prof. fabrizio carmignani [email protected] iiss mattei – rosignano s. (li) apparato respiratorio...
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Prof. Fabrizio Prof. Fabrizio CARMIGNANICARMIGNANI
[email protected]@hotmail.itwww.fabriziocarmignani.cwww.fabriziocarmignani.c
omomIISS “Mattei” – Rosignano S. (LI)IISS “Mattei” – Rosignano S. (LI)
APPARATO APPARATO RESPIRATORIORESPIRATORIO
La respirazione e gli scambi gassosiLa respirazione e gli scambi gassosi
BIOLOGIABIOLOGIAIL CORPO UMANOIL CORPO UMANO
LEZIONE LEZIONE N.N.7A7Aslideslide n.n. 3939
IV Liceo SCIENZE APPLICATEIV Liceo SCIENZE APPLICATE
ANATOMIA COMPARATAANATOMIA COMPARATA
GLI ANIMALI SCAMBIANO OGLI ANIMALI SCAMBIANO O22 e CO e CO22 ATTRAVERSO SUPERFICI CORPOREE UMIDEATTRAVERSO SUPERFICI CORPOREE UMIDE
Negli animali, l’ossigeno diffonde all’interno Negli animali, l’ossigeno diffonde all’interno del corpo e l’ anidride carbonica viene del corpo e l’ anidride carbonica viene
liberata nell’ambiente circostante attraverso liberata nell’ambiente circostante attraverso una una superficie respiratoriasuperficie respiratoria
La La SUPERFICIE RESPIRATORIA SUPERFICIE RESPIRATORIA è costituita da cellule vive le cui è costituita da cellule vive le cui membrane cellulari devono essere bagnate membrane cellulari devono essere bagnate
per poter svolgere la loro funzioneper poter svolgere la loro funzione
MECCANISMI alla BASE degli SCAMBI MECCANISMI alla BASE degli SCAMBI GASSOSIGASSOSI
SUPERFICIE CUTANEA RESPIRATORIASUPERFICIE CUTANEA RESPIRATORIA
PIANO della SEZIONEPIANO della SEZIONE
SEZIONE SEZIONE TRASVERSALE TRASVERSALE della della
superficie respiratoria superficie respiratoria (pelle che ricopre il (pelle che ricopre il
corpo)corpo)
CAPILLARICAPILLARICOCO22
OO22
gli scambi gassosi avvengono a livello di tutta gli scambi gassosi avvengono a livello di tutta la superficie del corpola superficie del corpo
LOMBRICO LOMBRICO (Anellidi)(Anellidi)
SuperficieSuperficie corporeacorporea
Superficie respiratoria Superficie respiratoria (BRANCHIA)(BRANCHIA)
CapillariCapillariCOCO22
OO22
Superficie Superficie corporeacorporea
Superficie Superficie respiratoria respiratoria (TRACHEE)(TRACHEE)
Cellule del corpo Cellule del corpo (trachee non a contatto(trachee non a contatto
con i capillari)con i capillari)
OO22
COCO22
Superficie Superficie corporeacorporeaSuperficie respiratoria Superficie respiratoria
(all’interno del (all’interno del POLMONEPOLMONE))
CapillariCapillari
COCO22 OO22
COCO22 OO22
BRANCHIEBRANCHIE
TRACHEETRACHEE
Nella maggior parte degli animali alcune parti del Nella maggior parte degli animali alcune parti del corpo si sono trasformate (specializzate) in corpo si sono trasformate (specializzate) in
SUPERFICI RESPIRATORIESUPERFICI RESPIRATORIE
POLMONIPOLMONI
PESCI - INSETTI - MAMMIFERIPESCI - INSETTI - MAMMIFERI
Le TRACHEE degli insetti garantiscono uno Le TRACHEE degli insetti garantiscono uno scambio gassoso diretto tra l’aria e le cellule scambio gassoso diretto tra l’aria e le cellule
del corpodel corpo
Negli ANIMALI TERRESTRI gli scambi gassosi Negli ANIMALI TERRESTRI gli scambi gassosi avvengono attraverso l’aria che viene avvengono attraverso l’aria che viene
respiratarespirata
Ciò comporta 2 grossi vantaggi:Ciò comporta 2 grossi vantaggi:
l’aria ha una concentrazione di Ol’aria ha una concentrazione di O22 molto molto elevata elevata (circa (circa 21%21%))
è molto leggera e facile da spostareè molto leggera e facile da spostare
INSETTI INSETTI (Artropodi)(Artropodi)
ANIMALI INVERTEBRATIANIMALI INVERTEBRATI
SACCHE AEREESACCHE AEREE
TRACHEETRACHEE
STIGMASTIGMA
LM
250
LM
250
CELLULA CELLULA
TRACHEOLATRACHEOLA
SACCA SACCA AEREAAEREA
TRACHEATRACHEARivestimento Rivestimento
esterno del corpoesterno del corpoCOCO22OO22
SISTEMA TRACHEALE di un INSETTOSISTEMA TRACHEALE di un INSETTO
Gli INSETTI hanno un vasto sistema di tubi Gli INSETTI hanno un vasto sistema di tubi interni chiamati interni chiamati TRACHEETRACHEE con molteplici con molteplici
ramificazioni più strette, dette ramificazioni più strette, dette TRACHEOLETRACHEOLE, che , che trasportano l’trasportano l’OO22 direttamente alle cellule del direttamente alle cellule del
corpo. corpo.
