Innovazione didattica: collaborative learning Materiale prodotto dai ragazzi della classe 3° indirizzo classico del Liceo Statale Vincenzo Monti. A.s. 2016-2017, prof Gino

1. APPARATO
RESPIRATORIO
- Meccanica della respirazione
- Scambi di gas con il sangue
- Principali patologie
- Organizzazione dell’apparato
Realizzato da:
Federico Neri, Giulia Spada, Giovanni Bagnolini

2. ORGANIZZAZIONE DELL’APPARATO
RESPIRATORIO
L’apparato respiratorio nei mammiferi è responsabile degli scambi gassosi con
l’esterno.
In particolare la sua funzione è quella di rifornire l’organismo di ossigeno (O2) ed
eliminare il diossido di carbonio (CO2)
Ciò è possibile grazie a due processi distinti:
- La ventilazione polmonare
ovvero l’alternarsi di inspirazione ed espirazione
- Lo scambio dei gas
che fornisce ossigeno al sangue e lo libera dell’ anidride carbonica. Questo
processo avviene sia a livello polmonare, sia a livello dei tessuti periferici.
Lo scambio gassoso avviene per diffusione, un trasporto passivo rapido ed
efficiente

3. ANATOMIA DELL’APPARATO
RESPIRATORIO
Divisione funzionale:
Porzione di conduzione:
- Cavità nasale
- Bocca
- Naso
- Faringe
- Laringe
- Trachea
- Bronchi
- Bronchioli
Porzione respiratoria:
- Alveoli
Divisione anatomica:
Vie Aeree Superiori:
- Naso
- Faringe
Vie Aeree Inferiori:
- Laringe
- Trachea
- Bronchi
- Bronchioli
- Alveoli

4. VIE AEREE SUPERIORI
- Permettono l’ingresso
dell’aria all’interno dell’
apparato respiratorio
- Costituiscono una
prima barriera contro le
particelle inquinanti
- Permettono
L’umidificazione, il
riscaldamento e la
depurazione dell’aria
inalata

5. LARINGE
- È posto inferiormente alla faringe e in
continuità con essa
- è un organo costituito da vari segmenti
cartilaginei che si articolano fra di loro
grazie a capi muscolari lisci
- l’apertura superiore della laringe è
delimitata dall’epiglottide la cui funzione
è quella di proteggere le vie aeree dagli
alimenti durante la deglutizione
- Tramite le corde vocali, che vibrano al
passaggio dell’aria, rappresenta l’organo
della fonazione
- Delimita superiormente la trachea

6. TRACHEA E
BRONCHI
- La trachea è un condotto costituito da anelli
cartilaginei che le conferiscono rigidità strutturale
- Ha un diametro di 2 cm ed una lunghezza di 12 cm
- è separata posteriormente dall’esofago dalla
membrana tracheo-esofagea
- In un punto, denominato carena, si suddivide nei 2
bronchi principali (destro e sinistro)
- I bronchi principali si suddividono in 3 bronchi lobari
a destra e 2 bronchi lobari a sinistra
- Le ramificazioni più sottili dei bronchi, prive di
tessuto cartilagineo, sono detti bronchioli
- Bronchi e bronchioli presentano uno strato di
muscolatura liscia che modifica il diametro degli
stessi

7. ALVEOLI
- Le ramificazioni terminali dei bronchioli sono occupate
dagli alveoli, dove avviene lo scambio gassoso
- i polmoni umani sono formati da circa 300 milioni di
alveoli
- Poiché dotati di una parete sottilissima sono sostenuti da
un tessuto connettivo elastico, chiamato stroma
- All’interno degli alveoli, per impedirne il collasso, è
presente una sottile pellicola di fluido, chiamato
surfattante: una sostanza con proprietà tensioattive
- Ciascun alveolo è rivestito internamente da cellule molto
sottili che permettono il passaggio dei gas in breve tempo
- Esternamente ogni alveolo è circondato da una fitta rete
di capillari, anch’essi con spessore minimo, i quali
garantiscono un’abbondante vascolarizzazione
- La distanza alveolo-capillare, utile per la diffusione
dell’ossigeno, risulta così di circa 2 µm

