Il sistema respiratorio: funzione, composizione dell'aria e pressioni polmonari

Slide sul sistema respiratorio che ne descrive la funzione principale nell'omeostasi e nella regolazione del pH. Il Pdf analizza le fasi della respirazione esterna, la composizione dell'aria atmosferica, alveolare ed espirata, e le pressioni polmonari a riposo, utile per studenti universitari di Biologia.

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29 pagine

Riepilogo lezione precedente:
Il sistema nervoso ha come compito quello di regolare le funzioni del nostro organismo,
invece il sistema muscolare scheletrico permette di muoverci.
Il sistema funziona sorvegliando gli organi, insieme al sistema nervoso autonomo e
somatico abbiamo il controllo della temperatura. Il sistema nervoso autonomo controlla la
funzionalità del cuore.
SISTEMA RESPIRATORIO
Funzione:
- Contribuisce all’omeostasi, ottenendo O2 dall’ambiente esterno ed eliminando CO2;
- Regola il pH dell’ambiente interno (o ph plasmatico) modulando la velocità di
eliminazione della CO2;
Respirazione cellulare (o interna): è l’insieme di processi per i quali, grazie alla
presenza d’ossigeno, si ottiene energia in una cellula.
L’ossigeno presente nel nostro plasma passa nell’interstizio e di conseguenza avviene lo
scambio tra le cellule, quindi
l’interstizio è il liquido che circonda tutte le cellule (al di fuori di quelle del sangue),
il plasma è il liquido presente nei vasi sanguigni.
Respirazione interna-> contrapposta alla respirazione esterna.
La respirazione esterna è suddivisibile in 4 fasi:
1. Ventilazione polmonare ovvero il movimento di aria tra ambiente esterno e
polmoni;
2. Avviene la funzione principale del sistema respiratorio ovvero quello di permettere
lo scambio tra O2 e CO2, tra aria negli alveoli e il sangue nei capillari, tramite
diffusione (perché i gas non necessitano di proteine per passare, infatti parliamo di
diffusione semplice) per poter riarricchire il sangue il quale contiene un basso
contenuto di ossigeno;
3. Trasporto di O2 e CO2 dai polmoni ai tessuti;
4. Scambio di O2 e CO2 tra il sangue dei capillari sistemici ed i tessuti per diffusione.
Le prime due fasi sono a carico del sistema respiratorio, mentre le altre due fasi sono a
carico del sistema circolatorio.

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Anteprima

Riepilogo Lezione Precedente

Il sistema nervoso ha come compito quello di regolare le funzioni del nostro organismo, invece il sistema muscolare scheletrico permette di muoverci. Il sistema funziona sorvegliando gli organi, insieme al sistema nervoso autonomo e somatico abbiamo il controllo della temperatura. Il sistema nervoso autonomo controlla la funzionalità del cuore.

Sistema Respiratorio

Funzione del Sistema Respiratorio

  • Contribuisce all'omeostasi, ottenendo O2 dall'ambiente esterno ed eliminando CO2;
  • Regola il pH dell'ambiente interno (o ph plasmatico) modulando la velocità di eliminazione della CO2;

.Contribuisce all' omeostasi ottenendo O2 dall' ambiente esterno ed eliminando CO2 I sistemi organici mantengono l'omeostasi Omeostasi Il sistema respiratorio contribuisce all'omeostasi captando dall'ambiente esterno O2 e rilasciando in esso CO2. Contribuisce a regolare il pH dell'ambiente interno adattando la velocità di rimozione della CO2 che forma l'acido carbonico. L'omeostasi è essenziale per la sopravvivenza delle cellule ·Regola il pH dell' ambiente interno modulando la velocità di eliminazione della CO2 Cellule Le cellule costituiscono i sistemi organici Le cellule richiedono un apporto di O2 per sostenere le proprie reazioni chimiche, che producono CO2 che deve essere continuamente rimossa. Inoltre, la CO2 genera l'acido carbonico che l'organismo deve gestire per poter mantenere il corretto pH interno. Le cellule possono sopravvivere soltanto in un ridotto intervallo di pH. L. Sherwood PiccinRespirazione cellulare (o interna): è l'insieme di processi per i quali, grazie alla presenza d'ossigeno, si ottiene energia in una cellula. L'ossigeno presente nel nostro plasma passa nell'interstizio e di conseguenza avviene lo scambio tra le cellule, quindi-> > l'interstizio è il liquido che circonda tutte le cellule (al di fuori di quelle del sangue), > il plasma è il liquido presente nei vasi sanguigni.

