NOTIUNI DE ANATOMIE SI FILOZOlLOGIE A PLAMANILOR SI CAILOR RESPIRATORII

NOTIUNI DE ANATOMIE SI FILOZOlLOGIE A PLAMANILOR SI CAILOR RESPIRATORII

Aparatul respirator este format din totalitatea organelor care contribuie la realizarea schimburilor de gaze dintre organism si mediul extern.In plus,prin partea superioara a cavitatii nazale la nivelul mucoasei olfactive se percepe mirosul, iar laringele,un alt segment al aparatului respirator,datorita corzilor vocale inferioare,realizeaza fonatia.

Aparatul respirator este alcatuit din :

caile respiratorii organe care au rol in vehicularea aerului ;cavitatea nazala si faringele formeaza caile respiratorii superioare,iar laringele trahea si bronhiile - caile respiratorii inferioare.

pl m nii,organe la nivelul carora au loc schimbul de gaze(oxigen si dioxid de carbon).

CAILE RESPIRATORII

CAVITATEA NAZALA - primul segment al cailor respiratorii.

Ea este divizata de septul nazal in doua cavitati simetrice numite fose nazale.Fosele nazale se afla partial in piramida nazala care are rol estetic si de protectie.

FARINGELE,al doilea organ al cailor respiratorii,este un organ cu dubla functie, respiratorie si digestiva.

LARINGELE,este situat in partea anterioara a gatului,sub osul hioid,deasupra traheei,proeminand sub piele.Are un schelet cartilaginos,format din trei cartilaje neperechi (cartilajul tiroid,cricoid,epiglotic) si trei perechi (cartilajele aritonoide,corniculate si cuneiforme) unite intre ele prin ligamente sau articulatii.La interior este captusit de o mucoasa care determina in cavitatea laringelui,patru plici numite corzi vocale,doua superioare si doua inferioare.

TRAHEEA este un conduct fibro cartilaginos,intins de la marginea anterioara a laringelui pana la bifurcarea ei in cele doua bronhii principale.Este situata anterior de esofag.Are doua segmente;cervical si toracal.Inelele bifrocartilaginoase sunt incomplete posterior,unde se afla o membrana musculabifroelastica care permite dilatarea esofagului si inaintarea bolului alimentar in timpul deglutitiei.La exterior se afla tesut conjunctiv,iar la interior mucoasa traheala,formata dintr-un epiteliu pseudostratificat cilindric ciliat,avand si celule care secreta mucus.

BRONHIILE PRINCIPALE.Sunt doua conducte fibrocartilaginoase,rezulta- te din bifurcarea traheei la locul de bifurcare,in interiorul traheei se afla

pintenele traheeal.Bron-hiile principale ajung la lobul pulmonar prin care patrund in plaman ,ramnificandu-se si formand astfel arborele bronsic.Structura bronhiilor este aceiasi cu a traheei.

PLAMANII

Plamanii reprezinta principalele organe ale aparatului respirator si sunt situati in cavitatea toracica,deasupra diafragmului.Au forma unor jumatati de con sectionat de la virf spre baza,masa medie a celor doi plamani este de 1300g.

Plamanii prezinta;baza usor concava asezata pe diafragma si care,prin inter-mediul difragmului,la dreapta este in raport cu lobul drept al ficatului,iar la stanga cu lobul stang al ficatului,cu fundul stomacului si cu splina;

varful depaseste prima coasta si ajunge la baza gatului

fata externa (coastele),vine in raport cu coastele si spatiile intercostale si prezinta la plamanul drept doua fisuri;una oblica si alta orizontala,iar plamanul stang numai fisura oblica;

fata interna mediastinala este plana si prezinta hilul plamanului care este locul de intrare si iesire al elementelor pediculului pulmonar(adica bronhia principala,artera si venele pulmonare,arterele si venele bronsice,nervii vegetativi si vase limfatice).

STRUCTURA PLAMANULUI - este cea a unei glande tubuloacinoase, fiind formate dintr-un sistem de canale aeriene si dintr-o multitudine de saci.

Lobii plamanului drept(superior,mijlociu,inferior)sunt delimitati de doua fisuri,in timp ce lobii plamanului stang(superior si inferior),sunt delimitati de o fisura.Fiecare lob este alcatuit din segmente,care reprezinta unitatiile anatomice,functionale si clinice ale plamanului.Fiecare segment este format din lobul,unitatiile morfofunctionale ale plamanilor care au forma piramidei,cu baza spre suprafata plamanilor,iar varful suspendat de o bronhie supra- lobulara,indreptat spre hil.In jurul lobului se afla tesut conjunctiv bogat in fibre elastice,celule conjunctive si celule macrofage.

