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L’APPARATO RESPIRATORIO
La prima cosa che ciascuno di noi fa, appena nasce, è…
…respirare!
Da quel momento continua a respirare, giorno e notte, per tutta la vita, fino a quando, esalando l’ultimo respiro, muore.
Età e frequenza degli atti respiratori
(atti respiratori al minuto)
Moto e frequenza degli atti respiratori
(atti respiratori al minuto)
Completa tu la tabella!
Respirare è un atto così naturale che pare assurdo chiedersi perché si respira!
Eppure la domanda non è banale!
Perché è necessario respirare?
Per trovare la riposta, cerchiamo di capire, innanzitutto,
in cosa consiste la respirazione.
Gas Aria inspirata Aria espirata
N2 78 ml 78 ml
O2 21 ml 16 ml
CO2 0,04 ml 4 ml
H2O 0,7 ml 6 ml-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
TOTALE 100 ml circa 104 ml
circaNo: l’aria in uscita ha meno O2 e più CO2 e H2O!
Quando si respira si inspira aria e poi la si espira, circa 12 – 14 volte al minuto. Ma… si tratta sempre della stessa aria?
… e si libera biossido di carbonio e acqua!
Espirare
CO2
Inspirare
O2
Dunque, respirando si trattiene ossigeno…
H2O
Dove avviene questo scambio?
Per rispondere seguiamo il percorso seguito dall’aria, ovvero analizziamo l’
apparato respiratorio,
che è costituito dalle
vie aeree
e dai
polmoni.
Le vie aeree
Palato duro
Cavità orale
Lingua
MandibolaEpiglottide
TracheaEsofago
Corde vocali
Laringe
Faringe
Trachea
Bronchi
Bronchioli
Diaframma
Cavità nasali
Polmonedestro
Polmonesinistro
Lungo le vie aeree di conduzione, l’aria è preriscaldata, umidificata (per contatto con il liquido che bagna la mucosa) e depurata (il muco trattiene la polvere, poi eliminata attraverso il meccanismo di scala mobile mucociliare).
Visione superficiale
L’epitelio respiratorio
Laringe
Trachea
Cartilaginitracheali
Bronchiprimari
Bronchisecondari
Esofago
Cartilaginitracheali
La trachea e i bronchi
Attraverso la faringe passano sia l’aria sia il cibo.
La laringe è costituita da cartilagine; ci sono il pomo di Adamo, l’epiglottide, le corde vocali.
La trachea e i bronchi sono dotati di anelli cartilaginei per evitarne il collasso.
Dai bronchi primari si dipartono 23 generazioni di condotti secondari fino agli alveoli.
Anatomia della trachea
I polmoni
I polmoni sono situati nella gabbia toracica; sono costituiti da tessuto elastico.
Il polmone destro è diviso in 3 lobi, quello sinistro è diviso in 2 lobi ed è più piccolo.
Apice
Arteriepolmonari
Ilo
Bronchiprimari
VenepolmonariBase
Il meccanismo della respirazione
Ogni polmone è avvolto da una membrana, la pleura, formata da due foglietti.
Nello spazio tra i due foglietti, detto cavità pleurica, è contenuto un velo di liquido (2 ml) che mantiene i foglietti adesi e ne consente lo scivolamento.
Liquido pleurico
I polmoni non hanno strutture di sostegno o muscolari: la variazione del loro volume dipende dai movimenti della gabbia toracica. Nell’inspirazione si abbassa il diaframma, si contraggono i muscoli intercostali, si sollevano le coste; di conseguenza aumenta il volume della cavità toracica e dei polmoni che vi aderiscono con le pleure.
L’aria si muove dai punti in cui la pressione è maggiore verso quelli in cui la pressione è minore.
Quando il volume della gabbia
toracica aumenta
La pressione all’intermo dei
polmoni diminuisce
l’aria entra
Tirando il fondo verso il basso cosa succede?
Spingendo il fondo verso l’alto cosa succede?
Un modello di polmoneBottiglia = Gabbia toracica
Palloncino = PolmoneFondo = Diaframma
Lo scambio dei gas
Ad ogni inspirazione circa 0,5 litri di aria (volume corrente) si diluiscono nei 2,3 litri d’aria già contenuti nei polmoni giungendo infine nei lobuli polmonari, piccole cavità formate a loro volta da numerose cavità ancora più piccole, dette alveoli...
Alveoli
Cavità pleurica
Pleura parietale
Pleura viscerale
Epitelio respiratorio
Il lobulo polmonare
Gli alveoli
Negli alveoli avvengono gli scambi gassosi tra aria e sangue:
entra ossigeno (O2)
esce biossido di carbonio (CO2).
Surfactante
EpitelioalveolareLamine basali
fuse
Endotelio
AlveoloCapillari
L’epitelio alveolare
Il trasporto dei gas
I gas sono trasportati nel sangue da una proteina globulare detta emoglobina...
...contenuta in cellule particolari dette globuli rossi...
...i quali, scorrendo con il sangue lungo le vene polmonari arrivano al cuore.
Dal cuore sono spinti lungo le arterie, le arteriole ed i capillari dove scorrono lambendo tutte le cellule del corpo.
Qui avviene un nuovo scambio: i globuli rossi cedono alle cellule l’ossigeno e ricevono da esse biossido di carbonio.
Un capillare ha un diametro di circa 5 micron, il globulo rosso, invece, di 7 micron, più grande del diametro del capillare attraverso il quale deve passare: questo per “obbligare” il globulo rosso a rallentare il suo passaggio attraverso il capillare. La piccola cellula avrà così modo di effettuare meglio la consegna dell'ossigeno ai tessuti e il prelievo dell'anidride carbonica dagli stessi.
Globuli rossi che attraversano un capillare.
Ed ora torniamo alla domanda iniziale:
perché viene trattenuta dalle cellule una certa quantità di ossigeno e perché esse cedono biossido di carbonio?
Per ricavare energia dal cibo!
Il cibo infatti, in particolare il glucosio, contiene energia potenziale chimica che si libera quando viene ossidato nelle cellule.
E’ questa la vera respirazione!
Possiamo dire allora che per respirazione si intendono in realtà due processi diversi:
La respirazione interna o cellulare
La respirazione esterna o polmonare
La respirazione polmonare serve a fornire ossigeno per la respirazione cellulare, che ha lo scopo di produrre energia.
La respirazione cellulare
FOTOSINTESI
Anidride Carbonica+Acqua+Energia
Glucosio+Ossigeno
RESPIRAZIONE
Glucosio+Ossigeno
Anidride Carbonica+Acqua+Energi
a
Le reazioni chimiche della respirazione e della fotosintesi sono una l’inversa dell’altra
Concentrazione di CO2 nel sangue durante il giorno.
Non fumatore
Fumatore
Mappa concettuale
