in diversi contesti,

inevitabilmente collegati:

Respirazione cellulare: processi metabolici che si verificano all’interno della cellula, generando energia

attraverso il consumo di ossigeno e la conseguente produzione di anidride carbonica.

Respirazione polmonare: ventilazione polmonare che ha lo scopo di mantenere costanti le pressioni

parziali dei gas nel sangue, introducendo ossigeno ed eliminando anidride carbonica.

Da ricordare:

Il flusso va da regioni a più alta pressione verso regioni a più bassa pressione;

Una pompa muscolare crea gradienti di pressione;

La resistenza al flusso dell’aria è influenzata soprattutto dal diametro dei condotti attraverso i quali

fluisce l’aria.

Apparato respiratorio: pompa muscolare + superficie di scambio

SISTEMA RESPIRATORIO

Respirazione esterna: scambio di gas tra ambiente esterno e le cellule dell’organismo. 4 processi integrati:

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Scambio d’aria tra atmosfera e polmoni: processo chiamato ventilazione (inspirazione ed espirazione)

meccanica respiratoria.

Scambio di ossigeno ed anidride carbonica tra polmoni e sangue.

Trasporto di ossigeno e anidride carbonica nel sangue.

Scambio di gas tra sangue e cellule.

Richiede il funzionamento coordinato dei sistemi respiratorio e cardiocircolatorio.

Strutture del sistema respiratorio

Sistema di conduzione o vie aeree: va dall’ambiente esterno alla superficie di

scambio dei polmoni;

Alveoli: serie di strutture semisferiche interconnesse associate ai capillari

alveolari. Formano la superficie di scambio attraverso cui l’ossigeno diffonde

dall’aria inspirata al sangue e l’anidride carbonica diffonde dal sangue all’aria che

sta per essere espirata.

Ossa e muscoli del torace e addome: permettono la ventilazione.

2 parti:

Tratto respiratorio superiore: bocca, cavità nasali, faringe, laringe e trachea;

Tratto respiratorio inferiore: trachea, due bronchi primari, ramificazioni dei bronchi e polmoni.

Ossa e muscoli del torace → →

Cassa toracica delimitata da: coste e colonna vertebrale pareti laterali e superiore diaframma forma a

cupola che costituisce il pavimento della gabbia toracica.

Due gruppi di muscoli intercostali (interni ed esterni) connettono le 12 paia di coste. I muscoli

sternocleidomastoidei e i muscoli scaleni dipartono dalla testa e dal collo fino allo sterno e alle due prime

coste. Il diaframma: muscolo scheletrico a forma di cupola che costituisce il pavimento della gabbia

toracica.

Polmoni circondati da un sacco pleurico formato da due membrane pleuriche o pleure formate da strati di

tessuto connettivo elastico e da numerosi capillari. Sono tenuti assieme da un sottile strato di liquido

intrapleurico (25-30 ml).

Funzioni del liquido intrapleurico: →

Crea una superficie umida e scivolosa che facilita lo scorrimento i

due foglietti membranosi possono scorrere uno sull’altro.

Mantengono i polmoni a stretto contatto con la parete toracica.

Pleurite: infiammazione del sacco pleurico accompagnata da

respirazione dolorosa perché’ ad ogni espansione e compressione del

polmone provoca “attrito da sfregamento”.

Polmoni:

Sono 2, divisi in numerosi lobi e ognuno servito da un bronco.

Costituito da una serie di vie aeree molto ramificate, da alveoli, da vasi sanguigni e

da una grande varietà di tessuto connettivo elastico.

Unico muscolo presente: muscolatura liscia delle pareti delle arteriole e dei

bronchioli, soggetta a regolazione.

Nelle pareti alveolari non è presente alcun muscolo responsabile dell’espansione e

della compressione durante il processo respiratorio.

I cambiamenti del volume polmonare (e quindi anche del volume alveolare) avvengono attraverso

variazioni delle dimensioni della cavità toracica.

