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1 APPARATO RESPIRATORIO NEI VERTEBRATI A CURA DI COLOMBO ROSSANA DA PROPORRE IN CLASSE II LICEO CLASSICO.

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1 1 APPARATO RESPIRATORIO NEI VERTEBRATI A CURA DI COLOMBO ROSSANA DA PROPORRE IN CLASSE II LICEO CLASSICO

2 2 BIBLIOGRAFIA TESTI UNIVERSITARI CONSULTATI Kent G.C., Anatomia comparata dei vertebrati - Seconda edizione Italiana, Piccin, 1997 Maci, Cappelletti, Vismara, Atlante di anatomia microscopica comparata dei vertebrati, Edizioni Unicopli, 1996 Campbell, Reece, Biologia, Zanichelli, 2004 Rosati, Colombo, La cellula, EdiErmes, 1999 TESTI PER LA SCUOLA SECONDARIA DI SECONDO GRADO Purves, Orians, Heller, Corso di Biologia, Zanichelli, 1995 Thibodeau, Anatomia e fisiologia, Casa Editrice Ambrosiana, 1991

3 3 PREREQUISITI - I tessuti - Il sistema scheletrico - Il sistema circolatorio (capillari,sangue, cuore) Sapere cosa si intende per: respirazione cellulare diffusione pressione parziale tensione superficiale

4 4 OBIETTIVI CONOSCERE LA FUNZIONE DELLAPPARATO RESPIRATORIO RELATIVAMENTE ALLAPPARATO RESPIRATORIO NELLUOMO, SAPER DESCRIVERE: -GLI ORGANI E LA LORO FUNZIONE -LA MECCANICA RESPIRATORIA -COME AVVENGONO GLI SCAMBI GASSOSI CONFRONTARE LAPPARATO RESPIRATORIO DEI MAMMIFERI CON QUELLO DEGLI ALTRI VERTEBRATI: PESCI, ANFIBI, RETTILI, UCCELLI SONO PREVISTE 3 LEZIONI

5 5 LAPPARATO RESPIRATORIO E COSTITUITO DA UN INSIEME DI STRUTTURE CHE RENDONO POSSIBILI GLI SCAMBI GASSOSI: ASSUNZIONE DI OSSIGENO DALLAMBIENTE ELIMINAZIONE DI ANIDRIDE CARBONICA DALLORGANISMO

6 6 NEI VERTEBRATI RESPIRAZIONE: -CUTANEA -BRANCHIALE: BRANCHIE ACQUA -POLMONARE: POLMONE ARIA BRONCOALVEOLARE FUNZIONE RESPIRATORIA SAVOLTA DA: EPITELIO RESPIRATORIO MONOSTRATIFICATO UOMO

7 7 APPARATO RESPIRATORIO NELLUOMO (Cuore) Diaframma Bronchiolo Bronco Polmone destro Trachea Laringe (Esofago) Faringe Cavità nasale Polmone sinistro

8 8 Le vie respiratorie partono dal NASO (o bocca se vie nasali sono ostruite) Flusso dellaria: -narici (possono dilatarsi - muscoli mimici) -Vestibolo (vibrisse) -simultaneamente meati superiore, medio, inferiore -simultaneamente recessi sfenoetmoidali e coane - MUCOSA nella cavità nasale: cellule cilindriche con CIGLIA: esse eliminano il pulviscolo dellaria e CELLULE MUCIPARE è molto vascolarizzata: ciò permette di riscaldare laria Attraverso le COANE il naso comunica con la FARINGE

9 9 cornetto seno faringe

10 10 SENI PARANASALI SENI FRONTALI SENI MASCELLARI SENI SFENOIDALI CELLETTE ETMOIDALI

11 11 SENI PARANASALI Sono spazi contenenti aria che si aprono nella cavità nasale nome da ossa del cranio entro le quali sono collocati rivestiti da mucosa di tipo respiratorio secreto mucoso anche per alleggerire il cranio camere di risonanza della voce

