Anatomia şi fiziologia aparatului respirator

ORGANIZAREA FUNCŢIONALĂ A RESPIRAŢIEI

Respiraţia = funcţia prin care se realizează schimbul de O2 şi CO2 al organismului cu mediul înconjurător şi se asigură homeostazia gazoasă la nivel tisular.

respiraţia externă sau pulmonară respiraţia internă sau celulară

Respiraţia pulmonară este funcţia prin care se realizează:

-mobilizarea aerului din atmosferă în plămâni din plămâni in atmosferă- schimburile gazoase dintre aerul alveolar şi sângele din

capilarele pulmonare.

3 procese:

•ventilaţia pulmonară;

•perfuzia cu sânge a capilarelor pulmonare;

•difuziunea gazelor prin membrana alveolo-capilară

FIZIOLOGIA CĂILOR RESPIRATORII

3 componente: căile respiratorii - sistem de conducte aerifere; ţesutul pulmonar - sistem de transfer al gazelor

respiratorii; sistemul toraco-pulmonar - sistem mecanic de pompă.

În funcţie de dimensiuni şi caracteristicile funcţionale - 3 zone:

căile aerifere superioare căile aerifere inferioare: - centrale

- periferice

căile aerifere superioarecăile aerifere superioare - nazo-buco-faringiene, până la glotă;

căile aerifere inferioare centralecăile aerifere inferioare centrale - laringo-traheo-bronşice, până la bronhiile cu d = 2 mm;

căile aerifere inferioare căile aerifere inferioare perifericeperiferice - bronhii cu d < 2 mm şi bronhiole.

2

CĂILE RESPIRATORII SUPERIOARE

Fosele nazale

- etaj respirator cornet inferior şi mijlociu

- etaj olfactiv cornet superior şi parte sup. septului nazal

CĂILE RESPIRATORII SUPERIOARE

Roluri:

• curăţirea aerului de particule cu d > 6

• încălzirea şi umectarea aerului

• zona reflexogenă a strănutului (calea af. = n.V,centru bulbar)

• in olfactie

CĂILE RESPIRATORII SUPERIOARE

Faringele - d12 mm.

Z. reflexogena, asigura:- trecerea alimentelor spre esofag- trecerea aerului spre trahee

- mucoasa prezintă un bogat inel limfatic, inclusiv amigdalele palative cu rol în apărarea antibacteriană.

CĂILE RESPIRATORII INFERIOARE CENTRALE

Laringele = conductul prin care aerul trece din

faringe în trahee.Glota: între corzile vocale inf. şi faţa

internă cartilaje aritenoide - În repaus respirator şi în expir

normal glota este deschisă. - În inspir forţat: glota este larg

deschisă- In vorbire: glota se micşorează - In expir forţat se poate

inchideModificările Ø glotei prin

activitatea m. intrinseci laringe (n.X)

CĂILE RESPIRATORII INFERIOARE CENTRALE

Traheea (d = 20 mm)

Rol:- nu permite închiderea CR;

- clearance-ul mucociliar;

- glande mucoase secretă mucus.

CĂILE RESPIRATORII INFERIOARE PERIFERICE

Bronhiile - d= 2 mm (mai prezintă cartilaj)

Bronhiile mici - cu d < 2 mm, - fara cartilaj- contractilitatea musculaturii

netede mai eficientă. Bronhiolele - cu d < 1 mm - sunt incluse organic în ţesutul

pulmonar cu care se continuă. Bronhiola terminală = a 3-a generaţie de bronhiole. - are o puternică musculatură

netedă

1-18

19 -24

Arborele bronşic este divizat în “generaţii”:generatiile 1-18 zona de conducere a aerului generatiile 19-24 teritoriu de schimb gazos

Factorii ce modifică transportul mucociliar.

FACTORI CILIODEPRESORI FACTORI FAVORIZANŢI Fumul de ţigară SO2, NO2, O3, hiperoxie prelungită Temperaturi extreme Avitaminoza A Hipotiroidie

Adrenergice ( şi ) Aminofiline Digitalice

FIZIOLOGIA ŢESUTULUI PULMONAR

Organizarea funcţională pulmonară cuprinde:

alveolele respiratorii, tes. conjunctiv cu fibre

elastice+ ramificaţii vase pulmonare+bronşice + terminaţii nervoase.

Organizare in: lobi, segmente, lobuli şi acini pulmonari.

plămânul drept cu 3 lobi; plămânul stâng cu 2 lobi.