ARBORELE BRONSIC. Dupa patrunderea bronhiilor principale prin hil in plaman ele se ramifica in bronhii lobare,care la randul lor se ramifica in bronhii segmentare.Bronhiile segmentare se divid de mai multe ori si dau nastere la bronhiile supralobulare care patrund prin varful lobului pulmonar in interiorul lobului,devenind bronhiile intralobilare.Bronhiile intra lobilare se ramifica,lal randul lor dind nastere bronhiilor terminale,numite astfel deoarece sunt ultimile ramificatii ale arborelui bronsic,cu rol de a conduce aerul.Bronhiile terminale dau nastere bronhiilor respiratorii (acinoase) care se continua cu canalele alveolare,ai caror pereti reprezinta dilatatii in forma de saci alveolari,in care se

deschid alveolele.Totalitatea elementelor care continua o bronhiala terminala formeaza acinul pulmonar.

Epiteliul alveolar,membrana bazala a alveolei,tesuturile conjunctive de sub ea ,membrana bazala a capilarului si endoteliului capilar formeaza bariera hematoaeriana care este strabatuta de oxigen si dioxid de carbon.

VASCULARUZATIA PLAMANILOR,plamanul are o dubla vasculariza-tie ; functionale si nutritive.

VASCULARIZATIA FUNCTIONALA - realizeaza schimburile gazoase si este reprezentata de trunchiul pulmonar si venele pulmonare care alcatuiesc mica circulatie.

Trunchiul pulmonar incepe cu ventriculul drept,se imparte in artera pulmo- nara stanga si dreapta care patrund in plamani prin hilul pulmonar.Ajunsa in plamin artera urmareste ramificatiile arborelui bronsic;patrunzand in lobul pulmonar si se capilarizeaza in jurul alveolelor pulmonare.La nivelul acestei retele capilare dioxidul de carbon este cedat alveolelor si din alveole patrunde oxigenul care este preluat de venele pulmonare.Aceste vene parasesc plaminul prin hilul pulmonar si duc sangele cu oxigen in atriul stang,de unde va trece in ventriculul stang care il va impinge prin aorta in tot organismul.

Vascularizatia nutritiva face parte din marea circulatie si este reprezentata de artarele si venele bronsice.Arterele bronsice provin prin aorta toracala ,iar venele bronsice se deschid in sistemul azyges.

Pleura este o membrana seroasa formata din doua foite dintre care una inveleste plamanii la exterior,patrunde in fisuri,iar cealalta captuseste peretii cutiei toracice.Cele doua foite se continua una cu cealalta la nivelul pediculului pulmonar.Intre cele doua foite se afla cavitatea pleurala spatiuvirtual,in care exista presiune negativa cu rol important in mecanica respiratiei.Intre cele doua foite se gaseste foarte putin lichid seros,care mentine umeda suprafata lor ,usu- rind alunecarea plaminului in timpul miscarilor respiratorii. Cavitatea pleurala poate devenii reala cand in cazuri de boala contine aer (pneumotorax) sange (hemotorax) sau puroi (piotorax).

MEDIASTINUL este o regiune topografica limitata lateral de fetele interne ale celor doi plamani,inferior si diafragm,anterior de stern iar posterior de coloana vertebrala toracala si de catre extremitatiile posterioare ale coastelor.In mediastine se gasesc;inima invelita de pericard , vasele mari ; venele cave superioare si inferioare,cele patru vene pulmonare,artera aorta ,trunchiul pulmo-nar cu ramurile lui,traheea si cele doua bronhii principale.

RESPIRATIA

RESPIRATIA reprezinta una din functiile esentiale ale organismelor vii in general,functie prin care se realizeaza raportul de oxigen din aerul ambiant pana la nivelul celular,in paralel cu eliminarea in atmosfera a dioxidului de carbon,realizat din metabolismul celular.Aceasta functie complexa se realizeaza cu participarea unor sisteme morfofunctionale in mai multe etape strans corelate,intr-o stricta succesiune,acestea sunt : ventilatie pulmonara,difuziunea si schimbul de gaze la nivelul membranei alveolo-capilare,transportul gazelor in sange si respiratie celulara.

VENTILATIA PULMONARA

Este procesul prin care se realizeaza circulatia alternativa a aerului intre mediu ambiant si alveolele pulmonare,antrenand astfel patrunderea aerului bogat in oxigen catre alveole si eliminarea dioxidului de carbon catre exterior.

