APARATUL RESPIRATOR ANATOMIA APARATULUI RESPIRATOR

APARATUL RESPIRATOR ANATOMIA APARATULUI RESPIRATOR

Este format din caile respiratorii si plamâni. Caile respiratorii sunt împartite topografic în doua grupe:

caile respiratorii superioare reprezentate de cavitatea nazala, faringe, lanngc
si trahee;

caile respiratorii inferioare reprezentate de ramificatiile bronsice.

CAVITATEA NAZALĂ

Este divizata în doua parti printr-un perete median, dispus antero-posterior, numit sept nazal. Acesta are o parte anterioara, cartilaginoasa si o parte posteri-oara, osoasa.

Anterior, se patrunde în cavitatea nazala prin doua orificii numite narine, care se continua cu vestibulul nazal (o zona dilatata al carei tegument contine fire de par). Posterior de vestibul este cavitatea nazala propriu-zisa (fosele nazale"¹ captusita cu mucoasa nazala. Mucoasa are doua regiuni:

regiunea olfactiva asezata TOStero-superior. Aici se gaseste segmentul
periferic al analizatorului olfactiv;

regiunea respiratorie ocupa restul cavitatii, este foarte bine vascularizata,
are un epiteliu ciliat si contine glande mucoase.

Aplicatie practica. Hemoragiile nazale, numite epistaxis, sunt cauzate de lezarea plexurilor venoase din mucoasa respiratorie. Obstructia foselor nazale în afectiuni inflamatorii se realizeaza prin edemul mucoasei nazale (crestere de volum datorita retentiei hidrice).

Pe peretele lateral al foselor nazale se gasesc trei lame osoase asezate cu axul lung antero-posterior, numite cornete nazale (cornetul superior, mijlociu si inferior). Aceste lame sunt concave inferior si limiteaza în concavitate trei spatii numite meaturi r.azale: superior, mijlociu si inferior.

Cavitatea nazala se deschide 959k1018j posterior în nazofaringe prin doua orificii numite choane.

Sinusurileparanazale sunt cavitati în oasele din vecinatatea cavitatii nazale. Sunt captusite cu o mucoasa de tip respirator si comunica cu cavitatea nazala.

Sinusul maxilar este cel mai mare. Se gaseste în grosimea osului maxilar. Se deschide în meatul nazal mijlociu.

Sinusul frontal se gaseste în grosimea osului frontal. Se deschide în meatul nazal mijlociu.

Sinusul etmoidal din grosimea corpului osului etmoid este format din mai multe cavitati numite celule etmoidale. Acestea se deschid în meaturile superior si mijlociu.

Sinusul sfenoidal se gaseste în corpul osului sfenoid, inferior de saua turceasca. Se deschide pe peretele superior al cavitatii nazale.

Aplicatie practica: inflamatia mucoasei sinusurilor se numeste sinuzita.

FARINGELE

Va fi tratat la capitolul "Aparatul digestiv". La nivelul bucofaringelui se intersecteaza calea digestiva si cea respiratorie.

LARINGELE

Este un organ cavitar cu schelet cartilaginos. Laringele are trei cartilaje pereche numite aritenoide, corniculate si cuneiforme. Are si trei cartilaje nepereche numite tiroid, cricoid si epiglota.

Cartilajul tiroid (marul lui Adam). Este cel mai voluminos. Are forma unei carti deschise posterior si cuprinde între lamele sale (corespunzatoare copertilor cartii) cavitatea laringiana. Se articuleaza inferior cu cartilajul cricoid. Acesta seamana cu un inel cu pecetea dispusa posterior (pecetea se numeste lama cricoidului). Epiglota este un cartilaj ovalar. Este asezata antero-superior de tiroid. Acopera cavitatea laringelui în timpul deglutitiei.

Cartilajele aritenoide se articuleaza cu partea superioara a lamei cricoidului. Au forma de piramida triunghiulara pe care se prind corzile vocale. Capatul ante­rior al corzilor vocale se insera în unghiul posterior dintre lamele tiroidului. Spatiul dintre corzile vocale se numeste glota.

Cartilajele corniculate si cuneiforme, de dimensiuni mici, se gasesc la vârful aritenoidelor.

Muschii laringelui:

muschiul cricotiroidian cu originea pe cricoid si insertia în partea posterioara
a tiroidului. Este inervat de nervul laringeu superior.

Actiune: prin balansarea antero-posterioara a tiroidului si cricoidului, tensio­neaza sau relaxeaza corzile vocale.

muschiul vocal, cu originea pe tiroid si aritenoid si insertia pe corzile vocale.
Produce vibratii ale corzilor vocale.

muschi dilatatori ai glotei;

muschi constrictori ai glotei.

Configuratie interna. La interior, cavitatea laringelui este captusita de mucoasa. Corzile vocale ridica pe peretii laterali cele doua perechi de plici vocale (o pereche false si o pereche adevarate). Astfel, cavitatea laringelui este împartita în trei etaje: vestibulul (superior), ventriculul (între plici) si cavitatea infraglotica (inferior).

Inervatia senzitiva si motorie a laringelui provine din nervul vag prin nervii laringieni superiori si inferiori: vascularizatia laringelui se face prin ramuri laringiene din arterele si venele tiroidiene superioare si inferioare.

