Biologia - teoria seconda parte

Il processo della respirazione

Nell'inspirazione, la contrazione del diaframma spinge il muscolo verso il basso, mentre i muscoli intercostali tirano le costole verso l'alto: ciò fa aumentare il volume della gabbia toracica e diminuire la pressione alveolare, di modo che l'aria vi affluisce dall'esterno. L'espirazione ha luogo per effetto dell'elasticità dei polmoni e della gabbia toracica, e consente l'efflusso dei gas respiratori dai polmoni. Nell'espirazione forzata intervengono anche muscoli intercostali e sotto costali.

L'aria entra nel naso e, nelle fosse nasali, per effetto della particolare conformazione di tre sporgenze ossee presenti in ciascuna di esse, turbinali nasali, assume un moto rotatorio che ne provoca il riscaldamento, favorisce la sua umidificazione e fa depositare i corpi estranei.

Relativamente più consistenti. Attraverso delle aperture posteriori, coane nasali, l'aria passa in successione attraverso due canali, la rinofaringe e l'orofaringe, canale questo condiviso con l'apparato digerente, ed arriva alla laringe, dove si trovano le corde vocali, preposte alla fonazione. Da lì giunge, attraverso la glottide, alla trachea, che si suddivide in due rami, i bronchi principali destro e sinistro. Ogni bronco si ramifica ulteriormente a dare rami sempre più numerosi e di minor calibro, bronchioli lobulari e respiratori, che, attraverso i dotti alveolari, portano ai dotti alveolari ed agli alveoli. Le strutture più esterne di questo sistema, sino ai bronchioli lobulari, sono sostenuti da strutture cartilaginee e presentano una mucosa ciliata e ricoperta di muco, che ha la funzione di umidificare i gas, bloccare le polveri, e, tramite il movimento delle ciglia, convogliarle verso la glottide dove vengono scaricate nell'esofago.

Gli alveoli sono costituiti da cellule endoteliali che ne costituiscono la parete, da cellule interstiziali e macrofagi, essenziali per la prima difesa dalle infezioni, relativamente frequenti nelle vie respiratorie, da pneumociti preposti agli scambi gassosi e da altri pneumociti che secernono fosfolipidi ad azione tensioattiva. Queste molecole si sciolgono nel velo di liquido che riveste la superficie interna dell'alveolo e, diminuendone la tensione superficiale, rendono più facile l'espansione degli alveoli nell'inspirazione (una carenza di questo liquido surfattante può creare gravi complicazioni nel neonato). Negli alveoli i gas respiratori si sciolgono nel velo di liquido su citato, per diffusione entrano nei pneumociti e da essi ai capillari che circondano l'alveolo secondo i loro

gradienti di concentrazione: a livello dei capillari polmonari venosi si avrà ingresso dell'ossigeno ed uscita dell'anidride carbonica. Nel sangue l'ossigeno è quasi tutto, 98,5%, legato all'emoglobina degli eritrociti mentre l'anidride carbonica è in parte sciolta senza variazioni, in parte come ione bicarbonato, e in parte è legata all'emoglobina a dare carbamminoemoglobina.

I centri nervosi respiratori si trovano a livello del midollo allungato e del ponte, formazione bulbo-pontina, e controllano la frequenza respiratoria grazie a chemocettori, sensibili al tasso ematico⇌ -+della CO2 tramite la diminuzione di pH collegata ad un suo aumento: CO2 + H2O ⇌ H2CO3 ⇌ H+ + HCO3-.

Il sistema circolatorio è preposto alla circolazione del sangue, così da trasportare nutrienti, ossigeno, anidride carbonica ed ormoni alle, e dalle, cellule in modo da nutrirle, combattere le infezioni, stabilizzare temperatura.

corporea e pH, mantenendo una situazione di equilibrio, omeostasi.I componenti essenziali del sistema circolatorio, nell'uomo, sono il cuore, il sangue ed i vasi san-guigni. In esso sono presenti una circolazione polmonare, in cui il sangue viene ossigenato, ed una sistemica attraverso tutto il resto del corpo al quale viene conferito il sangue ossigenato.

Nel sistema circolatorio di un adulto sono presenti in media da 5 a 6 litri di sangue che consiste di plasma, eritrociti, leucociti e piastrine.

Nella circolazione polmonare, il sangue povero di ossigeno viene pompato dal cuore, tramite l'arteria polmonare ai polmoni e, ossigenato, torna al cuore tramite la vena polmonare.

Il sangue povero di ossigeno arriva nell'atrio destro del cuore dalla vena cava superiore e da quella inferiore, passa, attraverso la valvola tricuspide, nel ventricolo destro, e da qui, attraverso la valvola semilunare polmonare, nell'arteria polmonare. Dopo gli scambi gassosi alveolari, il

Il sangue ossigenato, tramite la vena polmonare, ritorna all'atrio sinistro. Nella circolazione sistemica il sangue ossigenato è pompato dal ventricolo sinistro nell'aorta, arriva a tutte le parti del corpo e ritorna al cuore attraverso le vene cave. La circolazione coronarica porta il sangue al muscolo cardiaco, miocardio, tramite due arterie coronariche che originano dall'aorta; le vene coronarie riportano il sangue venoso al seno coronarico e, quindi, all'atrio destro.

polmoni arteria polmonare vena polmonare

aorta vena cava arteria epatica vena epatica fegato vena porta epatica arteria mesenterica intestino arteria renale rene vena renale altri organi

Il cuore pompa sangue ossigenato al corpo e sangue deossigenato ai polmoni. In esso sono presenti un atrio ed un ventricolo per ciascuna circolazione e quindi un totale di quattro camere. Agli atri, destro e sinistro arrivano il sangue deossigenato da tutto il corpo e, rispettivamente, quello ossigenato dai polmoni.

