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Apparato respiratorio

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Apparato respiratorioGeneralità

Respirare

Conduce l’aria da e verso le superfici polmonari di scambio: attraverso gli organi respiratori l’organismo assume O2 dall’aria e vi immette CO2.

Fornisce un’ampia area per gli scambi di gas tra aria e sangue circolante.

Funzioni dell’apparato respiratorio

≃70 m2

La laringe e le strutture adiacenti permettono l’emissione di suoni.

L’organo dell’odorato, situato nel naso, garantisce la percezione degli odori.

Splancnocranio

Collo

Torace

Immagine tratta da: Anatomia e fisiologia dell’Uomo, Johann S. Schwegler, EdiErmes, I Edizione 1999

L’aria raggiunge gli alveoli polmonari, dove hanno sede gli scambi gassosi, attraverso le vie respiratorie, costituite da: !

naso

cavità nasali

rinofaringe

laringe

trachea

albero bronchiale

Quest’ultimo si ramifica ripetutamente a partire dai bronchi principali, che sono situati esternamente ai polmoni, mentre la parte restante dell’albero bronchiale si trova all’interno di tali organi.

Organizzazione

Vie aeree superiori Naso !

Faringe !

!

Vie aeree inferiori Laringe Trachea Bronchi e albero bronchiale Alveoli


Porzione di conduzione

Porzione respiratoria

cavità nasali!rinofaringe!orofaringe!laringe!trachea!bronchi!bronchioli (fino ai terminali)

bronchioli respiratori!dotti alveolari!sacchi alveolari!alveoli

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Epitelio delle vie aeree

Epitelio pseudostratificato ciliato con cellule mucipare (epitelio respiratorio).

Eccetto:

vestibolo del naso - epitelio squamoso stratificato cheratinizzato

parte del rinofaringe, l’orofaringe, le corde vocali, il marginee anteriore dell’epiglottide - epitelio squamoso stratificato

Epitelio di rivestimento dell’apparato respiratorio

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C: cilia, M: cellule mucipare, BL: lamina basale, LP: lamina propria, E: tessuto elastico

Immagine tratta da: Atlas of Functional Histology, JB Kerr, Mosy, I Edizione 1999

Immagine tratta da: Anatomia Umana, Balboni C.G et al.. EdiErmes, III Edizione 2000

Apparato respiratorioNaso e rinofaringe

Naso esterno



Setto nasale

Immagine tratta da: Hystology and Cell Biology , A.L. Kierszenbaum, Mosby I Edizione 2002

Conformazione interna delle cavità nasali

Immagine tratta da: Anatomia Umana, Martini, Timmons, Tallitsch, EdiSes, III Edizione 2008

Cornetti nasali

Immagine tratta da: Anatomia del Gray, Zanichelli, IV Edizione

Conformazione interna delle cavità nasali


Funzione delle cavità nasali

riscaldamento dell’aria

umidificazione dell’aria

filtraggio del particolato presente nell’aria

odorato

Epitelio olfattivo

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Seni paranasali

Immagine tratta da: Anatomia del Gray, Zanichelli, IV Edizione

Sbocco dei seni paranasaliSeno frontale

Seno etmoidale

Cornetto superioreCornetto

medio

Cornetto inferiore

Recesso sfeno-etmoidale

Immagine tratta da: Anatomia Umana-Atlante tascabile-Splancnologia, Fritsch e Kuhnel, Casa Editrice Ambrosiana, II Edizione

Apparato respiratorioLaringe

Laringe

La laringe è un organo per la conduzione dell’aria che si estende dalla parte inferiore della faringe (laringofaringe), fino alla trachea.

La laringe svolge l’importante funzione di chiudere l’ingresso alle vie aeree inferiori.

Starnutire

Tossire

Parlare

La laringe permette la fonazione (produzione regolata della voce).

Nel maschio adulto la laringe è situata davanti alla III e VI vertebra cervicale, nella donna e nei bambini si trova più in alto.

