Sia il termine “asfissia” che “soffocamento” indicano la stessa cosa: la condizione nella quale la normale respirazione di un individuo è Continua a leggere
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Malattia da decompressione: terapia e fisiopatologia
La malattia da decompressione (MDD) è una patologia che appartiene al gruppo delle “patologie da decompressione“, che comprende anche l’embolia gassosa arteriosa (EGA). Sia MDD che EGA sono accomunate dal fatto che il danno all’organismo è causato da una rapida variazione pressoria ambientale e sono tipiche tra i Continua a leggere
Differenza tra tracheotomia e tracheostomia
Con “tracheotomia” in campo medico si intende un intervento chirurgico caratterizzato dall’incisione chirurgica della trachea, con l’obiettivo di creare nel collo del paziente una via respiratoria alternativa a quella naturale bocca/naso.
Con “tracheostomia” in campo medico si intende un procedura chirurgica utilizzata per creare un’apertura (o stoma) sul collo, a livello della trachea. Tale operazione si esegue congiungendo i margini di un’incisione cutanea, praticata sul collo, al tubo tracheale. Una volta collegate le due aperture, si infila un piccolo tubo, detto cannula tracheostomica, che consente di convogliare aria nei polmoni e di respirare. La tracheostomia è, solitamente, un rimedio a lunga permanenza.
Temporanea e permanente
In entrambi i casi appare chiaro che l’obiettivo è comune ed è quello di consentire la respirazione in individui, che per svariati motivi – temporanei o permanenti -, non possono respirare in modo fisiologico. I due termini non sono però sinonimi ed indicano tecniche diverse, usate in patologie e condizioni differenti, pur se in alcuni casi sovrapponibili. La tracheotomia prevede la creazione di un’apertura sempre temporanea sulla trachea, effettuata con una semplice incisione del collo attraverso cui si inserisce il tubo che permette il passaggio dell’aria; invece la tracheostomia è spesso (ma non necessariamente) permanente e prevede una modificazione del tratto tracheale.
Tracheotomia: quando viene praticata?
Questo intervento viene praticato in varie situazioni, ad esempio:
- di routine nei pazienti che necessitano di intubazione endotracheale per periodi, in genere, superiori ad una settimana (es. stato di coma prolungato);
- all’inizio di interventi chirurgici alla testa e al collo che rendono impossibile l’intubazione attraverso la bocca;
- nelle urgenze, in caso di ostruzione delle vie aeree superiori che impediscano la normale respirazione.
Al termine del periodo di intubazione, dell’intervento e dell’urgenza, la tracheotomia viene rimossa, salvo se è indispensabile per sopraggiunti motivi.
Tracheostomia quando viene praticata e quando non è permanente?
La tracheostomia viene praticata, solitamente, come rimedio permanente, in tutte quelle situazioni (gravi o non gravi) in cui non è previsto un recupero delle normali capacità respiratorie. Casi tipici di uso della tracheostomia, sono:
- in caso di insufficienza respiratoria (in caso di ictu, coma, paralisi, sclerosi laterale amiotrofica (SLA), sclerosi multipla..);
- in caso di blocco/ostruzione delle vie aeree superiori (ad esempio da tumore della laringe);
- in caso di accumulo di fluido all’interno delle vie aeree inferiori e nei polmoni (in caso di traumi, infezioni gravi o patologie che impediscano di tossire, come l’atrofia muscolare spinale)
Quando il disturbo respiratorio è prolungato ma curabile, la tracheostomia può rappresentare una soluzione temporanea, ma di discreta durata, applicata in attesa che il paziente guarisca: quando la patologia è stata curata, la tracheostomia può essere rimossa.
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- Anestesia cosciente o risveglio intraoperatorio: risvegliarsi durante una operazione chirurgica ma non poter parlare né muoversi
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Differenza tra tracheostomia percutanea e tradizionale (a cielo aperto)
Con “tracheostomia” in campo medico si intende un procedura chirurgica utilizzata per creare un’apertura (o stoma) sul collo, a livello della trachea. Tale operazione si esegue congiungendo i margini di un’incisione cutanea, praticata sul collo, al tubo tracheale, anch’esso forato. Una volta collegate le due aperture, si infila un piccolo tubo, detto cannula tracheostomica, che consente di convogliare aria nei polmoni e di respirare. La tracheostomia è, solitamente, un rimedio a lunga permanenza.
