C12 Respirator 1

66
FIZIOLOGIA APARATULUI RESPIRATOR CURSUL 1 1. PARTICULARITĂŢI MORFOLOGICE ŞI FUNCŢIONALE 2. VASCULARIZAŢIA

description

fiziologie respirator curs

Transcript of C12 Respirator 1

Page 1: C12 Respirator 1

FIZIOLOGIA APARATULUI RESPIRATOR

CURSUL 1

1. PARTICULARITĂŢI MORFOLOGICE ŞI FUNCŢIONALE 2. VASCULARIZAŢIA

Page 2: C12 Respirator 1

Respiraţia reprezintă ansamblul fenomenelor fizice, chimice şi biologice prin care se asigură schimburile de gaze între organism şi mediu, necesare proceselor de oxidare tisulară.

Respiraţia este asigurată prin activitatea coordonată de deplasare a aerului prin sistemul de conducte aeriene cu sistemul hemodinamic de mişcare a sângelui spre capilarele pulmonare.

Ramificaţiile celor două sisteme converg, astfel încât la nivelul membranei alveolo-capilare cele două fluide în mişcare sunt aproape în contact, grosimea stratului separator fiind minimă şi perfect adaptată funcţiei de schimb.

Respiraţia se realizează în 3 etape: pulmonară, sanguină şi tisulară, cu participarea căilor aeriene şi a plămânilor, pe de o parte, şi a pompei cardiace, pe de altă parte.

GENERALITĂŢI

Page 3: C12 Respirator 1

Sistemul respirator are doi poli:      Polul pulmonar, la nivelul căruia are loc respiraţia externă şi unde se

disting două zone: 1. zona de conducere, nealveolizată, care nu participă la schimburile gazoase,

fiind reprezentată prin cavitatea nazală, faringe, laringe, trahee şi bronhiile principale;

2. zona respiratorie, alveolizată, care este sediul hematozei pulmonare, fiind reprezentată prin acinii pulmonari, alcătuiţi din bronhiolele respiratorii, ductele alveolare, sacii alveolari şi alveolele pulmonare.

     Polul tisular, la nivelul căruia are loc respiraţia internă cu participarea a două categorii de procese, fizice şi chimice:

1. schimbul de gaze respiratorii între sânge şi ţesuturi, prin intermediul lichidului interstiţial;

2. respiraţia internă celulară, cu utilizarea oxigenului şi formarea bioxidului de carbon, de către celule.Legătura între cei doi poli o realizează sângele, care este calea de transport a gazelor respiratorii.

GENERALITĂŢI

Page 4: C12 Respirator 1

APARATUL RESPIRATOR

Page 5: C12 Respirator 1

1. PARTICULARITĂŢI MORFOLOGICE ŞI FUNCŢIONALE

1. CĂILE RESPIRATORII SUPERIOARE A. Particularităţi morfologiceCavitatea nazală Este primul segment al căilor

respiratorii. Septul nazal desparte cavitatea

nazală în două cavităţi simetrice (fose nazale), cu direcţie antero-posterioară, sub baza craniului şi deasupra cavităţii bucale.

Comunică cu exteriorul prin orificiile narinare şi cu rinofaringele prin coane.

Anterior, fosele nazale sunt protejate de piramida nazală care este o proeminenţă situată pe linia mediană a feţei, cu rol de a proteja fosele nazale.

Page 6: C12 Respirator 1

CAVITATEA NAZALĂ - Particularităţi morfologice

La interior, fosele nazale sunt acoperite de mucoasa nazală, care are o structură deosebită în partea superioară faţă de rest.

În regiunea olfactorie a mucoasei, situată deasupra cornetului superior şi în dreptul lamei ciuruite a etmoidului, sunt celulele senzoriale olfactive şi celulele de susţinere.

Regiunea respiratorie a mucoasei cavităţii nazale este întinsă, are o bogată vascularizaţie şi o culoare roşietică. Ea acoperă toţi pereţii cavităţii nazale, cu excepţia celui superior, unde se află mucoasa olfactivă. Este alcătuită dintr-un epiteliu cilindric ciliat..

Page 7: C12 Respirator 1

Faringele Este un conduct musculo-membranos, dispus de la baza craniului până în dreptul vertebrei C8, unde se continuă cu esofagul.

Are forma unui jgheab deschis anterior, care se îngustează de sus în jos, cu lungimea de 15 cm.

Cavitatea faringelui este divizată în trei etaje şi anume: nasofaringele (rinofaringele), bucofaringele (orofaringele) şi laringofaringele.

În structura faringelui se află aponevroza intrafaringiană, muşchii faringelui şi mucoasa faringelui. La exterior este acoperit de adventiţia faringelui formată din ţesut conjunctiv lax.

FARINGELE - Particularităţi morfologice

Page 8: C12 Respirator 1

La interior, faringele este căptuşit de mucoasă care are în structura sa un epiteliu cilindric ciliat la nivelul rinofaringelui şi un epiteliu pluristratificat pavimentos necheratinizat la nivelul bucofaringelui şi laringofaringelui.

La exteior, faringle este acoperit de adventiţia faringelui, care se continuă cu advenţia esofagului.

FARINGELE - Particularităţi morfologice

Page 9: C12 Respirator 1

Laringele Este un organ cu dublă funcţie: conduct aero-vector şi organ al fonaţiei.

Laringele are o formă de piramidă triunghiulară trunchiată cu baza în sus. Baza comunică cu laringo-faringele printr-un orificiu, numit aditus laringis.

Vârful laringelui se continuă în jos cu traheea.

LARINGELE - Particularităţi morfologice

Laringele este format din cartilaje legate între ele prin ligamente şi articulaţii. Asupra cartilajelor acţionează muşchii laringelui (striaţi). La interior este tapetat cu mucoasă, sub care se găseşte submucoasa.

Page 10: C12 Respirator 1

Traheea Traheea este un organ sub formă de tub care continuă laringele şi se întinde de la vertebra C6 până la vertebra toracală T4, unde se împarte în cele două bronhii.

Are o lungime de 10 – 12 cm şi un calibru de 1,6 – 2 cm.

Prezintă un segment cervical şi unul toracal.

În structura traheei se distinge un schelet fibrocartilaginos, format din 15 – 20 de inele cartilaginoase incomplete posterior.

TRAHEEA - Particularităţi morfologice

Cartilajele sunt unite între ele prin ligamente fibroelastice. În partea posterioară, unde inelele sunt incomplete, există fibre de colagen, elastice şi fibre musculare netede (muşchiul traheal).

La exterior se află adventiţia formată din ţesut conjunctiv, iar la interior traheea este acoperită de mucoasă cu epiteliu cilindric ciliat. Tunica mucoasă este bogată în glande.

Page 11: C12 Respirator 1

BRONHII PRINCIPALE - Particularităţi morfologice

Bronhii principale La nivelul vertebrei T4, traheea se împarte în cele două bronhii principale (dreaptă şi stângă).

Aceste bronhii pătrund în plămân prin hil, unde se ramifică intrapulmonar, formând arborele bronşic.

Bronhia dreaptă este aproape verticală, cea stângă aproape orizontală.

Bronhia stângă este mai lungă (5 cm) faţă de cea dreaptă (2,5 cm), în schimb bronhia dreaptă are un calibru mai mare (1,5 cm) faţă de cea stângă (1 cm). Bronhia stângă este înconjurată de crosa aortei, cea dreaptă de crosa marii vene azygos.