8. GABBIA TORACICA
- I polmoni sono protetti dalle coste anteriormente,
lateralmente e posteriormente, mentre il diaframma li
protegge inferiormente
- Anteriormente le coste si articolano con lo sterno che,
assieme alle clavicole costituisce un ulteriore sistema
di protezione
- Posteriormente i polmoni sono protetti dalla presenza
delle scapole
- La porzione inferiore dei polmoni è detta base, quella
superiore è chiamate apice
- Il polmone sinistro presenta una rientranza chiamata
fossa cardiaca, in cui trova posto il cuore
- Il diaframma è il principale muscolo respiratorio.
Attraverso le sue contrazioni la gabbia toracica si
espande, permettendo l’aumento di volume polmonare
e l’inspirazione dell’aria. A questo processo
contribuiscono i muscoli intercostali, che occupano gli
spazi intercostali

9. PLEUR
E
- Esternamente i polmoni sono rivestiti da una
doppia membrana chiamata pleura, la pleura
viscerale aderisce alla superficie polmonare, la
pleura parietale è solidale alla parete toracica
- Fra le due pleure esiste uno spazio virtuale
chiamato cavità pleurica, in cui è presente un
sottile strato di fluido lubrificante che permette le
escursioni polmonari senza generazione di attrito
- Le pleure si interrompono al livello dell’ilo
polmonare, che ha sede nella faccia mediale
dell’organo ed è la sede dove bronchi, nervi e vasi
penetrano nel polmone

10. MUCOSA RESPIRATORIA
- l’epitelio respiratorio che tappezza le vie aeree
inferiori è composto da vari tipi cellulari, alcuni di
questi producono il muco, una sostanza viscosa,
capace di intrappolare particelle, detriti e
microrganismi inalati con l’aria
- Il medesimo epitelio sulla sua superficie presenta
delle ciglia vibratili la cui azione è quella di
spostare le particelle estranee intrappolate nel
muco verso il faringe
- Il muco può essere inghiottito oppure espulso
all’esterno
- L’inquinamento o il fumo di sigaretta immobilizza le
ciglia predisponendo il soggetto a infezioni delle
vie respiratorie o patologie polmonari in genere

11. Il sangue e gli scambi dei
gas respiratori

12. Lo scambio polmonare di O2 e CO2
MEZZO DI
TRASPORTO DEI
GAS RESPIRATORI
Ossigeno entra nel
sangue a livello degli
alveoli polmonari e
viene rilasciato nei
tessuti
Il Diossido di carbonio
viene rilasciato dai
tessuti entra nel sangue e
entra negli alveoli
polmonari
+ O2 – CO2 - O2 + CO2
Gli scambi avvengono per DIFFUSIONE attraverso l'endotelio che riveste i capillari
polmonari e quelli della circolazione sistemica,
grazie alla differenza di PRESSIONE dei due gas
SANGUE

13. Lo scambio sistemico di O2 e CO2
POLMONI
Vene polmonari
CUORE
Atrio Sinistro
Aorta
CAPILLARI
SISTEMICI
Arterie
SCAMBIO
SISTEMICO DI O2
E CO2 tra sangue e
cellule
• Nei capillari la concentrazione di O2 è
maggiore perché le cellule lo devono
consumare
• Per produrre ATP- RESPIRAZIONE
CELLULARE

14. Il trasporto di O2 – 2 MODI
• Nel PLASMA (soluzione acquosa) c'è l'1,5% di O2
• Il 98,5% dell'O2 si lega alle molecole di EMOGLOBINA (Hb)
contenute negli ERITROCITI
SUBUNITA' = circondano un gruppo EME (“SANGUE”)
che è una struttura ad anello contenente FERRO che si lega all'02.
Ciò dipende dalla concentrazione di 02
Hb = Proteina costituita da 4 subunità polipeptidiche.

15. Il trasporto di O2 – 2 MODI
La quantità di 02 rilasciato da Hb varia nei tessuti
QUESTO DIPENDE DA:
CONCENTRAZIONE DI 02 – Hb rilascia più O2
dove la sua concentrazione è minore
CO2 – durante lo sport
ACIDITA' – durante attività fisica l'Acido Lattico
prodotto aumenta l'O2
TEMPERATURA - quando è elevata aumenta 02

16. Il legame dell'O2 all'emoglobina
POLMONI
• Hb satura al 100%
(4 Molecole di 02 x 1 Molecola di Hb
• con una pressione (P02) di 100 mmHg
CIRCOLAZIONE SISTEMICA
• Hb satura al 75% (Rilascia 1 Molecola di 02)
• Nei tessuti poveri di 02 la pressione (PO2) è di 40
mmHg

