Appunti Fisiologia

APPARATO RESPIRATORIO SUPERIORE MUSCOLI RESPIRATORI

I. Cavità nasale (aria si scalda e viene filtrata) Muscoli inspiratori:



II. Faringe (epiglottide) Diaframma



III. Laringe (è la parte superiore della trachea) intercostali esterni

 muscoli scaleni



APPARATO RESPIRATORIO INFERIORE Muscoli espiratori:



IV. Bronchi (aria scaldata, filtrata e umidificata) Muscoli addominali



- Bronchi principali dx e dx Intercostali interni



- Bronchi secondari

- Bronchioli Espirazione a riposo è atto passivo

V. Alveoli

VI. Polmoni

Sistema di conduzione:

Volume corrente= 500ml

 Spazio morto anatomico

350 ml (che partecipa agli scambi) + 150ml di aria non utile ai

fini dell’ossigenazione.

È il volume d’aria inspirata ed espirata dai polmoni in un singolo respiro non forzato.

Durante il percorso dall’esterno all’alveolo, lungo l’albero respiratorio

l’aria si riscalda a 37°C e si satura di vapore acqueo

PH O= 47mmHg

a 37°C l’aria è satura di vapore d’acqua 2

Epitelio respiratorio ha delle ciglia: filtro dell’aria inspirato (inutile contro polveri

sottili). Il movimento delle ciglia sposta lo strato di muco verso la faringe rimuovendo i

patogeni inalati e il materiale particolato

Bronchi: rinforzati da anelli di cartilagine per impedirne collasso, sono tappezzati da un

epitelio cigliato contenenti ghiandole mucipare. I bronchi si ramificano in condotti via via

bronchioli

più sottili, i formano albero capovolto

Le vie aeree di conduzione portano l’aria inspirata alle regioni di scambio riscaldandola,

abbiamo circa 300 milioni di alveoli per un’area totale della superficie di 85m 2

Alveoli: minuscole sacche simili ad acini d’uva che sboccano dai bronchioli. Ogni alveolo

è circondato da una rete di capillari sanguigni (sono molto vascolarizzati perché gli

scambi possano avvenire) ed è rivestito internamente da uno strato umido di cellule

epiteliali. È qui che avviene lo scambio gassoso.

La struttura alveolare è costituita da:

Pneumociti di tipo 1: fibre elastiche

 Pneumociti di tipo 2: sintesi di surfattante o tensioattivo (abbassa la tensione

 superficiale)

Macrofagi: inglobano il materiale esterno che raggiunge gli alveoli. Funzione di

 filtro, gli alveoli sono privi di ciglia.

La ventilazione avviene in due fasi:

Inspirazione: muscoli intercostali si contraggono

i provocando il sollevamento e un

 diaframma si

leggero distanziamento delle costole, contemporaneamente il

abbassa, la cupola si appiattisce, provocando la dilatazione della cavità toracica.

pressione nei polmoni diminuisce l’aria

La (+spazio = - pressione) e di conseguenza

entra nei polmoni fuoriuscita passiva dell’aria rilassamento

L’espirazione: la dai polmoni è data dal

 dei muscoli intercostali e del diaframma che torna quindi alla sua conformazione a

la pressione del polmone diventa abbastanza alta da risultare

cupola, e, quando

superiore a quella esterna, l’aria esce dai polmoni (-spazio = + pressione).

Meccanica respiratoria: distingueremo una trattazione statica (volumi polmonari) e una

trattazione dinamica (flussi polmonari; flusso = volume/tempo)

- Trattazione statica: volumi polmonari (inspirare e misuro quanta aria ha dentro)

- Trattazioni dinamiche: flussi polmonari (misuro mentre pz inspira ed espira)

Come si muove l’aria nei condotti?

Trattazione statica:

Misura dei volumi polmonari: spirometria

Lo spirometro (circuito aperte per misure di spirometria e circuito chiuso per misure di

metabolismo). Una campana galleggia sull’acqua. Il soggetto aspira aria e poi espira aria

nella campana. Come si può misurare l’aria all’interno della campana. Quando il

soggetto inspira l’aria fluisce nei polmoni. Il volume della campana diminuisce e la penna

sale sul tracciato.

Sul tracciato spirometrico troveremo quattro volumi polmonari:

Volume residuo (V ) [aria non espirata]

 R

Volume di riserva espiratoria (VRE) [aria extra espirata in espirazione profonda]

 Volume corrente (V ) [500ml di cui 350 utili agli scambi + 150 spazio morto

 C

anatomico]

Volume di riserva inspiratoria (VRI) [aria extra inspirata in inspirazione

 profonda]

Le capacità sono somme di due o più volumi

volume corrente + volume riserva espiratoria + volume di riserva inspiratoria + volume

residuo (serve per non far collassare il polmone) =

capacità polmonare (la quantità di aria che può stare dentro il polmone)

Volumi e capacità polmonari:

Capacità totale:

I. totale d’aria in base all’inspirazione massima

Volume ventilatorio:

II. volume d’aria inspirato ed espirato con normale respiro

Capacità vitale:

III. volume d’aria nuovamente inspirabile dopo la massima

espirazione

Volume residuo:

IV. aria che non viene espirata anche in massima espirazione

Volume inspiratorio:

V. Aria inspirata in caso di inspirazione profonda

Volume espiratorio di riserva:

VI. aria aggiuntiva espirata in caso di espirazione

profonda metodo della diluizione, principio

misura del volume residuo:

La si basa sul ossia sul

di conservazione della massa. Una miscela di He (gas inerte non tossico, che non

scambia e non viene metabolizzato) e O viene inspirato e poi espirato. Così so quanto è il