Dai ventricoli, destro e sinistro vien pompato il sangue deossigenato ai polmoni e, rispettivamente, quello ossigenato a tutto il corpo.
vena cava superiore
arteria polmonare
atrio sinistro
vene polmonari
valvola bicuspide
atrio destro
ventricolo sinistro
valvola tricuspide
valvola semilunare aortica
ventricolo destro
Il cuore è costituito da due pompe indipendenti ma sincronizzate poste in serie tra di loro tramite l'albero circolatorio.
Le cavità destre e sinistre sono divise da setti, interatriale e, rispettivamente, interventricolare che, qualora presentino danni congeniti, o dovuti a vari effetti (infarti), consentono il passaggio del sangue dalle une alle altre. Se il sangue passa da sinistra a destra, difetto sinistro – destro, si ha sovraffaticamento del ventricolo destro, che deve pompare una maggior quantità di sangue ai polmoni; se invece il sangue deossigenato passa da destra a sinistra, provoca una diminuzione della quantità di ossigeno.nel circolo sistemico, con conseguente cianosi. La parete del ventricolo sinistro, che deve pompare il sangue nel circolo sistemico in cui sono presenti resistenze alla circolazione molto maggiori che non nella circolazione polmonare, è decisamente più spessa di quella del ventricolo destro (le pressioni nelle due camere arrivano, rispettivamente, a 120 mmHg e 20 mmHg in più della pressione esterna). Le quattro valvole presenti nel cuore, tricuspide e bicuspide, o mitrale, e semilunari polmonare e aortica, hanno la funzione di far fluire il sangue in una sola direzione. Le valvole atrio-ventricolari durante la contrazione dei ventricoli, sistole, sono chiuse, in quanto bloccate da cordoni tendinei, e si aprono, consentendo il flusso di sangue dall'atrio al ventricolo, durante la diastole. Le semilunari presentano tre lembi a forma di tasca, con l'apertura rivolta verso l'arteria; il sangue che esce dai ventricoli, sistole, appiattisce le tasche chelasciano libero il passaggio, mentre un e-ventuale riflusso sanguigno le gonfia,diastole, bloccando la comunicazione con l'aorta o con l'ar-teria polmonare.Il cattivo funzionamento delle valvole si può configurare come un'insufficienza, che consente ri-flusso, o come una stenosi, restringimento, che rende più difficile il passaggio del sangue.Il ciclo cardiaco è l'insieme dei fenomeni, compresi tra un battito cardiaco ed il successivo, chehanno luogo nel cuore e può essere diviso in 5 stadi.Il primo corrisponde alla chiusura delle valvole semilunari, all'apertura di quelle atrioventrico-lari, con il cuore rilassato;nel secondo, sistole atriale, si ha contrazione degli atri e passaggio di sangue da essi ai ventricoli;il terzo, contrazione ventricolare isovolumetrica, si ha quando, con tutte le valvole chiuse i ventri-coli iniziano a contrarsi, con aumento di pressione ma a volume costante;nel quarto, eiezione ventricolare, i

ventricoli sono vuoti e contratti e le valvole semilunari sono aperte;

nel quinto, rilassamento ventricolare isovolumico, i ventricoli iniziano a rilassarsi, la pressione diminuisce e le valvole semilunari sono chiuse.

La frequenza cardiaca indica il numero di battiti al minuto, circa 70 in media, dovuti alla chiusura quasi contemporanea delle due valvole atrioventricolari. Ad ogni battito i ventricoli eiettano circa 70 cc di sangue, gittata o volume sistolico, e pertanto, in un minuto, il cuore pomperà circa 5000 cc, cioè 5 litri, di sangue (gittata cardiaca).

Le pressioni massima e minima nel ventricolo destro, corrispondenti rispettivamente alla sistole ed alla diastole di questa cavità, sono di 120 e di 70 mmHg superiori alla pressione esterna (che è mediamente 760 mmHg).

Il ciclo cardiaco è coordinato da una serie di impulsi elettrici prodotti da miociti presenti nel nodo seno atriale e che si diffondono a tutto il miocardio, raggiungendo prima gli atrii.

ed il nodo atrio-ventricolare e successivamente i miociti dei ventricoli: per questo motivo la contrazione degli atri, sistole atriale, precede quella dei ventricoli, sistole ventricolare. Il propagarsi dello stimolo elettrico attraverso il sistema di conduzione del cuore genera delle cor-renti, e quindi delle differenze di potnziale, che possono essere registrate con opportune tecniche, ela cui intensità, nel tempo, si può utilizzare per seguire, e valutare la regolarità, del ciclo cardiaco. La rappresentazione di quanto esposto si realizza mediante un elettrocardiogramma in cui sono pre-senti tratti caratteristici, periodici, correlabili alle varie attività del muscolo cardiaco.

0,8 s
0,06 - 0,12 s
0,06 - 0,09 s

Nell’elettroecefalogramma sopra riportato l’onda P corrisponde alla depolarizzazione, contrazione, del miocardio atriale, il complesso QRS all’eccitazione, contrazione, dei ventricoli, e l’onda T allaloro ripolarizz