Plămânii conţin peste 300 milioane alveole.

STRUCTURA ŞI FUNCŢIILE ACINULUI PULMONAR

Acinul pulmonar = unitatea morfofuncţională a plămânului- format din structurile ce încep la nivelul bronhiolei respiratorii

se ramifică dihotomic 3 generaţii şi dă naştere canalelor alveolare.

se ramifică neregulat, cu treptată a dimensiunilor sacii alveolari şi alveolele pulmonare.

Un sac alveolar se continuă cu minimum 3-4 alveole.

La nivelul acinului este favorizată difuzia moleculelor de gaz:

- aerul respirat vine în contact cu o suprafaţă respiratorie extinsă.

- viteza aerului 1% din cea de la nivelul traheei.

Epiteliul alveolar: aşezat pe MB şi prezintă trei tipuri celulare:

celule epiteliale alveolare (alveolocite de tip I) – în strat fin;

pneumocitele granuloase (alveolocite de tip II) – asigură secreţia surfactantului

alveolar;

macrofagele alveolare - aşezate la suprafaţa

epiteliului,- asigură curăţirea alveolelor.

FIZIOLOGIA SURFACTANTULUI ALVEOLAR

Surfactantul = produsul de secreţie al celulelor alveolare de tip II, care tapetează alveolele pe toată suprafaţa lor.

Rol major : intervine în modificarea tensiunii superficiale locale în timpul respiraţiei.

Compoziţie: amestec de lipide şi proteine, dispuse în 3 straturi: stratul bazal - glicoproteic; stratul mijlociu - faza apoasă a surfactantului, conţine PL, P,

MPZ; stratul superficial - are proprietăţi tensioactive.

Funcţiile surfactantului:

1. scade tensiunea superficială la suprafaţa alveolelor, reducând lucrul mecanic respirator:

în repausul respirator - este de ~20 dyne/cm;

în expir - scade odată cu micşorarea dim. Alveolei

surfactantul formează un strat continuu la suprafaţa alveolei împiedică colabarea alveolei;

în inspir - creşte moleculele de surfactant se dispersează la suprafaţa alveolei se opune inflaţiei şi evită supradistensia spaţiilor aeriene

Ts

Moleculele de surfactant se adună

Ts

Previne colabarea

alveolară

În expir

Ts

Ts

Previne hiperinflaţia

alveolară

În inspir

Moleculele de surfactant se îndepărtează

2. contribuie la menţinerea uscată a alveolelor, împiedicând filtrarea lichidelor din capilare în alveole;

3. favorizează emulsionarea particulelor inhalate;

4. dizolvă şi neutralizează poluanţii gazoşi;

5. asigură curăţirea alveolelor prin mecanism de transport mucociliar + stimularea macrofagelor alveolare.

Patologic:

La NN prematuri raza alveolelor este mică; producţia de surfactant este redusă (ea creşte începând

cu luna 6-7 de gestaţie); apare sindromul de detresă respiratorie: alveolele se

colabează în expir şi este necesar un lucru mecanic inspirator mult prea mare pentru a le destinde;

tratament: aplicarea RPPI (pentru a menţine deschise alveolele).

Absenţa surfactantului este incompatibilă cu viaţa.

La adulţi, aceste manifestări pot să apară în caz de:- edem pulmonar,- la fumători,- după oxigenoterapie îndelungată - inactivarea surfactantului prin lichide de aspiraţie.

FUNCŢIILE NERESPIRATORII

FONAŢIA.= producerea de sunete la trecerea aerului printre corzile vocale. - Vorbitul, cântatul, etc. se produc prin controlul centrilor nervoşi superiori asupra musculaturii respiratorii, care direcţionează fluxul de aer printre corzile vocale spre cavitatea bucală.

MENŢINEREA ECHILIBRULUI ACIDO-BAZIC. - prin eliminarea excesului de CO2. - La niv. SNC există receptori sensibili la conc. CO2 din sânge şi LCR şi ajustează corespunzător ventilaţia pulmonară.

MECANISMUL DE APĂRARE PULMONARĂ

Condiţionarea aerului atmosferic = ajustarea temperaturii şi umidităţii aerului ambiental la valorile organismului înainte de a ajunge la nivel alveolar. Rol: mucoasa nazală, oro şi nazofaringele.