MISCARILE VENTILATORII

Circulatia altrenativa a aerului se realizeaza ca urmare a variatiilor ciclice ale volumului cutiei toracice urmate fidel de miscarea in acelasi sens a plamanului care este solidarizat de aceasta prin intermediul foitelor pleurale.Variatiile ciclice ale volumului aparatului toraco-pulmonar se realizea-za in cursul a doua miscari de sens opus,definite ca miscarea inspiratorie si miscarea expiratorie.

In timpul miscarii inspiratorii are loc cresterea volumului cutiei toracice si o crestere a volumului pulmonar.Cresterea volumului cutiei toracice se realizeaza ca o consecinta a cresterii celor trei diametre ale sale anteroposterior,longitudi-nal si transversal.

O data cu cresterea volumului cutiei toracice are loc o expansiune a plama-nilor,favorizata de bogatia fibrelor elastice din structura parenchimului pulmonar si determinata de existenta unei aderente functionale intre cutia toracica si plaman.

Expansiunea plamanilor si cresterea volumului lor in cursul inspiratiei au drept consecinte o scadere a presiunii aerului din interiorul plamanului sub presiune atmosferica (aproximativ cu 2-3 mm Hg) realizandu-se astfel un gradient de presiune datorita caruia aerul atmosferic patrunde in interiorul plamanilor.Punerea in miscare a aparatului toracopulmonar ca fortele ce iau nastere prin contractia muschilor respiratorii sa depaseasca o serie de forte opozante de sens contrar,generator de insasi particularitatile structurale ale aparatului toraco-pulmonar. Dintre fortele opozante o deosebita semnificatie functionala o prezinta fortele elastice,vascoase,inertiale.

Miscarea expiratorie (expiratia) reprezinta miscarea de sens contrar inspiratiei,in cursul careia are loc revenirea la volumul initial al cutiei toracice si al plamanului.In conditii de repaus,expiratia este un act pasiv ce nu necesita contractia musculaturii respiratorii.Revenirea cutiei toracice si a plamanului la volumul initial este consecinta refractiei tesuturilor elastice ale aparatului toraco-pulmonar care au fost desprinse in cursul inspiratiei si care elibereaza sub forma de energie cinetica,energia potentiala acumulata.Ca urmare a scaderii volumului pulmonar in cursul respiratiei,presiunea aerului va creste peste presiunea atmosferica (cu 2-3 mm Hg),ceea ce are drept consecinta crearea unui gradient de presiune de-a lungul careia aerul din plamani iese catre exterior.

VOLUMELE SI CAPACIATIILE PULMONARE

In cursul miscarilor ventilatorii,patrund si ies din plamani cantitati de aer a caror marime este in functie de talia persoanei de varsta,de sex,de postura,etc. si a caror cuantificare poate aduce informatii asupra integritatii aparatului toraco-pulmonar.Evaluarea volumelor se face prin spirometrie si mai ales prin spirografie.Spirometria se efectueaza cu ajutorul spirometrelor.Spirometrele sunt de mai multe feluri : spirometre cu apa si spirometre uscate.

Metoda spirografica utilizeaza spirograful,un aparat care permite inregistra-rea grafica a volumelor expirate si efectuarea unor succesiuni de miscari inspiratorii si expiratorii.In alcatuirea spirografului exista o serie de sisteme:

sistemul inscriptor este reprezentat de o pernita care conectata cu clopotul,per-mite inregistrarea variatiilor de pozitie ale acestuia in functie de variatia volumului de aer introdus.

sistemul de pompe ce dirijeaza aerul in sens unic prin spirograf,permitand efectuarea succesiva a mai multor miscarii respiratorii,fara ca subiectul sa inspire sau sa expire atmosfera ambianta.

sistemul de absortie a dioxidului de carbon expirat reprezentat de o substanta absorbanta a dioxidului de carbon.

In consecinta aerul pe care il respira subiectul va avea o compozitie relativ constanta evitandu-se acumularea dioxidului de carbon in exces.

sistemul de introducere sub clopot al oxigenului cu un debit constant inlocuind astfel oxigenul consumat.Se poate observa ca drept urmare a ventilatiei volumului de aer curent,penita sistemului inscriptional va trasa un grafic in linii ascendente (inspir) si descendente (expir).Prin inspirarea unui volum de aer maximal,la sfarsitul unei inspiratii de repaus va inregistra volumul de rezerva inspiratorie,iar prin efectuarea unei expiratii maximale la sfarsitul unei expiratii de repaus vom inregistra volumul de rezerva expiratorie.