Structura bronhiilor principale este asemănătoare traheei, bronhiile principale fiind formate din inele cartilaginoase incomplete posterior (9 – 11 la stânga, 5 – 7 la dreapta), unite prin ligamente figroelastice.

Page 12: C12 Respirator 1

CAILE RESPIRATORII SUPERIOARE -Particularităţi funcţionale1. Funcţiile respiratorii

Căile respiratorii superioare constituie un sistem de condiţionare a aerului şi un sistem de conducere a aerului.

Sistemul de condiţionare a aerului de realizează datorită funcţiilor căilor respiratorii superioare în izotermizarea, purificarea şi umectarea aerului.

Izotermizarea aerului constă în încălzirea aerului atmosferic, dacă respiraţia se face în mediu rece şi răcirea aerului, dacă respiraţia se face în mediu cald. Acest lucru este posibil datorită reţelei vasculare venoase bogate şi mecanismelor vasculare de schimb în contracurent.

Purificarea aerului constă în captarea şi respingerea particulelor inhalate. Prezenţa septului nazal şi a cornetelor nazale imprimă aerului inspirat o curgere turbulentă, astfel încât particulele mai grele, ajung să fie proiectate pe peretele posterior al mucoasei nazale sau al faringelui, unde sunt fixate de mucus. Particulele mai mici ajung până în trahee şi bronhii, unde aderă la fel de mucus.

Mucoasa căilor respiratorii prezintă cili, animaţi de mişcări continue. Prin deplasarea mucusului, şi odată cu el şi a particulelor aderente, cu viteza de 10–16 mm/min, acestea ajung fie la nivelul faringelui, de unde pot fi expectorate sau înghiţite.

Page 13: C12 Respirator 1

CAILE RESPIRATORII SUPERIOARE -Particularităţi funcţionale

Umectarea aerului se datoreşte stratului de lichid secretat în permanenţă de către glandele seroase ale mucoasei. Pe cale respiratorie, se pot pierde zilnic cantităţi de 350 – 500 ml apă, prin evaporare.

Sistemul de conducere a aerului se realizează prin căile respiratorii superioare şi inferioare, care sunt conducte aeriene ce asigură deplasarea aerului în ambele sensuri.

Conductele aeriene superioare au o armătură cartilaginoasă dispusă în potcoavă, închisă posterior printr-o porţiune musculară. Ţesutul conjunctiv cartilaginos le conferă o rigiditate, care le permite să rămână permeabile în cazul presiunii crescute intratoracice, din expirul forţat, iar componenta musculară, prin colabarea adecvată, determită creşterea vitezei de mişcare a aerului, favorizând eliminarea sa.

2. Funcţiile nerespiratorii

Căile respiratorii superioare participă la olfacţie şi la gustaţie, datorită receptorilor analizatorilor corespunzători, iar laringele participă la fonaţie.

Page 14: C12 Respirator 1

A. Particularităţi morfologice2. PLĂMÂNII

Plămânii sunt principalele organe ale respiraţiei.

Sunt doi plămâni (stâng şi drept), situaţi în cavitatea toracică, fiecare fiind acoperit de pleura viscerală.

Plămânii au forma unei jumătăţi de con. Greutatea plămânilor este de 700 g pentru

plămânul drept şi 600 g pentru cel stâng.

Capacitatea totală a plămânilor este de aprox. 6000 cm3 aer. Consistenţa plămânilor este elastică, buretoasă. Diametrul vertical este de 22 cm, antero-posterior la bază de

18 – 20 cm, iar transversal la bază de 9 – 10 cm (la plămânul drept diametrul vertical este mai mic decât la stângul, dar celelalte diametre sunt mai mari).

Page 15: C12 Respirator 1

PLĂMÂNII – Particularităţi morfologice

Faţa externă a plămânilor este convexă şi vine în raport cu coastele.

Pe această faţă se găsesc şanţuri adânci, numite scizuri, care împart plămânii în lobi.

Pe faţa externă a plămânului drept se găsesc două scizuri, una oblică (principală) şi una orizontală (secundară).

Aceste două sciziuni împart plămânul drept în trei lobi (superior, mijlociu şi inferior).

Faţa internă este plană şi vine în raport cu organele din mediastin. Pe această faţă, mai aproape de marginea posterioară a plămânilor, se

află hilul pulmonar, pe unde intră sau ies din plămân vasele, nervii şi bronhia principală.

Baza plămânilor este concavă şi vine în raport cu diafragma. Vârful plămânului depăşeşte în sus prima coastă şi vine în raport cu organele de la baza gâtului.

Pe faţa externă a plămânului stâng se găseşte o singură scizură (scizura oblică) care împarte plămânul stâng în doi lobi (superior şi inferior).

Page 16: C12 Respirator 1

PLĂMÂNII – Particularităţi morfologiceOrganizarea structurală a plămânilor

este determinată de distribuţia arborelui bronşic intrapulmonar care cuprinde căile respiratorii de conducere şi o porţiune finală respiratorie, terminată prin alveole.

Plămânul drept are 3 lobi şi 10 segmente, iar plămânul stâng 2 lobi şi 9-10 segmente.

Lobii sunt unităţi anatomice mari, alcătuiţi la rândul lor din segmente.

Segmentele sunt unităţi morfologice şi funcţionale mai mici, alcătuite la rândul lor din lobuli.

Unitatea morfofuncţională a plămânului este acinul pulmonar, format din totalitatea parenchimului tributar unei bronhiole respiratorii. Acinul este alcătuit din ductele alveolare, sacii alveolari şi alveolele pulmonare.

Page 17: C12 Respirator 1

PLĂMÂNII – Particularităţi morfologice

Page 18: C12 Respirator 1

ARBORELE BRONŞIC – Particularităţi morfologiceArborele bronşic cuprinde

totalitatea bronhiilor intrapulmonare rezultate din ramificaţia bronhiilor extrapulmonare.

Bronhia principală, pătrunzând în plămân prin hil, se împarte intrapulmonar la dreapta în trei bronhii lobare(superioară, mijlocie şi inferioară), iar la stânga în două bronhii lobare (superioară şi inferioară).

Bronhiile lobare se divid apoi în bronhii segmentare care asigură aeraţia segmentelor bronhopulmonare.

Bronhiile segmentare se divid în bronhiole lobulare care deservesc lobulii pulmonari, unităţi morfologice ale plămânului.

Bronhiolele lobulare, se ramifică în bronhiole terminale si bronhiole respiratorii de la care pleacă ductele alveolare terminale spre sacii alveolari.

Pereţii sacilor alveolari sunt compartimentaţi în alveole pulmonare.

Page 19: C12 Respirator 1

ARBORELE BRONŞIC – Particularităţi morfologiceBronhiolele respiratorii, împreună cu

formaţiunile derivate din ele (ductele alveolare, sacii alveolari şi alveolele pulmonare) formează acinii pulmonari.

Acinul este unitatea morfofuncţională a plămânului.

Page 20: C12 Respirator 1

ARBORELE BRONŞIC – Particularităţi morfologice

Structura arborelui bronşic se modifică şi ea.

Bronhiile lobare au structură asemănătoare bronhiilor principale.

Bronhiile segmentare au un schelet cartilaginos, însă cartilajul este fragmentat (insule de cartilaj).

Bronhiile lobulare şi respiratorii îşi pierd complet scheletul cartilaginos.

Bronhiiolele lobulare şi respiratorii au un perete fibroelastic, peste care sunt dispuse fibre musculare netede, cu dispoziţie circulară.

