LApparato respiratorio Componente funzionale Funzione dellapparato respiratorio Lapparato

L’Apparato respiratorio Componente funzionale

Funzione dell’apparato respiratorio L’apparato respiratorio è formato dall’insieme delle vie aeree in cui passa l’aria e dai polmoni. Ha la funzione di portare aria ricca di ossigeno, necessario per bruciare le sostanze energetiche, dall’ambiente esterno al sangue e viceversa di trasportare l’aria ricca di anidride carbonica fino all’ambiente esterno. Questo fenomeno di scambi gassosi avviene in quattro momenti distinti: 1. Ventilazione polmonare o respirazione esterna: i gas vengono trasportati dall’ambiente esterno agli alveoli e viceversa; 2. Diffusione: i gas passano dall’alveolo al capillare polmonare e viceversa; 3. Trasporto dei gas: i gas vengono trasportati alle cellule e dalle cellule attraverso il sangue; 4. Respirazione cellulare o interna: l’ossigeno viene utilizzato dalle cellule che a loro volta producono CO 2

VENTILAZIONE POLMONARE O RESPIRAZIONE ESTERNA L’aria penetra nelle vie aeree dalle narici e dalla bocca e viene convogliata nella faringe, attraverso la quale passa anche il cibo. Nel punto terminale della faringe, canale alimentare e respiratorio si separano; qui si trova l’epiglottide, che al momento della deglutizione chiude le vie respiratorie impedendo al cibo di penetrarvi. Se ciò dovesse accadere si attiva il riflesso della tosse, che ha lo scopo di espellere il corpo estraneo (vedi Manovra di Heimlich). La faringe si immette nella laringe che prosegue nella trachea. Essa si divide poi nei due grandi bronchi, destro e sinistro, che penetrano nei polmoni. Le fibre muscolari che circondano le pareti dei bronchi contraendosi regolano l’afflusso dell’aria.

I polmoni, di forma conica e consistenza spugnosa, sono situati nella cavità toracica su ciascun lato del cuore. Sono costituiti da lobi (3 a dx e 2 a sx); sono avvolti da una membrana, la pleura, formata da due strati (ermeticamente sigillati) uno aderente ai polmoni e l‘altro aderente alla gabbia toracica (all’interno vi è il liquido pleurico). All’interno dei polmoni i bronchi si dividono in numerosi rami sempre più piccoli, i bronchioli, che fanno giungere l’aria agli alveoli. Gli alveoli formano una struttura a grappolo, le cui pareti, sottilissime sono costituite da fibre elastiche e circondate dai capillari arteriosi e venosi.

DIFFUSIONE - Movimento O 2 e CO 2 attraverso la membrana respiratoria dall’alveolo ai capillari Lo scambio dei gas respiratori avviene a livello dell’unità alveolo-capillare. Gli alveoli sono circa 300. 106 e formano una superficie di scambio totale di circa 100 - 140 m 2. La circolazione polmonare è la più estesa e si distribuisce per circa 80% degli alveoli. Ogni sacco alveolare riceve un singolo ramo capillare. I gas si diffondono da una regione dove sono più concentrati ad una dove lo sono meno e questo accade sia quando i gas sono in una miscela gassosa, sia quando si ritrovano in soluzione. La concentrazione di un gas in soluzione dipende dal prodotto della sua pressione parziale e del coefficiente di solubilità (l'anidride carbonica è circa 20 volte più solubile dell'ossigeno). I gas diffondono attraverso delle membrane e la velocità di diffusione è direttamente proporzionale alla solubilità del gas, alla differenze di pressione, all'area della membrana e inversamente proporzionale alla radice del peso molecolare e allo spessore della parete. Il rapporto tra solubilità e radice del peso molecolare indica il coefficiente di diffusione. Con una normale frequenza respiratoria ci vogliono 17 secondi per modificare il 50%dell'aria alveolare.

TRASPORTO DEI GAS Il trasporto dei gas respiratori è governato dal principio di Le Chàtelier e si realizza grazie ad un complesso equilibrio chimico basato su reazioni chimiche reversibili. La navetta che si lega e trasporta i gas è la proteina emoglobina.

All’interno dell’emoglobina ci sono quattro gruppi chimici (catene alfa e beta) contenenti ferro chiamati gruppi eme, ognuno dei quali è in grado di trasportare una molecola di ossigeno legata all’atomo di ferro.

RESPIRAZIONE CELLULARE O INTERNA La respirazione cellulare è l'insieme dei processi metabolici con cui le cellule ottengono energia attraverso la scomposizione dei nutrienti in molecole più semplici. L'energia di legame delle fonti energetiche viene liberata attraverso una serie di reazioni di ossidoriduzione e infine immagazzinata sotto forma di molecole di ATP (adenosina trifosfato), che rappresentano l'energia utilizzabile dai processi cellulari. Comunemente per respirazione cellulare si intende quella di tipo aerobico, ovvero quella che si serve dell'ossigeno come accettore finale di elettroni durante la fosforilazione ossidativa, e prevede l'ossidazione completa del glucosio (o di altre fonti energetiche) a molecole di anidride carbonica (CO 2) e acqua (H 2 O).

Meccanica respiratoria La normale ventilazione avviene in due momenti : INSPIRAZIONE: è la fase attiva, attraverso la quale l’aria viene immessa dall’esterno. Il muscolo diaframma e i muscoli intercostali esterni si contraggono ed ampliano la cavità toracica; tale movimento aumenta il volume dei polmoni e diminuisce la pressione interna, risucchiando l’aria nei polmoni. ESPIRAZIONE: normalmente è sufficiente il rilassamento dei muscoli inspiratori per riportare alla situazione di partenza; all’aumentare dell’attività fisica entrano in gioco i muscoli espiratori, muscoli addominali ed intercostali interni. Un inspirazione ed una espirazione costituiscono l’atto respiratorio.

Anche se possiamo, in una certa misura, controllare il respiro in modo conscio, nel nostro corpo sono presenti sensori chimici in grado di rilevare se il diossido di carbonio sta raggiungendo livelli pericolosi; quando ciò si verifica, il cervello stimola degli atti involontari per riprendere la respirazione.

La ventilazione polmonare Ad ogni normale atto respiratorio vengono immessi nei polmoni circa 500 cc di aria (volume corrente), moltiplicando il volume corrente per la frequenza respiratoria , cioè il numero degli atti respiratori in un minuto (1215), si ottiene il volume che entra ed esce a riposo nei polmoni, cioè la ventilazione polmonare (67 litri al minuto). Dei 500 cc che entrano nei polmoni circa 150 cc non raggiungono gli alveoli perché rimangono nello spazio morto (vie respiratorie). Volume della riserva inspiratoria è la quantità di aria che entra nei polmoni effettuando una inspirazione forzata. Volume della riserva espiratoria è la quantità di aria che viene espulsa con una espirazione forzata. Capacità vitale è il volume d’aria misurato fra una inspirazione forzata ed una espirazione forzata (tra i 40005000 cc, negli atleti arriva anche a 8000 cc)

Effetti del fumo e dell’inquinamento sui polmoni

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