lo scambio dei gas avviene in 3 fasilo scambio dei gas avviene in 3 fasi
1
RESPIRAZIONERESPIRAZIONEOO22
COCO22
POLMONE
SISTEMA CIRCOLATORIO
2TRASPORTO di GAS TRASPORTO di GAS
TRAMITE il SISTEMA CIRCOLATORIOTRAMITE il SISTEMA CIRCOLATORIO
3
SCAMBI GASSOSI SCAMBI GASSOSI tra SANGUE tra SANGUE e TESSUTIe TESSUTI
CAPILLARI
CELLULA
COCO22
OO22
MITOCONDRI
Le 3 FASI dello SCAMBIO GASSOSOLe 3 FASI dello SCAMBIO GASSOSO
1
2
3
ANIMALI VERTEBRATIANIMALI VERTEBRATI
11
22
33
Lo scambio di gas fornisce OLo scambio di gas fornisce O22 per la per la respirazione cellulare e rimuove il suo respirazione cellulare e rimuove il suo
principale prodotto di rifiuto, cioè principale prodotto di rifiuto, cioè la COla CO22
Grazie all’OGrazie all’O22, tutte le cellule del corpo , tutte le cellule del corpo possono ottenere energia dalle molecole possono ottenere energia dalle molecole
degli alimenti che l’organismo ha digerito degli alimenti che l’organismo ha digerito e assorbitoe assorbito
Sacche AEREE degli ALVEOLISacche AEREE degli ALVEOLI
Le BRANCHIE sono organi specializzati Le BRANCHIE sono organi specializzati per gli scambi gassosi nell’ambiente per gli scambi gassosi nell’ambiente
acquaticoacquatico
Le branchie sono estensioni, o ripiegamenti Le branchie sono estensioni, o ripiegamenti esterni, della superficie corporea che esterni, della superficie corporea che assorbono l’Oassorbono l’O22 disciolto nell’acqua. disciolto nell’acqua.
L’area della superficie respiratoria delle L’area della superficie respiratoria delle branchie dei branchie dei PESCIPESCI è molto più estesa è molto più estesa rispetto al resto della rispetto al resto della
superficie del corposuperficie del corpoBRANCHIEBRANCHIE
PESCIPESCI
ANFIBIANFIBI
ARCO BRANCHIALEARCO BRANCHIALE
Direzione Direzione del flusso del flusso dell’acquadell’acqua
Arco Arco branchialebranchiale
VASI VASI SANGUIGNISANGUIGNI
Filamenti Filamenti branchialibranchiali
Sangue ricco Sangue ricco di ossigenodi ossigeno
Sangue povero Sangue povero di ossigenodi ossigeno LAMELLALAMELLA
15%15%40%40%
70%
70%
100%
100% 60%
60%
80%
80%
30%30%5%5%
% di O% di O22 nell’acqua nell’acqua che fluisce sopra che fluisce sopra le lamellele lamelle % di O% di O22 nel sangue che fluisce nel sangue che fluisce
attraverso i capillari all’interno attraverso i capillari all’interno delle lamelledelle lamelle
SCAMBIO CONTROCORRENTESCAMBIO CONTROCORRENTE
Struttura delle BRANCHIEStruttura delle BRANCHIE di un PESCEdi un PESCE
lo scambio dei gas è intensificato dalla ventilazione e lo scambio dei gas è intensificato dalla ventilazione e dallo dallo scambio controcorrente scambio controcorrente tra sangue e acqua che tra sangue e acqua che
fluiscono l’uno in senso opposto all’altra fluiscono l’uno in senso opposto all’altra
PESCIPESCI
VERTEBRATI ACQUATICIVERTEBRATI ACQUATICI
si evolvono strutture sempre più complesse si evolvono strutture sempre più complesse ed efficienti: i POLMONIed efficienti: i POLMONI
RETTILI, UCCELLI, MAMMIFERI e molti ANFIBI RETTILI, UCCELLI, MAMMIFERI e molti ANFIBI utilizzano i POLMONI per effettuare gli utilizzano i POLMONI per effettuare gli
scambi gassosiscambi gassosi
I polmoni occupano una zona limitata del I polmoni occupano una zona limitata del corpo dell’animale e sono collegati ad un corpo dell’animale e sono collegati ad un sistema circolatorio che trasporta i gas al sistema circolatorio che trasporta i gas al
resto del corpo.resto del corpo.
