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APPARATO RESPIRATORIO NEI VERTEBRATI

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APPARATO RESPIRATORIO NEI VERTEBRATI. A CURA DI COLOMBO ROSSANA DA PROPORRE IN CLASSE II LICEO CLASSICO. BIBLIOGRAFIA. TESTI UNIVERSITARI CONSULTATI Kent G.C., Anatomia comparata dei vertebrati - Seconda edizione Italiana, Piccin, 1997

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Presentation Transcript
apparato respiratorio nei vertebrati

APPARATO RESPIRATORIONEI VERTEBRATI

A CURA DI COLOMBO ROSSANA

DA PROPORRE IN CLASSE

II LICEO CLASSICO

bibliografia
BIBLIOGRAFIA

TESTI UNIVERSITARI CONSULTATI

  • Kent G.C., Anatomia comparata dei vertebrati - Seconda edizione Italiana, Piccin, 1997
  • Maci, Cappelletti, Vismara, Atlante di anatomia microscopica comparata dei vertebrati, Edizioni Unicopli, 1996
  • Campbell, Reece, Biologia, Zanichelli, 2004
  • Rosati, Colombo, La cellula, EdiErmes, 1999

TESTI PER LA SCUOLA SECONDARIA DI SECONDO GRADO

  • Purves, Orians, Heller, Corso di Biologia, Zanichelli, 1995
  • Thibodeau, Anatomia e fisiologia, Casa Editrice Ambrosiana, 1991
prerequisiti
PREREQUISITI

- I tessuti

- Il sistema scheletrico

- Il sistema circolatorio (capillari,sangue, cuore)

Sapere cosa si intende per:

  • respirazione cellulare
  • diffusione
  • pressione parziale
  • tensione superficiale
obiettivi
OBIETTIVI
  • CONOSCERE LA FUNZIONE DELL’APPARATO RESPIRATORIO
  • RELATIVAMENTE ALL’APPARATO RESPIRATORIO NELL’UOMO, SAPER DESCRIVERE:
    • GLI ORGANI E LA LORO FUNZIONE
    • LA MECCANICA RESPIRATORIA
    • COME AVVENGONO GLI SCAMBI GASSOSI
    • CONFRONTARE L’APPARATO RESPIRATORIO DEI MAMMIFERI CON QUELLO DEGLI ALTRI VERTEBRATI: PESCI, ANFIBI, RETTILI, UCCELLI

SONO PREVISTE 3 LEZIONI

l apparato respiratorio
L’APPARATO RESPIRATORIO

E’ COSTITUITO

DA UN INSIEME DI STRUTTURE

CHE RENDONO POSSIBILI GLI SCAMBI GASSOSI:

 ASSUNZIONE DI OSSIGENO DALL’AMBIENTE

 ELIMINAZIONE DI ANIDRIDE CARBONICA DALL’ORGANISMO

nei vertebrati respirazione
NEI VERTEBRATI RESPIRAZIONE:

-CUTANEA

-BRANCHIALE:

BRANCHIE ACQUA

-POLMONARE:

POLMONE ARIABRONCOALVEOLARE

FUNZIONE RESPIRATORIA SAVOLTA DA:

EPITELIO

RESPIRATORIO

MONOSTRATIFICATO

UOMO

apparato respiratorio nell uomo

Cavità nasale

Faringe

(Esofago)

Polmone sinistro

Laringe

Trachea

Polmone destro

Bronco

Bronchiolo

Diaframma

(Cuore)

APPARATO RESPIRATORIO NELL’UOMO
slide8
Le vie respiratorie partono dal NASO (o bocca se vie nasali sono ostruite)

Flusso dell’aria:

  • narici (possono dilatarsi - muscoli mimici)
  • Vestibolo (vibrisse)
  • simultaneamente meati superiore, medio, inferiore
  • simultaneamente recessi sfenoetmoidali e coane

- MUCOSA nella cavità nasale:

cellule cilindriche con CIGLIA: esse eliminano il pulviscolo dell’aria e CELLULE MUCIPARE

è molto vascolarizzata: ciò permette di riscaldare l’aria

Attraverso le COANE il naso comunica con la FARINGE

slide9

seno

cornetto

faringe

seni paranasali
SENI PARANASALI

SENI FRONTALI

CELLETTE ETMOIDALI

SENI SFENOIDALI

SENI MASCELLARI

seni paranasali11
SENI PARANASALI
  • Sono spazi contenenti aria che si aprono nella cavità nasale
  • nome da ossa del cranio entro le quali sono collocati
  • rivestiti da mucosa di tipo respiratoriosecreto mucoso
  • anche per alleggerire il cranio
  • camere di risonanza della voce
faringe
FARINGE
  • FARINGE: organo comune all’apparato digerente.