2

volume residuo (nei fumatori aumenta il volume residuo, polmone enfisematoso diventa

sfilacciato)

Volume di partenza + volume corrente + volume riserva respiratorio

Come avviene un atto respiratorio:

Legge di Boyle: il movimento dei gas e

Una riduzione del volume aumenta le collisioni, quindi aumenta la pressione (pressione

volume sono due grandezze inversamente proporzionali)

Sistema toraco-polmonare composto da due molle:

polmone

Il è una struttura elastica che tende sempre al collasso

gabbia toracica

La tende sempre all’espansione (se volumi polmonari non troppo elevati)

1) Nell’inspirazione le molle tirano in senso opposto e vince la tendenza della gabbia

(torace si espande)

2) Nell’espirazione le molle tirano nello stesso senso: l’azione dei muscoli respiratori

non serve.

Il sistema è in equilibrio, ossia le due molle tirano con forza uguale e contraria, alla fine

capacità funzionale residua)

di una espirazione normale (CFR:

Il sacco pleurico è una doppia membrana che circonda il polmone ed è pieno di liquido

pleurico, la pressione intra-pleurica è sempre negativa

In condizioni di equilibrio, la parete toracica è tirata verso l’esterno e il polmone verso

pressione intrapleurica

l’interno: le due forze si controbilanciano e la è negativa.

pressione intra-pleurica: pressione che si crea tra la membrana pleurica e il polmone

spazio intrapleurico

Se aria viene introdotta nello fino al raggiungimento la Pb, il

polmone collassa e la gabbia toracica si espande

Aria inspirata Aria espirata

Azoto 78% Azoto 78%

Gas nobili 1% Gas nobili 1%

Ossigeno 21% Ossigeno 16%

Anidride carbonica 0% Anidride carbonica 4%

Spazio morto anatomico= 150ml di aria (per un volume corrente di 500ml di aria)

Scambio di 350ml di aria su 500ml di volume corrente; 150ml di spazio morto anatomico

Spazio morto anatomico spesso non è uguale a spazio morto fisiologico

Spazio morto fisiologico: alveoli poco ventilato o poco perfusi (rapporto

ventilazione/perfusione= 0,8)

Nell’alveolo

rapporto ventilazione/perfusione

Il non sarà mai 1 ma 0,8 perché gli alveoli non sono

tutti perfusi e non tutti sono ventilati allo stesso modo (se fosse 1 sarebbero tutti perfusi

e ventilati allo stesso modo) è 0,8 perché non lo sono tutti.

Ventilazione polmonare tot: 6L/min (tot)

Ventilazione alveolare tot: 4,2L/mi (utile)

Ventilazione massima volontaria: 125-170L/min (soggetto giovane, aumento volume

polmonare

Frequenza ventilazione: 12-20 atti ventilatori al minuto

La tensione superficiale nel polmone

L’aria alveolare è satura di vapore acqueo per cui uno sottilissimo strato di acqua ricopre

la superficie alveolare. Gli 80m ricoperti da 300 milioni di alveoli rappresentano

2

un’interfacci liquido-gas che implica la presenza di una apprezzabile energia di

superficie.

I liquidi hanno la tendenza a rimanere compatti grazie alle interazioni attrattive tra le

molecole che li compongono, per separare la superficie in due occorre, quindi, applicare

forze molto intense

Il problema dello spazio morto fisiologico o presenza di zone atelettasiche è che gli alveoli

polmonari hanno dimensioni diverse tra loro ma la forza sviluppata dai muscoli

respiratori per espandere il polmone è la stessa in tutti gli alveoli

Gli alveoli hanno raggio tra loro diverso

Se la tensione superficiale è costante, il raggio minore avrà più difficoltà

(doppio raggio = tensione dimezzata / metà raggio = tensione raddoppiata)

Variando la tensione superficiale la difficoltà di espansione, la proteina surfattante

(tensioattivo) abbassa la forza di coesione dell’acqua (divide le molecole d’acqua) e quindi

si abbassa la tensione superficiale

La tensione superficiale varia in funzione del raggio

Negli alveoli piccoli la proteina che abbassa tensione superficiale agisce, di più che

nelle grandi, dividendo le molecole d’acqua.

Il surfattante, quindi, risulta più concentrato nell’alveolo piccolo rispetto a quello grande,

nell’alveolo piccolo la tensione superficiale si abbassa di più. La pressione superficiale

esercitata dai muscoli respiratori è la stessa per tutti gli alveoli

legge di LaPlace:

La se due bolle hanno la stessa tensione superficiale

Il tensioattivo (surfattante) abbassa tensione superficiale e si concentrerà di più nell’alveolo

piccolo che nel grande

Il surfattante è secreto dagli pneumociti di tipo 2

Gli scambi alveolo capillari

Ossigeno ha bisogno di legarsi reversibilmente all’emoglobina, perché non è molto

solubile all’acqua, l’anidride al contrario è molto solubile in acqua, quindi, non ha

bisogno di un trasportatore.

Il movimento dei gas respiratori avviene per diffusione, la velocità di diffusione è data

dalla pressione parziale di O2 e CO2

La composizione dell’aria alveolare è ovviamente diversa sa quella ambientale; quindi,

cambieranno anche le pressioni parziali

L’aria inspirata si scalda e si umidifica; vapore acquo ha pressione parziale di 47mmHg,

la pressione totale è sempre di 760mmHg quindi la pressione parziale degli altri gas

diminuiranno

A ogni atto respiratorio, 350 ml di aria atmosferic