În pereţii ductelor alveolare întâlnim numai membrana fibroelastică acoperită de epiteliu.

Page 21: C12 Respirator 1

ARBORELE BRONŞIC – Particularităţi morfologice

Alveolele pulmonare au forma unui poligon, cu perete extrem de subţire, adaptat schimburilor gazoase.

Există circa 300 milioane de alveole pentru ambii plămâni, însumând o suprafaţă de schimb de 70 – 120 m2, în zona de contact cu capilarele sanguine.

În jurul alveolelor se găseşte o bogată reţea de capilare perialveolare, care împreună cu pereţii alveolelor formează bariera alveolo-capilară, în a cărei structură menţionăm epiteliul alveolar, membrana bazală fibroelastică a alveolelor, membrana bazală a capilarului şi endoteliul capilar.

La nivelul acestei bariere au loc schimburile de gaze dintre alveole şi sânge.

Page 22: C12 Respirator 1

MEMBRANA ALVEOLO-CAPILARĂ – Particularităţi morfologice

Page 23: C12 Respirator 1

PLĂMÂNII – Particularităţi funcţionale

1. Funcţiile respiratorii  Prin sistemul de conducte aeriene inferioare, care constituie arborele bronşic, se asigură transportul şi distribuţia gazelor respiratorii, iar prin membrana alveolo-capilară se realizează schimbul gazos respirator.  2. Funcţiile nerespiratorii

•Apărare nespecifică fizică şi chimică•Apărare imunologică specifrică•Metabolică: glucidic, lipidic, protidic•Depozit•Filtru•Cale de administrare a unor substanţe•Menţinere a echilibrului fluido-coagulant•Endocrină•Control al presiunii arteriale pulmonare şi sistemice•Menţinere a echilibrului hidroelectolitic•Menţinerea promptă (de 1 – 15 min) a echilibrului acidobazic•Menţinere a echilibrului termic (mediu cald, febră)

 

Page 24: C12 Respirator 1

3. PLEURA

Fiecare plămân este învelit de o seroasă numită pleură. Pleura prezintă o foiţă parietală, care căptuşeşte pereţii toracelui şi o foiţă

viscerală, care acoperă plămânul pătrunzând şi în scizuri.Cele două foiţe se continuă una cu cealaltă la nivelul pediculului pulmonar

şi ligamentului pulmonar, astfel că fiecare plămân are sacul său pleural propriu. Suprafaţa pleurală totală este de circa 1 m2.Între cele două foiţe seroase se găseşte un strat foarte fin de lichid pleural,

în cantitate redusă de 1 – 15 ml.

Page 25: C12 Respirator 1

3. PLEURA

Lichidul pleural existent permite alunecarea foiţelor una pe alta. Plămânul nu este aderent anatomic de cutia toracică, însă datorită pleurelor

el urmează cu fidelitate mişcările respiratorii ale acesteia.În raport de fazele respiraţiei, valorile vidului pleural sunt de: –6 până la

–8 mmHg, în inspiraţie şi de –2,5 până la –4 mmHg, în expiraţie.

Cavitatea pleurală este o cavitate virtuală.

Pelicula fină de lichid împreună cu cele două foiţe formează un tot funcţional, care are un rol important în mecanica respiratorie, prin ataşarea plămânilor de pereţii cutiei toracice.

Foiţa parietală este aderentă de pereţii cutiei toracice.

Vidul pleural dintre cele două foiţe determină aderarea pleurei viscerale de cea parietală.

Page 26: C12 Respirator 1

4. CUTIA TORACICĂ – Particularităţi morfologice

Plămânii sunt situaţi în cutia toracică, formată dintr-un schelet osos şi muşchi.

Scheletul osos este alcătuit din segmentul toracal al coloanei vertebrale, coaste şi stern, articulate între ele.

Musculatura cutiei toracice cuprinde muşchi proprii – intrinseci şi muşchi extrinseci.

Cutia toracică este separată de cavitatea abdominală prin muşchiul diafragm.

Are forma unui trunchi de con cu baza orientată în jos şi diametrul transversal mai mare ca cel anteroposterior.

La procesele respiratorii participă primele 7 perechi de coaste – coastele adevărate – articulate cu sternul prin cartilaje costale proprii şi coastele VIII– X – coaste false – articulate cu sternul prin intermediul cartilajului coastei a VIII-a.

Page 27: C12 Respirator 1

CUTIA TORACICĂ – Particularităţi morfologice

În inspiraţie, coastele superioare dispuse cu convexitatea spre exterior şi faţă în faţă, suferă o mişcare de torsiune şi ridicare.

Prin ridicare are loc creşterea diametrului transversal al cutiei toracice.

Datorită inserţiei lor sternale, ele contribuie la creşterea diametrului anteroposterior.

Coastele inferioare, care au curburile dispuse oblic şi în sus, suferă o mişcare de ridicare, astfel încât curburile ajung să se privească faţă în faţă şi determină creşterea diametrului transversal al cutiei toracice.

Page 28: C12 Respirator 1

CUTIA TORACICĂ – Particularităţi morfologice

Musculatura toracelui, după poziţie, acţiune şi origine se subîmpart în muşchi intrinseci şi muşchi extrinseci.

1. Muşchii intrinseci sunt muşchi proprii cutiei toracice, cu aceeaşi origine embrionară şi inervaţie asigurată de nervii intercostali.

Sunt dispuşi în trei straturi: extern – muşchii intercostali externi, mijlociu – muşchii intercostali interni şi intern – muşchii: subcostali, transvers al toracelui şi ridicători ai coastelor.

Prin contracţie, împreună cu muşchiul diafragm contribuie la mişcările cutiei toracice în cursul respiraţiei.

2. Muşchii extrinseci se prind de torace şi pe oasele centurii scapulare şi ale articulaţiei scapulohumerale, prin care se leagă de torace şi asupra cărora acţionează.

Prin aşezare, aparţin toracelui, dar prin acţiune şi inervaţie asigurată de plexul branhial aparţin membrelor superioare.

Muşchii extrinseci sunt pectoralul mare, pectoralul mic şi dinţatul anterior (mare dinţat).

Page 29: C12 Respirator 1

CUTIA TORACICĂ – Particularităţi funcţionale

Cutia toracică participă la ventilaţie prin modificările diametrelor transvers şi anteroposterior, determinate de mişcările imprimate coastelor, sternului şi coloanei vertebrale, de către musculatură.

Mişcările principale sunt cele ale coastelor şi sternului, care servesc ca punct de origine şi de inserţie pentru muşchii respiratori principali.

În inspiraţia normală coloana vertebrală constituie punct fix, pe când inspiraţia forţată va efectua o mişcare de extensie accentuând orizontalizarea coastelor şi creşterea suplimentară a volumului cutiei toracice.

În expiraţia forţată, coloana vertebrală va efectua o mişcare de flexie, proporţională cu profunzimea expiraţiei, contribuind la micşorarea dimensiunilor cutiei toracice.

Revenirea cutiei toracice, în expiraţie, se datoreşte elasticităţii cartilajelor costale şi tendinţei de retracţie a plămânului

Page 30: C12 Respirator 1

2. VASCULARIZAŢIAVASCULARIZAŢIA CĂILOR RESPIRATORII SUPERIOARE

Vascularizaţia sanguină

Vascularizaţia sanguină a căilor respiratorii superioare este de tip nutritiv.Pereţii nasului şi ai cavităţii nazale sunt irigaţi de artere care provin din

artera maxilară, artera facială şi arterele etmoidale anterioare. Venele duc sângele spre venele superficiale ale feţei, ale vălului palatin şi

ale faringelui şi apoi, spre sinusurile venoase ale durei mater, care în final se varsă în vena jugulară internă.

