Funzioni dell’apparato respiratorio

-Scambi di O2 e CO2

-Regolazione pH

-Protezione da patogeni inalati

-Vocalizzazione

respirazione

• Ventilazione• Scambi gassosi polmonari• Trasporto dei gas respiratori• Scambi gassosi tra sangue e cellule• Respirazione cellulare

Organizzazione schematica di un organismo complesso

Composizione % aria

• 78,08 Azoto• 20,93 Ossigeno• 0.03 Anidride carbonica• 1 gas rari (argon,neon, elio, metano…)Aria secca a livello del mare: 760 mmHgPO2 = 760 * 0,2093= 159,1 mmHg

Altitudine m presssione mmHg PO2

0 760 1601800 611 1283000 525 1105500 379 80 9000 231 48

Pressione parziale di ossigeno al variare della quota

100 m2

La tensione superficiale del velo di fluido negli alveoli si opponeAll’espansione del polmone

Se si produce poco surfactant la complianza polmonare diminuisceNeonati immaturi

La nicotina paralizza le ciglia; Fibrosi cistica

P1V1 = P2V2

Legge di Boyle

Inspirazione: P intrapleurica = -6 mm Hg

P alveolare

P intrapleurica

Volumecorrente

La depressione intrapleurica è determinata da:

- Componente elastica del polmone che tende a colassare

- Tensione superficiale del liquido che ricopre gli alveoli

- Rimozione attiva del liquido intrapleurico ad opera di valvole unidirezionali del sistema linfatico

Se si riduce in una zonaLa ventilazione, si riduce anche la perfusione

A riposo i capillari apicali sono chiusi

SANGUE

BARRIERA

ARIA

Legge della diffusione di Fick

Flusso netto = A D S P1 - P2

∆x

P1 - P2 = 100 – 40 = 60 mmHg (O2)

P1 - P2 = 46 – 40 = 6 mmHg (CO2)

A = 100 m2

DS (CO2) >>> DS(O2)

Pressione parziale O2 = 760 * 21% =160 mmHg nell’atmosfera

ASMA BRONCHIALE

π r4Flusso = ( Pa - Pb) ------------ 8 η l

Edema polmonare

Scompenso cardiaco congestizio (cuore sinistro inadeguato)Alta quota

ENFISEMA POLMONARE

Il polmone presenta maggiore complianzaE minore elastanzaLa nicotina attiva enzimi che distruggono l’elastina

Consumo di O2 :

250ml/min a riposo

La gittata cardiaca garantisce

1000 ml/min

EMOGLOBINA

L’emoglobina è costituita da 4 catene proteiche globulariGlobine (α β γ δ)Ciascuna contenente un gruppo eme contenente un atomo di Fe

Gruppo eme costituito da un anello porfirinico e un atomodi ferro

O2 si lega debolmente reversibilmente al ferro

Curva di saturazione dell’emoglobina al variare della PO2

Curva sigmoide

Fabbisogno di ossigeno a riposo: 250 ml / min

Ossigeno nei globuli rossi: 197 ml / L di sangue + 3 ml plasma

1000 ml ossigeno in 5 L sangue

Emoglobina: 140 g / L sangue

1,4 ml ossigeno/g emoglobina

Effetto del difosfoglicerolo:

La respirazione nellaregolazione ematica del pH

pH = -log H+

pH=pK +log HCO-3/α.PCO2

pH= 6,1+ log 20/1= = 6,1 + 1,3 = 7,4

Ipossie di diversa origine ed effetto sulla saturazione del sangue arterioso e venoso

CO2

• 7% disciolta nel plasma• 23% legata all’emoglobina• 70% come bicarbonato

Capillari sistemici capillari polmonari Dove va la CO2?

Ventilazione Scambialveolari

Trasporto dei gas respiratori

Scambi nei tessuti

Il controllo della ventilazione richiede:

• Sensori nelle arterie (chemocettori aortici e carotidei)

• Sensori centrali (chemocettori bulbari )

In genere sono più sensibili agli aumenti di CO2

Ipossia a livello vasale:

Sensori dell’O2 nellacarotide

Aumento ventilazione

Nel SNC:

Nuclei bulbari

La ventilazione modificaLe pressioni parziali dei gas

Il fumo di sigaretta (4000 sostanze):

• nicotina, contenuta nelle foglie della pianta del tabacco; (70 mg sono letali) dà dipendenza, supera la barriera ematoencefalica e si lega ai recettori dell’acetilcolina

• CO, prodotto dalla combustione; • idrocarburi policiclici aromatici (IPA), provenienti dalla

combustione sia della carta sia del tabacco (benzopirene); • sostanze irritanti (acroleina, acetaldeidi); • sostanze ossidanti. • nanopolveri

Patologie correlate

• Aumento P, aterosclerosi, cardiopatie,infarto

• Broncopneumopatia cronica ostruttiva• Enfisema• Carcinoma polmonare

(mammario,vescicale, stomaco, pancreas)

Sui pacchetti di sigarette c’è scritto : il fumo uccide

Polmone di fumatoremedio e polmone normale