Limfa laringelui dreneaza în ganglionii limfatici cervicali profunzi din jurul venei jugulare interne.

TRAHEEA

Este un organ tubular. începe la nivelul vertebrei C₆ si se termina în torace, la nivelul vertebrei T₄, unde se bifurca în cele doua bronhii principale. Are o lungime de aproximativ 10-12 cm si un diametru de aproximativ 1,5 cm. Topografic, are o parte cervicala si una toracica.

Configuratie si structura. Traheea are un schelet fibrocartilaginos, finul formata din suprapunerea unor cartilaje cu aspect inelar, incomplete poslenor Cartilajele sunt unite între ele prin ligamente inelare si sunt complclulc poslnmi de o membrana fibroasa (este posibila, astfel, trecerea bolului alimentar prin i'soliigul asezat posterior).

La interior, traheea contine o mucoasa cu glande seromucoasc si cpileliu cilindric ciliat.

BRONHIILE

Inferior, traheea se împarte'în bronhia principala dreapta si cea stânga. AcCdten sunt extrapulmonare. Ele intra în plamâni la nivelul hilului pulmonar si apoi le ramifica în bronhii lobare si segmentare formând asa-numitul arbore bronsic.

Bronhiile principale pastreaza caracterele traheei, dar pe masura ramificarii lor inelele cartilaginoase se raresc, devin incomplete, pentru a disparea în bronhiile mici, numite bronhiole, în schimb, în bronhiole sunt bine reprezentate fibrele musculare netede dispuse circular.

PLĂMÂNII

Sunt organele centrale ale aparatului respirator. La nivelul lor se fac schimburile de gaze. Plamânii au o forma aproximativ tronconica si prezinta o baza, un vârf, o fata sternocostala, o fata diafragmatica si o fata mediastinala. (fetele sunt numite astfel dupa principalele lor raporturi). Plamânii prezinta, de asemenea, o margine anterioara si o margine inferioara. Suprafetele plamânilor sunt brazdate de santuri adânci numite fisuri. Plamânul drept prezinta fisura oblica si fisura orizontala care îl împart în trei lobi (superior, mijlociu si inferior). Plamânul stâng are o singura fisura, care îl împarte într-un lob superior si unul inferior, în centrul fetelor mediastinale ale ambilor plamâni se gaseste o depresiune numita hilul pulmonar. Pe aici intra si ies din plamân elementele pediculului pulmonar

(doua vene pulmonare, o bronhie principala, o artera pulmonara, vase limfatice si nervi). Lobii pulmonari sunt împartiti pe criterii vasculare si de ramificatie bronsica în segmente pulmonare. Exista 10 segmente pentru fiecare plamân. Un segment pulmonar este un teritoriu limitat cu autonomie morfofunctionala si care are bronhie, iiitcra si vena proprii.

Aplicatie practica. Patologia pulmonara poate fi limitata la un singur seg­ment. Chirurgical, se poate face rezectie segmentara.

în inlcriorul segmentelor, bronhiile segmentare se mai ramifica de aproximativ 10 15 ou. l lllima ramificatie nu mai are schelet cartilaginos si se numeste bronhiola. Aceustii asigura ventilatia unui teritoriu numit lobul pulmonar, în lobul bronhiolele se mai ramifica tic câteva ori pâna la nivelul de canale alveolare în care se deschid sacii alveolari.

Alveolele pulmonare au aspectul unor saci umpluti cu aer, ai caror pereti sunt formati dintr-un cpiteliu alveolar si o retea de fibre conjunctive numita stroma. Aceasta formeaza septuri despartitoare interlveolare. Celulele epiteliului alveolar secreta o substanta tcnsioactiva numita surfactant, datorita careia alveolele se mentin deschise, în stroma se gaseste o importanta retea de capilare.

Vascularizatia plamânului este dubla: nutritiva si functionala.

Vascularizatia functionala se face astfel: din ventriculul drept pleaca trunchiul pulmonar care se împarte în arterele pulmonare drpapta si stânga. Acestea patrund în plamâni si se ramifica segmentar si subsegmentar, ultimele ramuri terminân-du-se într-o retea de capilare în jurul alveolelor. Din aceasta retea se formeaza vene, care preiau sângele oxigenat, conflueaza în ramuri din ce în ce mai mari si, în final, parasesc plamânul prin doua vene pulmonare. Cele patru vene pulmonare (doua drepte si doua stângi) se varsa în atriul stâng, închizând astfel-"mica circulatie" pulmonara.

Vascularizatia nutritiva se face prin arterele bronsice (doua stângi si una dreapta), care pleaca din aorta toracica. Acestea transporta sânge oxigenat pentru nutritia elementelor componente din structura plamânului (vase, bronhii, ganglioni limfatici, pleura viscerala), în peretii acestor elemente componente arterele formeaza o rctiM <k- capilare clin care se formeaza venele bronsice. Acestea ajung, în final, în voua i avi'i supei mara.

/ ini/din v/r iilamânilor ajung, în principal, în ganglionii limfatici din pediculul pulmnimi l In i :ipoi prin statiile ganglionare paratraheale si se varsa la stânga în utilului Ionicii i;ir la dreapta în marea vena limfatica. Exista anastomoze limfatice între teritoriile < l ia fragmatic si pulmonar. Acestea explica posibilitatea metastazarii canceroase de la plamâni spre ficat si invers.

