1. Respirazione esterna: scambio di gas respiratori tra alveoli polmonari e sangue interna: scambio di O2 e CO2 tra capillari sistemici e cellule cellulare:uso dell’O2come accettore di elettroni nelle reazioni che liberano energia (ad es., C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O)

Fisiologia dell’apparato respiratorio 2. Fisiologia dell’apparato respiratorio Ventilazione polmonare, meccanica respiratoria Scambio tra alveoli e capillari polmonari Trasporto di O2 e CO2 nel sangue Scambio tra capillari sistemici e tessuti Controllo della ventilazione polmonare

Meccanica respiratoria Come si fa a dire come si muove il polmone? 3. Meccanica respiratoria E’ opportuno che, discutendo di scienze empiriche, si cerchi di sapere come si fa a dire quel che si dice. Come si fa a dire come si muove il polmone?

Quale è più vicina al vero:la nera o la rossa? Perché? 4. 4. L’anatomia descrive la gabbia toracica come una scatola deformabile che contiene il polmone Quale è più vicina al vero:la nera o la rossa? Perché? Questa è la prova che il polmone è una struttura elastica P [mmHg] Volume [ml] manometro siringa polmone

Che cos’è la compliance? 5. Che cos’è la compliance? Il modello sperimentale precedente consente di misurare la compliance di quel polmoncino? Quando si effettua la respirazione assistita di un uomo anestetizzato e curarizzato, si può misurare la compliance toracopolmonare? Quando si effettua respirazione assistita di un paziente anestetizzato e toracotomizzato, si può misurare la compliance polmonare?

Che differenza c’è fra un modello e un’ipotesi sperimentale? 6. In un cilindro a tenuta è contenuto un palloncino elastico che comunica con l’esterno per mezzo di un tubicino . Il fondo del cilindro è chiuso da un pistone Cosa succede del palloncino quando il pistone viene tirato verso il basso ?

7. E cosa succede della pressione dell’aria contenuta fra la parete del cilindro ed il palloncino?

Come si muovono le costole? 9. L’espansione della gabbia toracica viene operata dai muscoli intercostali e dal diaframma Come si muovono le costole? Come fanno i muscoli intercostali a far aumentare i diametri antero-posteriore e trasversale della gabbia toracica? Come fa il diaframma a far aumentare il diametro longitudinale della gabbia toracica?

T2pr = Ppr2 T =1/2Pr La legge di Laplace 12. La legge di Laplace L’area della superficie blu = pr2 Forza che agisce sulla superficie= Ppr2 pressione P Tensione T Forza che agisce sul perimetro= T2pr T2pr = Ppr2 T =1/2Pr

Applicazione della legge di Laplace 13. Applicazione della legge di Laplace P1;P2 = pressione endoalveolare T1;T2 tensione nella parete degli alveoli P2 P1 T2 T1 Cosa succede di P1 e P2 se T1 = T2 e r2 =1/2 r1 ?

Perché nel polmone normale ciò non succede? 14. T1=T2 == T P1=2T/r1 P2=2T/r2 P2=2P1 Aria fluisce da 2 a 1 L’alveolo 1 diviene enfisematoso L’alveolo 2 atelectasico P2 T2 P1 T1 Perché nel polmone normale ciò non succede?

15. Nella parete degli alveoli le cellule tipo 2 secernono dipalmitoilfosfatidilcolina DPPC DPPC = Il DPPC è un tensioattivo tutto speciale come dimostra l’effetto sulla tensione superficiale del liquido che bagna l’alveolo Tensione superficiale Dipalmitato Glicerolo Fosfato Colina Superficie dell’alveolo Perché la tensione aumenta quando aumenta il volume dell’alveolo? Perché questo comportamento si oppone allo enfisema-collasso degli alveoli?

Questo è lo spirometro di Hutchinson 16. Questo è lo spirometro di Hutchinson Sostanzialmente, una campana che galleggia sull’acqua. Il soggetto espira aria all’interno della campana. Come si può misurare quanta aria il soggetto espira? Come si potrebbe inventare uno spirometro più facile da maneggiare?

Grandezze polmonari principali 17. Grandezze polmonari principali Volume corrente, volume di riserva inspiratorio ed espiratorio capacità vitale Volume ventilatorio forzato (litri /minuto) Espirazione forzata (% di Capacità vitale espirata nel 1° secondo) Compliance polmonare

Relazione flusso/viscosità 18. Relazione flusso/viscosità

19.

20.

21. Lavoro/Flusso

22.

Composizione e Pressione parziale dei gas nell’aria atmosferica 23. Composizione e Pressione parziale dei gas nell’aria atmosferica Percentuale Pressione parziale O2 20.93 % 159 mm Hg CO2 0.03 % 0.2 mm Hg N2 79 % 600 mm Hg Pressione parziale = percentuale x pressione totale della miscela

Trasporto nel sangue arterioso 1 litro di sangue arterioso 24. Scambi gassosi Trasporto nel sangue arterioso (ml di gas estraibili a NTP) 1 litro di sangue arterioso contiene ml Trasporta ai tessuti Polmoni CO2 440 O2 200 O2 50 ml

Trasporto nel sangue venoso 25. Scambi gassosi Trasporto nel sangue venoso (ml di gas estraibili a NTP) 1 litro di sangue venoso contiene ml Polmoni Tessuti CO2 480 O2 150 40 ml CO2

26. Sangue venoso O2 40 mmHg CO2 45 mmHg Alveolo O2 100 mmHg CO2 40 mmHg

CURVA DI SATURAZIONE DELL’EMOGLOBINA 27. CURVA DI SATURAZIONE DELL’EMOGLOBINA

Scambio tra emazia e tessuti 28. Scambio tra emazia e tessuti H2O CO2 CO2 + H2O Anidrasi carbonica Cl- Cl- H2CO3 Scambio dei cloruri H+ + HbO2 -HCO3 CO2 HbH -HCO3 HbNHCOOH O2

Scambio tra emazia e polmoni 29. Scambio tra emazia e polmoni H2O CO2 CO2 + H2O Anidrasi carbonica Cl- Cl- H2CO3 Scambio dei cloruri H+ + HbO2 -HCO3 CO2 HbH O2 -HCO3 HbNHCOOH O2

Schema di funzionamento delle strutture laringee 34. Schema di funzionamento delle strutture laringee m. ari-aritoneideo

35. Fonazione L’aria viene espirata dai polmoni attraverso una fessura contornata dalle corde vocali. Il flusso d’aria diviene turbolento (numero di Reynold) L’aria diviene una struttura vibrante che emette onde sonore L’intensità del suono dipende dalla pressione sottoglotidea dovuta alla elasticità dei polmoni e dalla contrazione dei muscoli espiratori Le frequenze contenute nelle onde sonore dipendono da Dimensione della glottide Tensione delle corde vocali