-
1
Ventilaia este un proces ritmic automat care poate fi controlat
pe timp limitat in mod
voluntar si al carui scop este mentinerea la valori normale si
constante a presiunii gazelor respiratorii
in sangele arterial. Cele 2 gaze respiratorii sunt O2, a carei
presiune partiala in artere este de 100 mm
Hg si CO2 care are o presiune de 40 mm Hg in sangele arterial.
Respiratia = schimb de gaze intre
atmosfera si celule.
Respiratia externa:
- ventilatia, deplasarea volumelor de gaze intre atmosfera si
plamani;
- difuziunea alveolo-capilara;
- transportul gazelor prin sange;
- difuziunea la nivel tisular a gazelor;
Respiratia interna: utilizarea oxigenului la nivel tisular.
Ventilatia este un proces complex care implica pompa
toraco-pulmonara si care este
principalul factor de control al gazelor respiratorii.
Eupneea ventilatia normala care mentine presiunile gazoase
normale.
Tahipneea este o ventilatie cu frecventa crescuta care depaseste
15 miscari/minut.
Bradipneea este o respiratie cu frecventa scazuta, sub 12
miscari ventilatorii/minut si cu
amplitudine mare.
Hiperventilatia este o ventilatie in exces fata de consumul
metabolic de oxigen. Gazul cel mai
afectat in cazul hiperventilatiei este CO2, presiunea sa
partiala scade, se instaleaza hipocapnie.
Hipoventilatia este o ventilatie sub necesarul metabolic de
oxigen. In hipoventilatie se instaleaza in
primul rand hipoxemie urmata de hipoxie si in final, in cazul
hipoventilatiei severe sau de lunga
durata poate sa apara si hipercapnia.
Respiratie apneustica frecventa scazuta cu amplitudine mare a
inspirului, intrerupt periodic de
expiruri scurte
Apneuzis = oprirea respiratiei in inspir.
Apneea = oprirea respiratiei.
Respiratia Kssmaul: respiratia acidotica, intalnita in come
diabetice: respiratii ample si
frecvente.
Respiratia periodica: demonstreaza o scadere a sensibilitatii
chemoreceptorilor la CO2.
CAILE RESPIRATORII
Suprafata de sectiune a cailor respiratorii creste de la punctul
de pornire spre portiunea
terminala. Ele incep la nivelul nasofaringelui si a cavitatii
bucale. Din punctul de vedere al numarului
de diviziuni al cailor respiratorii, traheea este considerata
generatia 0. Cele 2 bronhii principale, din
trahee = generatia 1.
La nivelul cailor respiratorii mari se face conditionarea
aerului inspirat. Prin conditionare se
intelege pe de o parte saturatia in vapori de apa, iar pe de
alta parte incalzirea aerului respirat la
37C, la temperatura corpului. Cu cat pasajul aerului prin caile
respiratorii este mai scurt, cu atat
incalzirea se face mai prost, iar aerul rece poate sa produca
bronhospasm.
Caile respiratorii superioare joaca rol de filtru.Sunt dotate cu
un covor dens de cili care au
miscare in sens cranial, si glande submucoase care secreta
mucus. Se remarca de asemenea si
prezenta structurilor cartilaginoase care formeaza un inel
aproape complet. Aceasta structura
cartilaginoasa determina o rezistenta foarte mare la deformare.
Sunt cai extraparenchimatoase, nu
-
2
le este influentat calibrul de volumul de aer din plamani. Caile
superioare care de la trahee in jos se
numesc bronsii, se desfasoara de la diviziunea 1 la diviziunea
11 a arborelui traheobronsic.