Olfacţia - contribuie la detectarea în aerul atmosferic a unor substanţe cu potenţial toxic din aerul atmosferic.

Filtrarea şi îndepărtarea particulelor inspirate - Fosele nazale îndepărtează particulele cu d 10-15 m. - CA mici: sedimentare particule cu d = 0,2 - 5 m - Alveole: depunere particule cu d < 0,1 m Îndepărtarea particulelor reflexe de la nivelul CA +

transportul mucociliar. Mecanismul de apărare de la nivelul acinului pulmonar -

macrofagele alveolare înglobează particulele inhalate pe care le distrug, au rol în răspunsul imun şi antiinflamator.

FUNCŢII NERESPIRATORII ALE CIRCULAŢIEI PULMONARE

Rezervor al volumului sanguin total - 500-600 ml sânge la adult

Rolul de filtru al circulaţiei pulmonare protejând circulaţia sistemică de particulele care pot ajunge la nivel sanguin şi pot determina obstrucţii arteriale, cu efecte dezastruoase la nivel cardiac şi cerebral.

Menţinerea echilibrului fluido-coagulant - În circulaţia pulmonară se sintetizează activatorul tisular al plasminogenului, precum şi heparina.

Absorbţia medicamentelor - o serie de medicamente pot trece cu uşurinţă prin membrana alveolo-capilară şi difuzează rapid în circulaţia sistemică.

Este o cale de administrare utilizată frecvent pentru gaze ca halotanul sau oxidul nitric.

Pe aceeaşi cale se pot elimina parţial substanţe volatile din sânge: alcoolul sau compuşi metabolici (amoniac, corpi cetonici, etc.)

FUNCŢIILE METABOLICE ALE PLĂMÂNULUI

Metabolismul substanţelor vasoactive – la nivelul endoteliul vaselor din circulaţia pulmonară. - PG E1, E2, F2, sunt complet eliminate din sânge la 1trecere. - Noradrenalina este inactivată în proporţie de 30%.

Formarea şi eliberarea substanţelor cu efect local Ex. surfactantul alveolar, histamina, prostaglandine, leucotriene, factorul activator plachetar,serotonina. - se eliberează din mastocitele pulmonare ca reacţie faţă de alergeni. - Pot induce bronhoconstricţie, inflamaţie, reflexe cardiopulmonare.

Formarea şi eliberarea în sânge a unor mediatori de origine pulmonară Ex: BK, histamina, serotonina, heparina, PG

Activarea intrapulmonară a unor substanţe de tip hormonal – Ex. activarea angiotensinei, prin acţiunea ECA

MECANICA RESPIRAŢIEI. FIZIOLOGIA SISTEMULUI MECANIC DE POMPĂ

RESPIRATORIE TORACO-PULMONARĂ

Plămânii = pompă ce vehiculează aerul datorită alternanţei ritmice a volumului cutiei toracice, de care sunt solidarizaţi prin intermediul pleurelor.

Buna funcţionalitate a pompei ventilatorii implică:

Relaţiile funcţionale ale sistemului mecanic toraco-pleuro-pulmonar;

Dinamica pompei pulmonare;

Volumele pulmonare, capacităţile pulmonare statice şi poziţiile ventilatorii;

Performanţele pompei pulmonare.

RELAŢIILE FUNCŢIONALE ALE SISTEMULUI MECANIC TORACO-PLEURO-PULMONAR

Corpul pompei are:- schelet osos rigiditate (coloana vertebrală, coastele şi sternul),- ţesutul conjunctiv şi muşchii mobilitate. - are o singură cale de intrare şi de ieşire a aerului = căile respiratorii.

Cutia toracică determină pătrunderea şi ieşirea aerului din plămâni, prin modificări alternative şi ritmice de volum.

Coastele realizează un grilaj rigid care asigură modificarea volumului toracic, respectiv a diametrelor antero-posterior şi transversal.

Coloana vertebrală joacă rolul de punct fix al mişcărilor respiratorii. Mişcările sale reduse de flexie-extensie nu intervin decât în respiraţia forţată.

Muşchii inspiratori includ:

diafragmul, muşchii intercostali externi muşchii inspiratori accesorii (SCM, dinţatul

anterior/post supracostalii, scalenii, romboidul, trapezul, dorsalul mare şi pectoralii).

Muşchii expiratori = muşchii abdominali şi intercostalii interni.

Plămânii = structuri pasive care urmează mişcările cutiei toracice.