12 12 FARINGE: organo comune allapparato digerente. Fonazione: la sua forma timbro della voce. E una struttura tubolare che si divide in tre settori: - Rinofaringe (con adenoidi) - Orofaringe (con tonsille palatine e tonsilla linguale) - Faringe laringea Alla faringe seguono: LARINGE TRACHEA FARINGE

13 13 LARINGE e un organo dotato di motilità, può compiere movimenti e modificando la forma della sua cavità partecipa ai processi della fonazione. è situata nella regione anteriore del collo, davanti allesofago. È costituita da una serie di strutture cartilaginee, collegate da legamenti e formazioni muscolari.

14 14 LA LARINGE COSTITUISCE IL PRIMO TRATTO DELLE VIE AEREE (CORDE VOCALI)

15 15 VISTA POSTERIORE DELLA LARINGE CON I MUSCOLI ATTI A MODIFICARE LA FORMA

16 16 LARINGE La laringe è un breve tratto delle vie aeree dei Tetrapodi tra la glottide e linizio della trachea; -Lo scheletro della laringe è formato da nove cartilagini: - 3 impari: tiroidea (pomo dAdamo), epiglottide (si veda oltre), cricoidea -Pari: 2 aritenoidi (punto di attacco per corde vocali), 2 corniculate, 2 cuneiformi -Ai lati della camera laringea nei Mammiferi si trovano, disposte trasversalmente e più o meno tese, le pieghe vocali = corde vocali conferiscono capacità di comunicare tramite suoni.

17 17 LARINGE E CORDE VOCALI non usate per la fonazione sono rilassate e consentono allaria di passare con flusso costante senza vibrazioni di frequenza sonora. più o meno tese possono vibrare variazioni del flusso daria danno origine ai suoni. Durante la fonazione i muscoli intrinseci della laringe modificano in continuazione la posizione delle cartilagini tiroidee rispetto alle aritenoidee, regolando quindi la tensione delle corde. La frequenza delle vibrazioni della colonna daria in uscita è funzione del grado di tensione delle corde vocali. 18 mesi bambini E la posizione definitiva della laringe nelladulto che ci consente di parlare. Ippopotami non hanno le corde vocali. Le scimmie urlatrici hanno cartilagini tiroidee enormemente sviluppate (e anche losso ioide).

18 18 LARINGE: EPIGLOTTIDE, CORDE VOCALI Nelluomo latto della deglutizione spinge la laringe verso lalto contro lepiglottide: così viene bloccato laccesso alla laringe stessa, alla trachea ed ai polmoni.

19 19 TRACHEA Connette la laringe ai bronchi con funzione essenzialmente passiva di conduzione dellaria. Lunga cm decorre sul piano mediano, davanti allesofago, nella parte inferiore del collo e del torace. Il suo scheletro è formato da anelli cartilaginei a forma di C, regolarmente sovrapposti. Posteriormente, dove le cartilagini sono interrotte, la parete è completata da un muscolo liscio che, contraendosi può modificare il raggio di curvatura delle cartilagini e il lume della trachea. E rivestita da un epitelio con cellule dotate di ciglia vibratili, capaci di veicolare allesterno il muco secreto in cui è intrappolato il pulviscolo atmosferico.

20 20 LA TRACHEA

21 21 MUCOSA TRACHEALE UMANA Fotografia al microscopio elettronico a scansione della superficie della mucosa tracheale umana. Oltre alle cellule cigliate si osservano anche delle cellule mucipare. (Pag. 263 La cellula -RosatiColombo)

22 22 ALBERO BRONCHIALE Trachea Bronco primario –Bronchi secondari –Terziarianelli irregolari –Bronchioli no anelli cartilaginei –Dotti alveolari ( metafora peduncolo-acino) –Alveoli singolo strato di tessuto epiteliale pavimentoso semplice

