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APPARATO RESPIRATORIO 1 LICEO SCIENTIFICO STATALE LEONARDO da VINCI di FIRENZE CORSO SPERIMENTALE F DOCENTE Prof. Enrico Campolmi APPARATO RESPIRATORIO.

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1 APPARATO RESPIRATORIO 1 LICEO SCIENTIFICO STATALE LEONARDO da VINCI di FIRENZE CORSO SPERIMENTALE F DOCENTE Prof. Enrico Campolmi APPARATO RESPIRATORIO

2 2 Lapparato respiratorio ha il compito di assicurare gli scambi gassosi tra laria ed il nostro organismo In biologia il termine respirazione ha due significati differenti: Respirazione polmonare: scambi gassosi effettuati dallapparato respiratorio I due fenomeni sono in effetti associati, perché i gas respiratori scambiati dallapparato respiratorio, e veicolati dal sangue, vengono utilizzati e prodotti proprio nella respirazione cellulare Respirazione cellulare: produzione di energia allinterno dei mitocondri delle cellule C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O + ENERGIA

3 APPARATO RESPIRATORIO 3 O2O2 CO 2 Polmone Sistema circolatorio 2 Trasporto di gas tramite il sistema circolatorio 3 Scambi gassosi tra sangue e tessuti Capillari Cellula CO 2 O2O2 Mitocondri 1 Scambi gassosi tra aria e sangue Nei vertebrati lo scambio dei gas avviene quindi in tre fasi:

4 APPARATO RESPIRATORIO 4 Gli scambi gassosi tra aria e fluidi corporei avvengono attraverso superfici umide Gli animali terrestri debbono mettere a disposizione degli scambi grandi superfici che debbono rimanere umide senza troppo dispendio di acqua VIE RESPIRATORIE

5 APPARATO RESPIRATORIO 5 Nelle cavità nasali laria viene filtrata, umidificata e riscaldata Lolfatto controlla la composizione chimica dei gas e dei vapori inalati Nella faringe le corde vocali sono gli organi della fonazione

6 APPARATO RESPIRATORIO 6 Dopo la faringe e la laringe le vie respiratorie proseguono nella trachea e quindi nei bronchi e nei bronchioli allinterno dei polmoni

7 APPARATO RESPIRATORIO 7 Sangue ricco di ossigeno Bronchiolo Sangue povero di ossigeno Alveoli Capillari sanguigni I bronchioli terminano in sacche aeree riunite in grappoli, dette alveoli. Ogni alveolo è costituito da un sottile strato di cellule epiteliali attraverso cui avvengono gli scambi gassosi.

8 APPARATO RESPIRATORIO 8 Le vie respiratorie sono rivestite di muco con funzione protettiva Lepitelio ciliato alla superficie delle mucose allontana il muco verso lalto I danni prodotti dal fumo a carico delle ciglia originano la tosse del fumatore

9 APPARATO RESPIRATORIO 9 Espirazione: la cassa toracica si contrae, la pressione interna aumenta, laria viene espirata Lalternanza di inspirazione ed espirazione consente di ventilare i polmoni MECCANICA RESPIRATORIA Legge di Boyle PV=K Inspirazione: la cassa toracica si espande, la pressione interna cala, laria viene inspirata

10 APPARATO RESPIRATORIO 10 SCAMBI GASSOSI La presenza nei polmoni delle numerosissime cavità alveolari porta la superficie di scambio tra aria e sangue a circa 70 m 2 Lenfisema, provocando la fusione di alveoli adiacenti, riduce la superficie respiratoria, rendendo la respirazione meno efficiente Nei polmoni gli scambi gassosi tra aria e sangue avvengono attraverso la superficie interna umida e vascolarizzata