Jnervafia plamânilor este simpatica si parasimpatica.

Incrvatia simpatica are originea în coarnele laterale ale maduvei toracice între T₂-T₅.

Inervatia parasimpatica se face prin nervul vag.

Efectele stimularii parasimpaticului sunt: vasodilatatie a plexurilor vasculare din peretii bronhiilor, hipersecretie glandulara a glandelor bronsice si contractia musculaturii bronsice (toate aceste efecte duc la micsorarea lumenului bronsic).

Simpaticul are efecte inverse.

oj.v , .;.;ttw,CAVITATEATORACICĂi';f^:v'^'-^T! ' ^:

"".. ,-;;... _:(:^->:--:.-:   .: :

Reprezinta segmentul superior al trunchiului si este delimitata astfel:

fata anterioara, formata de stern si articulatiile sterno-costale;

-fataposterioara, formata de coloana vertebrala, coaste si articulatiile costo-vertebrale;

fetele laterale, formate de catre arcurile costale si spatiile intercostale ocupate
de muschii intercostali;

apertura toracica superioara sau orificiul superior prin care toracele
comunica cu gâtul este limitata de coloana vertebrala, arcul primei coaste si marginea
superioara a sternului;

- apertura toracica inferioara sau orificiul inferior este limitata anterior de arcurile costale drept si stâng (rebordurile costale) formate prin reunirea cartilajelor coastelor 10,9, 8. Orificiul este limitat posterior de coasta 12 si coloana vertebrala.

Arcurile costale formeaza unghiul infrasternal deschis inferior.

Aplicatie practica: în anumite boli poate aparea modificarea formei tonicdui în rahitism, sternul bombeaza anterior si articulatiile sterno-costalc sunt proeminente, în emfizemul pulmonar cresc toate diametrele toracice rezultând aspectul do Im iut "în butoi".

Apertura toracica inferioara este închisa de diafragma, care supiinl Ionicele de abdomen.

Diafragma este un muchi lat, dispus "în bolta" la limita dintre tonice yi abdomen. Prezinta un tendon central latit, numit centru tendinos. Se inscrA pe coloana vertebrala, ultimele coaste si stern. Este strabatuta de esofag, aorta, cunalul toracic si nervii vagi. Insertia diafragmei în partea anterioara este situata mai sus decât insertia în partea posterioara, astfel ca toracele este mai adânc posterior, în plan frontal, diafragma este convexa superior, în fiecare hcmitoracc putând fi descrisa o hemidiafragma dreapta si una stânga (cea dreapta situata putin mai sus din cauza raportului cu ficatul).

PLEURA

Este o membrana care acopera plamânii si fata interna a fiecarui hemi-torace (fig. 5.1). Este o structura unitara, dar topografic poate fi împartita în doua foite în continuare una cu alta. Acestea sunt pleura viscerala, care acopera plamânii si pleura parietala care captuseste cutia toracica, mediastinul si dia­fragma. Pleura parietala, când trece de pe un perete toracic pe altul (de exemplu de pe coaste pe diafragm sau de pe diafragm pe mediastin), formeaza funduri de sac numite

Fig. 5.1. Dispozitia pleurei

/. peretele toracic; 2. traheea; 3. pleura viictrala; 4. pleura parietala; 5. diafragma.

sinusuri sau recesuri pleurale (de exemplu sinusul costodiafragmatic sau sinusul costo-mediastinal). La vârful plamânului, pleura parietala formeaza asa-zisa cupola pleurala acoperita de membrana pleurala care închide superior toracele.

Aplicatie practica: în sinusul costo-diafragmatic se acumuleaza revarsatele lichidiene din cavitatea pleurala. Aici se pot face punctii pleurale cu scop diagnostic sau evacuator.

Cele doua foite pleurale sunt solidarizate cu plamânii si fata interna a toracelui prin intermediul unui strat subtire de tesut conjunctiv, între pleura viscerala si cea parietala se formeaza cavitatea pleurala, care contine o lama fina de lichid, în cavitatea pleurala presiunea este negativa. Datorita acestei situatii plamânul urmeaza miscarile toracelui în timpul respiratiei. Cele doua cavitati pleurale - dreapta si stânga - nu comunica una cu alta.

Aplicatie practica: patrunderea aerului în cavitatea toracica se numeste pneumotorax (plamânul este împins spre hil). Acumularile de lichid în cavitate sunt numite hidrotorax, iar cele de sânge-hemotorax.

Vascularizatiapleurei provine din arterele bronsice, din artera toracica interna si arterele intercostale.

Limfaticele pleurei: limfa pleurala dreneaza în ganglionii intercostali si în ganglionii limfatici mediastinali. Limfaticele din pleura diafragmatica pot traversa diafragma pentru a se anastomoza cu vase limfatice ale ficatului.

Aplicatie practica: se explica astfel metastazarile cancerelor hepatice catre pleura si invers.

Inervatia pleurei provine din nervii intercostali si din nervul vag. Pleura parietala este foarte bine inervata senzitiv.

