IL SISTEMA RESPIRATORIO
IL SISTEMA RESPIRATORIO
1. La Respirazione
2. L'Anatomia del Sistema Respiratorio Umano
3. La Meccanica Respiratoria
4. Il Trasporto e lo Scambio dei Gas
5. Il Controllo della Respirazione
1.1 LA RESPIRAZIONE
- a livello cellulare indica le reazioni che avvengono nei mitocondri, richiedono ossigeno e forniscono energia.
- a livello di organismo indica il processo che assume ossigeno dall'aria e rilascia diossido di carbonio.
1.2 Ventilazione e Scambio di Gas
La respirazione polmonare si divide in due fasi: ventilazione (inspirazione ed espirazione) e scambio di gas.
A livello polmonare --> respirazione esterna. Negli alveoli avviene scambio di ossigeno e diossido di carbonio tra aria e sangue.
A livello cellulare --> respirazione interna. Lo scambio gassoso di ossigeno e diossido di carbonio tra le cellule e l'ambiente circostante avviene per diffusione.
1.3 L'Aria
L'aria è un miscuglio eterogeneo di gas.
OSSIGENO 20.9 %, AZOTO 78.1%, ARGON 0.9%, DIOSSIDO DI CARBONIO 0.03%, ALTRI GAS 0.97%
Al livello del mare ha una pressione di 1 atm, variazioni di pressione, dovute ad esempio all'altitudine, provocano variazioni nella respirazione.
2.1 L'ANATOMIA DEL SISTEMA RESPIRATORIO UMANO
Diviso in due tratti:
-porzione di conduzione, che ha funzione di trasporto dell'aria e che comprende naso, faringe, laringe, trachea, bronchi, bronchioli e bronchioli terminali.
-porzione polmonare respiratoria, dove avviene lo scambio dei gas con il sangue, che comprende gli alveoli.
Vie aeree superiori: naso e faringe.
Via aeree inferiori: laringe, trachea, bronchi e polmoni.
2.2 Il Naso
E' il primo condotto del sistema respiratorio.
E' formato esternamente da cartilagine.
La cavità nasale è divisa dal setto nasale e forma le narici.
Sono presenti tre conche (superiore, media e inferiore) costituite da ripiegamenti della mucosa nasale.
L'aria viene riscaldata e le impurità trattenute dal muco.
Le cellule calciformi producono muco che trattiene le polveri e umidifica l'aria in entrata.
Le cellule olfattive trasmettono al cervello gli odori.
Sbocchi dei condotti naso-lacrimali che raccolgono le lacrime.
Presenti ulteriori cavità per umidificare e scaldare l'aria, dette seni paranasali.
2.3 La Faringe
È un organo muscolare comune al sistema respiratorio (rinofaringe) e al sistema digerente (orofaringe).
È il punto di sbocco sia del naso che della bocca.
Nella faringe sono presenti ghiandole del sistema immunitario (le tonsille), lo sbocco dell'orecchio medio delle trombe di Eustachio.
Il timpano tramite la deglutizione e gli sbadigli regola la pressione interna.
2.4 La Laringe
Si collega alla faringe tramite la larinofaringe.
posta anteriormente rispetto all'esofago.
La laringe è formata da otto cartilagini rigide compresa la cartilagine tiroidea che protegge la ghiandola, e l'epiglottide, che chiude l'ingresso della laringe quando si deglutisce.
2.4 La Laringe
La parte mediana, detta glottide, che è sito della fonazione, contiene le corde vocali, che sono lamine di tessuto elastico che vibrando al passaggio dell'aria producono suoni.
Le corde vocali sono lunghe 2-3 cm, nei maschi il 30% in più, per tale motivo la voce è più profonda.
Il pomo d'adamo che si alza durante la deglutizione, è formato dalla cartilagine tiroidea e un variabile quantità di strato adiposo
2.5 La Trachea
L'aria passa dalla laringe alla trachea.
Le pareti della trachea sono rinforzate da anelli cartilaginei, che le impediscono di collassare durante inspirazione.
Gli anelli sono a forma di C, perché da una parte c'è l'esofago, che così può dilatarsi al passaggio del cibo.
La trachea ha un diametro di 2,0 cm circa, ha una lunghezza che varia tra i 10 e i 12 cm e possiede dai 16 ai 20 anelli cartilaginei.
Si interrompe a livello della quinta vertebra toracica, dove si biforca nei due bronchi.