Scheletro della laringeLo scheletro della laringe è formato dalle seguenti cartilagini:

Cartilagine tiroidea

Cartilagine cricoide

Cartilagini aritenoidi

Epiglottide


Immagine tratta da: Petra Kopf-Maier, Anatomia Umana-Atlante, EdiErmes, I Edizione 2000

Cartilagine tiroide

90°


Cartilagine tiroide nel maschio

120°


Cartilagine tiroide nella femmina

Immagine tratta da:Anatomia Umana-Atlante tascabile-Splancnologia, Fritsch e Kuhnel, Casa Editrice Ambrosiana, II Edizione

Cartilagini aritenoidi


Cartilagine epiglottide

La laringe presenta uno scheletro cartilagineo affinché le vie aeree rimangano pervie anche in caso di forti variazioni di pressione nel distretto cervicale.

Lo scheletro della laringe è costituito da lamine cartilaginee reciprocamente connesse tramite legamenti e membrane.

È costituito da cartilagine ialina tranne l’epiglottide che è cartilagine elastica.

L’ epliglottide ha la funzione di ostruire il lume della laringe durante la deglutizione.

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Vestibolo laringeo o cavità sopraglottica

Segmento inferiore o cavità sottoglottica

Segmento medio o ventricolo laringeo


Immagine tratta da: Anatomia e Fisiologia dell’Uomo, Johann S. Schwegler, EdiErmes, I Edizione 1999

Physiology of Phonation 227

In summary:We use the larynx and associated structures for many • nonspeech functions, including coughing, throat-clearing, and abdominal fixation.These functions serve important biological needs and provide us • with the background for useful clinical intervention techniques.

LARYNGEAL FUNCTION FOR SPEECHBefore discussing phonation, we must look at the primary physical principle supporting phonation: the Bernoulli effect.

The Bernoulli Effect

Vocal folds are masses that may be set into vibration. The larynx is the cartilaginous structure housing the two bands of tissue we call the vocal folds. The paired vocal folds are situated on both sides of the larynx so that they actually intrude into the airstream, as you can see from the schematic in Figure 5-2. This figure is a view from above and a view from behind. From above, you can see that the vocal folds are bands of tissue that are actually visible from a point immediately behind your tongue, looking down toward the lungs. From behind, you can see that the vocal folds are also a constriction in the airway, a critical concept for phonation.

You will remember from our discussion of respiratory physiology that any constriction in the airway greatly increases airway turbulence. If you are a passenger in a car and put your hand out of the window, you will feel the force of the wind dragging against your hand and you will hear the turbulence associated with it. You can rotate your hand so that the turbulence is reduced or increased; as the force on your hand increases, it becomes more difficult to keep your hand in the airstream.

The vocal folds are also a source of turbulence in the vocal tract. Without them, air would pass relatively unimpeded out of the lungs and into the oral cavity. The addition of the vocal folds results in air

See Chapter 3 for a discussion of respiratory physiology.

Epiglottis

Ventricular folds

Vocal folds

SUPERIOR VIEW

Figure 5-2. (A) Vocal folds from above. (continues)Source: Delmar/Cengage Learning

(A)

Immagine tratta da: Anatomy and Physiology of Speech, Language and Hearing, Seikel, King, Drunright, IV Edizione 2010

Aperta durante la respirazione

Aperta durante un’ispirazione forzata (apertura massima)

Chiusa durante la fonazione

Immagine tratta da: Anatomia dell’Uomo, G. Ambrosi et al., Edi-Ermes II Edizione 2006

Apparato respiratorioTrachea

La trachea è un condotto elastico della lunghezza di 10-12 cm che si estende dalla cartilagine cricoide fino alla sua biforcazione.

La trachea viene suddivisa in una parte cervicale ed in una parte toracica. La porzione cervicale si estende dalla VI alla VII vertebra cervicale, la porzione toracica dalla I alla IV vertebra toracica.

La parete della trachea è costituita da 16-20 cartilagini tracheali ialine a forma di ferro di cavallo, che rinforzano la parete anteriore e quella laterale, per impedire il colassamento della trachea stessa, e sono unite da legamenti anulari.