Questa tecnica – quando programmata – può essere eseguita in due modi diversi: tramite una tracheostomia percutanea o tramite una tracheostomia a cielo aperto.
- Tracheostomia percutanea (o tracheostomia minimamente invasiva). Durante la tracheostomia percutanea, il chirurgo incide la gola del paziente, in modo tale da avere una via d’ingresso per un set di dilatatori di dimensioni crescenti. Questi strumenti, utilizzati uno alla volta, creano un’apertura (o stoma), nella trachea e nella cute, via via sempre più grande. Una volta che le dimensioni dello stoma permettono l’ingresso della cannula tracheostomica, vengono congiunti i margini del foro cutaneo con il tubo tracheale.
- Tracheostomia a cielo aperto (o tracheostomia tradizionale). Durante la tracheostomia a cielo aperto, il chirurgo pratica, per prima cosa, un’incisione orizzontale nella parte bassa del collo, tra pomo d’Adamo e sterno. Successivamente, seziona i muscoli e parte della ghiandola tiroide, presenti in quest’area e avvolgenti la faccia anteriore del tubo tracheale. Infine, perfora la trachea e la collega all’incisione cutanea, formando lo stoma per il passaggio del tubo tracheostomico.
L’intervento di tracheostomia a cielo aperto si svolge in sala operatoria. La tracheostomia percutanea ha il vantaggio, rispetto a quella a cielo aperto, di essere minimamente invasiva. Tuttavia, non è sempre sicura e attuabile in tutte le situazioni. Infatti, la tracheostomia a cielo aperto è l’unica soluzione quando:
- Il paziente ha meno di 12 anni.
- Il collo non presenta la classica anatomia, a causa di un tumore o di una raccolta di sangue.
- Il paziente è notevolmente sovrappeso e ha molto tessuto adiposo attorno al collo.
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Manovra di Valsalva in otorinolaringoiatria, cardiologia e neurologia: tecniche di esecuzione e indicazioni
La manovra di Valsalva è una manovra di compensazione forzata dell’orecchio medio, utilizzata principalmente in medicina, specialmente in campo otorinolaringoiatrico e cardiologico, ma anche in campo subacqueo, nei casi in cui si desideri aprire forzatamente la tuba di Eustachio, il piccolo condotto che collega il rinofraringe (e quindi il naso e la bocca) con l’orecchio medio e che a riposo è Continua a leggere
Muscoli intrinseci ed estrinseci del torace: anatomia e funzioni
I muscoli del torace hanno le principali funzioni di:
- permettere i movimenti del torace e degli arti superiori;
- permettere gli atti respiratori, a tal proposito leggi: Differenza tra inspirazione e espirazione: l’atto respiratorio;
- proteggere il torace, la gabbia toracica e gli importanti organi che contiene, come cuore e polmoni, a tal proposito leggi: Gabbia toracica: dove si trova, a che serve e da cosa è composta.
Tali muscoli si dividono in intrinseci ed estrinseci: i primi originano e si inseriscono sempre sul torace, mentre gli estrinseci interessano anche altri distretti corporei.
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Tra i muscoli intrinseci individuiamo:
- I muscoli elevatori delle coste, che si relazionano strettamente con le vertebre della colonna vertebrale, sollevano la gabbia toracica e le ossa del torace e fanno quindi parte dei muscoli inspiratori;
- I muscoli sottocostali che abbassano la gabbia toracica, riducendone il volume e permettendo quindi l’espirazione;
- I muscoli intercostali che, tesi tra le varie coste, formano tre strati. Le fasce esterne, intermedie ed interne. Alcuni gruppi di intercostali abbassano la gabbia toracica altri la alzano, quindi hanno funzione sia espiratoria sia inspiratoria.
- Il muscolo trasverso del torace che permette la contrazione del torace e quindi il movimento espiratorio.