Le dimensioni e la complessità dei polmoni Le dimensioni e la complessità dei polmoni sono correlate alla velocità del metabolismo sono correlate alla velocità del metabolismo
dell’animale (quindi al suo fabbisogno di dell’animale (quindi al suo fabbisogno di ossigeno)ossigeno)
VERTEBRATI TERRESTRIVERTEBRATI TERRESTRI
ARIAARIA ARIAARIASACCHE AEREE SACCHE AEREE
ANTERIORIANTERIORI
SACCHE AEREE SACCHE AEREE POSTERIORIPOSTERIORI
TRACHEA TRACHEA
POLMONI POLMONI
Tubi dove Tubi dove passa l’ariapassa l’aria
1 mm
ESPIRAZIONE:ESPIRAZIONE:Sacche aeree vuote; Sacche aeree vuote; polmoni pieni d’ariapolmoni pieni d’aria
INSPIRAZIONE:INSPIRAZIONE:sacche aeree sacche aeree piene d’ariapiene d’aria
Nel sistema respiratorio degli Nel sistema respiratorio degli UCCELLI UCCELLI l’aria scorre in una sola direzione l’aria scorre in una sola direzione
INSPIRAZIONE ed ESPIRAZIONE negli UCCELLIINSPIRAZIONE ed ESPIRAZIONE negli UCCELLI
UCCELLIUCCELLI
APPARATO APPARATO RESPIRATORIO RESPIRATORIO
UMANOUMANO
E’ costituito dalle VIE RESPIRATORIE E’ costituito dalle VIE RESPIRATORIE (superiori ed inferiori) e dai POLMONI (superiori ed inferiori) e dai POLMONI
L’apparato respiratorio umano è costituito dai L’apparato respiratorio umano è costituito dai seguenti organi: seguenti organi: NARICI,NARICI, COANE COANE
NASALI,FARINGE,LARINGE TRACHEA,BRONCHI, NASALI,FARINGE,LARINGE TRACHEA,BRONCHI, BRONCHIOLI e ALVEOLI POLMONARIBRONCHIOLI e ALVEOLI POLMONARI
(CUORE)(CUORE)
DIAFRAMMADIAFRAMMA
BRONCHIOLOBRONCHIOLO
BRONCOBRONCO
POLMONE POLMONE DESTRODESTRO
TRACHEATRACHEA
LARINGELARINGE (ESOFAGO)(ESOFAGO)
FARINGEFARINGE
CAVITÀCAVITÀ NASALENASALE
POLMONEPOLMONE SINISTROSINISTRO
Apparato RESPIRATORIO UMANOApparato RESPIRATORIO UMANO
La La FARINGEFARINGE è un organo a forma di imbuto, muscolo- è un organo a forma di imbuto, muscolo-membranoso comune sia alle vie respiratorie che a membranoso comune sia alle vie respiratorie che a
quelle digerentiquelle digerenti Comincia all'altezza delle coane nasali con l' apertura superiore Comincia all'altezza delle coane nasali con l' apertura superiore
faringea (porzione faringea (porzione rinofaringearinofaringea) prosegue poi all'altezza ) prosegue poi all'altezza dell'istmo delle fauci (porzione dell'istmo delle fauci (porzione orofaringeaorofaringea) e termina ) e termina
all'altezza della VI vertebra cervicale (porzione all'altezza della VI vertebra cervicale (porzione laringofaringea laringofaringea dettadetta ipofaringe ipofaringe))
Successivamente si collega al canale dell'Successivamente si collega al canale dell'ESOFAGOESOFAGO
FARINGEFARINGE
La FARINGE attraverso la La FARINGE attraverso la tromba di EUSTACHIOtromba di EUSTACHIO è in comunicazione è in comunicazione
con l'orecchio con l'orecchio mediomedio
Per questo svolge una Per questo svolge una funzione primaria nel funzione primaria nel
mantenimento mantenimento dell'equilibrio pressorio dell'equilibrio pressorio
nell'orecchio medionell'orecchio medio
La La FARINGEFARINGE è un importante crocevia anatomico e è un importante crocevia anatomico e funzionale tra gli apparati digerente e respiratorio, funzionale tra gli apparati digerente e respiratorio,
considerato il passaggio sia di considerato il passaggio sia di bolobolo che di che di ariaaria all'interno del canale faringeoall'interno del canale faringeo
Presenta nel suo epitelio organi linfoidi Presenta nel suo epitelio organi linfoidi (TONSILLE) (TONSILLE) che garantiscono difesa aspecifica contro che garantiscono difesa aspecifica contro