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Esofago

Cartilagini tracheali

Bronco destro Bronco sinistro

Parte membranacea

Lamina propria

Epitelio respiratorio

Cartilagine trachealeGhiandola tracheale

Immagine tratta da: Anatomia Umana, Castellucci M. et al.-Monduzzi Editore, 2009

Trachea

Paretemembranacea

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C: cilia, M: cellule mucipare, BL :lamina basale, LP: lamina propria, E: tessuto elastico


Apparato respiratorioPolmoni

Anatomy of Respiration 77

keep the sheets together. Cuboidal cells within the pleural lining produce a mucous solution that is released in the space between the parietal and visceral pleurae. This surfactant reduces the surface tension in the lungs and provides a slippery interface between the lungs and the thoracic wall, permitting easy, low-friction gliding of the lungs within the thorax. The presence of surfactant keeps the two sheets from clinging to each other. The two surfaces conform to each other as a result of the fluid bond between them, and a negative pressure is maintained by lack of contact with the outside atmosphere. (If you puncture a lung, the bond is broken.)

When you contract the diaphragm, the pleural lining of the diaphragm maintains its contact with the visceral pleurae of the two lungs above it causing the lungs to expand. Likewise, if you expand the thorax transversely by elevating the rib cage, you will find that the lungs will follow faithfully. In this manner, the lungs are able to follow the action of the muscles without actually being attached to them.

The pleural linings serve another function as well. Because the mating surfaces of the two linings are infused with a serous secretion, the friction of movement of the two linings is greatly reduced, making respiration much more efficient. When this fluid is lost or reduced, as in the disorder known as dry pleurisy, the friction is greatly increased and pain results. As a protection, each lung is separately endowed with a pleural lining. If the lining of one lung is damaged through disease or trauma, we still have the other lung in reserve.

We have discussed the lungs and hinted at the second most important muscle of the body (the diaphragm), but have glossed over the fact that the most important muscle of the body (the heart) is located deep within the thorax, in a region known as the mediastinum. The heart is encased in the mediastinal pleurae, along with nerves, blood vessels, lymphatic vessels, and the esophagus (see Figure 2-23).

Diaphragm

ANTERIOR VIEW

Diaphragmaticpleura

Mediastinum

Mediastinalpleura

Costal pleura

Apical pleura Phrenicnerves

Figure 2-23. Relationship among mediastinum, diaphragm, and lungs. Note the phrenic nerve innervation of the diaphragm.Source: Delmar/Cengage Learning

Immagine tratta da: Anatomy and Physiology of Speech, Language and Hearing, Seikel, King, Drunright, IV Edizione 2010

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Polmone destroPolmone sinistro

Polmoni, faccia mediastinica

Immagine tratta da: Anatomia dell’Uomo, G. Ambrosi et al., Edi-Ermes II Edizione 2006

Albero bronchiale

Le ramificazioni bronchiali all’interno del polmone permettono di suddividere l’organo in porzioni macroscopiche fra loro funzionalmente indipendenti sia per quanto riguarda la vascolarizzazione che la ventilazione.

Tale suddivisione corrisponde alle ramificazioni di ordine successivo dell’albero bronchiale:

Struttura del polmone

i lobi sono serviti ciascuno da un bronco lobare,

nell’ambito di ciascun lobo ogni bronco lobare dà origine a 2-5 bronchi zonali che ventilano territori contigui, ma sempre indipendenti, detti zone o segmenti,

ogni zona infine è ulteriormente scomponibile in centinaia di lobuli ciascuno servito da un bronchiolo terminale,

infine i bronchioli respiratori portano aria agli acini. Questi in numero di 10-12 per lobulo costituiscono le unità funzionali del polmone.

Un bronchiolo terminale fornisce aria ad un lobulo polmonare. Ogni bronchiolo respiratorio, derivato da un bronchiolo terminale, organizza un acino polmonare


Trachea

Bronchi principali destro e sinistro

Bronchi lobari (I°ordine, 3 polmone dx 2 polmone sx)

Bronchi segmentali o zonali (II° ordine)

Bronchi interlobulari (III° ordine)

Bronchi lobulari

Bronchi intralobulari

Bronchioli terminali

Bronchioli respiratori

Dotti alveolari

Sacco alveolare

Alveoli

Acino


Concetto di segmento o zona polmonare

Segmenti polmonari

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Zone o segmenti polmonari

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0Zone o segmenti polmonari

Bronco segmentaleA. polmonare (R. segmentale)

V. polmonare (R. intersegmentale)

Alveoli polmonari

Pleura polmonare (viscerale)

Ramificazioni del bronco segmentale e del r. segmentale dell’a. polmonare


Caratteristiche dell’albero bronchiale

Bronchi: presentano cartilagine nelle pareti. Progredendo nelle ramificazioni la cartilagine ialina è sostituita da cartilagine elastica.