De la diviziunea 12 la diviziunea 17 cai respiratorii mici
numite si bronsiole. La nivel bronsiolar
dispar inelele cartilaginoase care sunt inlocuite cu tesut
muscular neted. Dispar cilii, se modifica si
tipul de epiteliu care devine cuboid, scade mult numarul
glandelor submucoase si ca atare si secretia
de mucus. Suprafata de sectiune creste. Prezenta musculaturii
netede bronsiolare permite
bronhomotricitatea, respectiv capacitatea de bronhoconstrictie
sau bronhodilatatie. Caile respiratorii
mici: sunt intraparenchimatoase, se afla in interiorul
parenchimului pulmonar calibrul bronsiolar
depinde si de volumul de aer din plaman.
Incepand de la diviziunea 18, intram in domeniul unitatii
respiratorii. O unitate respiratorie
este formata din bronsiola respiratorie, canale alveolare, saci
alveolari, care la randul lor contin
alveolele. Au o suprafata totala: 70-75 m2 (1 m2/kg corp). La
nivelul unitatilor respiratorii se produc
schimburile gazoase: are loc hematoza. Tot ceea ce exista
deasupra unitatii respiratorii face parte
din spatiul mort anatomic, adica o zona care prin structura sa
anatomo-histologica nu permite
difuziunea gazelor.
Pompa toracopulmonara este formata din:
- plamani;
- cele 2 foite pleurale
- cutia toracica propriu-zisa
- diafragmulm si structurile subdiafragmatice.
Inspirul - deplasarea diafragmului dinspre torace spre cavitatea
abdominala
Intre atmosfera si plamani, deplasarea aerului are loc prin
convectie. Legea generala a gazelor,
a lui Boille (PV = constant =>daca presiunae sau volumul
scade celalalt parametru creste). Ventilatia
are 2 etape:
- inspirul este un act activ, care se face cu ajutorul muschilor
inspiratori principali: diafragm
si intercostali externi. Contractia muschilor intercostali este
necesara pentru depasirea
rezistentei la deformare a sistemului si depasirea rezistentei
la fluxul de aer. In inspirul
fortat, apelam la muschii sternocleidomastoidieni, micul si
marele dintat.
- expirul este un act pasiv, de revenire a structurilor
toraco-pulmonare la dimensiunea
intiala.Se datoreaza elasticitatii plamanilor si cutiei
toracice; poate sa fie si act activ, in
expirul fortat.
In cursul ventilatiei se deplaseaza cantitati de aer care au
fost clasificate in volume si capacitati
respiratorii.
Volumele:
- Volum respirator curent (VRC, VT volum tidal 500 ml):
cantitatea de aer vehiculata la
gura intr-o respiratie normala (normal este deseori folosit ca
repaus, lucru incorect
intrucat nu corespunde cu VRC in efort fizic). In repaus: 500 de
ml, in efortul fizic poate sa
creasca cu pana la 50% din capacitatea vitala.
- Volumul inspirator de rezerva (VIR 3000 ml): cantitatea de aer
care poate intra in
plaman intr-un inspir maximal care urmeaza unui inspir de
repaus. VIR: 3000 ml. si este
rezerva functionala care permite adaptarea la efort fizic sau
altitudine. ncepe sa scada cu
varsta pe seama cresterii volumului rezidual capacitatea de
adaptare la efort scade.
-
3
- Volum expirator de rezerva (VER -1200 ml): cantitatea de aer
care iese din plamani intr-un
expir fortat care urmeaza dupa un expir de repaus. Valoarea
aproximativa: 1200 ml sau
20% din capacitatea pulmonara totala.
- Volumul rezidual (VR 1100 ml): cantitatea de aer care ramane
in plamani chiar dupa un expir
fortat. Iese doar in pneumotorax sau daca scoatem plamanii din
cavitatea toracica. Volum
rezidual la tineri: 1100 ml sau 19% din capacitatea pulmonara
totala. Creste cu varsta, putand
ajunge pana la 39% din capacitatea pulmonara totala.
- Capacitatile sunt in numar de 4 si sunt sume ale volumelor
pulmonare:
- Capacitate pulmonara totala (CPT): 5000-6000 ml = suma tuturor
volumelor pulmonare:
VRC+VIR+VER+VR.
