The phisiology of respiration

7/30/2019 The phisiology of respiration

1/28


2/28

Etapele respiraieiRespiraia este totalitatea proceselor care asigur consumul O2i eliminarea

CO2de ctre organism.

Etapele respiraiei:1. Ventilaia pulmonar schimbul

de gaze ntre aerul atmosferic iaerul alveolar

2. Schimbul de gaze n alveole difuzia O2 n snge i CO2 ndirecieopus

3. Transportul gazelor prin snge

4. Schimbul de gaze ntre snge iesut

5. Respiraia tisular

Respiraia ca proces mecanic

includeinspiraiaiexpiraia


3/28

Biomecanismul inspiraiei Inspiraia creterea n volum a cutiei toracice i a

plmnilorcauzat de:1. Contracia muchilor intercostali externi care sunt

nserai oblic (sus-jos; posterior-anterior) i ridiccoastele mresc volumul cutiei toracice antero-

posterior. Coastele sunt prghii de gradul doi,momentul forei n locul inseriei inferioare amuchilor> ca n cel superior

2. Contracia diafragmului aplatizarea diafragmuluicu mrirea volumului cutiei toracice n direcievertical

La inspiraia forat particip muchii inspiratori

suplimentari ca intercostali interni, pectorali, scaleni,sternocleidomastoidieni


4/28

Biomecanismul expiraiei Expiraiamicorarea n volum a cutiei

toracice i a plmnilorcauzat de:1. Fora de elasticitate a cartilajelor costale i a

plmnilor2.

Coborrea coastelor n direcia forei degreutate3. Relaxarea diafragmului revine la forma de

cupol Expiraia forat este activ din cauza

includerii contraciei muchilor: intercostaliinterni (inserai opus celor externi) i

abdominali


5/28

INSPIRUL

EXPIRUL


6/28

CAVITATEA PLEURAL CPspaiu ntre foia parietal

i visceral a pleurei P n cavitatea pleural < ca cea

atmosferic P pleural negativ

P n alveoleP alveolar Diferena ntre P pleural i P

alveolar= P transpulmonar

Creterea volumului pulmonar ndependen de creterea PtranspulmonareCompliana

pulmonar


7/28

Rolul presiunii n cavitatea pleural P pleural este condiionat de

traciuneaelastic aplmnilor- fora cucare se comprim esutul elasticpulmonar, ce rezult din:

1. Forele elastice ale esutului pulmonardeterminate de fibre extinse de elastini colagen din parenhimul pulmonar

2. Tonusul muchilorbronhiali

3. Tensiunea superficial a stratului de

lichid din suprafaa intern a alveolelor,reprezint 2/3 dinTE i este reglat desurfactant

Rolul P intrapleurale n modificarea V-lorpulmonare n respiraie poate fidemonstrat prin Modelul Donders


8/28

Surfactantul Este o substan lipoproteic tensioactiv, secretat de

pneumocitele de tip II (din luna 5 intrauterin)Funciile:1. tensiunea superficial a stratului de lichid intraalveolar2. Asigur stabilitatea formei alveolare nu permite

colabarea lor3. mpiedic filtrarea lichidelor spre alveole4. Favorizeaz emulsionarea particulelor inhalate uurnd

procesul de fagocitare a macrofagelor

Sinteza a surfactantului atelectaziecolapsalveolar(nou-nscut- insuficien respiratorie)

Dereglarea integritii CP pneumotoraxul (Ppl =PAt)

nchis deschis valvular uni/bilateral


9/28

Volumele respiratorii

Spirometriamsurarea Vrespiratorii (spirograma)

VC - volum curent, aerul inspirat iexpirat n timpul respiraiei normale

VRInvolum inspirator de rezerv, Vaer suplimentar inspirat dupinspiraieobinuit

VREx - volum expirator de rezerv,V aer suplimentar expirat dupexpiraieobinuit

CPV - Capacitateapulmonarvital =VC+VRIn+VREx

VR - volum rezidual, V de aer din

plmnidup o expiraieforat Capacitatea pulmonar total =

CPV + volumul rezidual VSMvolumul spaiului mort = aerul

din cile respirat.+ alveole neperfuzate


10/28

CIns - capacitatea inspiratorie

CIns = VC+VRIn = 3,5 l

CRFcapacitatea rezidual funcional (aerul alveolar), aerul

din alveole dup expiraie obinuitCRF = VREx + VR = 2,3 l

MVRminut volumul respiraiei (debitul respirator), cantitateade aer ce trece prin plmni timp de un minut

MVR = VC x Fr Resp = 6 l/min

Fr / adult = 12-16/min; Fr / n-nascut = 40-60/min

MVVPminut volumul ventilaiei pulmonare (ventilaia

alveolar sau randamentul respirator), cantitatea de aer ceparticip la schimbul de gaze /min

MVVP = (VC-VSM) x Fr Resp =4,2 l/min

Volumul de colapsV aer eliminat din plmni n rezultatulpneumotoraxului n cazul atelectaziei complete = 1 l


11/28

Schimbul de gaze n plmni

Cantitatea de snge ce irig plmnii este egal cu cea dincirculaiasistemic

Oxigenarea sngelui are loc numai n alveolele funcionaleperfuzate de snge i este afectat din cauza:

