Fiziologia respiratiei

FIZIOLOGIA RESPIRATIEI

Cuprins:

REPERE ANATOMICE

VENTILATIA PULMONARA

SCHIMBURILE GAZOASE RESPIRATORII

Aparatul respirator cuprinde (figura 1):

-arborele traheo-bronsic:

caile respiratorii superioare: nas, faringe, laringe, trahee

caile respiratorii centrale: bronhii primitive→bronsiolele cu diametrul de peste 2 mm

caile respiratorii periferice: bronsiolele cu diametrul sub 2 mm

-plamanii

-pleura.

 

Figura 1. Aparatul respirator

-Aerul penetreaza in organism prin fosele nazale.

Faringele prezinta 2 parti:

-partea superioara rinofaringele prin care circula aerul

-partea inferioara - orofaringele prin care circula aerul si bolul alimentar

Laringele cuprinde:

-epiglota valva ce previne penetrarea alimentelor in trahee

-glota-joaca un rol esential in vorbire si fonatie 

Traheea este un tub rigid, situat in fata anterioara a gatului. Se divide in doua ramuri: bronhia dreapta si stanga.

Figura 2. Bronsiile si plamanii

Bronhiile principale se divid in bronsii lobare, subdivizate in bronsii segmentare, bronhiole terminale, bronhiole respiratorii si acini pulmonari. Acinii pulmonari sunt compusi din alveole.

Figura 3. Alveole, ducte alveolare, bronhiole respiratorii si terminale

Bronhiolele terminale se transforma in bronhiole respiratorii.

Bronhiolele respiratorii devin ducte alveolare finalizate prin ciorchinele

terminal de alveole - saci alveolari. Alveolele sunt saculeti cu aer, cu perete foarte subtire. Alveolele pulmonare reprezinta unitatea functionala pulmonara. Fiecare plaman contine aproximativ 400 milioane de alveole pulmonare grupate in lobuli si lobi pulmonari.

Fata externa este tapisata de numeroase capilare, permitand schimburile gazoase intre aer si sange. Membrana de schimb alveolo-capilara prezinta un dublu strat:

-compartimentul aerian - peretele alveolar (epiteliul alveolar)

-compartimentul sanguin - peretele capilarelor sanguine (endoteliul capilar), venos sau arterial.

La nivelul alveolelor este prezent surfactantul: un amestec de fosfolipide si proteine, ce reduce tensiunea superficiala asigurand stabilitatea alveolara.

Interiorul tuturor segmentelor arborelui respirator este tapisat de o mucoasa bogata in:

-vase sanguine

-glande sero-mucoase

-celule prevazute cu cili vibratili.

Mucoasa respiratorie are numeroase roluri

incalzirea aerului respirat energia fiind furnizata prin capilarele sanguine

-umidificarea aerului respirator - glande sero-mucoase

-eliminarea corpilor straini introdusi accidental in caile respiratorii prin reflexele de tuse si stranut.

Mucusul de la suprafata epiteliului respirator, capteaza particulele straine, care sunt eliminate la exterior prin miscarile cililor vibratili ai celulelor ciliate.

Traheea, bronhiile si bronhiolele - prezinta in peretele lor fibre musculare circulare, a caror contractie sau relaxare permite variatia calibrului bronhiilor si cantitatii aerului respirat: bronhomotricitate - dependenta de SNV:

-sistemul simpatic - actiune bronhodilatatoare

-sistemul parasimpatic - actiune bronhoconstrictoare.

Pleura este un sac cu doi pereti, complet etans, ce inconjoara exteriorul plamanului:

peretele extern foita parietala - adera de peretele intern al custii toracice

peretele intern - la suprafata externa a plamanului (foita pleurala interna sau viscerala

Respiratia cuprinde :

Ventilatia pulmonara: inspirul, expirul

- Difuziunea O₂ si CO₂ intre alveole si sange

-Transportul O₂ si CO₂ in sange si lichidele organismului spre si dinspre celule.

Ventilatia pulmonara

Definitie: Ventilatia = un proces prin care aerul continut de alveole este reinoit

periodic prin miscarile respiratorii normale

Intrarea aerului in plaman = inspirul

Iesirea aerului = expirul.

Inspirul: volumul custii toracice creste prin contractia musculaturii respiratorii, musculatura toracica orizontalizeaza coastele. Contractia diafragmului tractioneaza in jos suprafata inferioara a plamanilor, iar foita parietala a sacului pleural urmeaza aceasta expansiune toracica (figura 4). Plamanul se va dilata prin contactul cu peretele toracic, presiunea intraalveolara devine negativa. Cresterea volumului pulmonar permite inspirul aerului din exterior.

Inspirul este un timp activ prin interventia musculaturii respiratorii.

Figura 4. Diafragmul in repaus si inspir

Expirul este: timpul pasiv al respiratiei.

relaxarea musculaturii respiratorii reduce volumul cutiei toracice datorita reculului elastic→ reducand volumul pulmonar

in cursul retractiei lor plamanii expulzeaza tot aerul inspirat.