11 APPARATO RESPIRATORIO 11 Laria è ricca di O 2 (21%) e povera di CO 2 (0,03%) Il sangue venoso, che arriva ai polmoni dai tessuti, è invece ricco di CO 2 e povero di O 2 Per diffusione semplice quindi lossigeno passa dallaria al sangue, mentre la CO 2 passa dal sangue allaria Aria nei polmoni Molto O 2 Poca CO 2 Sangue nei capillari Poco O 2 Molta CO 2 La ventilazione polmonare mantiene sulla superficie respiratoria i gradienti di concentrazione che garantiscono gli scambi gassosi Nel sangue lossigeno si lega allemoglobina allinterno dei globuli rossi

12 APPARATO RESPIRATORIO 12 Lossigeno si lega allemoglobina con una forza direttamente proporzionale alla concentrazione dellossigeno stesso Il monossido di carbonio (CO) si lega invece allemoglobina in modo permanente, esercitando così la sua azione tossica La maggior parte della CO 2 è trasportata nel plasma sanguigno; solo una piccola percentuale si lega allemoglobina (ma in un sito differente dallO 2 ) CO 2 + H2OH2OH 2 CO 3 H+H+ + HCO 3 – La concentrazione plasmatica della CO 2 influenza il pH del sangue I tessuti sono ricchi di CO 2 e poveri di O 2 Il sangue arterioso, che arriva ai tessuti, è invece ricco di O 2 e povero di CO 2 Tessuti Poco O 2 Molta CO 2 Sangue nei capillari Molto O 2 Poca CO 2 Per diffusione semplice quindi lossigeno passa dal sangue ai tessuti, mentre la CO 2 passa dai tessuti al sangue

13 APPARATO RESPIRATORIO 13 Cervello Ponte Midollo allungato Segnali nervosi che inducono la contrazione dei muscoli Centri di controllo della respirazione Aumento di CO 2 Segnale nervoso che rileva i livelli di CO 2 e O 2 Sensore per CO 2 e O 2 nellaorta Diaframma Muscoli intercostali Il controllo della respirazione è involontario I centri di controllo della respirazione, situati nellencefalo, regolano il ritmo respiratorio in base alle esigenze dellorganismo ed alla concentrazione di CO 2 nel sangue. Aria espirataAria inspirata Spazi alveolari CO 2 O2O2 O2O2 Sangue povero di O 2 e ricco di CO 2 Sangue ricco di O 2 e povero di CO 2 Cuore Capillari tessutali CO 2 O2O2 Liquido interstiziale CO 2 O2O2 Cellule tessutali di tutto il corpo Capillari alveolari del polmone Polmoni

14 APPARATO RESPIRATORIO 14 TABAGISMO Abbiamo già visto che il fumo di tabacco provoca: Danni allepitelio ciliato maggiore frequenza, gravità e durata di infezioni ed altre patologie respiratorie (ad es. tosse e/o bronchite ricorrente e cronica) Enfisema polmonare difficoltà respiratorie di entità variabile Inattivazione dellemoglobina da parte del CO, minor efficienza nel trasporto dellossigeno, con difficoltà respiratorie ed affaticamento del cuore A ciò va aggiunto: Tumore del polmone: circa decessi allanno in Italia, di cui circa il 90% è legato al tabagismo Tumori in sedi diverse dal polmone: tra cui bocca, faringe, esofago, stomaco e vescica

15 APPARATO RESPIRATORIO 15 Irritazione delle mucose (si somma ai danni allepitelio ciliati) maggiore frequenza, gravità e durata di infezioni ed altre patologie respiratorie Danni allapparato circolatorio (danni allendotelio vasale, aumento della pressione, aumento del colesterolo) maggiore frequenza di malattie cardiovascolari Il fumo è un miscuglio eterogeneo costituito da circa composti solidi, liquidi, vapori e gas che prende il nome di aerosol. La sostanza responsabile della dipendenza del fumatore è la nicotina Secondo alcune stime ogni anno in Italia circa persone morirebbero in seguito ai danni del fumo di tabacco


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