eventuali agenti patogenieventuali agenti patogeni
Organo impari e mediano, a Organo impari e mediano, a forma di piramide triangolare, forma di piramide triangolare, posto nella regione anteriore posto nella regione anteriore
del collo appena sotto la del collo appena sotto la faringe e che si continua verso faringe e che si continua verso
il basso con la il basso con la TRACHEATRACHEAI rapporti anatomici della I rapporti anatomici della LARINGE LARINGE sono, a livello sono, a livello
posteriore, con la faringe e posteriore, con la faringe e l'esofago, mentre l'esofago, mentre
anteriormente e lateralmente, anteriormente e lateralmente, con la tiroidecon la tiroide
E’ separata dalle vie digestive superiori, durante la E’ separata dalle vie digestive superiori, durante la deglutizione, da una valvola chiamata deglutizione, da una valvola chiamata
EPIGLOTTIDE EPIGLOTTIDE
La laringe è formata da uno scheletro cartilagineo La laringe è formata da uno scheletro cartilagineo rivestito prevalentemente da mucosa di tipo rivestito prevalentemente da mucosa di tipo
respiratorio e tramite la vibrazione delle respiratorio e tramite la vibrazione delle CORDE CORDE VOCALI VOCALI è la sede della fonazioneè la sede della fonazione
LARINGELARINGE
Si trovano all’interno della Si trovano all’interno della LARINGE LARINGE ed a causa delle dimensioni ed a causa delle dimensioni maggiori della laringe nell'uomo, rispetto alla donna, il timbro di maggiori della laringe nell'uomo, rispetto alla donna, il timbro di
voce femminile risulta più acuto di quello maschile. Le corde voce femminile risulta più acuto di quello maschile. Le corde vocali sono:vocali sono:
2 superiori (false): 2 superiori (false): più sottili e quasi prive di muscolatura, più sottili e quasi prive di muscolatura, che hanno funzione protettiva e non servono, di norma, per la che hanno funzione protettiva e non servono, di norma, per la
fonazione ma, se stimolate, producono un fonazione ma, se stimolate, producono un suono sordo e rauco La fonazione suono sordo e rauco La fonazione
di "false corde" avviene per patologie della laringe di "false corde" avviene per patologie della laringe
CORDE VOCALICORDE VOCALI
Le corde vocali (vere) sono costituite da Le corde vocali (vere) sono costituite da importanti fasci muscolari (muscoli vocali) importanti fasci muscolari (muscoli vocali)
rivestiti da una rivestiti da una mucosa pavimentatamucosa pavimentata appoggiata su uno strato appoggiata su uno strato sottomucososottomucoso
denso denso ("spazio di Rejnke“) ("spazio di Rejnke“) e proprio grazie e proprio grazie a questa struttura hanno funzione a questa struttura hanno funzione
fonatoria fonatoria
Le corde vocali vere delimitano uno Le corde vocali vere delimitano uno spazio virtuale, chiamato spazio virtuale, chiamato
GLOTTIDEGLOTTIDE, attraverso cui avviene il , attraverso cui avviene il passaggio dell'aria in tracheapassaggio dell'aria in trachea
Le CORDE VOCALI viste dalla LARINGELe CORDE VOCALI viste dalla LARINGE
TRACHEATRACHEA
TRACHEATRACHEATubo semirigido, lungo circa Tubo semirigido, lungo circa 12 12
cm cm formato da una serie di anelli formato da una serie di anelli cartilaginei cartilaginei (16-20) (16-20) uniti tra loro uniti tra loro da tessuto connettivo da tessuto connettivo
Si Si divide poi nei 2 divide poi nei 2 BRONCHi BRONCHi
che sfociano nei rispettivi che sfociano nei rispettivi polmoni polmoni (dx e sx)(dx e sx)Gli anelli cartilaginei sono Gli anelli cartilaginei sono