23 23 ALBERO BRONCHIALE POLMONE DESTRO POLMONE SINISTRO

24 24 BRONCHIOLI- DOTTI ALVEOLARI- ALVEOLI

25 25 GLI ALVEOLI

26 26 ALVEOLI Un sottile velo umido riveste la superficie degli alveoli e rappresenta il medium nel quale lossigeno transita prima di raggiungere la parete alveolare. Negli alveoli è presente il surfactante, che riduce la tensione superficiale in corrispondenza della faccia interna degli alveoli; in assenza di questo prodotto si rende necessario un grande sforzo inspiratorio per distendere la parete alveolare e per ventilare le superfici di scambio gassoso

27 27 POLMONI Parenchimatosi (spugnosi, non cavi) Occupano la cavità toracica delimitando uno spazio centrale detto MEDIASTINO in cui ha sede il cuore Polmone destro: tre lobi Polmone sinistro: due lobi

28 28 PROIEZIONE DEI POLMONI E DELLA TRACHEA IN RAPPORTO ALLA GABBIA TORACICA E ALLE CLAVICOLE POSIZIONE DELLE CUPOLE DEL DIAFRAMMA AL TERMINE DELLESPIRAZIONE 11 E 12 COSTA NON VISIBILI DA QUESTA PROIEZIONE

29 29 PLEURA PARIETALE, VISCERALE E LIQUIDO PLEURICO

30 30 INSPIRAZIONE ED ESPIRAZIONE La cassa toracica si espande quando i muscoli intercostali si contraggono Aria inspirata La cassa toracica si contrae quando i muscoli intercostali si rilassano Aria espirata Polmone Diaframma Il diaframma si rilassa (si alza)Il diaframma si contrae (si abbassa) Inspirazione Espirazione

31 31 INSPIRAZIONE

32 32 ESPIRAZIONE

33 33 VENTILAZIONE POLMONARE NELLUOMO CAPACITA POLMONARE TOTALE = VOLUME CORRENTE: volume daria mobilitato in condizioni di riposo (500 ml di aria) + VOLUME DI RISERVA INSPIRATORIA: aria inalata con respirazione profonda + VOLUME DI RISERVA ESPIRATORIA: massa daria esalata in eccesso + VOLUME RESIDUO: volume di aria non mobilitabile SPAZIO MORTO: volume non ventilato dallaria inalata

34 34 DIFFUSIONE DEI GAS NEI POLMONI E NEGLI ALTRI ORGANI Un gas diffonde sempre da una regione a pressione parziale più alta verso una caratterizzata da una pressione parziale più bassa.

35 35 ASSUNZIONE E RILASCIO DI OSSIGENO ARIA INSPIRATA: OSSIGENO 160 mmHg RAGGIUNGE GLI ALVEOLI: 104 mmHg CAPILLARI PORTANO NEGLI ALVEOLI SANGUE CON: OSSIGENO 40 mmHg IL SANGUE CHE LASCIA I CAPILLARI ALVEOLARI HA OSSIGENO: 104 mmHg IL SANGUE: 100 mmHg RAGGIUNGE CUORE POMPATO I TESSUTI HANNO OSSIGENO: <40 mm Hg QUINDI LOSSIGENO DIFFONDE NEL SANGUE QUINDI LOSSIGENO DIFFONDE NEI TESSUTI

36 36 SCAMBI DI ANIDRIDE CARBONICA Nelle cellule del tessuto anidride carbonica: > 45mmHg Sangue ossigenato che raggiunge i tessuti ha anidride carbonica: 40 mmHg Sangue nei capillari che lasciano i tessuti ha anidride carbonica: 45 mmHg Raggiunge il cuore Pompato Raggiunge i polmoni Negli alveoli laria inspirata ha anidride carbonica: 40 mm Hg Quindi lanidride carbonica diffonde nei capillari Quindi lanidride carbonica diffonde negli alveoli (poi espirazione)