Vascularizaţia nasului se caracterizează printr-un sistem bogat de anastomoze arteriovenoase.

Aceste anastomoze, prin care circulă jumătate din fluxul sanguin nazal, joacă un rol important în schimburile termice, asemănător anastomozelor arteriovenoase cutanate.

Page 31: C12 Respirator 1

Din punct de vedere funcţional, la nivelul nasului s-au descris două importante mecanisme vasculare de schimb în contracurent.

Unul dintre acestea intervine în mediu rece şi în apă, pentru încălzirea corpului şi poate menţine prin sistemul de schimb în contracurent o temperatură adecvată a sângelui prin schimburile între vasele arteriale, care ajung la vârful nasului prin mucoasa nazală şi venele, prin care sângele este drenat dinspre vârful nasului expus la rece.

Un al doilea sistem de schimb contracurent este situat la nivelul reţelei vasculare carotide de la baza craniului, unde sângele răcit, care părăseşte nasul, vine în apropiere de sângele răcit, care irigă creierul.

În cazul creşterii temperaturii ambiante şi dacă umiditatea scade, prin evaporarea apei la nivelul vârfului nasului are loc răcirea muscoasei şi a sângelui, ceea ce determină şi răcirea temperaturii creierului.

În mediu cald, are loc vasoconstricţia venei faciale, ceea ce asigură o răcire mai mare a sângelui spre reţeaua carotidiată şi întreţinerea unei temperaturi mai scăzute a creierului.

VASCULARIZAŢIA CĂILOR RESPIRATORII SUPERIOARE

Page 32: C12 Respirator 1

VASCULARIZAŢIA CĂILOR RESPIRATORII SUPERIOARE

Arterele faringelui provin din artera carotidă externă, iar sângele venos este drenat în vena jugulară internă.

Arterele laringelui provin din artera tiroidiană superioară şi inferioară şi din artera laringiană superioară şi inferioară. Sângele venos este drenat în vena jugulară internă.

Vascularizaţia traheei şi bronhiilor principale este asigurată de ramuri din arterele tiroidiene la nivelul gâtului şi, de ramuri din arterele bronşice, la nivelul toracelui. Venele, în porţiunea cervicală, se varsă în vena jugulară internă, iar în porţiunea toracală, în venele azygos.

Vascularizaţia limfatică Limfaticele cavităţii nazale drenează limfa către ganglionii retrofaringieni

şi paratidieni, şi de aici în ganglionii cervicali regionali.Limfaticele faringelui conduc limfa către ganglionii retrofaringieni şi

ganglionii cervicali profunzi.Limfaticele laringelui conduc limfa spre ganglionii regionali: cervicali

profunzi, laringieni şi traheali.Limfa traheei şi bronhiilor principale ajunge în ganlionii traheobronşici şi

mediastinali.

Page 33: C12 Respirator 1

VASCULARIZAŢIA PLĂMÂNULUI

VASCULARIZAŢIA SANGUINĂ

1. Vascularizaţia nutritivă

Plămânul este un organ cu o dublă vascularizaţie.1. nutritivă, care aparţine marii circulaţii sau circulaţiei sistemice, asigurată de vasele bronşice;2. funcţională, care formează mica circulaţie sau circulaţia pulmonară, asigurată de vasele pulmonare.

Arterele bronşice, ramuri ale aortei descendente toracale, aduc plămânului sânge oxigenat şi încărcat cu substanţe nutritive pentru arborele bronşic, parenchimul pulmonar şi arterele pulmonare.

Pătrund în plămân prin hil şi însoţesc arborele bronşic până la nivelul bronhiolelor terminale, fără a ajunge la zona alveolizată, unde se termină cu capilarele.

Reţeaua capilară formată se continuă cu două plexuri venoase – submucos şi peribronşic, între care se găsesc numeroase anastomoze venovenoase.

Page 34: C12 Respirator 1

VASCULARIZAŢIA PLĂMÂNULUI

Sângele venos, încărcat cu CO2, este drenat diferit: din plexul peribronşic spre vena azygos, în dreapta şi spre vena hemiazygos şi intercostală superioară, în partea stângă.

Din plexul submucos drenajul se face în cea mai mare parte în venele pulmonare.

Vascularizaţia nutritivă asigură irigaţia arborelui bronşic, a sistemului nervos pulmonar, a vaselor limfatice şi a vaselor mari, a septurilor fibroase şi a pleurelor. Debitul sanguin din arterele bronşice reprezintă circa 1-2% din cel cardiac.

Între vasele nutritive şi cele funcţionale există un sistem complex de anastomoze sau şunturi.

S-au descris conexiuni între arterele bronşice şi pulmonare. Presiunea din teritoriul arterial pulmonar este determinată de debitul

arterial bronşic. Ea nu poate atinge valori mai mari de 20%, chiar dacă anastamozele bronhopulmonare arteriale sunt foarte numeroase.

Page 35: C12 Respirator 1

VASCULARIZAŢIA PLĂMÂNULUI

2. Vascularizaţia funcţională

Începe prin trunchiul arterei pulmonare, care porneşte din ventriculul drept şi transportă spre plămân sânge încărcat cu CO2.

După un scurt traiect, aceasta dă două ramuri: artera pulmonară dreaptă şi artera pulmonară stângă, care pătrund în plămânii respectivi prin hil.

În plămâni, arterele pulmonare se divid în ramuri care însoţesc ramificaţiile arborelui bronşic până la nivel alveolar, unde formează o reţea capilară perialveolară, care aparţine funcţional membranei alveolo-capilare.

La acest nivel au loc schimburile gazoase. Sângele venos este drenat de la reţeaua capilară spre venele pulmonare

(câte două pentru fiecare plămân), care părăsesc plămânul prin hil şi se varsă în atriul stâng.

Vasele funcţionale, împreună cu bronhiile şi bronhiolele din ţesutul conjunctiv al plămânului, alcătuiesc pachete vasculobronşice.

Page 36: C12 Respirator 1

A. PARTICULARITĂŢILE MORFOLOGICE ALE VASELOR PULMONARE

Vasele arteriale pulmonare pot fi elastice, musculare şi arteriole.Arterele elastice au calibru mare (peste 1 mm) şi se întind pe o

distanţă de 20 cm de la emergenţa trunchiului arterei pulmonare.Peretele arterei pulmonare este de 3 ori mai subţire ca al aortei.

În teritoriul arterelor elastice se găseşte circa 80% din volumul total al circulaţiei pulmonare.

Suprafaţa de secţiune totală este cuprinsă între 3 – 25 cm. Au o distensibilitate crescută: în timpul sistolei, peste volumul de

50 ml conţinut în diastolă în arterele pulmonare şi ramurile lor, se adaugă încă circa 35 ml din debitul sistolic, fără ca presiunea arterială medie să se modifice.

Arterele musculare au calibru mijlociu (între 1 mm – 100 µm) şi un perete subţire relativ bogat în fibre musculare netede.

Arteriolele sunt vase de calibru mai mic (între 100 µm – 10 µm) şi cu un perete muscular gros şi îngust, în care sângele circulă la o presiune relativ mare, dar este distribuit capilarelor la o presiune mică.

