Corso di Fisiologia degli organi e dei sistemi -TE
SCOPO DELLA RESPIRAZIONE
FORNIRE UN ELEMENTO INDISPENSABILE, L’ OSSIGENO,
AD OGNI CELLULA DELL’ ORGANISMO
ED ELIMINARE L’ ANIDRIDE CARBONICA DA ESSA PRODOTTA
SANGUE VENOSO
MISTO
SANGUE
ARTERIOSO
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TRACHEA
BRONCO
PRIMARIO
ARTERIA
POLMONARE
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Atmosfera
VENTILAZIONE (1)
DEI GAS (2)
Foto funzioni apparatoSCAMBIO
respiratorio
RESPIRAZIONE
ESTERNA
Circolazione polmonare
CUORE
DESTRO
TRASPORTO DEI GAS (3)
CUORE
SINISTRO
Circolazione sistemica
SCAMBIO DEI GAS (4)
RESPIRAZIONE
INTERNA
Cellule
RESPIRAZIONE
CELLULARE (5)
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LE VIE AEREE
CAVITA’ NASALE
FARINGE
CAVITA’ ORALE
EPIGLOTTIDE
VIE AEREE SUPERIORI
LARINGE
GLOTTIDE
ESOFAGO
TRACHEA
ANELLI CARTILAGINEI
POLMONE DESTRO
POLMONE
SINISTRO
BRONCHI PRIMARI
TRATTO RESPIRATORIO
BRONCHI SECONDARI
BRONCHI TERZIARI
DIAFRAMMA
BRONCHIOLI TERMINALI
BRONCHIOLO
TERMINALE
BRONCHIOLI
RESPIRATORI
SACCO ALVEOLARE
ALVEOLI
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LE VIE AEREE
STRUTTURA
DIAMETRO
INTERNO (mm)
LARINGE
TRACHEA
BRONCHI
PRIMARI
ZONA DI
CONDUZIONE
BRONCHI
SECONDARI
BRONCHI
TERZIARI
BRONCHI
PIU’ PICCOLI
BRONCHIOLI
BRONCHIOLI
TERMINALI
ZONA
RESPIRATORIA
BRONCHIOLI
RESPIRATORI
SACCHI
ALVEOLARI
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ZONA DI CONDUZIONE
LUME DELLA
TRACHEA
CELLULE CILIATE
TESSUTO
CONNETTIVO
GHIANDOLE
CARTILAGINE
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EFFETTO DEL FUMO
Non-fumatore
fumatore
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ZONA RESPIRATORIA
BRONCHIOLO TERMINALE
DOTTO
ALVEOLARE
BRONCHIOLO
RESPIRATORIO
RETE DI
CAPILLARI
CAPILLARI
ALVEOLI
PORI
ALVEOLARI
SACCO ALVEOLARE
PNEUMOCITA
DI TIPO I
PNEUMOCITA
DI TIPO II
PORI ALVEOLARI
ERITROCITI
CAPILLARE
ENDOTELIO
CAPILLARE
EPITELIO
ALVEOLARE
LAMINA BASALE
SPAZIO
CAPILLARI AEREO
ALVEOLARE
MACROFAGO
ALVEOLARE
MEMBRANA RESPIRATORIA
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ALVEOLI
ZONA RESPIRATORIA
BRONCHIOLO
ALVEOLI
ARIA ALVEOLARE
INTERSTIZIO
PLASMA
ERITROCITA
ARIA ALVEOLARE
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LA CAVITA’ TORACICA
POLMONE
MUSCOLO
INTERCOSTALE
COSTOLA
POLMONE
MUSCOLI
INTERCOSTALI
SACCO
PLEURICO
PLEURA
PLEURA
PARIETALE
VISCERALE
SPAZIO INTRAPLEURICO
DIAFRAMMA
SACCO PLEURICO
PALLONCINO PIENO DI LIQUIDO
LIQUIDO
PLEURICO
PARETE
TORACICA
PLEURA
POLMONE
CUORE
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LA VENTILAZIONE
LEGGE DEL FLUSSO
ΔP
F=
R
LEGGE DI BOYLE
R
Un cambio di volume provoca un cambio di pressione
PRESSIONE
PxV=K
F=
Patm - Palv
VOLUME
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LEGGE DI BOYLE
PxV=K
MASSA
PRESSIONE
MASSA E TEMPERATURA COSTANTI
TEMPERATURA
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LA VENTILAZIONE
LEGGE DEL FLUSSO
ΔP
F=
R
F=
Patm - Palv
R
PRESSIONE
ATMOSFERICA
INSPIRAZIONE
ESPIRAZIONE
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I MUSCOLI RESPIRATORI
(respirazione tranquilla)
INSPIRAZIONE:
ESPIRAZIONE:
- DIAFRAMMA
PASSIVA
- M. INTERCOSTALI ESTERNI
SENO
COSTOFRENICO
DIAFRAMMA
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I MUSCOLI RESPIRATORI
(respirazione attiva)
INSPIRAZIONE:
ESPIRAZIONE:
- DIAFRAMMA
- M. INTERCOSTALI INTERNI
- M. INTERCOSTALI ESTERNI
- M. ADDOMINALI
+
MUSCOLI
INTERCOSTALI
ESTERNI
- M. PETTORALI
- M. SCALENI
MUSCOLI
INTERCOSTALI
INTERNI
MUSCOLI
INSPIRATORI
- M. STERNOCLEIDOMASTOIDEI
MUSCOLI
ESPIRATORI
DIAFRAMMA
MUSCOLI
ADDOMINALI
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TORACE
POLMONI E TORACE
T.L.C.