MECANICA VENTILAŢIEI PULMONARE

= mişcarea aerului înăuntrul şi afara plămânilor

Ventilaţia pulmonară este asigurată prin modificarea volumului pulmonar, realizată prin modificarea volumului cutiei toracice.

Mişcarea aerului se face de la presiunea mare spre presiunea mai mică.

Legea lui Boyle - explică mişcarea aerului în plămâni: presiunea gazului este invers proporţională cu volumul; creşterea volumului pulmonar duce la scăderea presiunii

intrapulmonare (alveolare) INSPIRUL; scăderea volumului pulmonar duce la creşterea presiunii

intrapulmonare (alveolare) EXPIRUL.

Modificarea volumului cutiei toracice

este dată de:1.mişcarea

diafragmuluiîn jos şi în sus, ducând lacreşterea sau reducerea e

verticală a vol. cutiei toracice;

2.mişcarea coastelor(ridicarea sau coborârea),ducând la creşterea saureducerea diam.ant-post. al cutiei

toracice).

MUŞCHII RESPIRATORI

muşchii cutiei toracice - muşchi voluntari, inervaţi de nervii intercostali: M. intercostali externi -

m. inspiratori; M. scaleni (ridică primele

2 coaste) şi SCM (ridică sternul)M. inspiratori accesorii;

muşchii intercostali interni - m. expiratori;

muşchii abdominali - m. expiratori.

diafragmul - rol principal;

principalul m. respirator; inervat de nervii frenici, cu

originea C3-C5; în inspir: contracţia

determină coborârea bazei plămânilor asigură singur intrarea volumului curent (VT = 500 ml);

în expir: relaxarea determină bombarea sa comprimă plămânii asigură ieşirea aerului.

DiafragmulDiafragmul

Mecanismul respiraţiei de repaus: Inspirul

Necesită lărgirea cutiei toracice, pentru a scădea presiunea pleurală;

Asigurat activ de: contracţia

diafragmului determină coborârea bazei plămânilor asigură intrarea a 500 ml aer (VT);

contracţia muşchilor intercostali externi determină ridicarea coastelor creşterea vol. toracic;

muşchii abdominali se relaxează.

Mecanismul respiraţiei de repaus: Expirul

Necesită reducerea volumului cutiei toracice, pentru a creşte presiunea pleurală;

Asigurat pasiv de: reculul elastic

pulmonar determină revenirea plămânilor la volumul iniţial;

relaxarea diafragmului care se bombează comprimă plămânii.

Mecanismul respiraţiei forţate

Inspirul fortat - asigurat activ de contracţia diafragmului şi a m. inspiratori intrarea unui volum de aer mai mare (maxim = VT+VIR = CI);

Expirul fortat – - mecanism pasiv

+ - contracţia activă a m. expiratori se comprimă mai puternic plămânii asigură ieşirea unui volum de aer mai mare (maxim = VT+VER).

PRESIUNEA PULMONARĂ Plămânul tinde să se

colabeze datorită structurii elastice tinde să expulzeze întregul volum de aer, dacă nu ar interveni forţe opuse care să-l menţină destins.

Plămânul nu prezintă nici un ataşament faţă de peretele toracic şi este suspendat de trahee „pluteşte“ în cutia toracică, înconjurat de fluidul din cavitatea pleurală.

Cavitatea pleurală este delimitată de cele 2 foiţe pleurale.

Fluidul din cavitatea pleurală

strat fin (20 um) între cele două foiţe pleurale;

are un rol lubrefiant pentru mişcările plămânului;

asigură ataşamentul între plămâni şi cutia toracică: prin sucţiunea permanentă a excesului de fluid în canalele limfatice cele două foiţe pleurale se menţin ataşate

se mişcă sincron cu mişcările cutiei toracice

plămânul urmează mişcarea lor.

a) Presiunea pleurală (Ppl) are o valoare negativă - sub

presiunea atmosferică (Patm) asigură distensia alveolelor

variază în funcţie de mişcările respiratorii: la începutul inspirului:

Ppl = -5 cm H2O; în inspir (1), pe măsură ce

creşte volumul cutiei toracice: Ppl devine tot mai negativă (-7,5 cm H2O) determină distensia pulmonară şi a căilor aeriene permite intrarea unui volum mai mare de aer în plămâni;

Presiunea pleurală (Ppl)

Presiunea pleurală (Ppl)

în expir (4), pe măsură ce scade vol. pulmonar, Ppl devine tot mai puţin negativă apare tendinţa de colabare pulmonară şi a căilor aeriene;

în expirul forţat cu glota închisă (ex: manevra Valsalva), Ppl ajunge la val. pozitivă maximă.