I muscoli toracici estrinseci possono essere divisi in classi: muscoli toraco-appendicolari, muscoli spino-appendicolari, muscoli spino-costali e il diaframma. Per quanto riguarda i muscoli toraco-appendicolari troviamo:
- Il muscolo grande pettorale, costituito da un vasto ventre che con la sua azione adduce e ruota medialmente l’omero;
- Il muscolo piccolo pettorale, che ha una azione inspiratoria e serve anche ad abbassare la spalla;
- Il muscolo succlavio, un muscolo piccolissimo che ha stretti rapporti con la vena succlavia. Ha forma cilindrica ed è situato tra la clavicola e la prima costa, da questa e dalla sua cartilagine costale origina e si inserisce nel solco della faccia inferiore della clavicola. Prende rapporto con l’arteria e la vena succlavia e con il plesso brachiale. Serve a portare in avanti il cingolo scapolare, agisce abbassando la clavicola.
- Il muscolo dentato anteriore, che ha funzione di inspirazione e di spostamento in avanti della scapola. È situato nella parete laterale del torace, origina per mezzo di digitazioni dalla faccia esterna delle prime dieci coste e si inserisce sul margine anteriore della scapola. Si considerano una parte superiore, una parte inferiore ed una media. La parte superiore origina dalle prime due coste, la media dalla seconda, terza e quarta e, quella inferiore, dalle sottostanti sino alla decima. E in rapporto con le coste sulla sua faccia profonda e, su quella superficiale, con grande e piccolo pettorale, sottoscapolare e dorsale.
- Muscolo dentato posteriore superiore: origina dall’apice dei processi spinosi della 7° vertebra cervicale. Il ventre muscolare si divide in quattro digitazioni che si fissano al margine superiore delle coste che vanno dalla 2° alla 5°. Agisce elevando le coste.
- Muscolo dentato posteriore inferiore: ha origine a livello dei processi spinosi delle ultime due vertebre toraciche e delle prime tre lombari, è posto sotto al muscolo grande dorsale e, contraendosi, abbassa le coste.
I muscoli spino-appendicolari invece sono:
- Il muscolo trapezio, che è molto vasto e con la sua azione eleva e adduce la spalla, oltre a estendere la colonna e ruotare la testa dal proprio lato. Si trova nella regione nucale e nella parte dorsale del torace, i sui fasci convergono verso la spalla e, la faccia superficiale del muscolo entra in rapporto con i tegumenti. La faccia profonda si rapporta con i muscoli sovraspinato, elevatore scapola, splenio della testa e del collo. La sua contrazione eleva ed adduce la spalla, estende la testa ruotandola verso il lato opposto;
- Il muscolo grande dorsale, che è formato da un grande ventre, ha il compito di addurre e ruotare internamente l’omero, oltre a contribuire all’espirazione. Ricopre la parte inferiore e laterale del dorso, e la parte laterale del torace. Origina dai processi spinosi delle ultime sei vertebre toraciche e dalle vertebre lombari. I suoi fasci muscolari circondano il grande rotondo, inserendosi poi sul solco bicipitale dell’omero. Il gran dorsale entra in contatto, con la sua parte superficiale, con il trapezio e con i tegumenti. Con la sua contrazione adduce e ruota all’interno l’omero, se prende punto fisso sull’omero eleva il tronco e le coste;
- Il muscolo romboide superiore e inferiore, che sostiene la scapola medialmente. Si trova nella parte inferiore della regione nucale e in quella superiore del dorso. Origina dai legamenti interspinosi dell’ultima vertebra cervicale e va ad inserirsi sul margine vertebrale della scapola. Il romboide è ricoperto dal trapezio e, contraendosi, porta la scapola medialmente;
- L’elevatore della scapola, che serve, oltre che per l’elevazione della scapola, per spostarla medialmente e per estendere e inclinare il collo dal proprio lato. Occupa la regione laterale e posteriore del collo, origina dai processi trasversi delle prime quattro vertebre cervicali e si porta all’angolo mediale della scapola. È ricoperto dal trapezio e dallo sternocleidomastoideo. La sua azione consiste nel sollevare e spostare medialmente la scapola.
I muscoli spino-costali sono rappresentati invece solo dai muscoli dentati posteriore superiore ed inferiore, ed hanno rispettivamente azione inspiratoria (il superiore) ed azione espiratoria (l’inferiore). Sono muscoli larghi, sottili e quadrilateri. Si trovano nello strato medio dei muscoli del dorso. Importante da notare come i muscoli espiratori siano molti meno degli inspiratori in quanto l’espirazione è un processo passivo e quindi solo saltuariamente è richiesto un supporto muscolare, mentre l’inspirazione è un’azione attiva.