Page 37: C12 Respirator 1

PARTICULARITĂŢILE MORFOLOGICE ALE VASELOR PULMONARE

Se întind pe o distanţă de circa 2 mm, au o suprafaţă totală de secţiune de 20 – 40 cm2 şi conţin un volum de sânge de numai 3 ml.

Reprezintă zona de rezistenţă maximă la curgere şi de control al vasomotricităţii pulmonare.

Vasele precapilare în număr de circa 300 milioane se continuă cu capilarele, fără a fi prevăzute cu sfincterele precapilare.

Au un diametru cuprins între 40 – 20 µm. Sunt mai bine reprezentate ca în circulaţia sistemică şi cuprind circa

5 ml sânge, care circulă cu o viteză mică, ce scade de la 2 la 0,2 cm/sec, atingând valori de circa 20 de ori mai mici faţă de cele în sectorul capilar, ceea ce favorizează schimburile gazoase.

Au un diametru de circa 8 µm. În sectorul capilar pulmonar se află o cantitate de circa 150 ml sânge.

Reţeaua capilară pulmonară are în ansamblu aspectul unei plase, cu ochiuri hexagonale sau a unei pelicule de sânge aproape continuă, limitată prin două membrane fine de fiecare versant alveolar.

Page 38: C12 Respirator 1

B. PARTICULARITĂŢILE FUNCŢIONALE ALE CIRCULAŢIEI PULMONARE

Circulaţia pulmonară este unicul circuit sanguin care primeşte debitul cardiac în totalitate (5 l/min).

Deplasarea sângelui în circulaţia pulmonară se face la presiuni mult mai mici, comparativ cu cele din circulaţia sistemică (1/6 din valorile din aortă), dar, deşi arterele pulmonare sunt scurte, timpul de tranzit nu este diferit de cel din circulaţia sistemică, datorită suprafeţei capilare enorme.

Vasele pulmonare funcţionează la un regim de joasă presiune determinată de presiunea scăzută din ventriculul drept în timpul sistolei (25 mmHg), complianţa mare a sistemului vascular pulmonar şi rezistenţa mică opusă la curgerea sângelui.

Presiunea arterială pulmonară măsoară valori maxime de 20 – 25 mmHg, valori minime de 8 – 10 mmHg şi valori medii de circa 15 mmHg.

Presiunea în atriul stâng este de circa 8 mmHg în cursul diastolei, astfel încât gradientul de presiune în sistemul pulmonar este de circa 7 mmHg, comparativ cu gradientul de circa 90 mmHg din circulaţia sistemică

Scăderea presională din artera pulmonară spre capilare este relativ mică.În capilarele pulmonare presiunea medie este de 7 – 10 mmHg.

Page 39: C12 Respirator 1

PARTICULARITĂŢILE FUNCŢIONALE ALE CIRCULAŢIEI PULMONARE

În venele pulmonare scăderea este de 4 – 5 mm Hg apropiată de cea din atriul stâng din perioada de sistolă care este de 5 – 7 mmHg.

Curgerea sângelui are un caracter pulsatil în arterele pulmonare şi capilare, datorită lipsei sistemului de sfinctere precapilare.

Deoarece presiunea sângelui din capilarele pulmonare este de 7 – 10 mmHg şi presiunea coloidosmotică (oncotică) este de 25 mmHg, gradientul de presiune de 15 – 18 mmHg împiedică filtrarea (trecerea lichidului în interstiţiu pulmonar şi în alveole).

Volumul sanguin în circulaţia pulmonară este de circa 1 l/unitatea de timp: volumul sanguin arterial este de 120 – 150 ml la sfârşitul diastolei şi de 170 – 200 ml în sistolă, pe când volumul capilar este mai mic de 200 ml (cu limite de variaţie între 90 – 240 ml).

În trunchiul arterei pulmonare viteza de circulaţie a sângelui este aceeaşi cu cea din aortă (circa 40 cm/sec) şi scade rapid, pentru a creşte din nou în venele pulmonare mari.

Viteza undei pulsului are valoarea de 1-2 m/sec.

Page 40: C12 Respirator 1

PARTICULARITĂŢILE FUNCŢIONALE ALE CIRCULAŢIEI PULMONARE

Rezistenţa vasculară pulmonară se poate calcula pe baza formulei:

RV = (Pi – Pe)/F

 în care: RV = rezistenţa vascularăPi = presiunea la intrarea în vasPe = presiunea la ieşirea din vasF = fluxul sanguin

Pentru fluxul sanguin de 6 l/min şi (Pi – Pe) egale cu 10 mmHg - 5 mmHg. RV = 1,7 mmHg/1 min.

Gravitaţia are un efect relativ marcat asupra circulaţiei pulmonare. În funcţie de poziţia corpului, datorită gravitaţiei volumul sanguin este

inegal repartizat. În ortostatism, gradientul de presiune creşte de la vârful plămânilor spre bază, determinând o creştere liniară a fluxului sanguin pulmonar, din regiunea apicală spre bază.

Page 41: C12 Respirator 1

PARTICULARITĂŢILE FUNCŢIONALE ALE CIRCULAŢIEI PULMONARE

Zonele de flux sanguin pulmonar sunt dependente de diferenţa de presiune alveolo-arterială-venoasă.

Datorită dispoziţiei în serie a vaselor marii circulaţii, cu cele care aparţin micii circulaţii, cantitatea de sânge deplasată ritmic de ventriculul stâng în circulaţia sistemică este egală cu cea propulsată de ventriculul drept în circulaţia pulmonară.

La nivelul plămânilor pot fi descrise trei zone ale fluxului sanguin pulmonar:

- zona 1, lipsită de irigaţie, datorită faptului că presiunea alveolară este superioară presiunii arteriale;

- zona 2, cu circulaţie intermitentă, datorită faptului că presiunea arterială sistolică este superioară presiunii alveolare, iar presiunea distolică este inferioară celei alveolare;

- zona 3, cu irigaţie continuă, datorită faptului că presiunea arterială se menţine superioară presiunii alveolare.

Page 42: C12 Respirator 1

VASCULARIZAŢIA PLĂMÂNULUI

VASCULARIZAŢIA LIMFATICĂ

Plămânul este organul dotat cu cea mai abundentă circulaţie limfatică din organism.

Reţelele de vase limfatice sunt situate la nivelul plămânului periarterial, perivenos, peribronşic şi intrabronşic, la nivel septal şi la nivelul pleurelor (viscerală şi parietală).

Limfaticele periferice se află la 1-2 mm de septurile alveolare, fără să ajungă la membrana alveolo-capilară.

Au un diametru mai mare decât al capilarelor sanguine şi o structură care le conferă un grad crescut de permeabilitate şi o membrană bazală discontinuă.

Vasele limfatice sunt prevăzute cu valve şi prezintă contracţii ritmice ceea ce permite generarea unei presiuni de până la 20 – 25 mmHg.

Factorii principali care asigură circulaţia într-un singur sens al limfei sunt însă mişcările respiratorii şi vidul toracic.

Page 43: C12 Respirator 1

RESPIRAŢIA PULMONARĂ

1. VENTILAŢIA PULMONARĂ2. SCHIMBURI GAZOASE LA NIVEL

PULMONAR

Page 44: C12 Respirator 1

ETAPELE RESPIRAŢIEIRespiraţia se realizează în trei etape:

1.     Pulmonară (externă) cu două faze:a.      mecanică, ventilatorie; b.    fizico-chimică, schimburi gazoase

la nivel pulmonar.2.     Sanguină: a.    transportul sanguin al oxigenului de

la plămân la ţesuturi;b.    transportul sanguin al bioxidului de

carbon de la ţesuturi la plămân.3.     Tisulară (internă): a.      schimburi gazoase la nivel tisular;b.     respiraţia celulară propriu-zisă.

