Anatomia dell'apparato respiratorio, Università San Raffaele Roma

Università San Raffaele Roma

www.unisanraffaele.gov.it Professore Barbara Picconi Argomento Anatomia apparato respiratorioT Università San Raffaele Roma Barbara Picconi

Apparato Respiratorio: Dimensioni e Funzioni

I polmoni di un uomo di 70 kg equivalgono, distesi, alla superficie di un campo da tennis (circa 75 m2), compressa in un volume che è più piccolo di quello di una bottiglia. Un Area di Scambio così grande è necessaria per fornire ossigeno e nutrienti a migliaia di miliardi di cellule. Le superfici di scambio devo anche essere protette e rimanere umide per evitare la disidratazione (internalizzazione). Fisiologia umana @ Pearson Italia S.p.A. Anatomia apparato respiratorio 2 di 14T Università San Raffaele Roma Barbara Picconi

Apparato Respiratorio: Posizione e Funzioni Principali

La posizione «interna» dei polmoni richiede: - una pompa muscolare - una superficie di scambio sottile ed umida

Funzioni principali

1. Scambio di gas tra atmosfera e sangue
2. Regolazione omeostatica del pH corporeo
3. Protezione da patogeni e sostanze irritanti
4. Vocalizzazione

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Scambio di Gas tra Atmosfera e Sangue

Scambio di gas tra atmosfera e sangue rappresenta il Flusso di Massa dell'aria (valgono gli stessi principi che regolano il flusso del sangue): - Il flusso va per gradiente di pressione, da pressione più elevata a pressione minore - Una pompa muscolare crea il gradiente di pressione - La resistenza al flusso di aria dipende dal diametro dei condotti attraverso cui fluisce Anatomia apparato respiratorio 4 di 14T Università San Raffaele Roma Barbara Picconi

Legame tra Sistema Circolatorio e Sistema Respiratorio

Scambio I: tra atmosfera e polmone (ventilazione) CO2 02 Vie aeree Respirazione esterna Alveoli polmonari CO2 02 Scambio II: tra polmone e sangue CO2 Circolo polmonare Circolo sistemico K Scambio III: tra sangue e cellule 002 O2 CO2 O2 Cellule Respirazione cellulare Nutrienti ATP Fisiologia umana @ Pearson Italia S.p.A. Anatomia apparato respiratorio 5 di 14 02 Trasporto dei gas nel sangueT Università San Raffaele Roma Barbara Picconi

Sistema Respiratorio: Componenti

1. Vie aeree
2. Alveoli (alveus, vaso concavo)
3. Ossa e muscoli del torace per la ventilazione

Faringe Apice Cavità nasale Corde vocali Apparato respiratorio superiore Lingua Esofago -Laringe Lobo superiore Trachea Lobo superiore Apparato respiratorio inferiore Lobo intermedio Lobo inferiore Polmone sinistro Polmone destro Diaframma Base Incisura cardiaca Bronco destro Bronco sinistro Lobo inferiore Fisiologia umana @ Pearson Italia S.p.A. Anatomia apparato respiratorio 6 di 14T Università San Raffaele Roma Barbara Picconi

Vista dall'Alto del Torace

Membrane pleuriche Esofago Aorta Sternocleido- mastoidei Scaleni Right lung Left lung Intercostali esterni Intercostali interni Heart Diaframma Muscoli addominali Muscoli dell'inspira- zione Muscoli dell'espira- zione Fisiologia umana C Pearson Italia S.p.A. Cavità pleurica destra* Cavità pericardica* Cavità pleurica sinistra* *Nota: La cavità pericardica e le due cavità pleuriche sono riempite con una piccola quantità di fluido. Anatomia apparato respiratorio 7 di 14T Università San Raffaele Roma Barbara Picconi

Bronchi e Alveoli: Struttura e Funzione

80 milioni di bronchioli, piccole vie di passaggio costituite da muscolatura liscia. La velocità dell'aria è inversamente proporzionale all'area di sezione totale delle vie aeree. Più veloce nelle alte vie e più lenta nell'ampia area bronchiolare. Faringe Corde vocali - Laringe Bronchiole Branca dell'arteria polmonare Bronchial artery, nerve, and vein Muscolo liscio La trachea si dirama nei due bronchi principali. Trachea Bronco principale sinistro Anello cartilagineo Il bronco principale si suddivide altre 22 volte, terminando in un raggruppamento di alveoli. Bronco secondario Alveoli Bronchiolo Alveoli Lobulo polmonare Fisiologia umana C Pearson Italia S.p.A. Anatomia apparato respiratorio 8 di 14 Branca della vena polmonare Fibre (elastiche Letti capillari Vaso linfaticoT Università San Raffaele Roma Barbara Picconi

Tessuto Polmonare: Alveoli e Scambio Gassoso

È costituito da alveoli pieni di aria raggruppati alle estremità dei bronchioli terminali. Ogni alveolo è costituito da un sottile tessuto di scambio. Il tessuto connetivale contiene elastina e collagene per il ritorno elastico.