Patologic: prin deschiderea cavităţii pleurale se produce pneumotoraxul pătrunde aerul înăuntrul cavitaţii şi se colabează plămânii.

este presiunea aerului din alveolele pulmonare;

variază în funcţie de mişcările respiratorii: în poziţia de repaus

respirator (când nu există nici un flux de aer în plămâni): PA= Patm = 0

cmH2O; aceeaşi presiune se

menţine din alvelole de-a lungul întregului arbore traheo-bronşic (0 cmH2O);

Presiunea alveolară (PA)

în inspir (2), pentru a asigura intrarea aerului în alveole, PA scade sub Patm: PA=-1 cm H2O este

suficientă pentru a asigura intrarea VT (500 ml) în inspirul de repaus (3);

în expir, pentru a asigura ieşirea aerului din alveole, PA creşte peste Patm: PA=+1 cm H2O este

suficientă pentru a asigura ieşirea VT (500 ml) în expirul de repaus (6).

Presiunea alveolară (PA)

Variaţiile presiunii alveolare în ciclul respirator

1. La sfârşit expir: PA=Patm= 0 mmHg nu există flux de aer;

2. În inspir: Prin creşterea volumului toracic creşte volumul alveolar şi scade PA PA<Patm aerul trece în plămâni

3. La sfârşit inspir: PA=Patm= 0 mmHg nu există flux de aer;

4. Prin scăderea volumului toracic scade volumul alveolar şi creşte PA PA>Patm aerul iese din plămâni

PT este diferenţa între presiunea alveolară şi cea pleurală:

PT= PA – Ppl

PT este totodată şi diferenţa între presiunea alveolară şi cea a structurilor extra-pulmonare permite evaluarea forţelor elastice pulmonare (reculul elastic), care tind să colabeze pulmonul.

Presiunea transpulmonară (PT)

FORŢELE OPOZANTE MIŞCĂRILOR RESPIRATORII

Aceste forţe sunt generate atât de structurile pulmonare cât şi de peretele cutiei toracice.

Tipurile de forţe opozante mişcărilor respiratorii :

1. Forţele elastice (reculul elastic) - cu reciproca lor, complianţa pulmonară;

2. Forţele vâscoase - sumează rezistenţa la flux (din căile respiratorii) şi rezistenţa tisulară;

3. Forţele inerţiale - sunt determinate de schimbarea permanentă a direcţiei fluxului de aer în/din plămân.

1. Fortele elastice

Elasticitatea (E) sau reculul elastic, reflectă opoziţia faţă de deformarea indusă de forţele externe: se opune distensiei pulmonare; tinde să readucă pulmonul la dimensiunile de repaus; importantă în expir, când asigură revenirea plămânilor

la dimensiunile de repaus. Defineşte variaţia presiunii transpulmonare induse de

variaţia volumului pulmonar:

E =

Inversa elasticăţii pulmonare este complianţa pulmonară.

DPDV

1) Forţele elastice ale ţesutului pulmonar: determină 1/3 din reculul elastic pulmonar; date de fibrele de elastină şi colagen din parenchim; rol: în timpul inspirului fibrele elastice se alungesc se

generează energia elastică potenţială care se opune distensiei pulmonare şi tinde să readucă plămânii la dimensiunile iniţiale.

2) Tensiunea superficială intra-alveolară (Tsuperficială): determină 2/3 din reculul elastic pulmonar; dată de forţele de atracţie generate între

moleculele de apă de la suprafaţa aeriană a alveolei;

dacă plămânul ar fi umplut cu soluţie salină şi nu cu aer (ar lipsi Tsuperficială) Complianţa ar fi mult mai mare.

Factorii care determină reculul elastic pulmonar

Complianţa pulmonară (C)

Reflectă distensibilitatea pulmonară, respectiv uşurinţa cu care se destinde plămânul;

Defineşte variaţia volumului pulmonar pentru fiecare unitate de creştere a presiunii transpulmonare;

variază în funcţie de mişcările respiratorii.

Complianţa (C) sistemului toraco-pulmonar

Complianţa întregului sistem toraco-pulmonar este dată de:1. forţele elastice pulmonare;2. forţele elastice ale cutiei toracice şi abdominale.