Respirazione Interna ed Esterna

Respirazione interna-> contrapposta alla respirazione esterna. La respirazione esterna è suddivisibile in 4 fasi:

CO ambiente esterno Polmoni CO2 CO2 2 0 O2 1 CO2 Capillari polmonari Vene polmonari Arterie polmonari 3 3: Trasporto di O2 e CO2 dai polmoni ai tessuti Vaso sanguigno deirorganismo CO2 O2 O2 CO 4 CO2 Cuore - Vene sistemiche Arterie sistemiche Capillari sistemici . Sangue ossigenato ATP Sangue deossigenato 4: Scambio O2 e CO2 tra il sangue dei capillari sistemici ed i tessuti per diffusione Respirazione interna (o cellulare): utilizzo O2 nei processi metabolici intracellulari Usen canminnn Cellule nei tessuti dell'organismo Respirazione esterna: scambio di gas ambiente esterno e tessuti 1: Ventilazione polmonare movimento di aria tra ambiente esterno e polmoni Sistema respiratorio 2: Scambio O2 e CO2 tra aria negli alveoli e il sangue nei capillari polmonari per diffusione

  1. Ventilazione polmonare ovvero il movimento di aria tra ambiente esterno e polmoni;
  2. Avviene la funzione principale del sistema respiratorio ovvero quello di permettere lo scambio tra O2 e CO2, tra aria negli alveoli e il sangue nei capillari, tramite diffusione (perché i gas non necessitano di proteine per passare, infatti parliamo di diffusione semplice) per poter riarricchire il sangue il quale contiene un basso contenuto di ossigeno;
  3. Trasporto di O2 e CO2 dai polmoni ai tessuti;
  4. Scambio di O2 e CO2 tra il sangue dei capillari sistemici ed i tessuti per diffusione.

Le prime due fasi sono a carico del sistema respiratorio, mentre le altre due fasi sono a carico del sistema circolatorio. Sistema tocondri cellucircolatorio O2L'ossigeno, che grazie ai polmoni è stato riversato nei capillari polmonari, tornerà poi arricchito al cuore (una pompa) e attraverso il ventricolo sinistro potrà essere poi arricchito, e successivamente mandato in tutti i tessuti del nostro corpo. Ciò è a carico del nostro sistema circolatorio.

Funzioni Non Respiratorie del Sistema Respiratorio

Perdita d'acqua e cessione di calore (inumidimento dell'aria inspirata è essenziale per impedire che l'epitelio alveolare si disidrati impedendo la diffusione dei gas) Promuovere il ritorno venoso (in conseguenza dell'attività respiratoria la pressione sulle vene toraciche è minore che alle estremità e nell'addome) Mantenere l'equilibrio acido-base, PH es variando la quantità espirata di CO2 CO2 + H20 = H2CO3> > HCO3 + H+ Permettere la fonazione Difesa contro le sostanze estranee inalate (peli nasali, azione muco-ciliare) Inattivazione o attivazione di molecole che percorrono la circolazione polmonare Ci sono anche funzioni meno note del sistema respiratorio che non sono respiratorie. La funzione respiratoria per eccellenza è quella di ventilare (ventilazione polmonare) e la possibilità di scambiare i gas a livello dei capillari polmonari. Esistono altre funzioni del sistema respiratorio:

