Prof. Fabrizio Prof. Fabrizio CARMIGNANICARMIGNANI

fabcar@hotmail.itfabcar@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

fabcar@hotmail.itfabcar@hotmail.itwww.fabriziocarmignani.cowww.fabriziocarmignani.co

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