Aplicatie practica: durerea pleurala se numeste pleurodinie si poate migra
de-a lungul nervilor intercostali. Lezarea pleurei parietale poate produce, prin reflexe
vagale, stop cardiac. :

MEDIASTINUL

Este spatiul cuprins între cei doi plamâni. Poate fi împartit astfel:

Mediastinul superior, cuprins între apertura toracica superioara si un plan
inferior, care trece între T₄ si T₅. Este limitat anterior de manubriul stemal si posterior
de coloana vertebrala. Contine arcul aortic si ramurile sale, venele mari (cava superi­
oara si venele brahiocefalice), traheea, esofagul, nervii vagi, frenici si canalul toracic.

Mediastinul anterior, reprezentat de spatiul dintre stern si pericard. Contine
tesut conjunctiv, ganglioni limfatici si ligamentele sterno-pericardice.

Mediastinul mijlociu, cuprins anterior si posterior între doua planuri
frontale, tangente la pericard. Limitat inferior de diafragma. Contine inima cu vasele
mari de la baza sa, bifurcatia traheei, bronhiile mari si nervii frenici.

Mediastinul posterior limitat anterior de pericard, posterior de coloana .-
vertebrala si inferior de diafragma. Contine aorta descendenta si esofagul, canalul
toracic si nervii vagi. te® ..i$f-'';;H^!'rjt,-

între organele mediastinale se gaseste tesut conjunctiv lax.       n\!\ Ii\>,.,'; ;^t>

PROIECŢIILE PLEURO-PULMONARE

Proiectia recesului costo-mediastinal drept este reprezentata de o linie, care porneste de la articulatia sterao-claviculara dreapta si apoi uneste urmatoarele puncte: articulatia 2 sterno-costala stânga, articulatia 4 sterno-costala stânga si articulatia 7 condro-costala dreapta. Mai jos aceasta linie se continua cu linia de proiectie a recesului costo-diafragmatic drept. Aceasta intersecteaza coasta a 8-a pe linia medio-claviculara, coasta a 10-a pe linia axilara medie si coasta a 12-a pe linia medio-scapulara.

Proiectia recesului costo-mediastinal stâng este reprezentata de o linie, care începe la articulatia sterno-claviculara stânga si uneste punctele: articulatia 2 ster­no-costala stânga, articulatia 4 sterno-costala stânga (cele doua recesuri drcpl si stâng se apropie, dar nu se suprapun), spatiul 6 intercostal stâng la 2 cm hilciul de stem, coasta a 8-a pe linia medio-claviculara. Linia de proiectie se mnlinini inferior cu proiectia recesului costo-diafragmatic stâng, care are aceleasi n-|>ru-. ,\ si în dreapta.

Marginile plamânilor nu au o pozitie fixa, ele fiind mobile cu icspiiii|i,i Astfel, marginea inferioara nu ocupa în întregime recesul costo-dialhiKiiiuiii Diferenta de spatiu este de 3 cm în inspir si de 9 cm în expir.

FIZIOLOGIA RESPIRAŢIEI

Respiratia este o functie vitala a organismelor vii, reprezentând ansamblul fenomenelor fizice si chimice prin care se asigura schimburile gazoase între organism si mediul înconjurator. Cele mai importante fenomene chimice ale acestui proces sunt absorbtia de oxigen si eliminarea de dioxid de carbon, care la nivel tisular poarta denumirea de respiratie interna, iar la nivelul plamânilor de respiratie externa.

Studiul respiratiei cuprinde analiza fenomenelor de: mecanica respiratorie; respiratie alveolara; transport al O₂ si al CO₂ prin sânge; reglare a respiratiei.

;ⁿ";'^ .^:!'_:;;; ^l::    mecanica respiratiei   ,"',.

Organul respiratiei este plamânul; patrunderea si iesirea aerului din plamâni, adica inspiratia si respectiv expiratia, fie în conditii de repaus, fie în conditii de efort, modifica diametrele cutiei toracice (diametrul antero-posterior, diametrul transversal si cel longitudinal), modificând în acelasi timp capacitatea plamânului. Aderenta plamânului la cutia toracica se datoreste presiunii negative, (fata de presiunea atmosferica) care exista în cavitatea pleurala (vidul intrapleural) si care în inspiratie este mai mare decât în expiratie. Cavitatile pleurale stânga si dreapta nu comunica si sunt cavitati virtuale în tot cursul vietii, delimitate de foitele viscerala si parietala ale pleurei, între care exista o pelicula fina de lichid pleural ce mentine presiunea intrapleurala negativa. Prin patrunderea aerului se produce pneumotorax, iar prin acumulare de lichid-hidrotorax.

Miscarile respiratorii ale unui individ adult au în mod normal o frecventa de 16-18 excursii duble (inspiratie si expiratie) pe minut. La copil în repaus frecventa .espiratiei este crescuta (aproximativ 30 respiratii).

înscrierea grafica a miscarilor respiratorii se numeste pneumograma.

l nspiratia (cu o durata de aproximativ l s) este un proces activ, cu participarea niisdnlor inspiratorii (intcrcostali externi), având ca urmare marirea tuturor Iwmclrcloi cutiei toracice: diametrele artero-posterior si transversal se maresc Inlorilâ ori/ontali/ârii si rotatiei coastelor, iar diametrul longitudinal se mareste >iin cobonin:îi muschiului diafragma, acesta fiind considerat principalul muschi iispirulor deourece la o coborâre de l cm capacitatea toracica creste cu aproximativ 270 cm'.

