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SCAMBI RESPIRATORI E TRASPORTO DEI GAS. Funzione principale dellapparato respiratorio è quella di: -prelevare ossigeno (O 2) dallambiente (aria atmosferica)

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1 SCAMBI RESPIRATORI E TRASPORTO DEI GAS

2 Funzione principale dellapparato respiratorio è quella di: -prelevare ossigeno (O 2) dallambiente (aria atmosferica) -distribuirlo alle cellule dellorganismo (sistema circolatorio) -asportare dalle cellule lanidride carbonica (CO 2 )

3 FISICA DEGLI SCAMBI GASSOSI Sostanze liposolubili: una sostanza liposolubile diffonde attraverso la membrana. LO2 e la CO2 sono sostanze liposolubili Il gradiente di concentrazione è lenergia che permette la diffusione di una sostanza. La Velocità di diffusione oltre a essere direttamente proporzionale al gradiente di pressione e alla superficie di scambio è direttamente proporzionale alla solubilità e inversamente alla radice quadrata del peso molecolare del gas. La diffusione netta avviene dal punto doveil gas è più concentrato ( > pressione) verso il punto con minor concentrazione ( < pressione).

4 COMPOSIZIONE DELL'ARIA e DEL SANGUE GAS Aria atmosferica (secca) Aria umidificataAria alveolareSangue venosoSangue arterioso Mm/Hg% % % % % N O CO H2O Totale Valori approssimativi di un soggetto maschio sano al livello del mare.

5 ARIA ESPIRATA Laria espirata è una miscela di aria di aria dello spazio morto e di aria alveolare. Durante lespirazione la prima porzione di aria è semplicemente aria atmosferica umidificata (spazio morto). Con il procedere dellespirazione laria dello spazio morto si mescola allaria alveolare. Al termine dellespirazione laria espirata corrisponde allaria alveolare.

6 DIFFUSIONE ALVEOLO-CAPILLARE La CO2 diffonde dal capillare (PCO2 = 45mm/Hg) allalveolo (PCO2 = 40mm/Hg) La PO2 del sangue aumenta fino ad eguagliare la PO2 alveolare. Come per lO2 a riposo Questo avviene in circa 1/3 del tempo che il sangue impiega a percorrere il capillare. LOssigeno diffonde dallalveolo (PO2 = 104mmHg) al capillare polmonare (PO2 = 40mm/Hg).La PO2 del sangue aumenta fino ad eguagliare la PO2 alveolare. Questo a riposo avviene in circa 1/3 del tempo che il sangue impiega a percorrere il capillare. O2CO2 Sangue arterioso: PO2 100mm/Hg; PCO2 40mm/Hg

7 SCAMBI GASSOSI A LIVELLO DEI CAPILLARI O2CO2 La PO2 nellestremo arterioso del capillare è circa 100mm/Hg. La PO2 nel liquido interstizale è circa 40 mm/Hg. LO2 diffonde nel liquido e la PO2 allestremo venoso è circa a 40 mm/Hg La PCO2 nellestremo arterioso del capillare è circa 40 mm/Hg. La PCO2 nel liquido interstizale è circa 45 mm/Hg. La CO2 diffonde nel sangue e la PCO2 allestremo venoso è circa 45 mm/Hg Sangue venoso misto: PO2 40mm/Hg; PCO2 45mm/Hg

8 TRASPORTO OSSIGENO La solubilità dellOssigeno è molto bassa. La concentrazione di O2 nel sangue arterioso è circa 0.3 vol%. Allinterno dei globuli vi è una molecola in grado di legare lO2: lEMOGLOBINA (Hb) Nel Sangue il 97% dellOssigeno è legato allHb ( HbO ossiemoglobina) Ogni molecola di Hb può legare 4 molecole di O2 Nel sangue ci sono 15 g/100ml di Hb LHb ha una capacità di legare lossigeno pari a 1.34 ml/g Il contenuto di ossigeno del sangue quando l'emoglobina è satura è 20.1 ml/100 ml (15*1.34)

9 CURVA DI DISSOCIAZIONE dellHbO A : PO2 = 100 mm/Hg saturazione Hb = 97% O2 legato = 19.4 vol% B : PO2 = 40 mm/Hg saturazione Hb = 75% O2 legato = 14.4 vol% 5ml differenza artero-venosa = 5 vol% in questo caso ad ogni passaggio nei capillari 100ml di sangue cedono 5ml di ossigeno ai tessuti. C : PO2 = 15 mm/Hg saturazione Hb < 20% O2 legato = 4.4 vol% 15ml differenza artero-venosa = 15 vol% in questo caso ad ogni passaggio nei capillari 100ml di sangue cedono 15ml di ossigeno ai tessuti. A B C A: Sangue arterioso normale B: Sangue venoso normale C: Sangue venoso durante sorzo

10 EFFETTO BOHR Fattori che possono spostare a destra la curva di dissociazione dellHbO: 1) >PCO2: 2) H + ); 3) > temperatura; 4) > 2.3 DPG; Durante attività fisica I muscoli in attività liberano CO2 e cataboliti acidi facendo aumentare la concentrazione di H + e diminuendo il PH. Inoltre la temperatura nel muscolo attivo può aumentare di 2-3°C. lo spostamento a destra RIDUCE laffinità e quindi AUMENTA la cessione di O2.

11 TRASPORTO ANIDRIDE CARBONICA La CO2 è molto più solubile dellO2. Circa il 10% è disciolta nel plasma Circa il 30 % si lega alle proteine plasmatiche e allHb Circa il 70% viene trasportato sotto forma di ioni bicarbonato (HCO 3 - )

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14 EFFETTO HALDANE

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