37 37 CENNI SUL TRASPORTO DI OSSIGENO E ANIDRIDE CARBONICA OSSIGENO: viene trasportato dallemoglobina: essa lega lossigeno in maniera reversibile: viene legato in corrispondenza dei polmoni e ceduto in corrispondenza dei capillari sistemici. ANIDRIDE CARBONICA: Il 70% viene trasportato nel sangue sotto forma di ioni bicarbonato Il 23% si lega ai gruppi aminoacidici dellemoglobina 7% viene trasportato disciolto nel plasma sanguigno

38 38 RESPIRAZIONE NEI VERTEBRATI: -CUTANEA -BRANCHIALE: BRANCHIE: INTERNE ESTERNE -POLMONARE: POLMONE: BRONCOALVEOLARE SACCIFORME PARABRONCHIALE ANFIBI E RETTILI UCCELLI MAMMIFERI

39 39 RESPIRAZIONE BRANCHIALE: ACQUA Le branchie non possono funzionare nellambiente aereo perché il loro epitelio respiratorio, organizzato in lamelle e filamenti, richiede il supporto meccanico fornito dallacqua! Allasciutto le lamelle branchiali collassano e si verificano fenomeni di adesione tra ampie aree di epitelio respiratorio adiacenti.

40 40 LE BRANCHIE DEI PESCI OSSEI LOPERCOLO protegge le branchie e concorre alla loro ventilazione Da ognuno degli archi branchiali emanano lamelle di primo ordine in duplice serie. Da ognuna di esse prendono a loro volta origine le lamelle di secondo ordine, che rappresentano le strutture respiratorie. In loro corrispondenza si sviluppano due flussi in controcorrente: quello del sangue e quello dellaria.

41 41 opercolo branchie I PESCI: OSTEITTI Lamelle primarie Lamelle secondarie

42 42 PESCI: SCAMBIO CONTROCORRENTE Arco branchiale Direzione del flusso dellacqua Arco branchiale Vasi sanguigni Filamenti branchiali Sangue ricco di ossigeno Sangue povero di ossigeno Lamella 15% 40% 70% 100% 60% 80% 30% 5% % di O 2 nellacqua che fluisce sopra le lamelle % di O 2 nel sangue che fluisce attraverso i capillari allinterno delle lamelle

43 43 ANFIBI CORDE VOCALI: i maschi degli anuri presentano anche i sacchi vocali grazie ai quali emettono gracidii -Respirazione branchiale - Cutanea - Polmonare (polmone non parenchimatoso, cavo)

44 44 RETTILI Nei loricati (coccodrilli) i polmoni hanno una consistenza parzialmente spugnosa e sono definiti semiparenchimatosi. Anfibi e rettili ventilano i polmoni con un meccanismo semplice, deglutendo laria a piccoli bocconi ed emettendola in un solo atto espiratorio.

45 45 Privi di corde vocali, presentano la siringe, organo vocale situato alla base della trachea. Complesso sviluppo di dotti aerei interconnessi Dalla biforcazione della trachea, i bronchi penetrano nel polmone costituendo il mesobronco, da cui per successive ramificazioni, originano bronchi secondari e terziari o parabronchi. I parabronchi terminano nei sacchi aerei. I sacchi aerei, compressi dai muscoli che li circondano, agiscono come mantici. I sacchi aerei funzionano come deposito daria. IL SISTEMA RESPIRATORIO DEGLI UCCELLI

46 46 IL SISTEMA RESPIRATORIO DEGLI UCCELLI Aria Sacche aeree anteriori Sacchi aerei posteriori Trachea Polmoni 1 mm Espirazione: Sacchi aerei vuote; polmoni pieni daria Inspirazione: sacchi aerei piene daria Condotti aerei nei polmoni Laria inspirata va direttamente nei sacchi aerei, le cui estroflessioni si portano in tutto il corpo, anche nelle ossa; in seguito laria si dirige ai polmoni.


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