In cursul inspiratiei fortate, pe lânga muschii inspiratorii mai participa si nuschii inspiratori accesori. In inspiratie are loc cresterea volumului pulmonar, .ealizându-se în alveole o scadere a presiunii ce determina patrunderea aerului Dana la nivel alveolar. Diferenta de presiune dintre presiunea atmosferica si presiunea intraalveolara este de 2-3 mm Hg.

Cutia toracica nu se destinde uniform, ca urmare nici expansiunea plamânilor iu va fi uniforma. Exista: o zona neexpansibila în jurul hilului, o zona cu expansiune >ubpleurala si o zona intermediara perihilara cu expansiuni reduse.

Expiratia, cu o durata de aproximativ 2 s, urmeaza dupa inspiratie, fara Dauza, si care în repaus este un proces pasiv. Când contractia muschilor inspiratori 'nceteaza, cutia toracica tinde sa revina, datorita elasticitatii ei inerente, la pozitia nitiala; plamânii, elastici, se retracta spre hil si diafragma relaxata ^ste atrasa în ;us de presiunea intratoracica negativa si favorizata de contractia musculaturii ibdominalc. Revenirea cutiei toracice la forma initiala face ca volumul alveolelor >a se reduca si presiunea în alveole sa creasca devenind superioara presiunii atmosferice cu 2-4 mm Hg. Diferenta între presiunea atmosferica si cea intra-3ulmonara alveolara face ca aerul din interiorul plamânului sa fie expulzat.

în expiratia fortata, în efortul fizic, expiratia devine activa prin interventia iinschilor cxpiratorii.

în masura în care la miscarile respiratorii participa mai multi muschi ce iiixlificft pii/.itiii coastelor sau a diafragmei, exista un tip de respiratie costala spccil'icrt (unicilor) si una abdominala (specifica barbatilor).

Conductele uerienc*. Acrul atmosferic ajunge la alveole prin inspiratie, ravei'Sâiul o /.onfl de conducte inerte, ce contin aer care nu participa la schimburile .CRpirntDin, numitii din aceasta cauza spatiul most anatomic. Fiziologic, spatiul nori uiijilomn¹ împiedica variatiile mari de concentratie si deci de presiune partiala i gu/ulor lespiiiiloni la nivel alveolar, asigurând un raport constant al eliminarii 'O, si aportului de (),.

Conductele aeriene cuprind nasul, faringele, laringele, traheea, bronhiile nari care se divid succesiv de 20-25 ori, formând în cele din urma bronhiolele cu 0 - l - l ,5 cm).

Caile respiratorii superioare au rolul de încalzire a aerului atmosferic când nspiratia se face la o temperatura scazuta, sau de racire a lui când temperatura mediului :ste ridicata. De asemenea, mucoasa umectata cu secretie satureaza în vapori aerul nspirat, iar prin perisori, situati la suprafata, retine microparticulele pulverulente.

Inelele cartilaginoase incomplete, de la nivelul bronhiolelor principale ce confera structurilor rigiditate, sunt înlocuite la nivelul bronhiolelor terminale si respiratorii de un strat muscular neted care intervine activ în modificarea lumenului bronhiolelor si, prin acesta, în reglarea circulatiei aerului în caile pulmonare. Parasimpaticul (vagul) o contracta, prin acetilcolina, simpaticul o relaxeaza prin noradrenalina.

La sfârsitul expiratiei, când presiunea transpulmonara are valori scazute, un mare numar de bronhiole sunt colabate; în timpul inspiratiei care urmeaza, aceste bronhiole se deschid si - pe masura ce presiunea creste - sunt deschise tot mai multe alveole.

Epiteliul alveolar este acoperit de un strat discontinuu tensioactiv de lipo-proteine secretat de celulele alveolare, numit s u r f a c t a n t u l pulmonar, care asigura stabilitatea formei alveolelor si împiedica filtrarea lichidelor din interstitiu si capilare spre alveole.

Surfactantul este compus dintr-un complex de lipide si proteine sintcti/nle în reticulul endoplasmatic si transportate prin complexul Golgi la crepusculii lamcliiri.

Surfactantul începe sa se sintetizeze numai dupa nastere, sinteza fiind stimu­lata de glucocorticoizi si tiroxina.

VOLUME, CAPACITĂŢI sI DEBITE PULMONARE

în timpul unei respiratii normale sau fortate sunt introduse sau expulzate din plamâni cantitati de aer caracteristice care au putut fi masurate prin spirometrie

(fig.5.2).

Fig. 5.2. Reprezentarea grafica a volumelor si capacitatilor pulmonare. Voi. Cu. = volumul curent: Crf. = Capacitatea pulmonara functiona/a; Vre, = volumul expirator de rezerva: Vr. = volum rezidual; Vri. = Volum inspirator de rezerva: ev. - capacitatea vitala: cpt. = capacitate pulmo­nara totala.

Volumul curent (VC) reprezinta volumul de aer inspirat în repaus si are o valoare de aproximativ 500 ml, din care 150 ml ramân în caile respiratorii (deci în spatiul mort anatomic) si nu participa la schimburile respiratorii alveolare, iar 350 ml ajung la nivel alveolar pentru a participa la schimburile respiratorii.

Volumul inspirator de rezerva (V1R) (aprox. 3 000 ml) cuprinde volumul ce aer ce poate fi introdus în plamâni dupa o inspiratie normala, printr-o inspiratie fortata.