Componenti dell'Alveolo

1. Cellule alveolari I tipo
2. Cellule alveolari II tipo (surfactante) (più piccole)
3. Cellule endotelio capillari
4. Macrofago alveolare

Macrofago alveolare, fagocita materiale esterno. 0 Scambio alveoli-capillari Epitelio alveolare Nucleo della cellula endoteliale Tipo I Eritrocita Capillare Endotelio Plasma L Spazio aereo alveolare Alveolo Surfactante Membrane basali fuse aria La freccia blu rappresenta lo scambio di gas tra lo spazio aereo alveolare e il plasma. Fisiologia umana C Pearson Italia S.p.A. Capillare Fibre elastiche Cellule alveolari di | tipo, per gli scambi gassosi Cellule dell'endotelio capillare 0,1- 1,5 μ.m Cellula alveolare di Il tipo (cellula del surfactante), sintetizza surfactante Scarso liquido interstiziale Anatomia apparato respiratorio 9 di 14T Università San Raffaele Roma Barbara Picconi

Sacco Pleurico e Liquido Pleurico

Il sacco pleurico è formato da 2 foglietti di membrana pleurica detta pleura costituita da tessuto connettivo elastico e da capillari. Un foglietto riveste l'interno della cavità toracica e l'altro la superficie esterna. I due foglietti sono tenuti insieme da un sottile strato di liquido pleurico (25-30 ml, in un uomo di 70 kg). Il sacco pleurico forma una doppia membrana che avvolge il polmone, in maniera simile a un palloncino pieno di liquido che circonda un palloncino pieno di aria. Mambrana pleurica Palloncino pieno d'aria Spazio aereo del polmone Palloncino pieno di liquido Il liquido pleurico ha un volume molto più piccolo di quello suggerito da questa illustrazione. Fisiologia umana @ Pearson Italia S.p.A. Anatomia apparato respiratorio 10 di 14T Università San Raffaele Roma Barbara Picconi

Funzioni del Liquido Pleurico

Funzioni Liquido Pleurico (25-30 ml):

1. Diminuire l'attrito durante il movimento dei polmoni nella cavità toracica
2. Mantenere in contatto polmoni e parete toracica

!! Questa adesione tra i due foglietti pleurici tiene i due polmoni «incollati» alla gabbia toracica e mantenendoli così parzialmente pieni di aria anche a riposo !! I polmoni non risulteranno MAI completamente vuoti. Anatomia apparato respiratorio 11 di 14T Università San Raffaele Roma Barbara Picconi

Funzioni delle Vie Aeree

1. Riscaldamento dell'aria alla temperatura corporea di 37°℃
2. Raggiungimento del vapor saturo, cioè l'aria viene saturata di vapor acqueo
3. Filtrazione del materiale estraneo da trachea e bronchi

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Muco e Eliminazione di Particelle Estranee

Eliminazione particelle estranee Particella di polvere Epitelio cigliato Gli strati di muco intrappolano le particelle inalate. Lo strato di soluzione salina permette alle ciglia di spingere il muco verso la faringe. Ciglia Cellule caliciformi secernenti muco Movimento del muco Strato mucoso Ghiandola sottomucosa Lume della via aerea Nucleo di una cellula colonnare epiteliale Membrana basale Fisiologia umana @ Pearson Italia S.p.A. Anatomia apparato respiratorio 13 di 14T Università San Raffaele Roma Barbara Picconi

Fibrosi Cistica e Movimento del Muco

*Fibrosi cistica: dovuta alla diminuita concentrazione di ioni Cl- Soluzione salina (NaCl) e H2O: per aiutare il movimento del muco verso le alte vie respiratorie Fisiologia umana C Pearson Italia S.p.A. Strato di soluzione salina nel lume Na+ H20 CF 2 1 NKCC porta CI" nella celllula epiteliale dal LEC. Cellule dell'epitelio respiratorio Canale anionico 2 I canali anionici apicali, incluso CFTR, permette a CI" di entrare nel lume. 3 Na+ si sposta dal LEC al lume attraverso la via paracellulare, spinto dal gradiente elettrochimico. K+ ATP Na+ * Na+ 2CFK+ K+ LEC 3 Na+ H2O 4 1 4 Il movimento di NaCI dal LEC al lume crea un gradiente di concentrazione tale da consentire all'acqua di entrare nel lume. Anatomia apparato respiratorio 14 di 14