C sistemului este mai redusă (1/2 din C pulmonară).

Modificări patologice ale complianţei: creşterea complianţei: în alterarea ţesutului pulmonar

elastic (emfizem) se reduce reculul elastic expirul devine dificil;

reducerea complianţei: în fibroze pulmonare, edem pulmonar, sindrom de

detresă respiratorie distensia pulmonară devine dificilă inspir dificil.

afecţiunile cutiei toracice (cifoscolioza).

2. Fortele vascoase

Determina rezistenta pulmonara - forţele de frecare dintre moleculele sistemului toraco-pulmonar.

Componente:

a) Rezistenţa la flux - Raw: dată de forţele de frecare dintre moleculele de

aer şi pereţii căilor respiratorii, cea mai importantă (80% din rezistenţa

pulmonară).b) Rezistenţa tisulară:

dată de forţele de frecare dintre moleculele ţesuturilor din sistemul toraco-pulmonar.

Lucrul mecanic respirator

Cunoscând că lucrul mecanic respirator reprezintă energia necesară în timpul ciclului respirator pentru a învinge forţele care se opun mişcărilor respiratorii:

în respiraţia de repaus: lucrul mecanic este necesar numai în inspir, deoarece

expirul are loc pasiv, datorită reculului elastic toraco-p; în respiraţia forţată:

lucrul mecanic este necesar în ambele faze.

Energia necesară desfăşurării respiraţiei: în repaus: 3-5% din necesarul energetic total; în respiraţia forţaă: creşte de 50 de ori şi este factorul

care limitează efortul.

Lucrul mecanic respirator

Lucrul mecanic inspirator este necesar pentru a învinge forţele opozante:1. Reculul elastic (complianţa) - care se opune destinderii

plămânilor = cea mai importantă dintre forţe;2. Rezistenţa tisulară = de importanţă redusă;3. Raw = devine importantă în respiraşia forţată (când se

generează fluxuri de aer la viteze mari). Lucrul mecanic expirator este necesar:

în respiraţia forţată; în bolile obstructive cu Raw crescut (astm), când poate

fi mai mare decât lucrul mecanic inspirator.

3. Fortele inertiale

sunt generate de rezistenţele sistemului atunci când este pus în mişcare (după apnee) sau când mişcarea în curs îşi schimbă viteza ori sensul (la trecerea din inspir în expir).

Are două componente: tisulară - generată de inerţia plămânilor şi a peretelui

toracic, este neglijabilă la frecvenţe respiratorii sub 100 cicli/minut;

gazoasă - depinde de regimul de curgere turbulentă a aerului în căile aerifere.

Rezistenta inerţiala - variază direct proporţional cu debitul şi devine importantă numai pentru debite mari, fără să constituie mai mult de 10% din rezistenţa la flux.

PRESIUNILE DIN SISTEMUL TORACO-PULMONAR

Pentru a realiza funcţia de pompă a sistemului toraco-pulmonar forţa activă musculară trebuie să învingă totalitatea forţelor opozante, ecuaţia mişcării sistemului toraco-pulmonar fiind:Pmusc = Pel + Pvis + Pin

Sistemul mecanic respirator este alcătuit din:- structurile tisulare pulmonare şi toracice +- gazul din alveole şi căile aerifere.

Forţa activă musculară trebuie să acţioneze asupra fiecărei componente: gazoase (PG), pulmonare (PP) şi toracice (PT).

Presiunea toracică (PT) - determină expansiunea şi micşorarea peretelui toracic. Presiunea aplicată la torace este rezultatul diferenţei dintre presiunea pleurală (Ppl) şi presiunea care se exercită la nivelul suprafeţei toracelui, adică presiunea barometrică (PB):PT = Ppl – PB

Presiunea pulmonară (PP) - provoacă inflaţia şi deflaţia plămânilor. Presiunea aplicată plămânilor este egală cu diferenţa dintre presiunea alveolară (PA) şi presiunea pleurală (P pl): PP = PA – Ppl

Presiunea gazoasă (PG) - reprezintă forţa răspunzătoare de curgerea aerului în şi din plămâni şi este egală cu diferenţa dintre presiunea la nivelul orificiului bucal (Pbuc) şi presiunea alveolară:PG = Pbuc - PA

CURS 2

REGLAREA RESPIRAŢIEI

se realizează printr-un mecanism complex neuro-umoral.

