Considerazioni generali sulla respirazione
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Cosa significa respirare
Le fasi della respirazione
• Ventilazione: movimento di aria dentro e fuori dei
polmoni
• Respirazione esterna: scambio di gas tra l’aria nei
polmoni e i capillari polmonari
• Trasformazione e trasporto dei gas: trasporto di O2 e
CO2 nel sangue (emoglobina, bicarbonati,…)
• Respirazione interna: scambio di gas tra il sangue e i
tessuti
• Regolazione della ventilazione: controllo degli atti
respiratori (chemocettori centrali e periferici, centri del
respiro)
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Le vie respiratorie
Umidificano, riscaldano e depurano l’aria atmosferica che
respiriamo
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Varietà di tessuto epiteliale a livello delle vie respiratorie
nella zona di conduzione:
- l’epitelio respiratorio è rivestito di muco e macrofagi
alveolari, elimina le “sostanze estranee” che respiriamo con
l’aria. E’ composto da:
1) cellule ciliate, che con il movimento delle loro cilia
muovono il muco verso la cavità orale
2) ghiandole mucose che producono muco fino a livello
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dei bronchioli
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nella zona respiratoria:
- l’epitelio respiratorio è formato da due tipi di cellule:
- tipo I (piatta ed estesa) forma le pareti dell’alveolo
- tipo II (parzialmente ciliata, spessa e meno estesa) produce il
tensioattivo.
bronchioli, alveoli e capillari
Esiste un estesa vascolarizzazione
arteriosa (blu) e venosa (rosso) a
livello dei bronchioli respiratori
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Cavità alveolare al microscopio elettronico
capillari
bronchiolo respiratorio
alveolo
dotto alveolare
poro
alveolare
alveolo
globuli rossi
alveolo
cellula di tipo II
aria alveolare
endotelio capillare
membrana
basale
interstizio
eritrocita
cellula di tipo I
aria alveolare
- la parete dell’alveolo è elastica, resistente e molto sottile (per ridurre i
tempi di diffusione dei gas)
- è formata da fibre di tessuto connettivo, cellule epiteliali, endoteliali e
capillari in intimo contatto
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LA MECCANICA RESPIRATORIA
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Movimenti della gabbia toracica
Respirazione normale (tranquilla):
- il solo movimento del diaframma è sufficiente per espandere o comprimere i
polmoni
- nell’inspirazione il diaframma si contrae e si abbassa, le costole si alzano
- nell’espirazione il diaframma si distende e si alza, le costole si abbassano
- i nervi frenici (motoneuroni) controllano lo stato di contrazione del diaframma
Respirazione forzata:
- nell’espirazione rapida vengono
contratti i muscoli addominali che
spingono i visceri ed il diaframma
verso l’alto.
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Movimenti della gabbia toracica
a riposo
- costole inclinate verso il basso
- sterno in posizione bassa verso l’interno
- diametro della gabbia al minimo
durante
l’inspirazione
- costole si alzano verso l’alto
- sterno si alza in fuori
- diametro della gabbia aumenta del 20%
Muscoli intercostali implicati nel movimento respiratorio
Inspirazione:
- i m. intercostali esterni si
contraggono e spostano le costole
verso l’alto.
- i muscoli intercostali interni sono
rilasciati.
Espirazione:
- i m. intercostali interni si
contraggono e spostano le costole
verso il basso.
- i muscoli intercostali esterni sono
rilasciati.
- i m. addominali comprimono
l’addome e tirano in basso le ultime
costole.
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Pressioni e volumi respiratori
Frequenza respiratoria normale (tranquilla): 12 respiri/min
Palv - Pip
a riposo: Palv +1
-1 mmHg
Ppl -4
-7 mmHg
forzata : Palv max +100 mmHg (espirazione massima)
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Palv min
-80 mmHg (inspirazione massima)
Origine della pressione
intrapleurica negativa
Due forze tendono a far collassare
il polmone:
1- la tensione delle fibre elastiche
retrattili
2- la tensione superficiale del
liquido fisiologico che bagna
l’alveolo (natura dipolare
dell’H2O)
Le forze di contrazione (1 e 2)
sono bilanciate dalla forza di
distensione della gabbia toracica.
La pressione intrapleurica negativa
di –4 mmHg (Pip) nasce
dall’equilibrio di queste tre forze e
aumenta a –7 mmHg durante
l’inspirazione
Pintrapleurica e Palveolare durante l’inspirazione
polmone a riposo
Palv
0 mmHg
pleure
piena d’aria
Pip 0 mmHg
Pip -4 mmHg
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inspirazione
Palv
-1 mmHg
Pip -7 mmHg
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Il pneumotorace
Se si buca la pleure:
- la Pip si annulla e il polmone collassa
(pneumotorace)
- la gabbia toracica si espande perché
non deve più compensare le due forze
che tendono a far collassare il polmone
Elementi che influenzano la ventilazione polmonare:
il tensioattivo
- è una miscela di lipoproteine
(dipalmitoil lecitina + proteine)
- è secreto dai pneuomiciti granulari
(tipo II)
- si distribuisce sulla superficie del
liquido alveolare e abbassa la tensione
superficiale
- senza in tensioattivo la Pip aumenterebbe a -20, -30 mmHg con collasso dei
polmoni
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Il tensioattivo stabilizza la struttura dei piccoli alveoli
Per la legge di Laplace (T = P x r) in due alveoli di raggio r (piccolo)
ed R (grande), con identica tensione superficiale T e in comunicazione
tra loro, si sviluppano due pressioni diverse:
Pr = Tr/r
se Tr = TR
PR = TR/R
e
r << R
Pr >> PR
Ciò porterebbe al collassamento dell’ alveolo più piccolo in quello più
grande
Il tensioattivo si distribuisce maggiormente nell’alveolo più piccolo,
abbassa la tensione superficiale (Tr < TR) e riduce Pr:
Pr = Tr/r Respiratorio_1
PR = TR/R
Pr = PR
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La compliance polmonare
La compliance polmonare (Cp) indica la facilità con cui si distende un
polmone. Si definisce come:
Cp = DV/ Palv -Pip
- Polmoni normali hanno alta Cp (pochi mmHg muovono 500 ml d’aria)
- Polmoni con fibrosi hanno bassa Cp
La Cp è influenzata da:
- elasticità del tessuto polmonare
- tensione superficiale del liquido all’interno degli alveoli
Un polmone riempito
con una soluzione
fisiologica possiede una
Cp più alta di uno
normale riempito d’aria
perché la tensione
superficiale aria-liquido
è annullata.
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