F.R.C.
R.V.
POLMONI
OSTRUZIONE
ENFISEMA
PNEUMOTORACE APERTO
aria
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LE PRESSIONI POLMONARI
POLMONE
Palv = 0 mm Hg
SACCO
PLEURICO
PARETE
TORACICA
Pip = -4 mmHg
Palv = pressione alveolare
Pip = pressione intrapleurica
Palv - Pip = pressione transpolmonare
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Pressione alveolare
Volume di
(mmHg, rispetto alla pressione
Respirazione (l) atmosferica)
IL CICLO RESPIRATORIO
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L’ INSPIRAZIONE
Afferenze nervose
Muscoli inspiratori
(diaframma ed intercostali
esterni)
I muscoli si contraggono
Il torace si espande
“Trazione” sul liquido
intrapleurico
Pip
Pressione
transpolmonare
Volume polmonare
Palv
(Patm-Palv)
Feedback
negativo
Flusso d’aria
Negli alveoli
Palv
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LA COMPLIANCE POLMONARE
ΔV
C=
ΔP
Normale
Volume (litri)
ΔV
C=
Δ (Palv – Pip)
Enfisema
Fibrosi
Pressione di distensione (cm H20)
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L’ ENFISEMA POLMONARE
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LA FIBROSI POLMONARE
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VOLUME (ml)
Riempito con
soluzione salina
LA TENSIONE SUPERFICIALE
Riempito con aria
ARIA
ARIA
ARIA
PRESSIONE (cm H20)
LEGGE DI LA PLACE
2τ
p=
r
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IL SURFATTANTE
ARIA ALVEOLARE
INTERSTIZIO
PLASMA
ERITROCITA
ARIA ALVEOLARE
PNEUMOCITA DI TIPO II
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LA RESISTENZA DELLE VIE RESPIRATORIE
LEGGE DEL FLUSSO
ΔP
F=
R
8ηl
R=
πr4
η = viscosità
l = lunghezza
r = raggio
LEGGE DI POISEUILLE
ΔP πr4
F=
8ηl
- BRONCOCOSTRIZIONE
Parasimpatico (rec. muscarinici)
Istamina
Allergeni
- BRONCODILATAZIONE
Adrenalina (rec. β2)
CO2
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Resistenza
normale
Volume di
respirazione (l)
Pressione alveolare
(mmHg, rispetto alla
pressione atmosferica)
Resistenza
aumentata
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VOLUMI E CAPACITA’ POLMONARI
LA SPIROMETRIA
aria
penna
acqua
Volume
dell’aria (l)
Rotazione del cilindro
a velocità costante
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VOLUMI E CAPACITA’ POLMONARI
Volume (ml)
CI =
VT + VRI
VT
CPT =
VT +VRE
+ VRI + VR
VRI
VRE
VR
CV =
VT + VRI + VRE
CFR =
VRE + VR
Tempo
Capacità e volumi polmonari normali in un uomo sano di 70 kg di peso
VT= VOLUME CORRENTE (tidal volume) = 500 ml
CI = CAPACITA’ INSPIRATORIA = VT + VRI = 3500 ml
VRI = VOLUME DI RISERVA INSPIRATORIA = 3000 ml
CV = CAPACITA’ VITALE = VT + VRI + VRE = 4500 ml
VRE = VOLUME DI RISERVA ESPIRATORIA = 1000 ml
CFR = CAPACITA’ FUNZIONALE RESIDUA =
VR = VOLUME RESIDUO = 1200 ml
= VRE + VR = 2200 ml
CPT = CAPACITA’ POLMONARE TOTALE =
= VT + VRI + VRE + VR = 5700 ml
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LA VENTILAZIONE POLMONARE
C.V. = VT x F.R.
C.V. = Capacità di ventilazione
VT = volume corrente
F.R. = frequenza respiratoria
500 ml x 12 atti/min = 6000 ml/min
Max: 1500 ml (35% C.V. ) x 90 atti/min = 140 l/min
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LO SPAZIO MORTO
Aria fresca
Zona di conduzione
(spazio morto anatomico)
Aria “vecchia”
• Spazio morto anatomico: 150 ml
• Spazio morto fisiologico
Alveoli
Inspirazione
Espirazione
Scambio con il sangue
LA VENTILAZIONE ALVEOLARE
(500 – 150)ml x 12 atti/min = 4200 ml/min
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FATTORI DETERMINANTI LA VENTILAZIONE ALVEOLARE AL MINUTO
Ventilazione alveolare
al minuto
Volume dello
spazio morto
Ventilazione al minuto
Volume corrente
Frequenza
Respiratoria
Flusso d’aria
Gradiente di pressione lungo le vie aeree
Pressione atmosferica
Pressione alveolare
Quantità di aria negli alveoli
Volume alveolare
Tensione superficiale
del liquido che
bagna gli alveoli
Tensioattivo
Raggio delle vie aeree
Attività contrattile
della muscolatura liscia respiratoria
Fattori locali
PO2 / PCO2
Volume polmonare
Compliance polmonare
Resistenza delle vie aeree
Pressione transpolmonare
Adrenalina
Nervi parasimpatici
Tessuto
Pressione intrapleurica
elastico
per le vie aeree
nella parete
polmonare
Forza elastica Forza elastica di
Attività contrattile
di “ritorno”
“ritorno”della
dei muscoli respiratori
dei polmoni parete toracica
Motoneuroni che innervano
diaframma e muscoli intercostali Corso di Fisiologia degli organi e dei sistemi -TE