Figura 5. Expirul

Miscarile respiratorii fortate sunt voluntare.

inspirul fortat este realizat prin contractia musculaturii respiratorii accesorii - crescand volumul pulmonar

expirul fortat este realizat cu ajutorul musculaturii abdomino-toracice, permitand expulzia la exterior a cantitatii maxime posibile de aer.

Volumele si capacitatile pulmonare (figura 6):

In cursul miscarilor respiratorii normale un anumit volum de aer este inhalat si expirat acest volum este denumit volumul curent (VC)

Inspirul fortat permite introducerea unui volum suplimentar de aer in plaman pornind din pozitia inspiratorie maxima: volumul inspirator de rezerva (VIR

Expir fortat: volumul de aer expirat suplimentar din plaman printr-un expir maxim, pornind din pozitia expiratorie de repaus reprezinta volumul expirator de rezerva (VER

Volumul rezidual (VR): aerul ramas in plaman la sfarsitul unui expir fortat

Capacitatea vitala (CV): volumul de aer expulzat din plamani in cursul unui expir maxim.

Figura 6. Volumele pulmonare

Capacitatile ventilatorii sunt

capacitatea vitala (CV) = VRI + VC + VRE

capacitatea pulmonara totala (CPT) = CV + VR

Spirometria permite evaluarea cantitativa a volumelor si capacitatilor ventilatorii.

Volumul de aer expulzat din plamani in prima secunda a expiratiei maxime

fortate care urmeaza unui inspir maxim reprezinta volumul expirator maxim

pe secunda (VEMS) (figura 7).

Figura 7. VEMS

Reglarea miscarilor respiratorii:

Centrii respiratori sunt situati in bulbul rahidian

un centru inspirator, ce confera inspirului un caracter activ

un centru al expirului fortat de asemenea voluntar

Informatii periferice ce influenteaza centrii respiratori

-gradul distensiei alveolare prin intermediul receptorilor alveolari trimit informatiile catre centrii respiratori prin intermediul ramurilor senzitive ale nervului pneumogastric (X)

-continutul sangelui arterial in: O₂ si CO₂.

Schimburile gazoase respiratorii asigura schimburile de oxigen si CO₂ intre organism si atmosfera externa. Celula vie necesita oxigen pentru a produce energie. Metabolismul celular produce CO₂ eliminat prin sistemul respirator. Schimburile gazoase respiratorii au loc la nivelul membranei alveolo-capilare alcatuita din:

-epiteliul alveolar

lichidul interstitial

-endoteliul capilar.

Presiunea partiala exercitata de o componenta a unui amestec gazos este presiunea exercitata de gaz daca ocupa singur intregul volum ocupat de amestec - exprimat in mmHg.

Aerul alveolar este bogat in oxigen (PAO₂ = 100mmHg) si sarac in CO₂ (PACO₂ = 40mmHg)

In sangele venos: PvO₂ = 40 mmHg si PvCO₂ = 45 mmHg.

Trecerea (difuziunea gazelor) se face de la o presiune crescuta la o presiune scazuta.

La nivel pulmonar sangele este:

imbogatit in O2 - PaO2 = 100mmHg

saracit de CO2 - PaCO2 = 40mmHg

Tulburarile schimbului gazos sunt:

hipercapnia PaCO2 > 45 mmHg

hipoxemia PaO2 < 60 mmHg .

Transportul oxigenului:

Oxigenul este transportat in sange sub doua forme diferite:

.o mica parte - dizolvata in plasma sanguina - utilizata direct de catre celule

cea mai mare parte - combinata cu Hb.

Hemoglobina:

atomii de fier (Fe2+) - se combina cu O₂ vehiculat astfel de eritrocite

oxigenul + hemoglobina formeaza oxihemoglobina (HbO), combinatie reversibila

-o forma de stocare si transport a oxigenului in sange

-cantitatea de O₂ dizolvat in plasma este scazuta

-hemoglobina elibereaza O₂ se va dizolva in plasma serveste celulelor.

Transportul oxigenului este afectat in:

anemii: reducerea numarului globulelor rosii transportul oxigenului (hipoxemie) hipoxie celulara

intoxicatia cu monoxid de carbon : Hb fixeaza CO ca carboxihemoglobina

CO ia locul O₂

afinitatea CO pentru hemoglobina este de de ori superioara celei a O₂

CO - gaz inutilizabil pentru celulele tisulare moarte celulara.

Transportul CO₂

CO₂ este transportat in sange sub 3 forme:

o mica parte dizolvat in plasma: rol functional foarte important

o alta parte este combinat cu hemoglobina → carbohemoglobina, combinatie reversibila

cea mai mare parte este fixata sub forma de bicarbonat in plasma

si hematii

exista un echilibru intre diferitele forme

factorul esential al acestui echilibru - presiunea partiala a CO₂