incompleti per permettere incompleti per permettere l'espansione dell'esofago durante l'espansione dell'esofago durante
la deglutizione. la deglutizione. La sua funzione è di trasferire La sua funzione è di trasferire
l'aria dall'esterno verso i polmonil'aria dall'esterno verso i polmoni All’interno troviamo un All’interno troviamo un epitelio di rivestimento epitelio di rivestimento
ciliato (EPITELIO RESPIRATORIO) ciliato (EPITELIO RESPIRATORIO) con presenza dicon presenza di
cigliaciglia e e ghiandole mucoseghiandole mucose
Le Le cigliaciglia spingono il spingono il mucomuco verso la verso la laringe e poi nell’esofago e quindi nello laringe e poi nell’esofago e quindi nello
stomaco dove i succhi gastrici lo stomaco dove i succhi gastrici lo eliminanoeliminano
Se respiriamo aria fredda le ciglia Se respiriamo aria fredda le ciglia rallentano la loro attività, sfavorendo il rallentano la loro attività, sfavorendo il
movimento del muco, il quale si movimento del muco, il quale si accumula accumula
Se queste strutture sono infiammate il Se queste strutture sono infiammate il muco prodotto rimane nella trachea, muco prodotto rimane nella trachea,
diventando un mezzo di coltura diventando un mezzo di coltura ottimale per i batteriottimale per i batteri
Le Le CIGLIACIGLIA si muovono in senso verticale ed insieme al si muovono in senso verticale ed insieme al MUCO MUCO filtrano le sostanze introdotte attraverso la filtrano le sostanze introdotte attraverso la
respirazionerespirazioneIl muco intrappola il particolato Il muco intrappola il particolato (polvere,polline,batteri, (polvere,polline,batteri,
ecc..) ecc..) in modo che le vie aeree vengano in modo che le vie aeree vengano tenute pulite tenute pulite
La La NICOTINANICOTINA delle sigarette provoca il blocco della delle sigarette provoca il blocco della vibrazione delle ciglia dell’epitelio respiratorio vibrazione delle ciglia dell’epitelio respiratorio
(laringe, trachea e bronchi ) (laringe, trachea e bronchi ) con accumulo di muco e con accumulo di muco e conseguente tosseconseguente tosse
I BRONCHIOLI terminano in sacche aeree, I BRONCHIOLI terminano in sacche aeree, dette dette ALVEOLIALVEOLI, riunite in grappoli, riunite in grappoli
Ogni alveolo è costituito da un sottile strato di cellule Ogni alveolo è costituito da un sottile strato di cellule epiteliali attraverso cui avvengono gli scambi epiteliali attraverso cui avvengono gli scambi
gassosigassosi
Colo
niz
zato
SEM
62
00
Colo
niz
zato
SEM
62
00
Sangue Sangue ricco di ricco di
ossigenoossigeno
BRONCHIOLOBRONCHIOLO
sangue povero sangue povero di ossigenodi ossigeno
ALVEOLIALVEOLICapillari Capillari sanguignisanguigni
Struttura degli ALVEOLIStruttura degli ALVEOLI
VENTILAZIONE POLMONAREVENTILAZIONE POLMONARE
La respirazione polmonare è l’alternarsi di La respirazione polmonare è l’alternarsi di INSPIRAZIONI INSPIRAZIONI ed ed ESPIRAZIONIESPIRAZIONI
Grazie alla ventilazione, sulla superficie di scambio Grazie alla ventilazione, sulla superficie di scambio dei gas respiratori viene mantenuta alta la dei gas respiratori viene mantenuta alta la
concentrazione di Oconcentrazione di O22 e bassa quella di e bassa quella di COCO22
La cassa toracica si espande quando
i muscoli intercostali si contraggono
ARIA ARIA INSPIRATAINSPIRATA
La cassa toracica si contrae quando
i muscoli intercostali si rilassano
ARIAARIA ESPIRATAESPIRATA
POLMONEPOLMONE
DIAFRAMMADIAFRAMMA
DIAFRAMMADIAFRAMMA si rilassa si rilassa (si alza)(si alza) DIAFRAMMA DIAFRAMMA si contraesi contrae
(si abbassa)(si abbassa)
INSPIRAZIONEINSPIRAZIONE ESPIRAZIONESPIRAZIONEE