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Diaframma
Per quanto riguarda il diaframma, questo è un muscolo molto particolare, impari e mediano, che divide la cavità toracica da quella addominale, rappresentando il principale muscolo inspiratorio. È attraversato tramite vari orifizi dalle strutture che scendono nell’addome, ovvero principalmente l’arteria aorta, la vena cava (che risale verso il cuore) e l’esofago. La parte centrale è formata da un plateu aponevrotico che prede il nome di centro frenico. Presenta tre diverse sedi di inserzione:
- Inserzione costale: aderisce alla faccia interna delle ultime 5 coste.
- Inserzione sternale: piccole fibre si legano al processo xifoideo.
- Inserzione lombare: attuata tramite i pilastri mediale (le fibre si legano al corpo di L2-L4 a destra, L2-L3 a sinistra), intermedio (fibre che raggiungono il corpo di L3 ed il sovrastante disco intervertebrale) e laterale (2 arcate fibrose che si inseriscono sul processo costiforme di L2 e alla 12a costa).
E’ innervato dal nervo frenico, ramo terminale del plesso cervicale.
Il suo ruolo è quello di elevare le ultime coste, diminuendo così la pressione intratoracica (facendo affluire l’aria ai polmoni) ed aumentando quella addominale. Per approfondire, leggi: Diaframma: dove si trova, anatomia e funzioni
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Ciclo di Krebs e respirazione cellulare: spiegazione facile e schema
La respirazione aerobica è il processo che permette di sfruttare il contenuto energetico delle molecole utilizzate nel metabolismo. Per questa via metabolica è necessaria la presenza dell’ossigeno e per questo motivo l’apparizione degli organismi fotosintetici ossigenici è stato un passaggio fondamentale nell’evoluzione dei viventi. La respirazione permette infatti di ossidare il piruvato proveniente dai processi di glicolisi, sfruttando così al massimo il contenuto energetico iniziale del glucosio, zucchero esoso intorno al quale ruota il metabolismo centrale della maggior parte degli esseri viventi.
Negli eucarioti gli enzimi di che intervengono in queste reazioni si trovano nei mitocondri, dove avviene il ciclo di Krebs, o ciclo dei TCA (acidi tricarbossilici) e ciclo dell’acido citrico. Il ciclo è costituito da 8 passaggi. Ma prima di inserirsi in questa via, il piruvato deve essere trasportato attraverso la doppia membrana del mitocondrio, sin nella parte più interna, chiamata matrice mitocondriale. Il piruvato viene poi trasformato in acetilcoenzima A (AcetilCoA) dall’enzima piruvato deidrogenasi, liberando CO2 e NADH. Questo passaggio è necessario, poiché l’energia contenuta nel legame tioestere (che coinvolge uno zolfo) fra l’acetile e il coenzima A viene usata per il legame con l’ossalacetato, uno degli intermedi del ciclo di Krebs. In quanto ciclo, non si può dire che esso abbia un vero substrato di partenza e un vero prodotto di arrivo.
I vari passaggi di ossidazione, catalizzati dalle deidrogenasi, producono cofattori ridotti: 3 NADH e 1 FADH2 per ogni piruvato utilizzato, il doppio per ogni glucosio, dato che la glicolisi permette di ottenere 2 molecole di piruvato per ogni glucosio. Gli altri prodotti ottenuti sono 2 CO2 (che diffonde dalle membrane) e 1 GTP (guanosintrifosfato) dal quale indirettamente si ottiene 1 ATP.
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Il ciclo di Krebs è costituito da 8 reazioni catalizzate da enzimi, i cui intermedi sono spesso substrato di altre vie metaboliche: per questo motivo è necessario che la cellula li sostituisca mediante reazioni di “riempimento” chiamate reazioni anaplerotiche.
- L’acetilCoA sintetizzato dalla decarbossilazione ossidativa del piruvato reagisce con l’ossalacetato, ottenendo il citrato. La reazione è catalizzata dall’enzima citrato sintasi, che libera coenzimaA, nuovamente disponibile per la piruvato deidrogenasi.