Volumul inspirator de rezerva + volumul curent alcatuiesc capacitatea inspiratorie.

Volumul expirator de rezerva (VER) (l 100 ml) reprezinta volumul de aer eliminat din plamân dupa o expiratie normala printr-o expiratie fortata.

VC, VIR, VER alcatuiesc capacitatea vitala (4 800 ml) si reprezinta cantitatea maxima de aer care poate patrunde în plamân dupa o inspiratie fortata care urmeaza dupa o expiratie fortata. Capacitatea vitala are valori mai mari la barbati fata de femei, existând mari variatii individuale, în functie de înaltime, greutate, forta muschilor respiratori, distensibilitatea pulmonara.

Volumul rezidual este volumul de aproximativ l 200 ml aer ce ramân în plamân dupa expiratia fortata.

Suma dintre VER si VR reprezinta capacitatea reziduala functionala (CRF) cu o valoare de aproximativ 2 300 ml.

Capacitatea pulmonara totala însumeaza capacitatea vitala si volumul de aer rezidual.

Debitele ventilatorii sunt volumele de aer care ventileaza plamânul în unitatea de timp (l min) în diferite conditii: bazele (debit ventilator de repaus), de efort fizic (debit ventilator de efort) sau de respiratie maxima.

Debitul ventilator de repaus (8 1/min) este cantitatea de aer ce trece prin plamâni într-un minut, în regim de repaus.

Debitul ventilator de efort este cantitatea de aer ce ventileaza plamânul în conditii de efort fizic.

Debitul (volumul) expirator maxim pe secunda (VEMS) reprezinta cantitatea
de aer ce poate fi eliminata din plamâni în prima secunda a unei expiratii fortate,
facuta cu maximum de viteza, care a fost precedata de o inspiratie fortata.
Determinarile se fac spirografic. în mod normal VEMS reprezinta nu mai putin de
70%dinC.V. i i

COMPOZIŢIA AERULUI ATMOSFERIC,   ! .. f
EXPIRAT sI ALVEOLAR ^: '

Aerul atmosferic inspirat are o compozitie procentuala constanta, atât la nivelul marii cât si la altitudine, în diferitele regiuni geografice. Aerul atmosferic contine O₂ - 20,93%, CO₂ - 0,003%, N₂ - 79,3%, vapori de apa - 0,5%, componente ce determina o presiune atmosferica de 760 mm Hg.

-.-'.'.-<' VENTILAŢIA ALVEOLARA        -

Schimbul de gaze între aerul alveolar si sângele venos se face prin mem­brana alveolo-capilara, în functie de presiunea partiala a gazelor respiratorii de o parte si de alta a membranei, transferul efectuându-se prin procesul de difuziune, ce respecta anumiti parametri caracteristici acestui proces.

Membrana alveolo-capilara (0,2-10 mm), cu o suprafata de 70 m², este formata din componenta alveolara, interstitiu si capilarul pulmonar.

Transferul se face continuu datorita aportului neîntrerupt, la nivelul suprafetei de schimb, a aerului cu concentratie crescuta în O₂ si a sângelui capilar pulmonar cu exces de CO,. Deci, presiunea partiala la nivel alveolar a O₂ se mentine în limite constante de 100 mm Hg, iar în sângele venos este de 37 mm Hg. Presiunea partiala a CO₂ în alveola este de 40 mm Hg, iar în sângele venos este de 46 mm Hg.

Schimburile gazoase între alveole si sânge, prin care se fixeaza O₂ si se elimina CO₂, se petrec rapid (0,75 s), timp în care se echilibreaza presiunea.

într-un efort fizic, timpul în care sângele trece prin capilarele alveolare sciulc de la 0,75 s la 0,34 s, fiind totusi suficient pentru oxigenare, deoarece debilul cardiac creste si capilarele alveolare se dilata.

Transferul prin membrana alveolo-capilara a gazelor inerte deplinii- do solubilitatea lor si de debitul sanguin. Capacitatea de difuziune a acestor ga/o este de 100-1000 de ori mai mare decât capcitatea lor de transport circulator.

TRANSPORTUL SANGUIN AL GAZELOR RESPIRATORII

TRANSPORTUL SANGUIN AL OXIGENULUI

i

Cantitatea de oxigen transportata de sânge depinde de presiunea partiali a gazului (PaO₂) si de coeficientul de solubilitate (cantitate de gaz dizolvata într-un lichid daca asupra sa se exercita o presiune de 760 mm Hg = l atm).

Oxigenul este transportat de sânge sub o forma dizolvata (0,3 ml O₂/100 ml plasma) si una combinata cu Hb sub forma de oxihemoglobina.

Cea mai mare cantitate de O₂ este transportata sub forma de oxihemoglobina în care O₂ este legat labil de ionul Fe²⁺ al hemului din hemoglobina.

Cantitatea de O₂ combinata este de aproximativ 70 de ori mai mare decât forma dizolvata si este determinata de PaO_r

Relatia între PaO₂ si O₂ combinat se înscrie ca o curba sinusoida, denumita curba de disociere a Hb. Afinitatea Hb pentru O₂ este redusa la presiuni mici ale O, si creste pe masura ce se satureaza, combinarea O₂ cu primul ion Fe²⁺ crescând afinitatea celui de-al doilea, s.a.m.d., P_JO exprimând PO₂ în momentul în care saturatia este de 50%.