INSPIRAZIONE edINSPIRAZIONE edESPIRAZIONE nel ESPIRAZIONE nel
corpo umanocorpo umano
Respirazione a pressione negativa: Respirazione a pressione negativa: la contrazione dei la contrazione dei muscoli muscoli
intercostaliintercostali e del e del diaframmadiaframma fa aumentare il fa aumentare il volume della cavità toracica e riduce la volume della cavità toracica e riduce la
pressione dell’aria negli alveoli pressione dell’aria negli alveoli
Il massimo volume di aria che possiamo inspirare Il massimo volume di aria che possiamo inspirare ed espirare è chiamato CAPACITÀ VITALEed espirare è chiamato CAPACITÀ VITALE
I polmoni contengono più aria rispetto alla I polmoni contengono più aria rispetto alla capacità vitale: nei polmoni rimane sempre un capacità vitale: nei polmoni rimane sempre un
volume residuo di aria che impedisce agli alveoli volume residuo di aria che impedisce agli alveoli di collassaredi collassare
PROVA DOCIMASICAPROVA DOCIMASICA
Si esegue la prova del galleggiamento che consiste Si esegue la prova del galleggiamento che consiste nell’immergere, previa legatura della trachea, nell’immergere, previa legatura della trachea,
bronchi e polmoni, in un grosso vaso pieno d’acqua. bronchi e polmoni, in un grosso vaso pieno d’acqua. Il polmone che ha respirato, almeno una volta, ha un Il polmone che ha respirato, almeno una volta, ha un
peso specifico inferiore a quello dell’acqua e peso specifico inferiore a quello dell’acqua e galleggia quello che non ha respirato, invece, galleggia quello che non ha respirato, invece,
essendo più pesante va a fondoessendo più pesante va a fondo
Prova che si effettua in medicina legale sui Prova che si effettua in medicina legale sui POLMONI POLMONI per per vedere se un neonato morto è nato vivo oppure se era già vedere se un neonato morto è nato vivo oppure se era già
morto alla nascita morto alla nascita
CONTROLLO della RESPIRAZIONE: CONTROLLO della RESPIRAZIONE: involontarioinvolontario
I CENTRI di CONTROLLO DELLA RESPIRAZIONE, situati I CENTRI di CONTROLLO DELLA RESPIRAZIONE, situati nell’encefalo, regolano il ritmo respiratorio in base nell’encefalo, regolano il ritmo respiratorio in base
alle esigenze dell’organismo , monitorando la alle esigenze dell’organismo , monitorando la concentrazione di concentrazione di COCO22 nel nel
sangue.sangue.CERVELLOCERVELLO
Liquido Liquido cerebrospinalecerebrospinalePONTEPONTE
MIDOLLO MIDOLLO ALLUNGATOALLUNGATO
Segnali nervosi Segnali nervosi che inducono la che inducono la
contrazione contrazione dei muscolidei muscoli
CENTRI DI CONTROLLO CENTRI DI CONTROLLO DELLA RESPIRAZIONEDELLA RESPIRAZIONE
stimolati da:stimolati da:
Aumento di COAumento di CO22 = =diminuzione del pH nel sanguediminuzione del pH nel sangue
Segnale nervoso che rileva i livelli di COSegnale nervoso che rileva i livelli di CO2 2 e Oe O22
Sensore per COSensore per CO22 e O e O22 nell’aortanell’aorta
DIAFRAMMA DIAFRAMMA
MUSCOLI MUSCOLI INTERCOSTALIINTERCOSTALI
Centri di controllo che regolano la RESPIRAZIONECentri di controllo che regolano la RESPIRAZIONE
Il principale segnale che indica un aumento della Il principale segnale che indica un aumento della concentrazione di COconcentrazione di CO22 nel sangue è rappresentato nel sangue è rappresentato
da lievi cambiamenti nel pH del sangue e del liquido da lievi cambiamenti nel pH del sangue e del liquido che bagna l’encefaloche bagna l’encefalo
Quando nel sangue aumenta la concentrazione di COQuando nel sangue aumenta la concentrazione di CO22, , il pH diminuisce e aumentano il numero e la il pH diminuisce e aumentano il numero e la
