Quali sono le funzioni dell’apparato respiratorio?

In un uomo a riposo le cellule consumano circa 200ml di ossigeno al minuto

Quanto è grande la superficie di scambio dei gas?

Praticamente all’interno dei polmoni si trovano Immaginiamo di rivestire un campo da tennis (circa 75mq) con un sottile foglio di plastica; pieghiamo il foglio con molta cura per farlo entrare all’interno di una bottiglia del volume di 3 litri Praticamente all’interno dei polmoni si trovano gli stessi rapporti tra superficie alveolare e volume

Alcune caratteristiche dell’apparato respiratorio Grande superficie di scambio Deve impedire la disidratazione Spesa di energia per fare entrare l’aria: pompa muscolare

Quali muscoli? Diaframma Muscoli intercostali, interni ed esterni connettono 12 paia di costole Sternocleidomastoideo, scaleni (dalla testa al collo fino allo sterno e alle prime due costole)

La cassa toracica È un contenitore sigillato che contiene tre sacchi Il sacco pericardico, che contiene il cuore Due sacchi pleurici, contengono i polmoni

Quali sono le resistenze che l’aria incontra nel suo cammino verso gli alveoli?

I pazienti affetti da bronchite cronica ostruttiva

I pazienti affetti da bronchite cronica ostruttiva hanno un’eccessiva produzione di muco e un’infiammazione dell’intero tratto respiratorio. Il muco occlude le vie aeree e rende difficile la respirazione.

I fumatori solitamente sviluppano la bronchite cronica prima dell’enfisema. Il fumo paralizza le ciglia che spostano il muco verso il cavo orale. Senza questa azione, muco e detriti si accumulano nelle vie aeree e provocano una tosse cronica. Infine la respirazione diventa difficile

L’enfisema è caratterizzato dalla perdita di elastina, le fibre elastiche che agevolano il ritorno degli alveoli durante l’espirazione. I ricercatori ritengono che l’elastina venga distrutta da proteasi rilasciate dalle cellule del sistema immunitario, che nei ricercatori sono sovrastimolate per eliminare gli agenti irritanti dal tratto respiratorio. I pazienti affetti da enfisema non hanno difficoltà nell’inspirazione, tuttavia poiché gli alveoli hanno perso la capacità del ritorno elastico, l’espirazione-che normalmente è un processo passivo- richiede uno sforzo cosciente

asma L’asma è una patologia polmonare ostruttiva caratterizzata da broncocostrizione ed edema delle vie aeree Difficoltà nel respiro (dispnea) e fischio nell’espirazione Può essere scatenata dall’esercizio fisico (asma da sforzo) e dal rapido cambiamento di umidità e temperatura dell’aria inspirata

Test di funzionalità polmonari I volumi standard indicati si riferiscono ad un soggetto adulto maschio di circa 70 kg; nel sesso femminile sono inferiori di circa il 20%

Volumi polmonari nell’uomo Volume di riserva inspiratoria (2500-3000) Volume corrente di riposo (500 ml) Volume di riserva espiratoria (1000) Volume residuo (circa 1200)

Volumi polmonari nelle donne Volume di riserva inspiratoria (1900) Volume corrente di riposo (500 ml) Volume di riserva espiratoria (700) Volume residuo (circa 1100)

Capacità polmonari Capacità vitale = vol ris espiratoria (1000 ml) + volume corrente (500 ml) + vol ris inspiratoria (2500ml)= la massima capacità di aria che può essere volontariamente spostata dentro e fuori il sistema respiratorio Per misurare la capacità vitale, il soggetto deve inspirare quanta più aria possibile e poi a eliminarla totalmente

L’efficacia della ventilazione è determinata da profondità e frequenza della respirazione

Si può trattenere il respiro, ma non si possono bloccare i riflessi mediati dai chemiocettori

Quali fattori possono influenzare il centro del respiro? Temperatura Input corteccia cerebrale Adrenalina Riflessi di origine articolare e muscolare Riflessi pressocettivi Riflessi protettivi Dolore Emozione

L’aumento di temperatura che si verifica durante l’attività fisica tende a stimolare la ventilazione

Controllo della temperatura negli animali Gli animali hanno scarsa capacità di eliminare calore dalle superfici; essi sono dotati di peli che tendono a trattenere il sudore ed inoltre non possiedono ghiandole sudoripare. Eliminano calore mediante il respiro ansimante. L’aumento di temperatura stimola i centri respiratori ad attuare la respirazione ansimante; ad effettuare cioè una respirazione ad alta frequenza per fare venire in contatto delle sup respiratorie grandi quantità di aria. Cio provoca raffreddamento delle superfici respiratorie per evaporazione dell’acqua.

Input dalla corteccia cerebrale Le vie neuroniche discendenti che controllono i motoneuroni mandano collaterali all’ipotalamo e probabilmente anche ai centri respiratori

adrenalina L’iniezione di adrenalina aumenta la ventilazione con un meccanismo molecolare non conosciuto

Riflessi di origine articolare e muscolare Recettori nelle articolazioni e nei muscoli sono stimolati durante i movimenti che accompagnano la contrazione muscolare. Vie afferenti provenienti da questi recettori stimolano i centri respiratori durante l’esercizio muscolare. C’è quindi correlazione tra attività muscolare ed esigenze metaboliche dei tessuti

Riflessi protettivi Protezione da materiali irritanti Tosse e sternuto originano da recettori che si trovano sul rivestimento interno del tratto respiratorio

Riflessi protettivi tosse e sternuto proteggono da sostanze irritanti recettori presenti sui rivestimenti dell’apparato respiratorio mandano afferenze ai centri che controllano il respiro in modo da provocare una profonda inspirazione ed una violenta espirazione

Rappresenta un meccanismo essenziale per vita La tosse Rappresenta un meccanismo essenziale per vita con il quale l’organismo riesce ad eliminare sostanze estranee dalla gola Laringe e carena (punto di biforcazione della trachea), brochioli terminali ed alveoli sono particolarmente sensibili ad agenti corrosivi (anidride solforosa, cloro…) Impulsi che partono da queste superfici viaggiano lungo il vago verso il bulbo

sternuto Riguarda le vie nasali Lo stimolo iniziale viaggia lungo il trigemino fino al bulbo L’aria esce non solo dalla gola ma anche dal naso

dolore Stimoli dolorifici possono produrre una stimolazione riflessa dei centri respiratori. E questo il motivo per cui si sculaccia il neonato per dare avvio ai suoi atti inspiratori

emozione Lo spavento induce un’aumento di frequenza del respiro Il riso e il pianto sono manifestazioni che coinvolgono movimenti di aria attraverso le vie aeree