Fonazione: la sua forma timbro della voce.

E’ una struttura tubolare che si divide in tre settori:

- Rinofaringe (con adenoidi)

- Orofaringe (con tonsille palatine e tonsilla linguale)

- Faringe laringea

Alla faringe seguono:

  • LARINGE
  • TRACHEA
laringe
LARINGE
  • e’ un organo dotato di motilità, può compiere movimenti e modificando la forma della sua cavità partecipa ai processi della fonazione.
  • è situata nella regione anteriore del collo, davanti all’esofago.
  • È costituita da una serie di strutture cartilaginee, collegate da legamenti e formazioni muscolari.
laringe16
LARINGE

La laringe è un breve tratto delle vie aeree dei Tetrapodi tra la glottide e l’inizio della trachea;

  • Lo scheletro della laringe è formato da nove cartilagini:

- 3 impari: tiroidea (pomo d’Adamo), epiglottide (si veda oltre), cricoidea

    • Pari: 2 aritenoidi (punto di attacco per corde vocali), 2 corniculate, 2 cuneiformi
  • Ai lati della camera laringea nei Mammiferi si trovano , disposte trasversalmente e più o meno tese, le pieghe vocali = corde vocaliconferiscono capacità di comunicare tramite suoni.
laringe e corde vocali
LARINGE E CORDE VOCALI
  • non usate per la fonazione sono rilassate e consentono all’aria di passare con flusso costante senza vibrazioni di frequenza sonora.
  • più o meno tese  possono vibrare variazioni del flusso d’aria danno origine ai suoni.
  • Durante la fonazione i muscoli intrinseci della laringe modificano in continuazione la posizione delle cartilagini tiroidee rispetto alle aritenoidee, regolando quindi la tensione delle corde.
  • La frequenza delle vibrazioni della colonna d’aria in uscita è funzione del grado di tensione delle corde vocali.
  • 18 mesi bambini
  • E’ la posizione definitiva della laringe nell’adulto che ci consente di parlare.
  • Ippopotami non hanno le corde vocali.
  • Le scimmie urlatrici hanno cartilagini tiroidee enormemente sviluppate (e anche l’osso ioide).
laringe epiglottide corde vocali
LARINGE: EPIGLOTTIDE, CORDE VOCALI

Nell’uomo l’atto della deglutizione spinge la laringe verso l’alto contro l’epiglottide: così viene bloccato l’accesso alla laringe stessa, alla trachea ed ai polmoni.

trachea
TRACHEA
  • Connette la laringe ai bronchi con funzione essenzialmente passiva di conduzione dell’aria.
  • Lunga 11- 13 cm decorre sul piano mediano, davanti all’esofago, nella parte inferiore del collo e del torace.
  • Il suo scheletro è formato da 16-20 anelli cartilaginei a forma di C, regolarmente sovrapposti. Posteriormente, dove le cartilagini sono interrotte, la parete è completata da un muscolo liscio che, contraendosi può modificare il raggio di curvatura delle cartilagini e il lume della trachea.
  • E’ rivestita da un epitelio con cellule dotate di ciglia vibratili, capaci di veicolare all’esterno il muco secreto in cui è intrappolato il pulviscolo atmosferico.
mucosa tracheale umana
MUCOSA TRACHEALE UMANA
  • Fotografia al microscopio elettronico a scansione della superficie della mucosa tracheale umana.
  • Oltre alle cellule cigliate si osservano anche delle cellule mucipare.
  • (Pag. 263 La cellula -RosatiColombo)
albero bronchiale
ALBERO BRONCHIALE
  • Trachea
  • Bronco primario
    • Bronchi secondari
    • Terziari anelli irregolari
    • Bronchioli no anelli cartilaginei
    • Dotti alveolari ( metafora peduncolo-acino)
    • Alveoli singolo strato di tessuto epiteliale pavimentoso semplice
albero bronchiale23
ALBERO BRONCHIALE