2.6 I Bronchi
I due bronchi principali si dividono a loro volta in ramificazioni sempre più piccole, dette bronchioli.
I bronchi e i bronchioli sono circondati da un sottile strato di tessuto muscolare liscio e sorretti da anelli cartilaginei.
Quando c'è maggior bisogno di ossigeno i muscoli si rilassano e così i bronchi riescono a portare più aria.
Anche la trachea,i bronchi e i bronchioli producono muco tramite le cellule calciformi.
2.7 I Polmoni
I due polmoni occupano la maggior parte della cavità toracica.
Sono organi molto leggeri perché il loro volume è per lo più occupato da aria.
Sono rivestiti dalla pleura che ricopre sia i polmoni (pleura viscerale) che la gabbia toracica (pleura parietale).
2.8 Anatomia dei Polmoni
Il polmone sinistro ha una piega detta scissura cardiaca, che divide il polmone in due lobi, ognuno dei quali ospita un bronco secondario. Il pomone destro è diviso in tre lobi, superiore, intermedio e inferiore.
Un gruppo di 5-7 bronchioli con le arteriole, le venule e i vasi linfatici determina un lobulo polmonare.
2.9 Struttura Alveolare
Gli scambi gassosi avvengono negli alveoli, che sono costituiti da cellule di epitelio squamoso semplice, di cellule ghiandolari che producono liquido alveolare (che contiene il surfactante, che permette il non collasso degli alveoli) e di altre cellule.
Gli alveoli sono attaccati tra loro tramite i pori alveolari, in modo da poter rimanere sempre attivi.
Lo scambio di gas tra gli alveoli le venule e le arteriole avviene per diffusione.
Inspirazione
L'aria entra, i polmoni si espandono, il diaframma si contrae e si abbassa.
Espirazione
L'aria esce, i polmoni si restringono, il diaframma si rilassa e si alza.
3.1 LA MECCANICA RESPIRATORIA
4.1 IL TRASPORTO E LO SCAMBIO DEI GAS
Le molecole di ossigeno passano dall'ambiente esterno ai tessuti per diffusione e per flusso di massa.
questo processo prevede:
- flusso di massa dell'aria contenente ossigeno verso la membrana respiratoria e i capillari alveolari, diffusione nell'ossigeno nel sangue (respirazione esterna).
- flusso di massa del sangue ossigenato verso i tessuti diffusione dell'ossigeno al sangue alle singole cellule (respirazione interna)
4.2 L'Emoglobina
L'ossigeno è trasportato nel sangue dall'emoglobina.
è costituità da 4 subunità, ognuna comprende un'unità eme e una catena polipeptidica.
L'unità eme è composta da una struttura ad anello contenente azoto, al centro della quale c'è un atomo di ferro.
Ogni unità si può combinare con un atomo di ossigeno, quindi una molecola di emoglobina può trasportare 4 molecole di ossigeno.
Al diminuire della pressione parziale l'ossigeno si separa dall'emoglobina.
Il diossido di carbonio si trova in piccola parte disciolto nel sangue, la maggior parte diffonde all'interno dei globuli rossi dove è in parte legato all'emoglobina, ma soprattutto si combina con l'acqua per formare acido carbonico secondo la reazione:
H2O + CO2 → H2CO3
4.3 Lo scambio di Diossido di Carbonio
5.1 IL CONTROLLO DELLA RESPIRAZIONE
La velocità e la profondità dei respiri sono controllate dai neuroni dei centri respiratori, che si trovano tra il midollo spinale e il cervello.
Regolano l'inspirazione l'espirazione in condizioni di riposo, la respirazione forzata, la frequenza e il prolungamento dell'inspirazione.
In condizioni di riposo la respirazione è involontaria e ritmica con i battiti del cuore.
Si può regolare contraendo il diaframma e i muscoli toracici.
5.2 I Chemiocettori
I chemiocettori controllano le concentrazioni di O2, CO2 e H+; i chemiocettori centrali presenti nel midollo allungato risentono delle concentrazioni di CO2 e H+, quelli periferici influenzano la pressione arteriosa e risentono delle concentrazioni di O2, CO2 e H+ nel sangue.
Molto sensibili, quando i valori si modificano la respirazione cambia per farli tornare alla normalità.
i Recettori di movimento fanno aumentare la ventilazione in caso di attività fisica.
I recettori di stiramento si attivano quando si ha un aumento del diametro bronchiale nell'inspirazione e attivano l'espirazione.
