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?
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
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