17. Il CO2 è trasportato come ione HCO3
-
• I GLOBULI ROSSI del sangue raccolgono solo il 5-6% di CO2
prodotto dalla respirazione cellulare per eliminarlo
• Il resto reagisce con H2O grazie all'enzima ANIDRASI
CARBONICA e forma ACIDO CARBONICO (H2CO3)
• L'H2CO3 si dissociano in ioni bicarbonato (HCO3
-) e ioni
idrogeno (H+)
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3
-
Nei polmoni la reazione è opposta – gli ioni idrogeno diventano CO2,
eliminata negli alveoli con l'ESPIRAZIONE sotto forma di ione
bicarbonato

18. La MIOGLOBINA – riserva di 02
Le cellule muscolari hanno una proteina capace di legare
l'O2 MIOGLOBINA
CELLULE MUSCOLARI – quando il muscolo si contrae il flusso di sangue si
interrompe e la PO2 si abbassa.
L'Hb non riesce a rilasciare O2, la MIOGLOBINA si.
Formata da: 1 CATENA POLIPEPTIDICA + 1
STRUTTURA AD ANELLO CON FERRO che lega 1
MOLECOLA di 02
La MIOGLOBINA lega l'O2 più facilmente dell'Hb anche ad una pressione più bassa

19. LE PRINCIPALI CAUSE DELLE MALATTIE
RESPIRATORIE
• Infiammazioni, Infezioni da virus batteri (es. POLMONITI,
TUBERCOLOSI)
• Malattie ereditarie (es. FIBROSI CISTICA)
• Tumori (es. CANCRO del POLMONE)
• Sostanze come il FUMO, OZONO, AMIANTO (es.
ENFISEMA malattia cronica e progressiva che compromette
la funzionalità respiratoria)

20. LA SINDROME DA DISTRESS RESPIRATORIO
•Causa – nei bambini nati prima della 36° settimana di gravidanza il polmone non
ha ancora sviluppato la capacità di produrre SURFACTANTE
•Conseguenza – i neonati rischiano la SINDROME DA DISTRESS
RESPIRATORIO (ARDS)
• Porta a insufficienza respiratoria e può causare morte
• TERAPIA
- CORTISONE alla madre prima del parto per stimolare la produzione
di SURFACTANTE
- Attaccare al RESPIRATORE il neonato e somministrazione di
SURFACTANTE in trachea

21. FIBROSI CISTICA o
MUCOVISCIDOSI
Malattia ereditaria (modalità autosomica recessiva),
cronica, progressiva
• CAUSA – difetto del gene CFTR che regola il passaggio di sali e acqua tra l'interno ed
esterno delle cellule
• CONSEGUENZA – il muco, che ricopre le mucose dell'organismo, è denso e viscoso, e
altera alcune funzioni degli organi (soprattutto il PANCREAS in cui si formano cisti).
• SONO BAMBINI/RAGAZZI CHE:
- hanno problemi dell'apparato digerente,
- hanno problemi respiratori,
- muoiono spesso molto giovani (30 anni).
• DIAGNOSI – Test del sudore
• Nell'Ospedale di Cesena c'è il CENTRO FIBROSI CISTICA REGIONALE

22. INFEZIONI POLMONARI
 L'aria contiene agenti patogeni e sostanze nocive capaci di produrre infezioni e
infiammazioni dell'apparato respiratorio
 I meccanismi di difesa sono: le ciglia e il muco presente nelle vie respiratorie e il
sistema immunitario
 Le infezioni possono essere
- BATTERICHE (streptococco, meningococco)
- VIRALI (Virus Influenzale H1N1)
- FUNGO (fungo Pneumocysti carinii)
 Possono distinguersi in FARINGITI, LARINGITI, BRONCHITI, POLMONITI,
PLEURITI
 SINTOMI: tosse, raffreddore, febbre, catarro, dispnea, ipossia
ALLARME
MENINGITE
BATTERICA
E' IMPORTANTE
LA
VACCINAZIONE
DI TUTTI I
BAMBINI

23. IL FUMO E IL CANCRO
•L'85% dei tumori del polmone è causato dal FUMO di SIGARETTA
•Non solo chi fuma è a rischio, ma anche chi RESPIRA IL FUMO PASSIVO dei fumatori
•Il 1° a dimostrare la relazione tra fumo e cancro fu RICHARD DOLL, epidemiologo inglese
di 36 anni, nel 1948
•Nel '900 100 milioni di morti – nel 2100 circa un 1 miliardo
•L'aspettativa di vita dopo la diagnosi è di 2 anni
•L'unico modo per ridurre questa malattia è LA PREVENZIONE

24. IL FUMO E IL CANCRO
L'UNICO MODO PER PREVENIRE IL CANCRO
E' NON FUMARE