POLMONE DESTRO

POLMONE SINISTRO

alveoli
ALVEOLI
  • Un sottile velo umido riveste la superficie degli alveoli e rappresenta il medium nel quale l’ossigeno transita prima di raggiungere la parete alveolare.
  • Negli alveoli è presente il surfactante, che riduce la tensione superficiale in corrispondenza della faccia interna degli alveoli;
  • in assenza di questo prodotto si rende necessario un grande sforzo inspiratorio per distendere la parete alveolare e per ventilare le superfici di scambio gassoso
polmoni
POLMONI

Parenchimatosi (spugnosi, non cavi)

Occupano la cavità toracica delimitando uno spazio

centrale detto MEDIASTINO in cui ha sede il cuore

Polmone destro: tre lobi

Polmone sinistro: due lobi

proiezione dei polmoni e della trachea in rapporto alla gabbia toracica e alle clavicole
PROIEZIONE DEI POLMONI E DELLA TRACHEA IN RAPPORTO ALLA GABBIA TORACICA E ALLE CLAVICOLE

11 E 12 COSTA NON VISIBILI DA QUESTA PROIEZIONE

POSIZIONE DELLE CUPOLE DEL DIAFRAMMA AL TERMINE DELL’ESPIRAZIONE

inspirazione ed espirazione

La cassa toracica

si espande quando

i muscoli intercostali

si contraggono

La cassa toracica

si contrae quando

i muscoli intercostali

si rilassano

Aria

inspirata

Aria espirata

Polmone

Diaframma

Il diaframma si contrae (si abbassa)

Il diaframma si rilassa (si alza)

Espirazione

Inspirazione

INSPIRAZIONE ED ESPIRAZIONE
ventilazione polmonare nell uomo
VENTILAZIONE POLMONARE NELL’UOMO

CAPACITA’ POLMONARE TOTALE =

VOLUME CORRENTE: volume d’aria mobilitato in condizioni di riposo (500 ml di aria)

+ VOLUME DI RISERVA INSPIRATORIA: aria inalata con respirazione profonda

+ VOLUME DI RISERVA ESPIRATORIA: massa d’aria esalata in eccesso

+ VOLUME RESIDUO: volume di aria non mobilitabile

SPAZIO MORTO: volume non ventilato dall’aria inalata

diffusione dei gas nei polmoni e negli altri organi
DIFFUSIONE DEI GAS NEI POLMONI E NEGLI ALTRI ORGANI
  • Un gas diffonde sempre

da una regione a pressione parziale più alta

verso una caratterizzata da una pressione parziale più bassa.

assunzione e rilascio di ossigeno
ASSUNZIONE E RILASCIO DI OSSIGENO
  • ARIA INSPIRATA: OSSIGENO 160 mmHg
  • RAGGIUNGE GLI ALVEOLI: 104 mmHg
  • CAPILLARI PORTANO NEGLI ALVEOLI SANGUE CON: OSSIGENO 40 mmHg
  • IL SANGUE CHE LASCIA I CAPILLARI ALVEOLARI HA OSSIGENO: 104 mmHg
  • IL SANGUE: 100 mmHg
  • RAGGIUNGE CUORE
  • POMPATO
  • I TESSUTI HANNO OSSIGENO: <40 mm Hg

QUINDI L’OSSIGENO DIFFONDE NEL SANGUE

QUINDI L’OSSIGENO DIFFONDE NEI TESSUTI

slide36

SCAMBI DI ANIDRIDE CARBONICA

Nelle cellule del tessuto anidride carbonica: > 45mmHg

Sangue ossigenato che raggiunge i tessuti ha anidride carbonica: 40 mmHg

Quindi l’anidride carbonica diffonde nei capillari

Sangue nei capillari che lasciano i tessuti ha anidride carbonica: 45 mmHg

Raggiunge il cuore

Pompato

Raggiunge i polmoni

Quindi l’anidride carbonica diffonde negli alveoli (poi espirazione)

Negli alveoli l’aria inspirata ha

anidride carbonica: 40 mm Hg

cenni sul trasporto di ossigeno e anidride carbonica
OSSIGENO: viene trasportato dall’emoglobina: essalega l’ossigeno in maniera reversibile: viene legato in corrispondenza dei polmoni e ceduto in corrispondenza dei capillari sistemici.