Respiraţia se realizeză datorită particularităţilor morfologice şi funcţionale ale căilor respiratorii şi plămânului, pe de o parte, şi a pompei cardiace, pe de altă parte.

Page 45: C12 Respirator 1

RESPIRAŢIA PULMONARĂ

Respiraţia pulmonară (externă) se realizează în două faze: una mecanică, ventilatorie, şi alta fizico-chimică, reprezentată de schimburile gazoase la nivel alveolo-capilar.

1. MECANICA VENTILAŢIEI PULMONARE

  Actul complex al respiraţiei începe cu fenomene mecanice de distensie şi retracţie a cutiei toracice şi a plămânului care împreună formează sistemul toraco-pulmonar indispensabile ventilaţiei pulmonare ce asigură schimburile gazoase între mediul extern şi aerul alveolar.

Sistemul toraco-pulmonar este alcătuit din:

1.    Organe active, reprezentate de muşchii respiratori;

2.    Organe pasive, reprezentate de plămân şi scheletul cutiei toracice.

Page 46: C12 Respirator 1

A.MIŞCĂRILE CUTIEI TORACICE

Cutia toracică în ansamblu este o formaţiune relativ rigidă, fermă. Rigiditatea este conferită de elementele scheletului, ţesutului conjuctiv şi musculatura pereţilor. Funţional i se disting 2 zone.

Zona superioară este cea mai rigidă din punct de vedere funcţional şi cuprinde centura scapulară şi primele 5 coaste. Dimensiunile sale se modifică mai puţin în cursul respiraţiei de repaus, prin variaţia diametrului anteroposterior.

Zona inferioară este cea mai mobilă din punct de vedere funcţional şi se întinde de la coasta a V-a, până la coasta a XII-a, coloana vertebrală corespunzătoare şi zona sternocostală. Dimensiunile sale se modifică mai mult în cursul respiraţiei de repaus, datorită în special cartilajelor costale, care îi conferă elasticitate şi muşchiului diafragm care determină modificări ale diametrului longitudinal şi transversal.

Mişcările respiratorii ale cutiei toracice sunt determinate de muşchii respiratori şi pot fi apreciate prin modificarea diametrelor.

Pătrunderea şi ieşirea aerului în şi din plămâni are loc în cursul respiraţiilor de repaus (ventilaţia de repaus), sau în condiţii de inspiraţie sau expiraţie forţată (ventilaţie forţată).

Page 47: C12 Respirator 1

MUŞCHII RESPIRATORI

Grupul de muşchi şi numele muşchiului Originea Inserţia Inervaţia Acţiunea

Muşchii inspiratori principali

m. diafragm   - porţiunea lombară pe corpul vertebrelor L1 – L3

- porţiunea costală pe ultimele 6 coaste- porţiunea sternală pe apendicele xifoid

nervul frenic din plexul cervical (C3 – C5)

creşterea diametrului longitudinal cu 2 cm, creşterea diametrului transversal al bazei cutiei toracice

m. intercostali externi pe buza externă a marginilor superioare a coastelor subiacente

pe buza externă a marginii inferioare a coastei supraiacente

nervii intercostali creşterea diametrului anteroposterior şi transversal

m. abductori ai corzilor vocale (cricoaritenoidieni posteriori)

  pe cartilajele ononime ale laringelui

nervi laringieni inferiori (recurenţi), din nervul vag

deschiderea glotei

Page 48: C12 Respirator 1

MUŞCHII RESPIRATORI

Grupul de muşchi şi numele muşchiului Originea Inserţia Inervaţia Acţiunea

Muşchii expiratori

m. intercostali interni pe buza internă a marginii superioare a coastei subiacente

pe buza externă a şanţului subcostal de pe marginea inferioară a coastei supraiacente

nervi intercostali scăderea diametrului anteroposterior şi transversal

m. adductori ai corzilor vocale(cricoaritenoidieni laterali şi interaritenoidian)

  pe cartilajele omonime ale laringelui

nervi laringieni inferiori (recurenţi), din nervul vag

închiderea glotei

Page 49: C12 Respirator 1

MUŞCHII RESPIRATORIGrupul de muşchi şi numele

muşchiuluiOriginea Inserţia Inervaţia Acţiunea

Muşchii inspiratori accesori

m. scaleni: anterior, mijlociu şi posterior

pe procesele transversale ale vertebrelor C3 – C7

coasta I şi II plexul cervical ridică cutia toracică

m. dinţaţi:dinţatul anterior (mare dinţat) dinţatul posterior şi superior

 pe marginea internă a scapulei procesele spinoase ale vertebrelor C7, T1 – T3

 pe coastele I – X ultimele 4 coaste

 plexul brahial  nervi intercostali

ridică coastele  ridică coastele

m. sternocleido-mastoidian pe procesul mastoid al temporalului

pe stern şi claviculă nervulaccesor ridică toracele

m. lungul gâtului pe tuberculul anterior al atlasului

pe corpurile ultimelor vertebre cervicale şi primelor vertebre toracale

plexul cervical ridică toracele

m. pectoralimarele pectoral       micul pectoral

 pe creasta marelui tubercul al humerusului      pe procesul coracoid al scapului

- porţiunea claviculară pe claviculă- porţiunea sternocostală pe stern şi cartilajele costale- porţiunea abdominală pe teaca marelui drept abdominal

- pe coastele III – V

plexul brahial      

 plexul brahial

ridică toracele      

 ridică coastele

m. trapez pe claviculă, acromiom şi spina scapulei

pe apofizele spinoase ale vertebrelor cervicale şi toracale

nervul accesor ridică coastele

Page 50: C12 Respirator 1

MUŞCHII RESPIRATORI

Grupul de muşchi şi numele muşchiului Originea Inserţia Inervaţia Acţiunea

Muşchii iexpiratori accesori

m. drept abdominal pe marginea superioară a simifizei pubiene

pe cartilajele coastelor V – VII şi pe apendicele xifoid

nervi intercostali şi plexul lombar

coboară coastele

m. oblicioblicul extern   oblicul intern

 pe creasta iliacă a osului coxal, pe pubis şi pe linia albă 

pe creasta iliacă

 pe faţa externă a coastelor V – XII  pe cartilajele costale, pe linia albă şi pe pubis

 idem   idem

 coboară coastele   coboară coastele

m. transvers abdominal pe creasta iliacă şi ultimele cartilaje costale

pe linia albă idem coboară coastele

m. pătrat al lombelor pe creasta iliacă pe coasta a XII-a şi procesele transversale ale primelor vertebre lombare

plexul lombar coboară coastele

m. dinţat posterior şi inferior pe procesele spinoase ale vertebrelor T11 – T12 şi L1 – L2

ultimele 4 coaste nervii intercostali coboară coastele

Page 51: C12 Respirator 1

TRAVALIUL RESPIRATOR

În cursul ventilaţiei, muşchii efectuează un lucru mecanic (travaliu) ventilator (LM), care reprezintă produsul dintre volumul deplasat şi presiunea exercitată.