profondità degli atti respiratoriprofondità degli atti respiratori
Gli scambi gassosi tra sangue e tessuti Gli scambi gassosi tra sangue e tessuti seguono un gradiente di pressioneseguono un gradiente di pressione
Una parte del cuore pompa sangue Una parte del cuore pompa sangue povero di ossigeno ai POLMONI dove lega povero di ossigeno ai POLMONI dove lega
OO22 e libera CO e libera CO22
Una parte del cuore pompa il sangue ricco Una parte del cuore pompa il sangue ricco di ossigeno alle cellule del CORPo dove di ossigeno alle cellule del CORPo dove
libera O libera O2 2 e lega COe lega CO22
ARIA ESPIRATAARIA ESPIRATA ARIA INSPIRATAARIA INSPIRATA
SPAZI ALVEOLARISPAZI ALVEOLARICellule Cellule
epiteliali epiteliali degli alveolidegli alveoli
COCO22OO22
CO 2 O2
Sangue povero Sangue povero di COdi CO22
e ricco di Oe ricco di O22
Sangue ricco di OSangue ricco di O22 e povero di COe povero di CO22
CUORECUORECapillari tessutaliCapillari tessutaliCO
2
O 2
Liquido Liquido interstizialeinterstiziale
COCO22 OO22
CELLULE TESSUTALI di TUTTO il CORPOCELLULE TESSUTALI di TUTTO il CORPO
Capillari alveolari Capillari alveolari del polmonedel polmone
Scambio e trasporto dei gas Scambio e trasporto dei gas nel nel CORPO UMANOCORPO UMANO
Lo scambio dei gas tra i capillari e le Lo scambio dei gas tra i capillari e le cellule circostanti avviene per cellule circostanti avviene per
DIFFUSIONE secondo un DIFFUSIONE secondo un GRADIENTE di PRESSIONEGRADIENTE di PRESSIONE
Ciascuno dei gas presenti in una miscela è Ciascuno dei gas presenti in una miscela è responsabile di una parte, detta PRESSIONE responsabile di una parte, detta PRESSIONE
PARZIALE, della pressione totale della PARZIALE, della pressione totale della miscela.miscela.
Un gas diffonde da una regione con pressione Un gas diffonde da una regione con pressione parziale maggiore a una con pressione parziale maggiore a una con pressione
parziale minoreparziale minore
L’EMOGLOBINA contribuisce al trasporto di OL’EMOGLOBINA contribuisce al trasporto di O22 e COe CO22 e a regolare il pH del sangue e a regolare il pH del sangue
L’emoglobina trasporta l’ossigeno (legandolo o L’emoglobina trasporta l’ossigeno (legandolo o rilasciandolo, a seconda della situazione), rilasciandolo, a seconda della situazione),
contribuisce al trasporto del diossido di carbonio contribuisce al trasporto del diossido di carbonio nel sangue e regola il pH ematico, impedendone nel sangue e regola il pH ematico, impedendone
bruschi cambiamenti.bruschi cambiamenti.Atomo di ferroAtomo di ferro
GRUPPO EMEGRUPPO EME
Ossigeno prelevato Ossigeno prelevato nei polmoninei polmoni
Ossigeno liberato Ossigeno liberato nei tessutinei tessuti
CATENA CATENA POLIPEPTIDICAPOLIPEPTIDICA
L’EMOGLOBINA acquista e cede OSSIGENOL’EMOGLOBINA acquista e cede OSSIGENO
La maggior parte della COLa maggior parte della CO22 nel sangue è trasportato nel sangue è trasportato nel nel PLASMAPLASMA come come IONE BICARBONATOIONE BICARBONATO
La COLa CO2 2 reagisce con l’acqua, grazie all’enzima reagisce con l’acqua, grazie all’enzima ANIDRASI CARBONICAANIDRASI CARBONICA, formando acido carbonico , formando acido carbonico
(H(H22COCO33))Le molecole di HLe molecole di H22COCO3 3 si dissociano poi in ioni si dissociano poi in ioni HH+ + e ioni e ioni
HCOHCO33– –
ANIDRASIANIDRASICARBONICCARBONIC
AA
A livello POLMONAREA livello POLMONAREBassa concentrazione di Bassa concentrazione di
COCO22
Reazione da DX a SXReazione da DX a SX