Volumul curent (VT) reprezinta volumul de aer care patrunde in plamani,in cursul unei inspiratii si unei expiratii de repaus,valoarea lui medie la persoanele adulte este de 500 ml.

Volumul inspirator de rezerva (VIR),reprezinta volumul maxim de aer ce poate fi inspirat la sfarsitul unei inspiratii de repaus.

Valoarea lui medie la adulti este de 3000 ml. ceea ce reprezinta 60% din capacitatea vitala.

Volumul expirator de rezerva (VER) reprezinta volumul maxim de aer care poate fi expirat la sfarsitul unei expiratii de repaus.Valoarea lui medie la adulti este de 1200ml.,adica aproximativ 25% din capacitatea vitala.

Volumul rezidual (VR) reprezinta volumul de aer care ramane in plaman la sfarsitul unei expiratii maximale.Valoarea lui medie la adulti este de 1300ml. ceea ce reprezinta aproximativ 25% din capacitatea vitala.

Capacitatiile pulmonare reprezinta valoarea sumei a doua ori mai multe volume pulmonare astfel :

capacitatea pulmonara totala (CPT),reprezinta volumul de aer cuprins in plaman la sfarsitul unei inspiratii maxime,insumand toate volumele pulmonare mentionate.Valoarea ei variaza in functie de talie sex,varsta,in medie luandu-se in consideratie o valoare de 6000ml.

Capacitatea vitala (CV) reprezinta volumul de aer ce poate fi scos din plaman printr-o expiratie fortata efectuata dupa o inspiratie maxima.Ea este egala cu suma a trei volume pulmonare (VRI) + (VER) +(VT) si are in medie o valoare de aproximativ 4700ml. reprezentand in jur de 75% din CPT;

Capacitatea reziduala functionala (CRF) reprezinta volumul de aer care ramane in plaman la sfarsitul unei expiratii de repaus.Valoarea ei,se poate obtine prin insumarea VER + VR ,ea reprezentand aproximativ 50% din CPT;

Capacitatea inspiratorie (CI) reprezinta volumul de aer ce poate fi introdus in plaman printr-o inspiratie maxima care incepe la sfarsitul unei expiratii de repaus.Valoarea ei este echivalenta cu suma dintre VT si VER si reprezinta 50% din CPT.

DEBITELE VENTILATORII. Daca masurarea volumelor pulmonare confera o serie de parametrii statici ce caracterizeaza aparatul toraco-pulmonar,pentru obtinerea unei informatii legate de functia ventilatorie se utilizeaza masura debitelor ventilatorii.

Debitul ventilator de repaus (V) reprezinta cantitatea de aer ventilat in timp de un minut in conditii de repaus si poate fi obtinut prin produsul dintre volumul curent si frecventa oscilatiei.

Debitul ventilator maxim (Vmax) reprezinta cantitatea de aer maxima ce poate fi ventilata ca urmare a cresterii maximale a frecventei si amplitudinii respiratorii,el poate atinge valori de pana la 1501 /min. la persoanele antrenate.

VENTILATIA ALVEOLARA. La sfarsitul unei respiratii de repaus,in interiorul plamanilor se afla aproximativ 2500 ml. aer din acestia doar in jur de 2350 ml.participa la schimbul de gaze,aflindu-se in interiorul alveolelor (aer alveolar) restul de aproximativ 150 ml. este condus in caile respiratorii la nivelul carora nu au loc schimburi de gaze,fapt pentru care acest spatiu a fost numit spatiu mort anatomic.

Din cei 500 ml. ce patrund in plamani in cursul unei inspiratii de repaus,150ml. vor primeni aerul din spatiul mort anatomic,iar restul de 350 ml.se adauga aerului alveolar.Cu alte cuvinte ventilatia alveolara (Va) va exprima cantitatea de aer care patrunde in plamani dupa scaderea volumului spatiului mort anatomic (Vsma) in timp de un minut.

Va = V - Vsma x f

DIFUZIUNEA SI SCHIMBARILE DE GAZE DE LA NIVELUL MEMBRANEI ALVEOLO-CAPILARE.

La nivelul plamanului are loc, in permanenta, un schimb de gaze intre aerul din alveole si gazele dizolvate in sangele venos ce ajunge la acest nivel pe calea vaselor capilare.Schimbul de gaze se realizeaza la nmivelul membranei alveolo-capilare prin procesul de difuziune; acest proces defineste tendinta unui gaz de a se deplasa dintr-o zona in care concentratia lor este mai mare catre o zona in care concentratia este mai mica, pina in momentul in care concentratia gazului se uniformizeaza in ambele zone. Viteza cu care are loc procesul de difuziune a dioxidului de carbon si oxigenului la nivelul plaminului este conditionata de o serie de factori :

Gradientul de presiune partiala a gazelor din aerul alveolar si din singele capilarelor venoase.