Volumul maxim de O₂ ce se poate combina cu Hb sanguina (ce are o valoare de 13-16 g%) reprezinta capacitatea de oxigenare (CO) care este de aproxima­tiv 20,85.

Molecula de Hb poate sa fixeze sau sa elibereze, în afara de O₂, CO₂ si NO si alti liganzi cum ar fi: CO, H⁺, fosfati anorganici, care prin fixare pot reduce afinitatea

Hb pentru O,. Interactiunea dintre ionii de O, si H⁺ (protoni de H sau protoni Bohr) la nivelul moleculei de Hb este cunoscuta sub denumirea de efect Bohr.

R fcctul Bohr consta în eliberarea de FT în timpul reactiei de oxigenare a Hb (s;iu fixare de CO, NO p Fe) când se expulzeaza si 2-3 DPG, (2-3 de fosfoglicerat), un miMimolit specific glicozci eritrocitare.

Rolul li/.iologic al efectului Bohr este dublu: este favorizata eliberarea de O₂ spu¹ ti-siiluri datoritii acumularii de metaboliti celulari acizi si, în acelasi timp, are Ini Inmpnnai'cii ionilor H' produsi din metabolismul celular.

TRANSPORTUL SANGUIN AL DIOXIDULUI DE CARBON

l )ioxidul ele carbon (CO₂) este principalul produs rezultat din metabolismul celular. Cantitatea de CO, dizolvata în sânge (2,5 ml O,%) depinde de presiunea partiala a ga/.ului (Pc/CO₂) si de coeficientul de solubilitate care este de 0,48.

Dioxidul de carbon dizolvat se gaseste sub forma de CO₂ gazos (cel mai mult) si acid carbonic (H,CO₃) care disociaza usor si elibereaza H⁺.

Dioxidul de carbon combinat se gaseste sub mai multe forme: bicarbonat, legat de hemoglobina (carbohemoglina) si de proteine.

Bicarbonatul rezulta în urma unei reactii la care participa si eritrocitul si care este cunoscut ca fenomenul de membrana Hamburger.

în felul acesta, în sângele venos se acumuleaza un exces de CO_r Aproximativ 80-85% CO, este transportat sub aceasta forma.

SCHIMBURILE GAZOASE TISULARE

Respiratia tisulara cuprinde procesele fizice de difuziune a O, si CO₂ determi­nate de gradientele de presiune partiala din sectoarele capilar, interstitial si celular, si procesele chimice oxido-rcductoare cuplate cu fosforilarea oxidativa cu eliberare de energie.

în sângele capilar-artcrial, PaO₂ este de 95 mm Hg, iar la capatul venos de .10 mm Hg. Intracululur presiunea medie a O₂ este de aproximativ 23 mm Hg. Diferenta marc de presiune determina difuziunea rapida a O₂ în celula.

Ţesuturile benelîcia/.a de o anumita cantitate de O₂ în unitatea de timp, care se numeste debit sanguin de O₂ (l 200 ml/min în repaus). Acesta este în functie de vasculan/.atia teritoriului si cantitatea de O₂ din sângele care îl iriga.

La nivelul tesuturilor nu se consuma întreaga cantitate de O₂ adusa prin sângele arterial. ('antitatea de O₂ care nu a fost consumata la nivel tisular se întoarce pe cale venoasa la inima dreapta, constituind debitul venos de O, (aprox. 1000 ml/min).

Diferenta dintre cei 2 parametri reprezinta consumul de O₂ al tesuturilor, ce variaza între 200 ml/min în repaus pâna la 5 1/min îri efort.

Presiunea partiala a CO₂ la capilarul arterial (PaCO₂) variaza în jur de 40 mm Hg. Intracclular si interstitial .PaCO₂ este de 45-46 mm Hg. Desi diferenta de presiune partiala a CO₂ este doar de 5-6 mm Hg, trecerea CO₂ din interstitiu în :apilar se realizeaza cu multa usurinta datorita marii difuzibilitatii a CO₂. In acest fel aportul de O₂ este dublat de eliminarea simultana de CO₂.

Oxigenul adus pe cale sanguina la nivelul tesuturilor este un factor indispen­sabil desfasurarii reactiilor oxido-reducatoare în vederea metabolizarii substantelor nutritiva si eliberarii de energie.

Consumul de O₂ la nivel tisular difera de la un organ la altul, în functie de vârsta, starea de repaus sau de activitate, în general, consumul de O₂ este crescut la nivelul miocardului, creierului, ficatului, rinichiului.

Raportul între CO₂ eliberat si O₂ consumat poarta numele de coeficient res­pirator, care în conditiile unei alimentatii mixte este de 0,85.

REGLAREA RESPIRAŢIEI

Adaptarea ventilatiei pulmonare la necesitatile în O, ale organismului se realizeaza prin mecanisme nervoase si umorale prin care se modifica permanent frecventa si amplitudinea miscarilor respiratorii, în functie de diferitele conditii.

REGLAREA NERVOASA A RESPIRAŢIEI

Reglarea nervoasa are 2 componente: reglarea automata si reglarea comporta­mentala si voluntara.

Reglarea nervoasa automata se realizeaza cu participarea centrilor respiratori intrinseci bulbopontini din formatia reticulara a trunchiului cerebral.