- Il citrato viene trasformato nel suo isomero isocitrato dall’enzima aconitasi, con la formazione di un intermedio insaturo chiamato cis-aconitato.
- L’isocitrato viene ossidato ad α-chetoglutarato dall’enzima isocitrato deidrogenasi, che utilizza NAD+ come cofattore, il quale viene ridotto a NADH.
- L’α-chetoglutarato viene a sua volta ossidato a succinilCoA dall’enzima α-chetoglutarato deidrogenasi, un complesso che utilizza anche il coenzimaA e il NAD+ per completare la reazione.
- Il succinilCoA perde il coenzimaA, liberando l’energia necessaria per la fosforilazione a livello del substrato del GDP a GTP, in una reazione catalizzata dalla succinilCoA sintetasi, che libera succinato.
- Il succinato viene ossidato a fumarato dall’enzima succinato deidrogenasi, liberando FADH2 a partire da FAD.
- Il fumarato subisce l’aggiunta di una molecola d’acqua (idratazione) ottenendo L-malato, mediante l’enzima fumarato idratasi.
- L-malato viene ossidato a ossalacetato dall’enzima malato deidrogenasi, liberando NADH.

Visto che non risulta conveniente coinvolgere così tanti enzimi per guadagnare solo 1 ATP, la cellula sfrutta i cofattori ridotti accumulati nella glicolisi e nel ciclo di Krebs per produrre altro ATP. Sulla membrana interna sono presenti un gruppo di proteine integrali che svolgono il ruolo di deidrogenasi. Esse sono in grado di ossidare il NADH e il FADH2 e di utilizzare l’energia potenziale degli elettroni che da essi ottengono, i quali derivano in origine dall’ossidazione del glucosio e del piruvato. Queste proteine sono enzimi che vengono chiamati nel loro insieme catena di trasporto degli elettroni.
- Il complesso I, chiamato anche NADH:ubichinone deidrogenasi, catalizza il trasferimento degli elettroni dal NADH all’ubichinone (coenzima Q): il NADH si ossida a NAD+, mentre l’ubichinone risulta ridotto a ubichinolo. Il complesso di più di 40 proteine contiene un centro ferro-zolfo (Fe-S), in grado di facilitare il trasferimento degli elettroni.
- Il complesso II è in realtà uno degli enzimi del ciclo di Krebs, ovvero la succinato deidrogenasi, che catilizza la reazione n°6. Questo complesso ha un funzionamento simile al complesso I, in quanto il complesso II catalizza il passaggio di elettroni dal FADH2 all’ubichinone, ottenendo FAD ossidato e coenzima Q ridotto.
- Il complesso III viene chiamato anche ubichinone:citocromo c ossidoreduttasi, e catalizza il trasferimento di elettroni dall’ubichinolo al citocromo c, che risulta ridotto.
- Il complesso IV, chiamato citocromo ossidasi, trasferisce gli elettroni all’ossigeno (O2), riducendolo a H2O. Senza l’ossigeno, accettore finale degli elettroni, la cellula non sarebbe in grado di smaltire gli elettroni: per questo motivo la sua presenza (e quindi l’aerobiosi) è fondamentale.
I complessi I, III e IV sono in realtà delle pompe protoniche in grado di sfruttare l’energia delle reazioni redox che catalizzano per trasportare protoni (H+) dalla matrice allo spazio intermembrana, creando così un gradiente di concentrazione ad alta energia potenziale. I protoni infatti subiscono forte repulsione elettrostatica e cercano una “valvola di sfogo” per allontanarsi, cedendo la propria energia a qualcun altro.
L’enzima ATP sintasi, anch’esso nella membrana interna del mitocondrio, è in grado di usare questo gradiente per legare un gruppo fosfato all’ADP, sintetizzando l’ATP, la cui energia è proprio contenuta nel legame dell’ultimo gruppo fosfato, che qui si forma. Questo tipo di aggiunta di un gruppo fosfato viene chiamato fosforilazione ossidativa. La reazione completa, a partire dal glucosio e comprendendo quindi la glicolisi e la catena di trasporto degli elettroni, è la seguente:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 36 (o 38) ATP

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Dott. Emilio Alessio Loiacono
Medico Chirurgo
Direttore dello Staff di Medicina OnLine
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