Travaliul poate fi exprimat prin relaţia:

LM = V x P

în care: LM = lucrul mecanic V = volumul şi P = presiunea

În mod normal, muşchii respiratori efectuează un lucru mecanic ventilator numai în inspiraţie. Pentru a realiza mărirea de volum a cutiei toracice, prin contracţie, dezvoltă o forţă care trebuie să egaleze şi să depăşească forţele opozante sau rezistenţele din cadrul sistemului toraco-pulmonar.

Page 52: C12 Respirator 1

DIAMETRELE CUTIEI TORACICE – Diametrul anteroposterior

În timpul ventilaţiei au loc creşteri ale diametrelor cutiei toracice, în inspiraţie şi revenirea la dimensiunile de repaus, în expiraţie.

Modificările se datoresc în principal contracţiei muşchilor respiratori şi în mai mică măsură particularităţilor funcţionale ale coloanei vertebrale.

Diametrul anteroposterior creşte în inspiraţie de repaus datorită mişcărilor de la nivelul articulaţiei coastei I – a cu sternul şi a orizontalizării coastelor II – VI.

Diametrul anteroposterior creşte în inspiraţie de repaus, prin contracţia muşchilor intercostali externi şi a muşchilor scaleni, iar manubriul sternal este împins înainte şi deplasat în sus.

Diametrul anteroposterior creşte în special în jumătatea superioară a cutiei toracice, prin accentuarea ridicării şi orizontalizării coastelor, ca urmare a modificării punctului de inserţie fixă pe elementele învecinate cutiei toracice.

În expiraţie forţată, ca urmare a inserţiei mobile a muşchilor expiratori pe marginile inferioare ale cutiei toracice, rebordurile costale se apropie, ceea ce va micşora şi diametrul anteroposterior.

Page 53: C12 Respirator 1

DIAMETRELE CUTIEI TORACICE – Diametrul transversal

Diametrul transversal se măreşte în inspiraţie de repaus, datorită unei mişcări de rotaţie de la nivelul coastelor II – X. Porţiunea medie a coastelor II – VI, mai ridicată faţă de capete, asigură creşterea diametrului prin rotirea lor în jurul unui ax oblic dispus anteroposterior. Coastele VII – X se rotesc în jurul unui ax, care anterior trece prin linia mediană, iar posterior prin gâturile coastelor, contribuind la mărirea diametrului transversal al bazei toracelui. Coborârea diafragmului în inspiraţie şi aplatizarea sa, va determina, prin comprimarea viscerelor abdominale, o presiune laterală asupra reborturilor costale, cu creşterea diametrului transversal.

Page 54: C12 Respirator 1

DIAMETRELE CUTIEI TORACICE – Diametrul longitudinal

Diametrul longitudinal se modifică ca urmare a contracţiei şi relaxării diafragmului.

Creşte în inspiraţie de repaus cu 1,2 – 1,5 cm şi poate depăşi chiar 10 cm în inspiraţie forţată. Scade în cursul expiraţiei de repaus, revenind la poziţia iniţială, ca urmare a relaxării diafragmului.

Scăderea suplimentară a diametrului longitudinal în expiraţie forţată se datoreşte contracţiei muşchilor abdominali şi aspiraţiei toracice.

Page 55: C12 Respirator 1

TIPURI RESPIRATORII

În funcţie de grupele de muşchi care participă la respiraţie şi modificările produse asupra poziţiei coastelor şi a diafragmului se descriu:

1. respiraţia toracică (tipul respirator costal) este determinată în principal de mişcările musculaturii intercostale, în timp ce diafragmul urmează pasiv modificările presiunii intratoracice.

Este caracteristică femeilor şi se realizează prin creşterea diametrelor transversal şi anteroposterior;

   2. respiraţia abdominală (tipul respirator abdominal) se datoreşte excursiilor diafragmului.

Este caracteristică bărbaţilor şi se realizează prin creşterea diametrului longitudinal.

Tipurile respiratorii se apreciază cu ajutorul unui aparat numit pneumograf, iar graficul obţinut se numeşte pneumogramă.

Page 56: C12 Respirator 1

B. MIŞCĂRILE PLĂMÂNULUI - Expansiunea

Expansiunea plămânului

Expansiunea plămânului se datoreşte prezenţei între foiţele pleurale a unei cantităţi minime de lichid pleural şi a unei presiuni intrapleurale negative.

În interiorul cavităţii pleurale, în starea de repaus a plămânilor (în expiraţie), presiunea este mai mică decât cea atmosferică cu circa 4 mmHg.

În inspiraţie, valoarea presiunii negative interpleurale creşte la 12-18 mmHg.

În procesul ventilaţiei pulmonare, la dilatarea plămânilor în inspiraţie în acelaşi sens şi concomitent cu presiunea negativă interpleurală, contribuie şi tracţiunea hidraulică (forţa de adeziune a peliculei foarte fine de lichid, aflată între cele două foiţe pleurale), prin intermediul căreia acestea aderă între ele şi efectuează o mişcare de alunecare una pe alta.

Presiunea negativă interpleurală şi forţa de adeziune fac ca cele 2 foiţe pleurale să nu se poată depărta, din care cauză, în inspiraţie, mărirea diametrului cutiei toracice va atrage după sine foiţa viscerală, care, aderând intim de plămâni, va produce distensia acestora.

Page 57: C12 Respirator 1

MIŞCĂRILE PLĂMÂNULUI - Retracţia

Retracţia plămânului

Forţa de retracţie a plămânului (reculul elastic), elasticitatea cartilajelor costale şi forţa de gravitaţie asigură revenirea cutiei toracice şi a plămânului la dimensiunile iniţiale, de la începutul inspiraţiei.

Retracţia plămânului participă la expiraţia de repaus şi se datoreşte în proporţie de 1/3 elementelor elastice din structura sa şi în rest, în proporţie de 2/3, tensiunii superficiale a surfactantului, care tapetează alveolele.

În inspiraţie, plămânul este destins datorită solidarităţii sale cu pereţii cutiei toracice prin presiunea negativă intrapleurală, care depăşeşte forţa de retracţie.

După inspiraţie, plămânul revine la poziţia de expiraţie, datorită forţei de retracţie a plămânului şi proprietăţilor elastice ale cutiei toracide.

Page 58: C12 Respirator 1

PRESIUNEA INTRAPULMONARĂ

Presiunea intrapulmonară şi modificările de volum ale plămânilor

În inspiraţia de repaus, ditalarea plămânilor determină scăderea presiunii intrapulmonare cu circa 1 mmHg faţă de presiunea atmosferică, ceea ce determină ca aerul să pătrundă în plămâni.

În inspiraţia forţată, cu glota închisă, vidul intrapulmonar poate să crească la 100 mmHg.

La sfârşitul inspiraţiei se realizează o egalare a presiunii atmosferice cu presiunea de la nivelul alveolelor.

În inspiraţie se produce o alungire a cărilor aeriene, începând cu traheea şi terminând cu canalele alveolare.

În expiraţia de repaus revenirea cutiei toracice la volumul iniţial comprimă plămânii şi presiunea intrapulmonară devine mai mare decât cea atmosferică cu circa 1 mmHg, determinând expulzia aerului spre exterior prin mecanism pur fizic.

În cursul expiraţiei forţate cu glota închisă, presiunea intrapulmonară poate să crească până la 140 mmHg.

Page 59: C12 Respirator 1

EXTENSIBILITATEA PLĂMÂNULUI

Extensibilitatea plămânului şi a toracelui

Plămânul are proprietăţi elastice determinate de fibrele elastice din ţesutul pulmonar şi de prezenţa surfactantului.