A livello TESSUTALEA livello TESSUTALEAlta concentrazione di Alta concentrazione di
COCO22
Reazione da SX a DXReazione da SX a DX
HH22COCO33
L’enzima L’enzima ANIDRASI CARBONICA ANIDRASI CARBONICA catalizza anche la reazione catalizza anche la reazione inversa. Il senso della reazione dipende dalla inversa. Il senso della reazione dipende dalla
concentrazione di concentrazione di COCO22
Collegamenti:Collegamenti: EMBRIOLOGIAEMBRIOLOGIA
Gli scambi gassosi nel FETO avvengono Gli scambi gassosi nel FETO avvengono attraverso la circolazione maternaattraverso la circolazione materna
Un feto umano scambia gas con il sangue Un feto umano scambia gas con il sangue materno attraverso la materno attraverso la PLACENTAPLACENTAPLACENTAPLACENTA
con vasi sanguigni materni con vasi sanguigni materni e capillari del fetoe capillari del feto
CORDONE OMBELICALECORDONE OMBELICALE con vasi sanguigni con vasi sanguigni
del fetodel feto
LIQUIDO LIQUIDO AMNIOTICOAMNIOTICO
UTEROUTERO
Un FETO umano e la PLACENTA nell’UTEROUn FETO umano e la PLACENTA nell’UTERO
La molecola che trasporta l’ossigeno dal La molecola che trasporta l’ossigeno dal sangue materno al feto prende il nome di sangue materno al feto prende il nome di
EMOGLOBINA FETALEEMOGLOBINA FETALE
Alla nascita, l’aumento di COAlla nascita, l’aumento di CO22 nel sangue del nel sangue del bambino causa una drastica caduta del pH bambino causa una drastica caduta del pH
che stimola i centri di controllo della che stimola i centri di controllo della respirazione.respirazione.
PATOLOGIE dell’ APPARATO RESPIRATORIOPATOLOGIE dell’ APPARATO RESPIRATORIO
In generale, si possono suddividere in:In generale, si possono suddividere in:
INFEZIONI ACUTE INFEZIONI ACUTE delle vie respiratorie delle vie respiratorie che rappresentano patologie molto che rappresentano patologie molto
frequentifrequenti
Si tratta di malattie virali o batteriche, Si tratta di malattie virali o batteriche, ad andamento stagionale. ad andamento stagionale.
AFFEZIONI CRONICHE AFFEZIONI CRONICHE del sistema del sistema respiratorio che sono legate soprattutto a respiratorio che sono legate soprattutto a fattori irritanti come ad esempio il fumo fattori irritanti come ad esempio il fumo
di sigaretta e l’ di sigaretta e l’ inquinamento atmosfericoinquinamento atmosferico
POLMONEPOLMONE
Polmoni sani (sx) e polmoni colpiti da cancro (dx)Polmoni sani (sx) e polmoni colpiti da cancro (dx)
Il FUMO irrita le cellule che rivestono i bronchi, Il FUMO irrita le cellule che rivestono i bronchi, inibisce i movimenti delle ciglia dell’epitelio inibisce i movimenti delle ciglia dell’epitelio
bronchiale e distrugge i macrofagi (globuli bianchi bronchiale e distrugge i macrofagi (globuli bianchi che inglobano particelle e microrganismi che inglobano particelle e microrganismi
difendendoci dai germi patogeni)difendendoci dai germi patogeni)
CUORECUORE
DANNI del FUMO di SIGARETTA (nicotina)DANNI del FUMO di SIGARETTA (nicotina)
FINE LEZIONE N.7AFINE LEZIONE N.7AAPPARATO RESPIRATORIOAPPARATO RESPIRATORIO
Grazie per l’attenzioneGrazie per l’attenzione
E ricordatevi……E ricordatevi……
……Considerate la vostra semenzaConsiderate la vostra semenzafatti non foste a viver come brutifatti non foste a viver come bruti
ma per seguir virtute e canoscenza…ma per seguir virtute e canoscenza…DANTE ALIGHIERIDANTE ALIGHIERI
(Divina Commedia, INFERNO, canto XXVI , 118-120)(Divina Commedia, INFERNO, canto XXVI , 118-120)
Prof. CARMIGNANI Prof. CARMIGNANI FABRIZIOFABRIZIO
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