1. Colapsului capilar n alveolele funcionale

2. Colapsului alveolar (alveolele fiind normal perfuzate cu snge)


12/28

Schimbul de lichide n capilarele pulmonare estecalitativ identic celui din esuturi,cantitativ are unele

particulariti:

1. P hidrostatic medie capilar pulmonar = 7mmHg(esut=17 mmHg)asigur filtrarea

2. P coloid osmotic a plasmei = 28 mmHg asigurreabsorbia (contrafiltrrii)

3. P hidrostatic lichid interstiial pulmonar = -8 mmHg(esut = -3 mmHg) Valoarea negativa a acesteia asigurfiltrarea lichidului

4. P coloid osmotic a lichidului interstiial pulmonar =14 mmHg(esut= 7 mmHg)asigur filtrarea

Foranet de filtrare Ffiltrare= (7+8+14)-28 = +1mmHg

Aceste particulariti mpiedic apariia edemului

pulmonar


13/28

Difuziunea gazelor

Schimbul de gaze are loc prin

difuziune. Factorii de care depindeviteza difuziunii sunt:1. Grosimea membraneirespiratorii0,2-0,6 microni.

Endoteliu capilar Membrana bazal a capilarului Spaiul interstiial Membrana bazal epitelial

Epiteliul alveolar Surfactant2. Mrimea suprafeei membraneirespiratoriidepinde de numrul de

alveole funcionale

3 C fi i l d dif i d i i d


14/28

3. Coeficientul de difuziunedetermin viteza dedifuzie a gazului: V difuzie CO2 > V difuzie O2

4. Diferena de presiune la nivelul membranei

respiratorii determinat depresiunea parial agazului (P max difuzie P min)P pariala gazului depinde de coninutul procentual al unuigaz ntr-un amestec de gaze

P aer Atm = 760 mmHgO2-20,9%

760 .... 100%

X ........ 20,9%

PO2156mmHgCO20,03%

PCO23mmHg


15/28

Transportul O2: Fizic dizolvat3%Chimic fixat de Hb97% (HbO2)

Cantitatea max de O2 transportat de 100 ml

snge - Capacitatea oxigenic a sngelui100 ml snge............14 gr Hb

1gr Hb......................1,34 ml O2100 ml snge .......... 19-20 V/%

Formarea HbO2este determinat de presiunea parial a O2 n snge Cantitatea de O2 consumat de esut n unitate de timp se numete

debit sanguin (arterial) de O2 (1200 ml/min) , depinde de debitulcardiac i pO2 n sngele arterial

Cantitatea de O2care nu a fost consumat de esut se rentoarce pe

calea circulaiei venoase la inima dreapt i constituie debitul venosde O2( 1000 ml/min )

Diferena stabilit ntre debitul sanguin si cel venos reprezintconsumul de O2 a esuturilor


16/28

Curba de disociere a HbO2 Graficul dependenei % HbO2

de pO2curba de disociere aHbO2 n sngele arterial, la pO2 = 95

mmHg saturaia normal cu

O2a Hb reprezint 97% n sngele venos, la pO2 = 40

mmHg saturaia cu O2 a Hbva fi numai 75%

La < pO2 de la 60 la 40 mHg% Hb O2 scade brusc ( pantavertical a curbei)

La < continu a pO2: HbO Hbfenomen la nivel tisular


17/28

% HbO2 depinde de:

1. P CO2- la PCO2afinitatea

Hb fa de O2%HbO22. Concentraia H+ - H+

afinitatea Hb fa de O2

%HbO2 (CO2 +H2O H2 CO3 H+ HCO3-)

3. pH- pH (H+ HCO3- acidoz)

%HbO24. Temperatura -to%HbO25. Difosfogliceratul - DFG

%HbO2


18/28

Transportul CO2

F izic dizolvat n plasma sangvin -7% Chimic fixat:carbhemoglobin HbCO2 - 15-25%

sruri ale H2 CO370% Din esut CO2plasma sangvin eritrocit

CO2 + H2 O H2 CO3 (anhidraza carbonic)H2 CO3 H

+ + HCO3- (pH afinitatea Hb fa de O2)

HbO2 Hb + O2; Hb + H+ HHb (sis. tampon Hb)Disocierea HbO2 mrete afinitatea Hb fa de CO2

efectul HoldaneHHb + CO2 HHbCO2 (carbaminhemoglobina)HCO3

+K+ / Na+ K (Na) HCO3 (monocarbonat K/Na,aceste sruri funcioneaz ca sistem tampon i menin pH)


19/28

La nivelul alveolelor au loc procese opuse

Din alveole O2plasma sangvin eritrocit afinitatea Hb

fa de CO2i respectiv fade O2HHbCO2 HHb + CO2; HHbHb + H+

Hb + O2 HbO2 (oxihemoglobina)

Ionii H+ substituie K+ / Na+ din monocarbonai

K (Na) HCO3 HCO3 + K+ / Na+(eritrocit / plasm;HCO3

din plasm difuzeaz n eritrocit )