Surfactantul este un amestec lipoproteic secretat de pneumocitele granulare (tipul II de celule), care intră în alcătuirea epiteliului alveolar.

El se află localizat la suprafaţa lichidului intraalveolar care este o peliculă foarte fină de lichid ce căptuşeşte alveola, având rol în favorizarea difuziei gazelor la nivel alveolar.

Surfactantul are rol de a reduce tensiunea superficială a lichidului intraalveolar de 7–14 ori, împiedicând colabarea alveolelor în timpul expiraţiei.

Page 60: C12 Respirator 1

EXTENSIBILITATEA PLĂMÂNULUI

Extensibilitatea plămânului şi a toracelui este denumită complianţă.

Complianţa pulmonară (C) este definită ca fiind creşterea volumului pulmonar (ΔV), exprimat în litri, pentru fiecare creştere cu o unitate a presiunii alveolare, exprimată în cm H2O (P).

(C) = ΔV/ΔP.

Complianţa plămânului normal, combinată cu a toracelui, este de circa 0,2 litri pentru o presiune de 1 cm H2O.

Fiecare creştere a presiunii alveolare (sau scăderii presiunii interpleurale) cu 1 cm H2O determină o creştere a volumului pulmonar cu circa 200 ml.

Page 61: C12 Respirator 1

VENTILAŢIA PULMONARĂ

Ventilaţia pulmonară este un proces fiziologic ce constă în pătrunderea şi ieşirea aerului din plămâni, prin inspiraţie şi, respectiv, expiraţie, în vederea menţinerii compoziţiei constante a aerului alveolar.

Aerul intră şi iese din plămâni datorită diferenţei de presiune, ce se creează între aerul atmosferic şi interiorul plămânilor, ca urmare a variaţiei de volum a cutiei toracice.

Factorii care contribuie la ventilaţia pulmonară sunt: 1. mişcările de expansiune (inspiraţie) şi retracţie (expiraţie) ale

cutiei toracice; 2. presiunea negativă interpleurală şi tracţiunea hidraulică; 3. elasticitatea plămânilor, care îi conferă posibilitatea de a urma în

mod pasiv pereţii toracelui, 4. elasticitatea toracelui, care îi permite revenirea la forma iniţială,

după ce contracţia muşchilor inspiratori a încetat.

Page 62: C12 Respirator 1

AERUL ATMOSFERIC, EXPIRAT ŞI ALVEOLAR

Prin ventilaţia pulmonară, aerul alveolar este în permanenţă primenit, îmbogăţit în O2 şi sărăcit în CO2.

Componentul Compoziţia procentuală Presiunea parţială în mmHg

  aer inspirat aer expirat aer alveolar aer inspirat aer expirat aer alveolar

O2 20,9 16,3 14,2 158,3 116,0 100,0

CO2 0,04 4,5 5,5 0,3 32,0 40,0

N2 79,03 79,7 80,0 596,4 565,0 573,0

H2O 0,50 6,2 6,2 5,7 47,0 47,0

Variaţiile concentraţiei CO2 din aerul alveolar determină modificări adaptative ale ventilaţiei pulmonare.

Normoventilaţia se realizează în condiţiile unei compoziţii a aerului alveolar menţinut de ritmul ventilator de repaus (eupnee).

În cazul hiperventilaţiei în aerul alveolar, CO2 scade, iar O2 creşte. În cazul hipoventilaţiei, modificările sunt inverse. Ele sunt compensate reflex prin apnee şi bradipnee, în caz de hiperventilaţie

şi respectiv prin polipnee sau tahipnee, în caz de hipoventilaţie.

Page 63: C12 Respirator 1

SPAŢIUL MORT

Spaţiul mort reprezintă teritoriul căilor respiratorii care nu participă la schimbul gazos şi cuprinde spaţiul mort anatomic şi spaţiul mort fiziologic.

a. Spaţiul mort anatomic este teritoriul căilor respiratorii superioare, la nivelul căruia aerul pendulează.

El măsoară circa 150 ml şi reprezintă circa 30% din volumul curent. b. Spaţiul mort fiziologic numit şi spaţiu mort funcţional (total)

este format din spaţiul mort anatomic şi spaţiul mort alveolar. Spaţiul mort alveolar este reprezentat de alveolele aerate, dar

neirigate (nefuncţionale).

În sectorul pulmonar neperfuzat, schimbul gazos nu are loc, iar compoziţia aerului alveolar este identică cu cea a aerului inspirat.

Spaţiul mort fiziologic creşte în toate situaţiile când sunt afectate schimburile gazoase alveolare.

Page 64: C12 Respirator 1

VENTILAŢIA SPAŢIULUI MORT

Ventilaţia spaţiului mort reprezintă fracţiunea din debitul ventilator care nu participă la schimbul gazos, deoarece ventilează căile respiratorii şi alveolele neirigate sau slab irigate.

Se poate exprima prin formula: VD = VE – VA 

în care: VE = debitul ventilatorVA = ventilaţia alveolară/min. 

Valorile normale ale VD sunt de 1,5 – 2 l/min în repaus. Ventilaţia alveolară reprezintă fracţiunea din debitul ventilator care

participă la schimbul gazos. Se calculează prin formula: 

VA = VE – VD

Valorile normale ale VA sunt de 3,5 – 5 l/min. Se exprimă de obicei în procente faţă de ventilaţia globală:

VA / VE = 70 – 80%.

Page 65: C12 Respirator 1

DISTRIBUŢIA AERULUI VENTILAT - MIXICA

În condiţii fiziologice, distribuţia intrapulmonară a aerului inspirat sau mixica se face inegal, în plămân existând zona unde aerul nu ajunge în alveole datorită repartiţiei neuniforme la nivelul suprafeţei pleurale, a forţei de expansiune şi a distensibilităţii inegale a zonelor din parenchimul pulmonar.

În funcţie de extinderea acestor zone se instalează insuficienţa respiratorie de diferite grade, cu un grad accentuat de neuniformitate a disribuţiei aerului inspirat şi prelungirea timpului de amestec intrapulmonar (timpul de mixică) cu consecinţe negative asupra schimbului gazos alveolo-capilar.

Hipoventilaţia anumitor teritorii duce la hipoxemie arterială relativă prin alterarea raportului ventilaţie/perfuzie în alveolele hipoventilat.

Page 66: C12 Respirator 1

RAPORTUL VENTILAŢIE - PERFUZIE

Se stabileşte între debitul ventilator alveolar (VA) şi debitul circulator din teritoriul pulmonar, respectiv, cantitatea de aer care ajunge în alveole odată cu fiecare inspiraţie = 350 ml x 12 rep/min, raportată la valoarea debitului circulator de 5 l/min.

Raportul ventilaţie/perfuzie optim unei arterializări normale a sângelui venos este de 0,8 – 1 sau 4/5 – 1.

Valorile raportului depind de mărimea alveolelor, variaţiile regionale ale presiunii intrapleurale, inegalitatea diametrului căilor respiratorii, influenţa gravitaţiei asupra circulaţiei pulmonare şi poziţie.

În ortostatism, perfuzia bazală a plămânului este de 8 ori mai mare faţă de zona apicală.

Teritoriile alveolare în care raportul ventilaţie/perfuzie este crescut reprezintă spaţiu mort funcţional.

Teritoriile cu un raport ventilaţie/perfuzie scăzut reprezintă „scurtcircuite funcţionale”.

În ambele situaţii apare hipoxemie arterială.