ANIDRIDE CARBONICA:

Il 70% viene trasportato nel sangue sotto forma di ioni bicarbonato

Il 23% si lega ai gruppi aminoacidici dell’emoglobina

7% viene trasportato disciolto nel plasma sanguigno

CENNI SUL TRASPORTO DI OSSIGENO E ANIDRIDE CARBONICA
respirazione nei vertebrati
RESPIRAZIONE NEI VERTEBRATI:

-CUTANEA

-BRANCHIALE:

BRANCHIE: INTERNE

ESTERNE

-POLMONARE:

POLMONE: BRONCOALVEOLARE

SACCIFORME

PARABRONCHIALE

MAMMIFERI

ANFIBI E RETTILI

UCCELLI

respirazione branchiale acqua
RESPIRAZIONE BRANCHIALE: ACQUA
  • Le branchie non possono funzionare nell’ambiente aereo perché il loro epitelio respiratorio, organizzato in lamelle e filamenti, richiede il supporto meccanico fornito dall’acqua!
  • All’asciutto le lamelle branchiali collassano e si verificano fenomeni di adesione tra ampie aree di epitelio respiratorio adiacenti.
le branchie dei pesci ossei
LE BRANCHIE DEI PESCI OSSEI
  • L’OPERCOLO protegge le branchie e concorre alla loro ventilazione
  • Da ognuno degli archi branchiali emanano lamelle di primo ordine in duplice serie.
  • Da ognuna di esse prendono a loro volta origine le lamelle di secondo ordine, che rappresentano le strutture respiratorie.
  • In loro corrispondenza si sviluppano due flussi in controcorrente: quello del sangue e quello dell’aria.
slide41

opercolo

branchie

I PESCI:

OSTEITTI

Lamelle secondarie

Lamelle primarie

pesci scambio controcorrente

Arco branchiale

Sangue povero

di ossigeno

Lamella

Direzione

del flusso

dell’acqua

Sangue ricco

di ossigeno

Arco

branchiale

15%

40%

70%

30%

5%

60%

100%

Vasi

sanguigni

80%

% di O2 nell’acqua

che fluisce sopra

le lamelle

% di O2 nel sangue che fluisce

attraverso i capillari all’interno

delle lamelle

Filamenti

branchiali

PESCI: SCAMBIO CONTROCORRENTE
anfibi
ANFIBI
  • CORDE VOCALI: i maschi degli anuri presentano anche i sacchi vocali grazie ai quali emettono gracidii

-Respirazione branchiale

- Cutanea

- Polmonare (polmone non parenchimatoso, cavo)

rettili
RETTILI
  • Nei loricati (coccodrilli) i polmoni hanno una consistenza parzialmente spugnosa e sono definiti semiparenchimatosi.
  • Anfibi e rettili ventilano i polmoni con un meccanismo semplice, deglutendo l’aria a piccoli bocconi ed emettendola in un solo atto espiratorio.
slide45

IL SISTEMA RESPIRATORIO DEGLI UCCELLI

  • Privi di corde vocali, presentano la siringe, organo vocale situato alla base della trachea.
  • Complesso sviluppo di dotti aerei interconnessi
  • Dalla biforcazione della trachea, i bronchi penetrano nel polmone costituendo il mesobronco, da cui per successive ramificazioni, originano bronchi secondari e terziari o parabronchi.
  • I parabronchi terminano nei sacchi aerei.
  • I sacchi aerei, compressi dai muscoli che li circondano, agiscono come mantici.
  • I sacchi aerei funzionano come “deposito d’aria”.
il sistema respiratorio degli uccelli

Sacche aeree anteriori

Aria

Aria

Sacchi aerei

posteriori

Trachea

Polmoni

Inspirazione:

sacchi aerei

piene d’aria

Espirazione:

Sacchi aerei vuote;

polmoni pieni d’aria

1 mm

IL SISTEMA RESPIRATORIO DEGLI UCCELLI

L’aria inspirata va direttamente nei sacchi aerei, le cui estroflessioni si portano in tutto il corpo, anche nelle ossa;

in seguito l’aria si dirige ai polmoni.

Condotti aerei nei polmoni