  1. Perdita d'acqua e cessione di calore: è la funzione che inumidisce l'aria inspirata, essa rispetto a quella esterna è più umida, quindi-> aumenta la presenza di vapore acqueo, aumenta la temperatura, perciò c'è perdita, eccesso di calore da parte dell'ambiente interno, dunque è un modo per mantenere in equilibrio acqua e temperatura nel nostro corpo. Inspirare aria dall'esterno in modo continuo porta all'eccesso di calore e vapore acqueo dal nostro corpo verso l'aria e anche questo aiuta la regolazione della temperatura del nostro corpo. Tra l'altro le strutture alveolari sono strutture che hanno bisogno di essere inumidite. Esempio: in una sauna con zero umidità, rimanendo molto in quegli ambienti si ha la sensazione di non riuscire a respirare, perché l'epitelio è così disidratato fino ad arrivare all'interno dei nostri polmoni, portando gli alveoli a perdere un po' di elasticità, per questo non bisogna stare tanto al loro interno. Quindi avere un'aria umida che inumidisce il nostro sistema respiratorio è importante affinché noi possiamo respirare regolarmente. Nelle saune noi abbiamo una specie di blocco come se non riuscissimo a far entrare più aria di quella che vorremmo.
  2. Promuove il ritorno venoso. Quando espiriamo ed inspiriamo creiamo una sorta di pompa toracica a livello toracico che nel compito finale aiuta il sangue a ritornare al cuore, perché creiamo una sorta di differenza di pressione per le vene, di solito un fluido o un gas si muove sempre da una concentrazione maggiore a una minore-> Se noi tendiamo a diminuire la pressione inspirando, il sangue insieme ad altri processi riesce a risalire al cuore. Di conseguenza all'attività respiratoria la pressione sulle vene toraciche è minore all'estremità e nell'addome. Il fatto che sia minore nell'addome permetterà il ritorno venoso, ovvero il sangue che torna al cuore attraverso le vene.
  3. Mantenere l'equilibrio acido-base, ph. Se io espiro più velocemente, allontano più CO2 dall'alveolo e ciò significherà richiamare più CO2 dai capillari. Quando la CO2 va in soluzione in acqua, si ha produzione dell'idrogeno e del bicarbonato. Questa nuova sostanza che si crea, in soluzione ionizzata, altera e modula il pH presente. Quindi se nel mio corpo ho un eccesso di idrogeni nel plasma, ci sono dei termocettori che fanno aumentare la frequenza del respiro, ciò significa aumentare l'espirazione, quindi aumentando l'allontanamento della CO2 produco meno H+, mi gestisco così il pH (il pH è la concentrazione di idrogeni nel liquido).
  4. Fonazione. Altra funzione non-respiratoria permette la fonazione: a livello della laringe ci sono le corde vocali, tessuti tendinei che generano suoni poiché l'aria attraversa questo condotto a livello della laringe, si trovano queste corde (come quelle di una chitarra), l'aria le fa muovere e riusciamo ad emettere suoni.
  5. Difesa contro le sostanze estranee inalate: i peli nasali sono la prima barriera di contrapposizione a tutte quelle particelle che entrano nel nostro organismo attraverso la nostra respirazione. Quindi, moltissime macro-particelle si fermeranno nei peli nasali, quelle più piccole андranno più giù nel sistema di conduzione che è tappezzato da cellule che producono muco e da cellule che producono ciglia. Esse sanno esattamente la direzione in cui le ciglia si devono muovere: abbiamo delle patologie nelle quali si ha il blocco dell'azione delle ciglia, quindi difficoltà ad estromettere muco-> succede che alcune cellule producono muco, altre con le ciglia lo staccano e lo rimuovono e lo fanno risalire a livello della faringe dove poi può essere o estromesso o digerito.
  6. Inattivazione o l'attivazione di molecole che percorrono la circolazione polmonare: a livello dell'endotelio polmonare c'è la conversione dell'angiotensina 1 in angiotensina 2. Il famoso ACE (angiotensin converting enzyme) è espresso a livello polmonare; esso si trova in farmaci per l'ipertensione che usano gli inibitori dell'ACE in quanto questo enzima promuove la conversione dall'angiotensina 1 a 2. Questa molecola è importante per la vasocostrizione-> vaso-costringendo i vasi, aumentiamo la pressione sanguigna, quindi è un escamotage per combattere a livello farmacologico un aumento di pressione (dovuto anche ad altro).

Anatomia delle Vie Aeree

Vie Aeree Superiori e Inferiori

Cavità nasale - Faringe Cavità orale Epiglottide - Laringe Glottide Filtrazione Umidificazione Riscaldamento Trachea Esofago Anelli cartilaginei Polmone destro Polmone sinistro Bronchi primar Vie aeree inferiori Bronchi secondari Bronchi terziari Movimento dell'aria da e verso gli alveoli Diaframma Bronchioli terminali Bronchiolo terminale Sacco alveolare Bronchioli respiratori Alveoli Alveoli Scambi gassosi tra aria e sangue Il primo tratto delle vie aeree superiori sono: - la cavità nasale (ed anche la cavità orale) - la faringe che è un tratto comune sia al sistema digerente che a quello respiratorio, a livello della faringe vi è la presenza della laringe (tratto dove sono presenti le corde vocali), - la trachea (per il respiratorio) - l'esofago. Perché non si parla mentre si mangia? Perché parlare significa far passare aria e aprire l'epiglottide. Nei neonati ciò non avviene, è un riflesso che loro hanno, un salvavita, fino a che non riescono ad esercitare un controllo maggiore. Fino ai due anni la mielina non è completa, ciò significa che la maggior parte delle funzioni che per noi sono semplici, loro non riescono a svolgerle, quindi man mano si affina tutto il controllo. -Le vie aeree distano dalla laringe. - Trachea, bronchi primari, secondari e terziari invece fanno parte delle vie aeree inferiori. I bronchi: si arriva alla 16esima divisione dicotomica, ovvero ogni condotto si divide per 2 per 16 volte circa. In questo modo aumenta la sezione: se noi avessimo un bronco che arriva fino agli alveoli, innanzitutto avremo 2 alveoli e 3 dall'alto (pochi), e poi avremo la sezione del bronco. Questa suddivisione quasi infinitesimale fa sì che se noi raggruppassimo tutti i piccoli condotti che si sono creati a furia di dividerli, otteniamo una sezione molto più ampia, e per di più questa divisione, ossia la sedicesima, porta alla creazione di tanti sbocchi per gli alveoli, o meglio, per i sacchi alveolari-> un sacco alveolare contiene più alveoli.

Vie Aeree Superiori

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