Reglarea nervoasă asigură: - activitatea ventilatorie ritmică, automată - ajustarea ei pe cale reflexă

- Structurile subcorticale participă la adaptarea respiraţiei în div. situaţii

scoarţa cerebrală asigură controlul voluntar al acesteia.

Reglarea umorală adaptează respiraţia la compoziţia chimică a sângelui, modificând excitabilitatea centrilor nervoşi şi a altor structuri nervoase implicate în controlul respiraţiei.

CENTRI NERVOŞI CU ROL ÎN REGLAREA RESPIRAŢIEI

Structurile nervoase care intervin în reglarea

respiraţiei sunt grupate în: centri primari bulbari

(intrinseci), auxiliari pontini

(accesori), integratori supraiacenţi integratori medulari.

CENTRII RESPIRATORI PRIMARI

în bulbul rahidian întreţin activ. ventilat

bazală, nu pot asigura adaptarea adecvată a resp. la dif solicitări

= centri vitali= centri vitali

există 2 populaţii neuronale (n. inspiratori “I” şi expiratori “E”)

CENTRII RESPIRATORI PRIMARI

Activitatea spontană (automată) a neuronilor respiratori bulbari atribuită unor modificări metabolice ritmice care au loc în aceste celule, dotate cu proprietăţi de pacemaker.

CENTRII RESPIRATORI AUXILIARI

sunt localizaţi în punte

influenţează tonusul şi activitatea ritmică a c. resp. primari,

funcţionând pe baza aferenţelor vagale de la nivelul plămânilor şi a căilor respiratorii.

CENTRUL PNEUMOTAXIC

- este situat în 1/3 superioară a punţii

- conţine neuroni care nu prezintă automatism, activitatea lor fiind dependentă de af. vagale şi de centrii supraiacenţi.

- reglează activitatea centrilor bulbari

CENTRII RESPIRATORI AUXILIARI

CENTRII RESPIRATORI AUXILIARI

CENTRUL APNEUSTIC - este situat în treimea inferioară a punţii - exercită efecte stimulatoare, tonice, asupra neuronilor “I” bulbari, în condiţiile în care influenţa centrului pneumotaxic este suprimată.

INFLUENŢELE INTERCENTRALE

pot modifica activitatea ritmică şi tonusul c. respiratori bulbari.

Centrii vomei, deglutiţiei şi centrii vasomotori bulbari sunt implicaţi cel mai frecvent în aceste interrelaţii.

Ex. În cursul vomei oprirea respiraţiei

Centrul respirator - centri CV din vecinătate aritmie respiratorie (in inspir FC, in expir FC)

Centrii respiratori bulbari stabilesc conexiuni cu :

- nucleul motor al nv facial care inervează musculatura narinelor, - nucleul dorsal al vagului care inervează musculatura bronhiilor - nucleul ambiguu care asigură eferenţa motorie somatică pentru musculatura laringiană.

explică modificările CR sup. asociate în mod normal cu ventilaţia.

CENTRII INTEGRATORI SUPRAIACENŢI

- adaptarea comportamentală, afectiv-emoţională - controlul voluntar al respiraţiei.

NEOCORTEXUL - asigură reglarea voluntară a respiraţiei pe căi ce ajung direct la nivelul motoneuronilor ce comandă activitatea muşchilor respiratori.

Respiraţia

- poate fi oprită voluntar - apnee - pentru câteva zeci de secunde până la câteva minute (la cei antrenaţi)

- poate fi modificată voluntar, fie în sensul creşterii frecvenţei respiratorii - polipnee (tahipnee), fie în sensul scăderii acesteia - bradipnee.

CENTRII INTEGRATORI SUPRAIACENŢI

SISTEMUL LIMBIC - participă la modificările respiratorii asociate stărilor afectiv-emoţionale. Ex. emoţiile pozitive → hiperventilaţie precedată de o scurtă apnee. - frica şi furia → creşterea FR. - teama, groaza şi atenţia încordată → oprirea respiraţiei.

HIPOTALAMUSUL - asigură modificările în în funcţie de funcţie de TT mediului ambiant mediului ambiant. - În hipotalamusul anterior este localizat centrul termolitic care determină polipneea termică.polipneea termică. - Febra, încălzirea pasivă a organismului sau hipertermia asociată efortului fizic de lungă durată determină hiperventilaţie.

CENTRII INTEGRATORI SPINALI

Centrii spinali = motoneuronii din coarnele anterioare ale măduvei spinării cervico-toracice care asigură inervaţia muşchilor respiratori prin:

“ nv. frenic (C2-C4), “nv. intercostali (T1-T7)“nv abdominali (T7-T12)

RECEPTORII CĂILOR RESPIRATORII SUPERIOARE

Situaţi: niv. Cav. nazale, a nazo-faringelui, laringelui, traheei şi bronhiilor mari

Stimulii: mecanici şi chimici asemănător receptorilor de iritaţie

Raspunsuri:

Tracţiunea limbii = manevră de stimulare reflexă a respiraţiei.

Stimularea reg. supraglotice (tegumentul şi mucoasa inervată de nervul V) inhibiţia respiraţiei, putând fi o cauză a morţii subite

Stimularea reg. subglotice accelerarea respiraţiei.

Iritarea mecanică a laringelui spasmul laringian oprirea reflexă a respiraţiei.

Iritarea mucoasei rino-faringiene şi laringo-traheale reflexe respiratorii de apărare (tuse, strănut).

PROPRIOCEPTORII MIOARTROKINETICI

sunt situaţi la nivelul muşchilor, tendoanelor şi capsulelor articulare, fiind reprezentaţi de fusurile neuro-musculare şi de corpusculii tendinoşi Golgi.

stimulează respiraţia în cursul mişcărilor active şi pasive ale diverselor grupe musculare scheletice.

Stimularea centrilor respiratori are loc prin colateralele căilor sensibilităţii proprioceptive cu traseu spre formaţiunea reticulată din bulb.

Un rol important în activarea respiraţiei revine reflexelor cu punct de plecare proprioceptorii situaţi în m. resp., în special la nivelul diafragmului şi a muşchilor intercostali, care întreţin excitabilitatea centrilor respiratori.

BARORECEPTORII VASCULARI

sunt localizaţi la nivel sinusului carotidian şi a arcului aortic,

activaţi de modificările TA

Creşterea moderată a TA scăderea FR

Creşterea accentuată a TA oprirea respiraţiei.

Scăderea TA, indusă de hemoragii

sau medicaţie vasodilatatoare, determină hiperventilaţie.

EXTEROCEPTORII

tactili, termici şi dureroşi

pot det. modificări ale respiraţiei prin colateralele căilor sensibilităţii exteroceptive care ajung la formaţia reticulată din bulb, iar în cazul feţei prin nervul trigemen.

Flagelaţia feţei la cei cu alterări ale stării de conştienţă

Alternanţa de băi reci şi calde la NN în apnee, stimulează respiraţia.

Duşul rece inhibă respiraţia

Temperatura crescută a mediului intensifică respiratia

CONTROLUL NEURO-UMORAL AL RESPIRAŢIEI

completeaza adaptarea respiraţiei

Prin acţiunea fact. umorali asupra chemorecep. centrali şi perif.

Excitabilitatea c. respiratori poate fi influenţată de factori:

CATECOLAMINELE

În doze mici adrenalina are un efect stimulator- c.respiratori. În doze mari, adrenalina determină oprirea respiraţiei prin

acţiunea TA crescute asupra baroreceptorilor sino-carotidieni.

IONII DE Ca2+

Scăderea Ca2+ plasmatic det. creşterea excitabilităţii c. respiratori.

CHEMORECEPTORII CENTRALI

= neuroni plasaţi în regiunea bulbului, în imediata vecinătate a c. respiratori.

sunt sensibili la variaţiile concentraţiei de [H+] din lichidul extracelular.

CHEMORECEPTORII CENTRALI

Creşterea concentraţiei H+ în LCR şi lichidul interstiţial stimulează chemoreceptorii centrali prin modificarea pH-ului.

CHEMORECEPTORII PERIFERICI

sunt situaţi în teritoriul arterial:

la bifurcaţia arterei carotide - corpusculul sau glomusul carotidian - şi

la nivelul crosei aortei - corpusculul sau glomusul aortic.

De la niv. lor pleacă impulsuri aferente pe calea nv:

IX X

CHEMORECEPTORII PERIFERICI

Scăderea PO2 în sângele arterial stimularea chemorec. periferici hiperventilaţie.

Sunt stimulaţi în mai mică măsură de:

creşterea PCO2 cresterea H+ (scaderea

pH-ului)