Biologia per il liceo/Il sistema respiratorio

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Struttura dell'apparato respiratorio[modifica]

La complessa struttura dell'apparato respiratorio è essenziale per il corretto svolgimento della respirazione. Dalle vie aeree superiori agli alveoli, ogni componente ha un ruolo specifico nel garantire l'efficace scambio di gas vitale per l'organismo.

VIE RESPIRATORIE SUPERIORI[modifica]

Il tratto respiratorio superiore è costituito dal naso e dalla faringe. La sua funzione primaria è quella di ricevere l'aria dall'ambiente esterno e filtrarla, riscaldarla e umidificarla prima che raggiunga i polmoni dove avverrà lo scambio di gas.

-Naso L'aria entra attraverso le narici e viene parzialmente filtrata dai peli. Successivamente, scorre nella cavità nasale che è rivestita da tessuto epiteliale, contenente vasi sanguigni che aiutano a riscaldare l'aria. Questo tessuto secerne muco, che filtra ulteriormente l'aria, intrappolando particelle di polvere e microrganismi.

-Ciglia Il rivestimento epiteliale della cavità nasale contiene minuscole proiezioni simili a capelli, chiamate ciglia. Le ciglia trasportano il muco contenente particelle estranee verso la parte posteriore della cavità nasale e nella faringe, dove il muco può essere espulso con la tosse o ingoiato e digerito dagli acidi gastrici.

-Faringe Dopo aver attraversato la cavità nasale, l'aria scorre lungo la faringe fino alla laringe. La faringe è un condotto muscolare che serve da passaggio comune per l'aria diretta ai polmoni e per il cibo diretto allo stomaco.

VIE RESPIRATORIE INFERIORI[modifica]

Il tratto respiratorio inferiore inizia con la laringe e comprende la trachea, i due bronchi che si diramano dalla trachea e i polmoni stessi. È qui che avviene effettivamente lo scambio di gas.

-Laringe La laringe, colloquialmente conosciuta come "scatola vocale", è un organo del collo coinvolto nella protezione della trachea e nella produzione del suono. La laringe ospita le corde vocali ed è situata appena sotto il punto in cui il tratto faringeo si divide nella trachea e nell'esofago.

-Epiglottide L'epiglottide è un lembo di cartilagine situato all'apertura della laringe. Durante la deglutizione, l'epiglottide si abbassa per chiudere la laringe e impedire che il materiale ingerito entri nei polmoni. La stimolazione della laringe da parte di materiale ingerito produce un forte riflesso della tosse per proteggere le vie respiratorie.

-Corde Vocali Le corde vocali sono due pieghe di tessuto connettivo che si allungano e vibrano quando l'aria le attraversa, provocando la vocalizzazione. La lunghezza e la tensione delle corde vocali determinano l'altezza del suono, mentre la forza dell'espirazione ne determina l'intensità. La capacità di controllare volontariamente il sistema respiratorio consente di parlare e cantare.

-Trachea La trachea, o "trachea", è un tubo di circa 10-12 cm di lunghezza e 2 cm di diametro, rinforzato da anelli cartilaginei a forma di C che mantengono la pervietà delle vie aeree. La trachea si divide in due bronchi principali, ciascuno diretto a un polmone.

-Bronchi e Bronchioli I due bronchi principali si ramificano ulteriormente nei bronchi lobari, che a loro volta si dividono in bronchi segmentali e poi in bronchioli. Questa struttura ad albero si estende in tutte le regioni dei polmoni, terminando nei bronchioli terminali e respiratori.

-Polmoni I polmoni sono organi elastici situati nella cavità toracica. Il polmone destro è diviso in tre lobi, mentre il polmone sinistro ne ha due, per fare spazio al cuore. Ogni lobo è ulteriormente suddiviso in segmenti bronchiali, ciascuno con una propria arteria, vena e ramificazioni bronchiali che terminano negli alveoli.

-Alveoli Gli alveoli sono piccoli sacchetti cavi raggruppati in grappoli alla fine dei bronchioli respiratori. Ogni polmone contiene circa 300 milioni di alveoli, con una superficie totale di circa 70 m². Qui avviene lo scambio di gas: l'ossigeno diffonde dagli alveoli al sangue, mentre l'anidride carbonica diffonde dal sangue agli alveoli per essere espulsa durante l'espirazione.

-Stroma Il tessuto connettivo elastico che sostiene gli alveoli e conferisce forma e consistenza ai polmoni è chiamato stroma.

LE PLEURE E LA CAVITÀ PLEURICA[modifica]

I polmoni sono avvolti da una doppia membrana chiamata pleura: Pleura viscerale: Aderisce alla superficie esterna del polmone. Pleura parietale: Riveste la cavità toracica e aderisce alla parete toracica interna. Tra queste due membrane si trova la cavità pleurica, contenente un fluido lubrificante che permette ai polmoni di espandersi e contrarsi senza attrito durante la respirazione.

-Funzione del Liquido Pleurico Il liquido pleurico crea una forza di adesione tra le due pleure, permettendo loro di scivolare l'una sull'altra e rendendo difficile la separazione delle due membrane. Questo meccanismo assicura che ogni variazione di volume della cavità toracica influisca direttamente sui polmoni.

SECREZIONI DEL TRATTO RESPIRATORIO[modifica]

- Muco Il muco, prodotto dalle cellule caliciformi e dalle ghiandole mucose nelle vie aeree inferiori, intrappola particelle di polvere, detriti e microrganismi inalati. Le ciglia, presenti su altre cellule delle vie aeree, muovono il muco contenente particelle estranee verso la faringe, dove il muco può essere espulso con la tosse o ingoiato e digerito dagli acidi gastrici.

-Surfactante Il surfactante è una miscela di fosfolipidi e lipoproteine che riveste gli alveoli. Ha due funzioni principali: Riduzione della tensione superficiale: Previene il collasso degli alveoli riducendo la forza necessaria per espandere i polmoni durante l'inspirazione. Facilitazione dell'umidificazione: Mantiene gli alveoli umidi, permettendo un'efficace diffusione dei gas.

Importanza Clinica[modifica]

L'assenza o la carenza di surfactante può portare a gravi condizioni respiratorie, come la sindrome da distress respiratorio nei neonati prematuri, dove gli alveoli tendono a collassare, rendendo difficile la respirazione.

La meccanica della respirazione[modifica]

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Gli scambi dei gas[modifica]

Lo scambio nei polmoni

Lo scambio di gas nei polmoni avviene tra gli alveoli e i capillari che li circondano. Gli alveoli hanno un'alta concentrazione di ossigeno (O2) e una bassa concentrazione di anidride carbonica (CO2), mentre il sangue nei capillari contiene un'alta concentrazione di CO2 e una bassa concentrazione di O2. A causa di queste differenze di pressione, tramite il sottile tessuto epiteliale che forma la parete degli alveoli e quello che circonda i capillari, l'anidride carbonica entra nei polmoni e l'ossigeno passa nei vasi sanguigni.

Lo scambio nei tessuti

Quando il sangue ricco di ossigeno raggiunge i capillari, avviene lo scambio dei gas tra il sangue e le cellule intorno ai capillari stessi. La differenza di concentrazione di CO2 (in quantità maggiore nei tessuti e minore nel sangue) e O2 (presente più nel sangue che nei tessuti) causa il passaggio dell'anidride carbonica dalle cellule al sangue per mezzo del liquido interstiziale, e il passaggio di ossigeno dal sangue al liquido interstiziale, dal quale raggiungerà le cellule.

Il trasporto dei gas nel sangue[modifica]

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Patologie dell'apparato respiratorio[modifica]

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