Bronchioli: non presentano cartilagine nelle pareti ma solo muscolatura liscia.

Bronchioli respiratori: mostrano estroflessioni a forma di sacco, gli alveoli. L’epitelio di rivestimento è cubico semplice non ciliato.

Caratteristiche principali dell’anatomia microscopica del polmone

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Struttura di un bronco


S: muscolatura liscia, E: epitelio (colonnare o cubico) Imm

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99Struttura di un bronchiolo

Lobulo polmonare e acino

Lobulo polmonare

E’ costituito da un bronchiolo terminale e la regione di tessuto polmonare ad esso associata e la cui ventilazione è provvista dal bronchiolo terminale stesso

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Vascolarizzazione e drenaggio linfatico di un lobulo polmonare


L’acino é l’insieme di ramificazioni provviste di alveoli polmonari che originano da un bronchiolo respiratorio e rappresenta l’unità funzionale elementare del parenchima polmonare.

Acino polmonare

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Struttura del parenchima polmonare

T: bronchiolo terminale, R: bronchiolo respiratorio, D: dotto alveolare, S: sacco alveolare


T: bronciolo terminale, R: bronchiolo respiratorio, E: epitelio, D: dotti alveolari, S: sacchi alveolari, A: alveoli.

Bronchiolo terminale e bronchiolo respiratorio


BR: bronchioli respiratori, CA: condotti alveolari, a: alveoli


Alveolo

Trachea 5 cm2

300 milioni di alveoli con diametro di 200-300 µm per un totale di 70 m2 superficie totale di scambio

Zona di conduzione 150 ml

Capillari con diametro di 10 µm in cui fluiscono circa 100-300 ml di sangue per una lunghezza stimata di ≃1600 km

Gli alveoli hanno una parete costituita da epitelio pavimentoso semplice formato da due tipi cellulari:

pneumociti di I tipo: formano la quasi totalità della parete dell’alveolo,

pneumocito di II tipo: secernono surfactante

Negli alveoli sono inoltre presenti macrofagi con intensa attività fagocitica.

Alveoli

Nei due polmoni di una persona adulta sono presenti in media

300 milioni di alveoli per una superficie totale di ≃70 m2.

La diffusione dei gas tra aria e sangue attraverso i setti alveolari è facilitata dalla straordinaria quantità di capillari presenti (hanno una lunghezza totale stimata in 1600 km e contengono 100-200 ml di sangue).

Gli alveoli hanno una parete costituita da epitelio pavimentoso semplice formato da due tipi cellulari:

pneumociti di I tipo: formano la quasi totalità della parete dell’alveolo,

pneumocito di II tipo: secernono surfactante

Negli alveoli sono inoltre presenti macrofagi con intensa attività fagocitica.

Pneumociti di II tipo

Pneumociti di I tipo

Fibre elastiche

Capillari

Macrofago alveolare Cellula endoteliale

del capillare

Struttura dell’alveolo


Setto interalveolare

Macrofago alveolare di soggetto non fumatore

Apparato respiratorioPleure

PleureLe membrana sierosa del polmone viene definita pleura.

Si distinguono una pleura viscerale che ricopre la superficie del polmone (eccetto che in corrispondenza dell’ilo) e una pleura parietale che ricopre la superficie interna della cavità toracica.

le pleure sono formate da epitelio cubico o squamoso (mesotelio) che poggia su di una sottile lamina connettivale che presenta fibre elastiche e abbondanti vasi sanguiferi.

Il liquido sieroso prodotto dall’epitelio delle pleure è un ultrafiltrato del plasma sanguigno a basso contenuto proteico. Questo permette lo scorrimento delle pleure una sull’altra.

Immagine tratta da: Anatomia Umana, K. L. Moore, A. F. Dalley, Casa Editrice Ambrosiona 2008

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