Suprafata de difuziune este reprezentata de marimea suprafetei prin care aerul vine in contact cu membrana alveolo-capilara si este direct proportionala cu viteza de difuziune.

Distanta de difuziune, foarte mica, pe care o au de parcurs gazele favorizeaza procesul de difuziune crescindu-I viteza.

Coeficientul de difuziune este o valoare constanta care depinde de solubilitatea gazului si de greutatea lui moleculara.

TRANSPORTUL GAZELOR IN SANGE

TRANSPORTUL OXIGENULUI. Oxigenul este transportat in sange sub doua forme :

dizolvat in plasma; desi in cantitatea mica,oxigenul transportat subb aceasta forma are un rol functional deosebit, reprezentindforma intermediara obligatorie in transferul de oxigen intre aerul alveolar si hemoglobina din eritrocit sau intre hemoglobina eritrocitara si celulele catre care oxigenul este eliberat.

legat de hemoglobina; reprezinta forma principala de transport a oxigenului, sub aceasta forma sunt transportati aproximativ 20 ml. oxigen in fiecare ml. de plasma, fiecare gram de hemoglobina legind 1,34 ml. oxigen. La fiecare atom de Fe din structura moleculei de hemoglobina se leaga labil cite o molecula de oxigen.

Capacitatea hemoglobinei de a lega oxigenul este conditionata nu numai de presiunea partiala a oxigenului dizolvat ci si de concentratia ionilor de hidrogen din plasma si de temperatura.Cresterea temperaturii si a concentratiei ionilor de hidrogen scade capacitatea hemoglobinei de a lega oxigenul care este cedat tesuturilor.

TRANSPORTUL DIOXIDULUI DE CARBON. Dioxidul de carbon format la nivelul tesuturilor este transportat in diferite moduri;

dizolvat in plasma, ca si in cazul oxigenului, o parte din dioxidul de carbon, care difuzeaza dinspre tesuturi prin lichidul interstitial, in singe este transportat dizolvat in plasma.

legat de anumite grupuri ale anumitor proteine o cantitate de aproximativ de dioxidd de carbon la 100ml.singe se leaga la nivel unor grupari ale proteinelor plasmatice, inclusiv la nivelul hemoglobinei, fiind transportat sub aceasta forma.

sub forma de bicarbonat; sub aceasta forma se transporta restul de dioxid de carbon din singe.Dioxidul de carbon difuzat de la nivelul tesuturilor in plasma, patrunde in interiorul eritrocitelor unde sub influienta unor enzime anhidraza carbonica, se hidrateaza dind nastere acidului carbonic. Acidul carbonic disociaza rapid iar anionul bicarbonic rezultat difuzeaza din nou, in cea mai mare parte in plasma unde leaga ionul Na pozitiv cu care formeaza bicarbonatul de sodiu.

RESPIRATIA CELULARA

Suma proceselor prin care oxigenul transportat in singe este cedat la nivelul capilarelor din tesuturi catre sistemele enzimatice celulare unde este utilizat si prin care dioxidul de carbon este produs in celula, ca urmare a proceselor metabolice poarta denumirea de respiratie celulara.

Transportul oxigenului din singele capilar catre intracelulare de utilizare are loc printr-un proces de difuziune.Difuziunea gazelor prin endoteliul capilar si prin membranele celulare depinde de aceiasi factori care conditioneaza difuza-

rea gazelor la nivelul plaminului.

Pentru a se uni cu oxigenul, reactie in urma careia se formeaza apa, ionii de hidrogen proveniti din degradarea diferitelor substraturi sunt in prealabil activati, proces care se realizeaza in cursul unui sir de reactii de ozidoreducere ce se desfasoara in mitocondrii, cunoscute sub denumirea de lant respirator.In absenta oxigenului reactiile de oxidoreducere ale lantului respirator nu mai

au loc si in consecinta, este anulata si producerea de energie, ceea ce face ca procesele vitale sa nnu mai poata continua.

Dioxidul de carbon,care trece din tesuturi in sange,provine din reactiile de degradare a substraturilor (reactii de carbonizare) ,el reprezentand alaturi de apa unul din produsii finali ai reactiilor metabolice din organism.r