Clasic s-au descris în bulb un centru inspirator si unul expirator, între care exista conexiuni anatomice si functionale datorita carora se realizeaza alternanta dintre inspiratie si expiratie.

Cercetarile recente au precizat ca în substanta reticulara a trunchiului cere­bral exista populatii neuronale interconectate functional care sunt împartite în neuroni (dorsali) si expiratori (ventrali). Ritmul bazai al respiratiei este generat de grupul neuronilor dorsali, prin generarea unor potentiale de actiune cu durata de câteva secunde ce produc contractia muschilor inspiratori.

Acesti neuroni continua sa descarce ritmic si dupa sectionarea supra- sau subiacenta bulbara.

Centrul inspirator este activ timp de 2 s, dupa care intra într-un repaus de 3 s, dupa care ciclul se repeta.

Neuronii ventrali sunt inactivi în timpul respiratiei normale.

Centrul pneumotaxic din 1/3 superioara a puntii detine un rol secundar, de limitare a duratei inspirului si chiar de întrerupere a inspirului prin descarcarea de impulsuri inhibitorii.

Limitarea inspiratiei este realizata si de impulsuri care vin de la nivelul plamânilor destinsi maximal prin activarea receptorilor de întindere care determina pe cale vagala oprirea inspiratiei si declansarea expirului (reflexul Hering-Brever).

Centrul apneustic din protuberanta prelungeste inspiratia.

Reglarea voluntara a respiratiei. Centrii bulbopontini respiratori sunt mereu sub influenta impulsurilor de la nivelele superioare (hipotalamus, sistem limbic, emisfer cerebral), cât si sub influenta impulsurilor de la receptorii periferici, în

9 - Anatomia si fiziologia omului - cd. 116         .

cazul hipotalamusului, legaturile dintre acesta si centrii respiratori stau la baza integrarii si participarii functiei inspiratorii la procesele de termoreglare. (la animalele cu blana, lipsite de glande sudoripare, supraîncalzirea determina polipneea termica).

Respiratia este sub contorl central, de aceea, în mod voluntar, ea poate fi oprita (apnee), poate fi amplificata sau accelerata (tahipnee, polipnee) sau încetinita (bradipnee).

Tot scoarta cerebrala controleaza activitatea în care este implicat ritmul respirator (vorbitul, cântarul vocal si instrumental).

Reglarea umorala a respiratiei. Principalii factori de reglare umorala a respiratiei sunt reprezentati de concentratia dioxidului de carbon, oxigenului si ionilor de hidrogen din sângele arterial. Acestia actioneaza direct asupra ariilor chemosensibile ale centrilor respiratori si indirect prin intermediul zonelor chemo-sensibile periferice.

Cresterea CO, în sânge are un efect stimulant asupra respiratiei, crescând frecventa si amplitudinea respiratiilor. O crestere de numai 0,2% a concentratiei CO₂ din aerul alveolar determina dublarea frecventei si cresterea amplitudinii respiratiilor. Ionii H⁺ actioneaza direct central pe neuronii respiratori, iar CO₂ prin patrunderea în lichidul cefalorahidian ca CO₃H, care disociaza rapid în H⁺ si CO₃H~.

Stimulatorii finali ai ariei chemoreceptoare sunt ionii H* si nu CO_r

Chemoreceptpriiperiferici sunt prezenti în peretii arterelor mari, în corpusculul carotidian si arcul aortic, fiind implicati atât în reglarea cardio-vasculara cât si în cea respiratorie. Pentru'reglarea respiratiei, impulsurile aferente ajung pe calea nervilor glosofaringieni si vag la nucleul tractului solitar si centrii inspiratori bulbari.

Chemoreceptorii periferici sunt stimulati de scaderea concentratiei oxigenului în sângele arterial. Ritmul descarcarilor din aceste zone creste când PaO₂ scade între 60-30 mm Hg.

Chemoreceptorii centrali sunt insensibili la variatiile concentratiei 0₂ arterial.

în conditii normale, reglarea respiratiei prin scaderea concentratiei O₂ este de mai mica importanta în comparatie cu reglarea centrala prin cresterea concentratiei CO₂ si ionilor H⁺, dar ponderea creste în stari patologice de cauza inspiratorie (pneumonie, emfizem) datorita alterarii schimburilor gazoase la nivel alveolo-capilar.

în afara acestor zone chemosensibile exista tesuturi bogate în receptori sensibili la diferiti stimuli, a caror excitare determina reflexe respiratorii si care se gasesc la nivelul cailor respiratorii, iar reflexele sunt mai ales reflexe de aparare (apnee reflexa, stranutul, tusea).

_r;î-_!n ,- . .< FONAŢIA    -b^i

Fonatia este la om un instrument al vorbirii si al cântatului. Reprezinta rezultatul vibratiilor corzilor vocale care sunt produse de trecerea aerului expirat, iar stimulii nervosi modifica frecventa vibratiilor si înaltimea sunetelor.

Mecanismul care realizeaza emisia si înaltimea sunetelor este localizat la nivelul laringelui, care are o structura complexa adaptata functiei respiratorii si fonatorii. în laringe se produc sunete nearticulate: vocea articulata se obtine prin modificarea sunetelor la nivelul cavitatii bucale, laringelui, nasului.