Respirazione

esterna: scambio di gas respiratori tra alveoli polmonari e sangue

interna: scambio di O2 e CO2 tra capillari sistemici e cellule

cellulare:uso dell’O2come accettore di elettroni nelle reazioni che liberano energia

(ad es., C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O)

1.

Fisiologia dell’apparato respiratorio

Ventilazione polmonare, meccanica respiratoria

Scambio tra alveoli e capillari polmonari

Trasporto di O2 e CO2 nel sangue

Scambio tra capillari sistemici e tessuti

Controllo della ventilazione polmonare

2.

E’ opportuno che, discutendo di scienze empiriche, si cerchi di sapere come si fa

a dire quel che si dice.

Meccanica respiratoria

Come si fa a dire come si muove il polmone?

3.

L’anatomia descrive la gabbia toracica come una scatola deformabile che contiene il polmone

P [mmHg]

Volume [ml]

siringa

polmone

manometro

Questa è la prova che il

polmone è una struttura elastica

Quale è più vicina al

vero:la nera o la rossa? Perché?

4.4.

Che cos’è la compliance?

Il modello sperimentale precedente consente di misurare la compliance di quel polmoncino?

Quando si effettua la respirazione assistita di un uomo anestetizzato e curarizzato, si può misurare

la compliance toracopolmonare?

Quando si effettua respirazione assistita di un paziente anestetizzato e toracotomizzato, si può

misurare la compliance polmonare?

5.

In un cilindro a tenuta è contenuto un palloncino

elastico che comunica con l’esterno per mezzo

di un tubicino .

Il fondo del cilindro è chiuso da un pistone

Cosa succede del palloncino quando il pistone viene tirato

verso il basso ?

Che differenza c’è fra un modello e un’ipotesi sperimentale?

6.

E cosa succede della pressione

dell’aria contenuta fra la

parete del cilindro ed il palloncino?

7.

L’espansione della gabbia toracica viene operata dai muscoli intercostali e dal

diaframmaCome si muovono le costole?

Come fanno i muscoli intercostali a far aumentare i diametri antero-posteriore e

trasversale della gabbia toracica?

Come fa il diaframma a far aumentare il diametro longitudinale della gabbia

toracica?

9.

Tensione T

L’area della superficie blu

= r2

Forza che agisce sulla superficie=

Pr2Forza che agisce sul

perimetro= T2r

pressione P

T2r = Pr2

T =1/2Pr

La legge di Laplace12.

P1

P2

Cosa succede di P1 e P2 se T1 = T2 e r2 =1/2 r1 ?

T1

T2

P1;P2 = pressione endoalveolare T1;T2 tensione

nella parete degli alveoli

Applicazione della legge di Laplace

13.

P1

P2

T1

T2

T1=T2 == T

P1=2T/r1 P2=2T/r2

P2=2P1

Aria fluisce da 2 a 1

L’alveolo 1 diviene enfisematoso

L’alveolo 2 atelectasico

Perché nel polmone normale ciò non succede?

14.

Nella parete degli alveoli le cellule tipo 2 secernono

dipalmitoilfosfatidilcolina DPPC

Dipalmitato

Glicerolo

Fosfato

Colina

Tensione superficiale

Superficie dell’alveolo

Il DPPC è un tensioattivo tutto speciale come dimostra l’effetto sulla tensione superficiale del liquido che bagna l’alveolo

Perché la tensione aumenta quando aumenta il volume dell’alveolo? Perché questo comportamento si oppone allo

enfisema-collasso degli alveoli?

DPPC =15.

Questo è lo spirometro di Hutchinson

Sostanzialmente, una campana che

galleggia sull’acqua. Il

soggetto espira aria all’interno della campana.

Come si può misurare quanta aria il soggetto

espira?

Come si potrebbe inventare

uno spirometro

più facile da maneggiare?

16.

Grandezze polmonari principali

• Volume corrente, volume di riserva inspiratorio ed espiratorio capacità vitale

• Volume ventilatorio forzato (litri /minuto)

• Espirazione forzata (% di Capacità vitale espirata nel 1° secondo)

• Compliance polmonare

17.

Relazione flusso/viscosità

18.

19.

20.

Lavoro/Flusso21.

22.

Composizione e Pressione parziale dei gas nell’aria

atmosferica

Percentuale Pressione parziale

O2 20.93 % 159 mm Hg

CO2 0.03 % 0.2 mm Hg

N2 79 % 600 mm Hg

Pressione parziale = percentuale x pressione totale della miscela

23.

Scambi gassosiTrasporto nel sangue arterioso

(ml di gas estraibili a NTP)

Polmoni1 litro di sangue

arterioso

contiene ml

Trasporta ai tessuti

O2CO2 440

O2 20050 ml

24.

Scambi gassosiTrasporto nel sangue venoso

(ml di gas estraibili a NTP)

Polmoni1 litro di sangue

venoso

contiene ml

CO2

CO2 480

O2 15040 ml

Tessuti

25.

Alveolo

O2

100 mmHg

CO2

40 mmHg

Sangue venoso

O2

40 mmHg

CO2

45 mmHg

26.

CURVA DI SATURAZIONE DELL’EMOGLOBINA

27.

Scambio tra emazia e tessuti

CO2 + H2O

Anidrasi carbonica

H2CO3

H+ + HbO2

-HCO3

O2

HbHCO2

HbNHCOOH

CO2H2O

-HCO3

Cl-Cl-

Scambio dei cloruri

28.

CO2 + H2O

Anidrasi carbonica

H2CO3

H+ + HbO2

-HCO3

O2

HbHCO2

HbNHCOOH

CO2H2O

-HCO3

Cl-Cl-

Scambio dei cloruri

O2

Scambio tra emazia e polmoni29.

Schema di funzionamento delle strutture laringee

m. ari-aritoneideo

34.

Fonazione

• L’aria viene espirata dai polmoni attraverso una fessura contornata dalle corde vocali.

• Il flusso d’aria diviene turbolento (numero di Reynold)• L’aria diviene una struttura vibrante che emette onde sonore• L’intensità del suono dipende dalla pressione sottoglotidea dovuta alla

elasticità dei polmoni e dalla contrazione dei muscoli espiratori• Le frequenze contenute nelle onde sonore dipendono da

– Dimensione della glottide– Tensione delle corde vocali

35.