Prima Pagina » Corpul Uman » Sistemul Respirator » Mecanica Respiratiei

Mecanica Respiratiei

Schimburile gazoase la nivelul plamanului se realizeaza datorita succesiunii ritmice a doua procese:

  • inspiratia
  • expiratia.

Inspiratia

Inspiratia este un proces activ care se datoreaza contractiei muschilor inspiratori ducand la marirea tuturor diametrelor cutiei toracice.In timpul inspiratiei aerul atmosferic patrunde prin caile respiratorii pana la nivelul alveolelor pulmonare.

Inspirul normal dureaza o secunda. In timpul inspirului fortat intervin si muschii inspiratori accesori (sternocleidomastoidian,pectoralul mare, dintatul mare si trapezul).

Expiratia

Mecanica Respiratiei Expiratia normala este un proces pasiv, care urmeaza fara pauza dupa inspiratie.In expiratie, o parte din aerul alveolar este expulzat la exterior. Expiratia dureaza aproximativ doua secunde la adult. In timpul expiratiei, cutia toracica revine pasiv la dimensiunile avute anterior.

Cele doua faze ale respiratiei pulmonare se succed ritmic, fara pauza, cu o freceventa de 14-16 / minut la barbat si 18/minut la femeie. Frecventa respiratiei creste in functie de nevoia de O2 si de prezenta CO2. In timpul efortului fizic sau in caz de obstacol pe caile aeriene, expiratia poate deveni activa prin inervatia muschilor expiratori. Contractia lor comprima viscerele abdominale, care deplaseaza diafragmul spre cutia toracica si apropie rebordurile costale, reducand volumul toracelui.

In inspiratie, prin cresterea volumului pulmonar, alveolele se destind si volumul lor creste. Ca urmare, presiunea aerului in regiunea alveolara scade. Se creeaza astfel o diferenta de presiune intre aerul atmosferic (unde presiunea ramane neschimbata) si presiunea intrapulmonara (care scade). In felul acesta aerul patrunde prin caile respiratorii pana la alveole, pe baza fortei fizice.

In expiratie, prin retractia plamanului si revenirea la forma initiala a cutiei toracice, se intalnesc doua faze :

  • prima, in care revenirea cutiei toracice se face pe seama elasticitatii cartilajelor si ligamentelor ei;
  • a doua, in care plamanul elastic, in tendinta de a se retracta spre hil, exercita o presiune de aspiratie asupra cutiei toracice.

Ciclul respirator 

Ciclul respirator (1 inspiratie+1expiratie) are o durata de 3 secunde, ceea ce revine la 20 miscari respiratorii/ minut (normal aproximativ 12-20) = frecventa respiratorie. In efort fizic, frecventa respiratorie poate ajunge la 40-60/minut, de asemenea in conditii patologice: febra, hipertiroidism, hipercapnie,hipoxie(tahipnee).

Volumele respiratorii (volumele de gaz)

In conditiile de repaus, fiecare respiratie vehiculeaza un volum de circa 500 cmc aer, denumit volum curent (VC). Dar, nu tot acest volum de aer participa la schimburile respiratorii care se fac la nivelul alveolelor, deoarece o parte din aerul inspirat ramane in caile respiratorii. Spatiul ocupat de acest volum de aer, constituie spatiul mort anatomic si are valori de aproximativ 150 cmc.

Se mai utilizeaza notiunea de spatiu mort functional care defineste volumul de aer, nu participa efectiv la schimburile pulmonare. In conditii normale, spatiul mort anatomic coincide cu cel functional, dar in anumite conditii patologice se produc decalaje intre aceste volume.

Peste volumul de aer curent, o inspiratie maxima poate produce inca aproximativ 1500 cmc aer, care poarta denumirea de volum inspirator de rezerva (VIR) sau aer suplimentar, iar printr-o expiratie fortata, dupa o expiratie obisnuita poate elimina inca o cantitate 1000-1500cmc aer denumit volum expirator de rezerva (VER) sau aer de rezerva.

VC+VIR +VER=capacitatea vitala (CV) se determina prin efectuarea unei expiratii fortate dupa o inspiratie maxima.

Capacitatea vitala:

  • la barbate este mai mare (≈4,8 l) ;
  • la femei este mai mica(≈3,2 l).

Capacitatea vitala pulmonara – valoarea fiziologica este de aproximativ 3600-4000 ml. CV creste in timpul efortului fizic si scade in timpul sedentarismului.Ea depinde de suprafata corporala, de varsta, de antrenament la efort.

Volumele si capacitaile pulmonare sunt importante pentru stabilira diagnosticului si prognosticului diferitelor boli pulmonare, totusi ele nu dau indicatii directe despre functia ventilatorie.

