SISTEMUL RESPIRATOR

Oxigenul este cea mi importanta si simpla substanta de care depind vietile noastre-este essential pentru fiecare celula sau tesut din corp, care il utilizeaza pentru a produce energia necesara mentinerii vietii. Respiratia este functia prin care se asigura continuu si adecvat, atat aportul de oxigen din aerul atmosferic pana la nivelul celulelor care il utilizeaza, cat si circulatia in sens invers a dioxidului de carbon, produs al metabolismului celular. Totalitatea organelor care contribuie la realizarea schimburilor gazoase, din aerul atmosferic si organism, constituie aparatul respirator. Componentele aparatului respirator sunt: cavitatea nazala, faringele, laringele, traheea, bronhiile principale, caile pulmonare si plamanii. In alcatuirea plamanului, se disting doua componente structurale si functionale: arborele bronsic si tesutul pulmonar propriu-zis. In timp ce inhalarea oxigenului si eliminarea dioxidului de carbon sunt functiiile primare ale sistemului respirator, acesta joaca si alte roluri importante in organism. Sistemul respirator ajuta la reglarea acizilor si bazelor din tesuturi, un proces crucial pentru functionarea normala a celulelor. Acesta protejeaza corpul impotriva organismelor ce produc imbolnavirea si impotriva substantelor toxice inspirate cu aerul. Sistemul respirator are in structura si celule ce detecteaza mirosul si care asista la producerea de sunete .

Fiziologia sistemului respirator

Functionarea sistemului respirator, prin care se asigura respiratia, cuprinde, in principal, respiratia pulmonara si respiratia celulara.

Respiratia pulmonara

Aceasta etapa a respiratiei cuprinde doua faze: patrunderea aerului in plamani (inspiratia); eliminarea aerului din plamani (expiratia), care dureaza mai mult decat inspiratia.

Un om adult aflat in repaus executa 16 miscari respiratorii pe minut (ritmul respirator).

Acest ritm este mai mare la femeie; el creste in timpul activitatii musculare, al exercitiilor

fizice etc.

Respiratiile normale sunt acte reflexe involuntare.

Plamanii, neavand muschi, urmeaza pasiv miscarile cutiei toracice. In timpul inspiratiei, volumul cutiei toracice creste datorita contractiei muschilor respiratori: diafragma se contracta si coboara, muschii intercostali trag coastele si le ridica. Miscarea coastelor impinge sternul inainte, iar plamanii se umplu cu aer. In momentul expiratiei, muschii se relaxeaza, iar plamanii isi micsoreaza volumul o data cu cel al cutiei toracice, eliminand aerul.

Inspiratia este, deci, faza activa a respiratiei, iar expiratia este faza pasiva. Intrarile si iesirile de aer din sistemul respirator prezinta ventilatia pulmonara, care depinde de frecventa si profunzimea miscarilor respiratorii. Acestea pot creste prin antrenament, gimnastica etc.

Aerul este un amestec de gaze in urmatoarea proportie: 21% oxigen, 78% azot, 0,03% dioxid de carbon si alte alte gaze in cantitati foarte mici. Caracteristicele aerului inspirat sunt diferite de cele ale aerului expirat.

COMPOZITIE(

Astfel in plamani, aerul pierde oxigen, se imbogateste in dioxid de carbon si vapori de apa.

Schimbarile de gaze se produc la nivelul alveolelor pulmonare, unde sangele si aerul se gasesc in contact pe o mare suprafata.

Dioxidul de carbon din sange traverseaza peretii capilarelor si peretii alveolelor, de unde va fi eliminat prin expiratie. Oxigenul din aerul ajuns in anveole in urma inspiratiei traverseaza peretii acestora, peretii capilarelor si ajunge in sange, care il transporta la organe.

Schimbul de gaze la nuvelul pulmonar are loc intotdeauna in acest fel, datorita diferentelor de presiune a acestor gaze in plamani si sange.

NASUL

Fosele nazale, care alcatuiesc cavitatea nazala, se deschid la exterior prin nari iar in faringe prin doua orificii. Interiorul foselor nazale este captusit cu o mucoasa ale carei secretii mentin locul mereu umed. Mucoasa, fiind puternic vascularizata, incalzeste aerul inspirat. Mucusul, cat si firele de par din fosele nazale opresc inaintarea prafului si a altor impuritati care se pot afla in aerul inspirat.

Nasul pe langa faptul ca reprezinta organul mirosului,nasul este calea naturala prin care aerul patrunde in organism in cursul respiratiei normale. In plus, el are o functie de protectie impotriva substantelor iritante, cun ar fi praful, care sunt de obicei expulzate prin stranut si astfel nu ajung in plamani.

Fluxul de aer din afara corpului la plamani incepe cu nasul, care este impartit in pasajul nazal stang si drept. Pasajele nazale sunt acoperite de o membrana cu celele epiteliale. Fiecare celula epiteliala este impanzita cu mii de cili microscopici, extensii ale celulelor. Numeroase mici vase sangvine numite capilare stau chiar sub membrana mucoasa, in apropierea pasajelor nazale. In timp ce aerul este transportat la faringe, pasajele nazale au doua roluri importante: filtreaza aerul pentru a scoate particule ce pot provoca boli; si pentru a umezi si incalzi aerul pentru a proteja structurile sistemului respirator.

Filtrarea previne bacteriile, virusii sau alte substante toxice sa intre in plamani, unde pot cauza o infectie. Filtrarea elimina deasemea si urmele de poluare si praful, ce pot infunda ingustele pasaje din cele mai mici bronhiole.

Pasajele nazale umezesc si incalzesc deasemenea aerul pentru a preveni daunarea delicatelor membrane ale plamanilor. Membranele mucoase ale pasajelor nazale emana vapori de apa, cere umezesc aerul in timp ce acesta trece deasupra membranelor. In timp ce aerul trece deasupra capilarelor in pasajul nazal, acesta este incalzit de sangele din capilare. Daca nasul este blocat sau "infundat" datorita unei boli sau unei alergii, persoana este fortata sa respire pe gura. Acesta este un lucru potential periculos pentru sistemul respirator deoarece gura nu filtreaza, incalzeste sau umezeste aerul.

Piramida nazala este alcatuita partial din oase si partial din cartilaje. Cele doua oase nazale, cate unul de fiecare parte, sunt orientate inferior si, de asemenea formeaza puntea dintre cei doi ochi. Dedesupt , cartilajele nazale si cele ale narilor dau nasului forma si pliabilitatea.

In interior, nasul este impartit in doua cavitati inguste, de catre un perete ce se intinde antero-posterior. Acest perete, septul, este alcatuit din oase si cartilaj. El este acoperit cu o membrana moale si delicata numita mucoasa nazala, care se uneste cu marginea narilor. Narile prezinta fire de par rigide, care cresc in jos si protejeaza calea aeriana. Sunt, uneori, usor de observat la unii oameni, mai ales la barbati. Cele doua cavitati create de catre sept sunt denumite fose nazale. Ele sunt inguste, sub 6mm (1/4 inci) in latime. In partea superioara a foselor se gasesc lame osoase subtiri cu numerosi receptori olfactivi. Cand avem o raceala, acesti receptori se acopera cu un mucus dens, care reduce sensibilitatea olfactiva, la fel si cea gustativa.

Meaturile

Cavitatea posterioara a nasului este impartita in mai multe sectiuni prin trei creste osoase denumite creste nazale. Ele sunt lungi si subtiri si au o dispozitie longitudinala, avand o inclinatie posterioara.

Spatiul dintre cornete este denumit meat nazal. Acesta este captusit cu o membrana mucoasa cu o vascularizatie foarte bogata, care umezeste si incalzeste aerul inspirat. Aceasta mucoasa secreta 0,5 litri (aproximativ o pinta) de mucus in fiecare zi si este acoperita cu mii de cili.Mucusul si cilii capteaza particulelel de praf, care sunt mobilizate incontinuare de catre cili si, in general, sunt inghitite.

Sinusurile - cavitati in partea anterioara a oaselor craniului - comunica cu cavitatea nazala.

Sunt localizate in spatele sprancenelor si obrajilor, in triunghiul dintre ochi si nas. Sinusurile servesc la amortizarea impactului oricarei lovituri a fetei. Alte doua cai se deschid in meaturi. Ductul lacrimal dreneaza lacrimile de la ochi, de aceea trebuie sa ne suflam nasul atunci cand plangem. Cealalta, tuba auditiva, se deschide posterior fata de nas, la jonctiunea nazofaringiana.

Faringele

Faringele este organul in care se incruciseaza calea respiratorie cu calea digestiva

Este situat posterior fata de cavitatea bucala, extinzandu-se pe o distanta scurta la nivelul gatului.

Are o musculatura bogata si o forma de palnie, cu o lungime de aproximativ 12cm (5 inci) de la arcul mandibulei pana la locul de jonctiune cu esofagul.

Partea superioara si cea mai larga a larigelui prezinta o rigiditate relativa datorita raportului cu oasele craniului,in timp ce la capatul inferior mai ingust, muschii sai intra in contact cu cartilajele elastice ale laringelui. Mucoasa faringelui este o continuare a celei bucale si contine multe celule producatoare de mucus, care ajuta la lubrifierea cavitatii bucale si a faringelui in timpul hranirii si vorbirii.

Anatomic, faringele este impartit in trei segmente, in concordanta cu pozitia si functiile pe care le indeplineste. Portiunea superioara, nazofarigele, isi datoreaza numele faptului ca este situat deasupra nivelului palatului moale si formeaza portiunea posterioara a cavitatii nazale. Inferior, nazofarigele este delimitat de palatul moale ; miscarea superioara a acestuia inchide nazofaringele cand inghitim.Prevenind intrarea hranei in cavitatea nazala. Rezultatul neplacut al lipsei de coordonare a acestui mechanism poate fi experimentat in timpul stranutului.

Pe peretele nazofaringelui exista doua formatiuni tisulare, evidente in mod special la copii, denumite amigdale faringiene. Nazofaringele contine deasemenea, de fiecare parte a capului, orificiul tubei EUSTACHIO, canalul dintre urechea medie si faringe.Acest lucru poate crea probleme, deoarece microorganismele patogene din gura, nas si faringe au un acces usor la urechi si pot determina infectii ale urechii medii.

Portiunea faringelui situate in continuarea cavitatii bucale, orofaringele, face parte din caile aeriene dintre gura si plamani. Avand o mobilitate mai mare decat nazofaringele, contractia musculaturii sale ajuta la modelarea sunetelor emise de laringe. Cu ajutorul limbii, acesti muschi ajuta, deasemenea, la impingerea hranei catre esofag. Cele mai importante organe ale orofaringelui sunt cunoscutele amygdale, care sunt frecvent implicate in anginele copiilor.

Portiunea inferioara a faringelui, laringofaringele are rol numai in deglutie.

Miscarile farigelui trebuie sa fie coordonate pentru a asigura patrunderea aerului in plamani si a hranei in esofag. Aceasta coordonare este realizata printr-un plex sau retea de nervi - plexul faringian. Activitatea sa este reglata de partea inferioara a trunchiului cerebral, care cumuleaza informatii de la centrii superiori ai respiratiei si deglutiei.

Laringele

Laringele este alcatuit din mai multe cartilaje, dintre care cel situat anterior prezinta o proeminenta, numita "marul lui Adam". La intrarea in laringe se afla un capacel numit epiglota, care, la nevoie, astupa cavitatea laringelui numita glota. Laringele este si organul vorbirii, deoarece in interiorul sau se afla doua perechi de pliuri numite coarde vocale. Prin vibrarea coardelor inferioare se produc sunetele.

Aerul trece din faringe in laringe, o structura lunga de aprox. 5 cm, locata pe la mijlocul gatului.. Mai multe straturi cartilaginoase, un strat dur si unul moale, comprima mare parte din laringe. O parte din cartilaj numit Marul lui Adam se mareste uneori la barbati in timpul pubertatii, creand o ridicatura vizibila la gat.

In timp ce rolul orimar al laringelui este de a transporta aerul de la faringe la trahee acesta mai serveste si alte functii. Acesta joaca un rol foarte important in producerea de sunete; opreste mancarea sau fluidele sa intre in trahee producand inecul; iar membrana mucoasa si celulele cu cili filtreaza din nou aerul.. Cilii din laringe scot particulele cu impuritati aduse de aer, ducandu-le inapoi la faringe de unde vor fi inghitite.

Mancarea si fluidele sunt blocate pentru a nu intra in laringe de catre epiglota, un tesut subtire asemanator cu o frunza. Cand o persoana respira, epigota este tinuta intr-o pozitie verticala. Cand o persoana inghite, un reflex face ca epiglota si laringele sa se apropie una de cealalta, formand un baraj si conducand mancarea spre esofag. Daca o persoana mananca sau bea prea repede sau rade in timp ce mananca, reflexul de inghtire nu mai are loc, iar mancarea intra in laringe. Mancarea, bautura sau alte substante ce au patruns in laringe dezvolta reflexul de tusire, reflex in care corpul incearca sa deblocheze laringele. Daca acest reflex nu functioneaza, o persoana se poate ineca, o situatie ce poate fi uneori fatala.

Traheea

Traheea este un tub lung de aproximativ 12cm, mentinut deschis datorita inelelor cartilaginoase din care este alcatuit; spre esofag, tesutul cartilaginos este inlocuit cu tesut moale, ce usureaza trecerea alimentelor prin aceast. Peretele intern al traheii este captusit cu o mucoasa umeda, ale carei celule sunt ciliate. Cilii se misca de jos in sus, antrnand astfel impuritatile spre exterior.

Portiunea superioara a traheei se gaseste in partea anterioara a gatului si este formata din inele cartilaginaloase care mentin deschis tesutul elastic. De aici ea se continua pana la bronhii. Traheea, ca si cavitatea nazala, este tapetata cu o membrana mucoasa ce contine celule cu cili care trimit germenii si praful inapoi in faringe de unde sunt inghititi.

Bronhiile

Bronhiile, in numar de doua, sunt ramificatii ale traheii care patrund in plamani. Inelele cartilaginoase ale acestora sunt complecte, iar mucoasa lor contine, de asemenea, celule ciliate. Bronhiile se ramifica in bronhii secundare: doua in plamanul stang, trei in plamanul drept.

Traheea se bifurca in doua tuburi mai mici, bronhiola stanga si cea dreapta, care conduc aerul in plamanul stang respectiv cel drept. In plamani, bronhiile se despart in tuburi si mai mici numite bronhiole. Traheea, bronhiile si cateva din primele bronhiole sunt captusite si ele cu membrana mucoasa si celule ciliate care muta mucoasa in sus spre faringe.

Bronhiolele de divid de mai multe ori in plamani pentru a creea un impresionant pom cu ramuri din ce in ce mai mici, unele nu mai mari de 0.5 mm diametru. Aceste ramuri se termina in mici saci de aer numiti alveole.

Plamanii

Plamanii sunt doua organe buretoase elastice, de culoare roz, asezate in cutia toracica, deasupra diafragmei.

Plamanul drept este alcatuit din trei lobi, iar plamanul stang are doar doi lobi, intre cei doi plamani aflandu-se inima.

In fiecare lob patrunde cate o bronhie secundara, care se ramifica in tuburi din ce in ce mai mici, numite bronhiole. Acestea, cand ajung sa aiba 1mm in diametru, nu mai au inele cartilaginoase. Cele mai fine bronhiole se termina cu saci pulmonari, alcatuiti din mici umflaturi cu peretii foarte subtiri, numite alveole pulmonare.

Alveola pulmonara este unitatea structurala si functionala a plamanului.

Intre sacii pulmonari se afla un tesut conjunctiv elastic. Plamanii nu au muschi.

Suprafata lor este acoperita de doua foite, numite pleure. Una este lipita de plaman, cealalta de peretele intern al cavitatii toracice. Intre ele se afla o cavitate foarte subtire, in care se gaseste o pelicula de lichid.

Plamanii sunt foarte bine vascularizati de arterele si venele pulmonare. Arterele pulmonare patrund in plamani printr-unloc numit hil, se ramifica si insotesc bronhiile pana la sacii pulmonari, unde se ramifica in arteriole care se continua cu capilarele. Acestea se deschid in venule care inconjoara sacii, insotesc apoi bronhiolele, bronhiile, se unesc in venele pulmonare (cate doua de fiecare plaman) si ies din plaman tot prin hil. Ele se deschid in final, in atriul stang.

Un plaman este, deci, alcatuit dintr-un mare numar de saci pulmonari. Suprafata acestora sete foarte mare datorita alveolelor, a caror suprafata totala atinge 200 m patrati. Astfel, sangele si aerul se gasesc in contactpe o mare suprafata. Ele sunt separate doar de peretii foarte subtiri ai alveolelor si ai capilarelor.

Modul de funcionare al plamanilor

Daca plamanii ar fi indepartati din torace, ei s-ar colaba ca un balon care se dezumfla. Ei sunt mentinuti deschisi de catre tensiunea superficiala creata de lichidul propus de catre membrana fina ce acopera plamanii si peretii toracici-membrana pleurala. Pentru a va imagina aceasta, ganditi-va la doua lame de sticla. Daca sunt uscata si sunt puse una peste cealalta, ele pot fi usor desprinse, dar daca suprafata este umeda, tensiunea mentine lamele unite. Singurul mod in care ele pot fi separate este prin a le face sa alunece una peste cealalta.In acelasi mod, atat timp cat un strat subtire de lichid separa plamanii de peretele toracic, plamanii sunt mentinuti destinsi. Cand toracel isi mareste volumul, plamanii le urmeaza miscarea si aerul patrunde in alveole.

Cand expiram, muschii intercostali se relaxeaza treptat. Daca ar exista o relaxare completa, plamanii ar revenii rapid la forma initiala doar daca nu-i mentinem in pozitie in mod constient. Daca aerul patrunde intre plamani si peretele toracic, tensiunea superficiala este modificata si plamanul colabeaza.

Alveolele pulmonare

Bronhiolele de divid de mai multe ori in plamani pentru a creea un impresionant pom cu ramuri din ce in ce mai mici, unele nu mai mari de 0.5 mm diametru. Aceste ramuri se termina in mici saci de aer numiti alveole. Alveolele conduc oxigenul la sistemul circulator si scot dioxidul de carbon din acesta.

Numarul alveoleloreste de aprox. 150 milioane intr-un plaman si comprima in ele cea mai mare parte a tesutului din plamani. Alveolele seamana cu minuscule baloane dezumflate cu mici pereti elastici care se umfla cand intra in ele aerul si se dezumfla cand aerul este expirat.

Alveolele sunt aranjate asemanator unor ciorchini de strugure, fiecare ciorchine fiind inconjurat de o plasa densa de capilare. Alveolele si capilarele sunt aranjate in asa fel incat aerul din peretele alveolei sa fie de le 0.1 la 0.2 microni din sangele din capilare.. Din moment ce concentratia de oxigen din alveole este mult mai mare decat cea din capilare, oxigenul difuzeaza din alveole in capilare. Oxigenul din capilare ajunge in vase de sange mai mari, de unde sangele oxigenat este dus catre inima de unde este pompat spre restul corpului.

Dioxidul de carbon care ajunge in fluxul sangvin ca si produs rezidual de la celule este pompat catre inima, ajungand la alveolele capilare. Concentratia CO2 este mult mai mare decat cea din alveole, facand CO2 sa treaca in alveole. Expiratia forteaza CO2 inapoi in pasajele respiratorii, iar apoi in afara corpului.

Pleura

Exista doua tipuri de membrana pleurala la nivelul aparatului respirator: cea interna, sau pleura viscerala, si cea externa, sau pleura parentala.

Pleura viscerala acopera toata suprafata externa a plamanilor, inclusiv scizurile.

Pleura parientala acopera suprafata interna a toracelui.

Aceste doua straturi se intalnesc la nivelul hilului pulmonar, punctul unde plamanii sunt conectati de trahee prin bronhii si de inima prin vasele pulmonare. In toate celalalte zone, ele sunt relativ separate.

La persoanele sanatoase, straturile visceral si pariental ale pleurei sunt mereu in contact si ele aluneca una peste alta cand plamanul se misca in cursul respiratiei. Bineinteles, exista un oarecare spatiu intre cele doua foite. L a persoanele sanatoase, acest spatiu "potential" este minim: doar atat cat sa permita prezenta unor cantitati infime de lichid care ajuta la lubrifierea celor doua straturi in timpul alunecarii unuia peste celalalt. In unele cazuri de pleurezie, totusi, cavitatea pleurala se poate umple cu cantitati mari de lichid: acesta este denumit revarsat pleural.

Volumele si capacitatile respiratorii

Presiunile partiale ale gazelor respiratorii