H+ + HCO3- H2 CO3(sistemul tampon monocarbonat

menin pH)

H2 CO3 CO2 + H2 O (anhidraza carbonic)

CO2 format difuzeaz spre aerul alveolar

Capacitatea de CO2 : Snge venos58V/%;

Snge arterial2V/%


20/28


21/28

Structura centrului respirator

Bulbul RahidianC.inspirator(3);

C.expirator (4) Puntea VaroliC. Pneumotaxic(1);

C. Apneustic (2)

C3C5mduva spinrii n. Diafragamal(5) diafragma

Th1Th6mduva spinriin.intercostali (5)m. intercostali

Hipotalamusulreglarearespiraiei la emoii, modificareato corpului

Cortexulreglarea reflex-condiionat a respiraiei


22/28

Centrul respirator bulbar

Centrul inspirator neuronii localizai n poriunea

dorsal a BR, la nivelul nucleilor tractului solitar iformaiunii reticulare. Activitatea acestora o meninimpulsurile aferente senzitive (ramurasenzitiv a n. vag

i glosofaringian) de la chemo- i baroreceptoriiperiferici i mecanoreceptorii alveolari. La secionarea

fibrelor aferente activitatea centrului inspirator semenineautomatizm respirator Centrul expirator neuronii localizai n poriunea

ventro-lateral a BR cu urmtoareleparticulariti:

1. Sunt inactivi n timpul inspiraiei normale2. Includ neuroni responsabili de inspiraie i expiraie

importani la cretereaventilaiei pulmonare3. Regleazexpiraiaforat


23/28

CONTROLUL NERVOS

Rolul diferitor

structuri ale SNC nreglarea respiraiei poatefi studiat prin secionare:

1 nivelul medularTh / C

respiraiediafragmal(1)2 nivel MS / BR stop

respirator (2)3 nivelBR / punte ( CP)

respiraieneregulat(3;4)4 nivel suprapontin

respiraie normal,

involuntar (5)


24/28

Reglarea reflex a respiraiei Inspiraiedestinderea

pereilor bronhiilor ibronhiolelor excitareamecanoreceptorilor creterea impulsaiei aferente

(ramura aferent senzitivvagal) grupul respiratordorsal inhibiia inspiraiei

R de inflaie Hering Breuer

Reflex asemntor efectuluisemnalelor din centrul

pneumotaxic inhibiia

inspiraiei


25/28

Controlul chimic al respiraieiEste asigurat de chemoreceptorii sensibili la

schimbrile de O2i CO2 din snge.Distingem 2 tipuri de chemoreceptori:1. Chemoreceptori centrali Situai n aria chemosenzitiv a C. Respirator bilateral

pe suprafaa ventral a BR (1mm) Sunt sensibili la excesul H+ din interstiiul nervos

bariera hematoencefalic nu este permiabil p-ru H+ cipermeabilp-ru CO

2; pCO

2n snge pCO

2n

lichidul cefalorahidian: CO2 +H2O H2 CO3 H++ HCO3-

H+ stimuleaz chemoreceptorii centrali astfel creteventilaia alveolar


26/28

Chemoreceptorii periferici

Sunt localizai n:

1. Corpusculii carotidieni(bifurcaia arterelor carotidiene)transmit impulsuri aferente prin n. glosofaringian(ramuraHering) grupul respirator dorsal

2. Corpusculii aortici(arcul aortei) - transmit impulsuri

aferente prin n. vag (ramura respiratorie) grupul respiratordorsal Sunt sensibili la pCO2 n snge, concentraiei O2 i H

+

Sunt expuitot timpul la snge arterial i nu venos

deoarece pO2arterial = pO2tisular, astfel sngele arterialinformeaz aceti receptori despre coninutul O2 n esuturi

Debitul sangvin prin aceti corpusculi este de 20 ori maimare dect greutatea lor

Hi i CO hi i


27/28

Hipercapniecreterea pCO2 n snge. n hipercapnieimpulsurile aferente de la chemoreceptori stimuleazcentrul respirator cretereaventilaiei pulmonare

(eliminarea CO2 din organism). Semnalele de lachemoreceptorii periferici sunt de 7 ori mai puternicedect de la cei centrali.

Hipoxemiemicorarea coninutului de O2

n snge custimularea chemoreceptorilor periferici excitareacentrului inspiratorcreterea frecvenei respiraiei.

Cauza: hipoxie atmosferic

hipoxie prin hipoventilaiehipoxie prin scderea ventilaiei la nivelul

membranei de difuziune a O2

Metoda de tratament - oxigenoterapie


28/28

Hipercapniai concentraiei H+ pH

sngelui acidoza respiratorie;

pH sngelui alcaloza respiratorie n efort fizic consumul de O2 crete de 20 ori

crete rata ventilaiei pulmonarecauzat de:

1. Creterea pCO2 n snge2. Micorarea pO2 n snge

3. Acumularea H+ i scderea pH sanguin

4.

Creterea presiunii arterial5. Crete frecvena impulsurilor de la

proprioreceptorii muchilor care mrescventilaia pulmonar

The phisiology of respiration

Documents

Transcript of The phisiology of respiration