Schimbul alveolar de gaze

Aerul atmosferic ajuns in plamani prin ventilatie este condus in alveole, unde are loc schimbul de gaze intre aerul alveolar si sange, la nivelul membranei alveolo-capilare. Acest schimb se face prin difuziune, in functie de presiunea partiala a gazelor respiratorii- O2 si CO2– de o parte si de alta a membranei alveolo-capilare.

Ventilatia pulmonara

Ventilatia pulmonara normala sau normoventilatia se realizeaza la concentratii alveolare ale :

  • CO2 de 5-6% mentinute la o frecventa respiratorie normala, de repaus(12-20/min.)
  • O2 de 14%

Hiperventilatia : cand CO2 scade si O2 creste.Procesul este complexat reflex prin apnee si bradipneeHipoventilatia: cand CO2 creste si O2 scade, compensate reflex prin polipnee. Presiunea partiala a unui gaz in amestec (legea lui Dalton) este proportionala cu concentratia gazului in amestec si este egala cu presiunea pe care ar exercita-o asupra peretilor recipientului , un gaz, daca acesta ar ocupa singur recipientul.

In aerul alveolar, presiunea partiala este : pentru  O2=100 mmHg si pentru CO2=40 mmHg. In sangele venos, presiunea partiala este: pentru O2 = 37-40 mmHg si pentru CO2 = 46 mmHg. Datorita diferentei de presiune, CO2 trece din sangele venos in aerul alveolar, iar O2 trece din aerul alveolar in sangele venos. Schimbul de gaze se face cu viteza foarte mare.

Daca membrane alveolara este ingrosata (edem pulmonar, emfizem) schimbul de gaze este alterat, mai ales in ce priveste CO2 si se instaleaza hipoxemia.

Reglarea respiratiei

Procesele metabolice avand o intensitate variabila in functie de activitatea organismului, consumul de O2 si producerea de CO2 vor fi, de asemenea, diferit. Adaptarea ventilatiei pulmonare la necesitatile variabile ale organismului se realizeaza permanent, gratie unor mecanisme extreme de fine, care regleaza ventilatiile prin modificarea atat a frecventei, cat si amplitudinii respiratiilor.

Reglarea nervoasa: o respiratie se realizeaza prin interventia centrilor respiratori. Acestia asigura o reglare automata a respiratiei. Exista centrii respiratori primari, situati in bulb , si centrii respiratori accesorii, localizati la nivelul puntii. Activitatea centrilor nervosi bulbopontini este modificata atat in intensitate, cat si in frecventa, sub influente nervoase si umorale.

Influentele nervoase pot fi de doua feluri :

  • directe, de centrii nervosi encefalici ( din hipotalamus si scoarta cerebrala) sau de alti centrii vecini;
  • reflexe, de la receptorii raspanditi in organism.

Influentele nervoase direct corticale permit controlul voluntar, in anumite limite, al miscarilor ventilatorii.Ele explica modificarile respiratorii in stari emotionale, precum si reflexele conditionate respiratiei. Sub influenta scoartei cerebrale are loc reglarea comportamentala a respiratiei.

Respiratia poate fi oprita voluntar (apnee) pentru cateva zeci de secunde sau 3-4 minute la cei antrenati. Actul ventilator se adapteaza unor activitati psiho-sociale (vorbitul, cantatul vocal sau la instrumente musicale de suflat) sau psiho-fizice (eforturi profesionale). Expiratia poate fi accelerata (polipnee) sau incetinita (bradipnee) voluntar.

Reglarea umorala a respiratiei se datoreaza influentelor exercitate asupra centrilor respiratori de catre o serie de substante. Rolul cel mai important in aceasta reglare il joaca CO2 si O2 si variatiile de pH ale sangelui si ale LCR.

Rolul CO2 este esential si de aceea a fost denumita aceasta substanta – hormonul respirator . El actioneaza direct asupra centrilor respiratori. Cresterea presiunii de CO2 in sangele arterial cu numai 0,5 mmHg este urmata de dublarea debitului ventilator pulmonar. Scaderea presiunii CO2 determina rarirea respiratiei si chiar oprirea ei.

Rolul O2 este de asemenea important. Scaderea O2 din sangele arterial exercita chemoreceptorii vasculari si determina intensificarea respiratiei.

Respiratia in conditii de aer rarefiat si comprimat

Respiratia pulmonara se adapteaza si in functie de presiunile partiale ale CO2 din aerul inspirat. Cand presiunea atmosferica este scazuta (hipolarism) la altitudini de peste 8000 m, sau in cazul zborurilor la mare inaltime, scade presiunea O2 si se produce hipoxemia.

In cazul respiratiei de aer comprimat ( hiperbarism) intalnita la scafandrii, in submarine, se produce hipoxie si rarirea respiratiilor:

  • la C%=33% CO2 in aer respirat, se produce narcoza;
  • la C%=40% CO2 in aer inspirat, se produce moartea.

Articole Similare:

Ultima actualizare: joi, 27 decembrie, 2012, 10:47

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *