L’APPARATO RESPIRATORIO
La prima cosa che ciascuno di noi fa, appena
nasce, è…
…respirare!
Da quel momento continua a respirare,
giorno e notte, per tutta la vita, fino a
quando, esalando l’ultimo respiro, muore.
Età e frequenza degli atti respiratori
(atti respiratori al minuto)
Moto e frequenza degli atti respiratori
(atti respiratori al minuto)
Completa tu la tabella!
Respirare è un atto così naturale che pare
assurdo chiedersi perché si respira!
Eppure la domanda non è banale!
Perché è necessario respirare?
Per trovare la riposta, cerchiamo di capire,
innanzitutto,
in cosa consiste la respirazione.
Quando si respira si inspira aria e poi la si
espira, circa 12 – 14 volte al minuto. Ma… si
tratta sempre della stessa aria?
Gas
Aria inspirata
Aria espirata
N2
78 ml
78 ml
O2
21 ml
16 ml
CO2
0,04 ml
4 ml
H 2O
0,7 ml
6 ml
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TOTALE
100 ml circa
104 ml circa
No: l’aria in uscita ha meno O2 e più CO2 e H2O!
Dunque, respirando si trattiene ossigeno…
Inspirare
O2
Espirare
H2O
CO2
… e si libera biossido di carbonio e acqua!
Dove avviene questo scambio?
Per rispondere seguiamo il percorso seguito
dall’aria, ovvero analizziamo l’
apparato respiratorio,
che è costituito dalle
vie aeree
e dai
polmoni.
Le vie aeree
Palato duro
Cavità orale
Lingua
Epiglottide
Mandibola
Corde vocali
Esofago
Trachea
Cavità nasali
Faringe
Laringe
Trachea
Bronchi
Polmone
destro
Polmone
sinistro
Bronchioli
Diaframma
Lungo le vie aeree di conduzione, l’aria è preriscaldata, umidificata
(per contatto con il liquido che bagna la mucosa) e depurata (il muco
trattiene la polvere, poi eliminata attraverso il meccanismo di scala
mobile mucociliare).
L’epitelio
respiratorio
Visione superficiale
Esofago
Laringe
Cartilagini
tracheali
Cartilagini
tracheali
Trachea
Bronchi
primari
Bronchi
secondari
La trachea e
i bronchi
Attraverso la faringe
passano sia l’aria sia il cibo.
La laringe è costituita da
cartilagine; ci sono il pomo
di Adamo, l’epiglottide, le
corde vocali.
La trachea e i bronchi sono
dotati di anelli cartilaginei
per evitarne il collasso.
Dai bronchi primari si
dipartono 23 generazioni di
condotti secondari fino agli
alveoli.
Anatomia della
trachea
I polmoni
I polmoni sono situati nella gabbia toracica; sono costituiti
da tessuto elastico.
Il polmone destro è diviso in 3 lobi, quello sinistro è diviso
in 2 lobi ed è più piccolo.
Apice
Arterie
polmonari
Bronchi
primari
Ilo
Base
Vene
polmonari
Il meccanismo della respirazione
Ogni polmone è avvolto da una membrana, la pleura, formata
da due foglietti.
Nello spazio tra i due foglietti, detto cavità pleurica, è
contenuto un velo di liquido (2 ml) che mantiene i foglietti
adesi e ne consente lo scivolamento.
Liquido
pleurico
I polmoni non hanno strutture di sostegno o muscolari: la
variazione del loro volume dipende dai movimenti della
gabbia toracica. Nell’inspirazione si abbassa il diaframma,
si contraggono i muscoli intercostali, si sollevano le coste;
di conseguenza aumenta il volume della cavità toracica e
dei polmoni che vi aderiscono con le pleure.
L’aria si muove dai punti in cui la pressione è maggiore
verso quelli in cui la pressione è minore.
Quando il volume
della gabbia toracica
aumenta
La pressione
all’intermo dei
polmoni diminuisce
l’aria
entra
Un modello di polmone
Bottiglia = Gabbia toracica
Palloncino = Polmone
Fondo = Diaframma
Tirando il fondo verso il basso cosa succede?
Spingendo il fondo verso l’alto cosa succede?
Lo scambio dei gas
Ad ogni inspirazione circa 0,5 litri di aria
(volume corrente) si diluiscono nei 2,3 litri
d’aria già contenuti nei polmoni giungendo
infine nei lobuli polmonari, piccole cavità
formate a loro volta da numerose cavità
ancora più piccole, dette alveoli...
Il lobulo polmonare
Epitelio respiratorio
Alveoli
Pleura viscerale
Cavità pleurica
Pleura parietale
Gli alveoli
Negli alveoli avvengono gli scambi gassosi tra aria
e sangue:
entra ossigeno (O2)
esce biossido di carbonio (CO2).
L’epitelio alveolare
Alveolo
Capillari
Endotelio
Epitelio
Lamine basali alveolare Surfactante
fuse
Il trasporto dei gas
I gas sono trasportati nel sangue da una
proteina globulare detta emoglobina...
...contenuta in cellule particolari dette
globuli rossi...
...i quali, scorrendo con il sangue lungo le
vene polmonari arrivano al cuore.
Dal cuore sono spinti lungo le arterie, le arteriole
ed i capillari dove scorrono lambendo tutte le
cellule del corpo.
Qui avviene un nuovo scambio: i globuli rossi
cedono alle cellule l’ossigeno e ricevono da
esse biossido di carbonio.
Un capillare ha un diametro di circa 5 micron, il globulo
rosso, invece, di 7 micron, più grande del diametro del
capillare attraverso il quale deve passare: questo per
“obbligare” il globulo rosso a rallentare il suo passaggio
attraverso il capillare. La piccola cellula avrà così modo
di effettuare meglio la consegna dell'ossigeno ai tessuti
e il prelievo dell'anidride carbonica dagli stessi.
Globuli rossi che
attraversano un
capillare.
Ed ora torniamo alla domanda iniziale:
perché viene trattenuta dalle cellule una
certa quantità di ossigeno e perché esse
cedono biossido di carbonio?
Per ricavare energia dal cibo!
Il cibo infatti, in particolare il glucosio,
contiene energia potenziale chimica che si
libera quando viene ossidato nelle cellule.
E’ questa la vera respirazione!
Possiamo dire allora che per respirazione si
intendono in realtà due processi diversi:
 La respirazione interna o cellulare
 La respirazione esterna o polmonare
La respirazione cellulare
La respirazione polmonare
serve a fornire ossigeno per la
respirazione cellulare, che ha
lo scopo di produrre energia.
Le reazioni chimiche della respirazione e della
fotosintesi sono una l’inversa dell’altra
RESPIRAZIONE
FOTOSINTESI
Glucosio+Ossigeno
Anidride
Carbonica+Acqua+Energia
Anidride
Carbonica+Acqua+Energia
Glucosio+Ossigeno
Concentrazione di CO2 nel sangue durante il giorno.
Non fumatore
Fumatore
Mappa concettuale