Vie aeree:

→ →

Bocca e naso faringe (tratto comune per cibo, liquidi ed aria) laringe (corde vocali)

→ trachea

Trachea: tubo semiflessibile, tenuto aperto da 15-20 anelli di tessuto cartilagineo. Si

ramifica in due bronchi primari uno per ciascun polmone. All’interno dei polmoni, i

bronchi si ramificano ripetutamente in bronchi di dimensione via via più piccole. Anche i

bronchi sono tubi semirigidi sostenuti da cartilagine. Nei polmoni i bronchi più piccoli

diventano bronchioli, piccole vie di passaggio comprimibili con le pareti costituite da muscolo liscio. I

bronchioli continuano a ramificarsi fino ai bronchioli terminali: punto di passaggio tra le vie aeree e

l’epitelio di scambio polmonare.

N.B. l’area totale della sezione è minore nella parte superiore delle vie aeree e maggiore a livello dei

bronchioli.

Il diametro delle vie aeree diventa sempre più piccolo dalla trachea ai bronchioli, mentre le singole vie

aeree diventano sempre più strette e il loro numero aumenta geometricamente.

Funzioni delle vie aeree

Riscaldamento dell’aria alla temperatura corporea à gli alveoli non sono danneggiati dall’aria fredda;

Aggiunta di vapore acqueo fino al 100% di umidità in modo che l’epitelio di scambio non si disidrati;

Filtrazione del materiale estraneo, in modo che batteri e particelle inorganiche non raggiungano gli

alveoli.

Le ciglia si flettono con un movimento verso l’alto che sposta il muco verso la faringe: risalita del muco. Il

muco contiene immunoglobuline che possono inattivare diversi agenti patogeni. Una volta che il muco ha

raggiunto la faringe può essere espettorato o deglutito. Il muco deglutito viene attaccato dagli enzimi e

dall’ambiente acido dello stomaco e così i microrganismi in esso contenuti sono distrutti. La secrezione

della soluzione salina sotto al muco è essenziale per la risalita del muco.

Alveoli

Costituiscono la maggior parte del tessuto polmonare.

Funzione: scambio di gas tra l’aria che contengono e il sangue.

Sono costituiti da singolo strato di epitelio di scambio:

- Cellule alveolari di II tipo: più piccole ma spesse, secernono una sostanza chimica: surfattante che facilita

l’espansione polmonare durante la ventilazione.

- Cellule alveolari di I tipo: più grandi, 95% del volume alveolare. Sono così sottili che i gas possono

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diffondere rapidamente attraverso di esse. Senza tessuto muscolare il tessuto polmonare non si contrae

ma ha tessuto connettivo con fibre di elastina che permettono il ritorno elastico del tessuto polmonare

precedentemente stirato. Nella maggior parte dell’area di scambio uno strato di lamina basale fonde

l’epitelio alveolare all’endotelio dei capillari.

Se la superficie degli alveoli fosse completamente distesa avrebbero un’area tra 50 e 100 m2 (superficie 20-

50 volte maggiore della superficie corporea).

CIRCOLAZIONE POLMONARE

Circolazione polmonare contiene circa 0.5 litri di sangue (10% volume totale).

Circa 75 ml si trovano a livello dei capillari, dove avviene lo scambio gassoso.

La portata di flusso nei polmoni è molto più alta rispetto a quella degli altri tessuti perché’ i polmoni

ricevono l’intera gittata cardiaca del ventricolo destro (5 litri/min).

La pressione del sangue nella circolazione polmonare è bassa (25/8 mmHg contro i 120/80 mmHg della

pressione arteriosa sistemica). il ventricolo destro non deve pompare con molta energia per generare il

flusso polmonare in quanto la resistenza è bassa.

I vasi sanguigni coprono l’80-90% della superficie alveolare, formando una lamina quasi continua di sangue

in stretto contatto con l’aria che riempie gli alveoli à la vicinanza tra capillari e aria alveolare e’ essenziale

per uno scambio gassoso rapidissimo.

VENTILAZIONE – MECCANICA RESPIRATORIA

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Inspirazione il diaframma si abbassa, le coste si alzano

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Espirazione il diaframma si alza, le coste si abbassano

La ventilazione è un processo attivo che utilizza la contrazione muscolare. L’aria entra nei polmoni perché’

esiste un gradiente di pressione creato da una pompa.

Agiscono da pompa: muscoli della cassa toracica e il diaframma.

Respirazione tranquilla: diaframma, muscoli intercostali e scaleni.

Ventilazione forzata (esercizio fisico, suonare uno strumento a fiato, gonfiare un pallonc