- Capacitatea inspiratorie (CI): 3500-4000 ml. Cantitatea totala
de aer care poate fi
inspirata. Semnificatie: posibilitatea adaptarii la necesar mai
mare de oxigen.
- Capacitatea vitala (CV): cantitatea de aer vehiculat la gura
intr-o respiratie maximala:
inspir maxim urmat de expir complet. Capacitatea vitala este
formata din volum respirator
curent, volum inspirator de rezerva si volum expirator de
rezerva . In momentul in care se
face determinarea capacitatii vitale, exprimarea rezultatului
este in deviatie procentuala
fata de standardul normal al persoanei respective. Valorile
(deviatia admisa) este de +/-
8%.
- Capacitatea reziduala functionala: 2300 ml =cantitatea de aer
care ramane in plaman
dupa un expir de repaus, este formata din volum expirator de
rezerva si volum rezidual
=>2300 de ml = 39% din capacitatea pulmonara totala si creste
cu varsta ajungand pana la
59%.
VRC: 500 ml distribuit 150 ml in spatiul mort anatomic si 350 ml
ajung in unitatile respiratorii
unde fac respiratia alveolara.
Capactitatea reziduala functionala: 2300 ml: Ventilatia
alveolara/Capacitatea reziduala
functionala = 350/2300 = 1/8, la fiecare miscare ventilatorie,
doar a 8 a parte din aerul rezidual este
curatata aparent. In realitate, in fiecare respiratie nici macar
350 ml de aer proaspat nu intra in
plaman, din acest motiv este nevoie de aproximativ 2 minute
intr-o atmosfera de oxigen 100%
pentru a curata plamanul complet.
Pompa toraco-pulmonara pompa care este inzestrata cu proprietati
de elasticitate, Pompa
este alcatuita din 3 elemente esentiale: plaman, foite pleurale
si cutia toracica. Plamanii si cutia
toracica nu se pot deplasa de cat sinergic (limitate de cele 2
foite pleurale). In ceea ce priveste
structurile elastice, se descriu la nivelul aparatului
respirator, 2 tipuri de echilibre:
Repausul elastic al structurii: in pozitia de repaus elastic,
structura nu se afla sub stres mecanic
(fibrele elastice sunt relaxate). Sistemul toraco-pulmonar are
in repaus respirator o cantitate de 2300
ml (39%). Plamanii daca ar fi scosi din cutia toracica, s-ar
retracta la un volum cam de 10% din
capacitatea vital. Acest volum de aproximativ 400 ml este
volumul de repaus elastic pulmonar.
Plamanii dezvolta forta de recul inspre hil. Aceasta forta de
recul se reflecta si pe foita viscerala a
pleurei. Cutia toracica are un volum de repaus de 4000 de ml.
Cutia toracica dezvolta o forta de recul
sau de retractie elastica inspre exterior. Aceasta forta de
recul se manifesta pe foita parietala a
pleurei. Cand capacitatea reziduala functionala e normala (39%),
cele 2 forte de recul sunt egale si de
sens contrar => sistemul se afla in echilibru elastic. O alta
consecinta a acestor forte de tractiune intre
-
4
cele 2 foite pleurale: in spatiul interpleural se formeaza o
presiune cu valoarea subatmosferica
numita vid pleural.
Vidul pleural este inegal pe suprafata plamanilor si
inegalitatea variaza cu gradul de elasticitate
pulmonara si pozitia corpului (datorita acceleratiei
gravitationale). Acceleratia gravitationala are
efecte diferite asupra varfului si asupra bazei: la varful
plamanilor in repaus respirator, presiunea
este de -5 cm H2O; la mijlocul plamanilor: -2cm H2O si la baze
presiunea intrapleurala = cea
atmosferica = 0 cm H2O. In ceea ce priveste presiunea din
interiorul cailor respiratorii si cea
intraalveolara: oride cate ori nu exista flux de aer pe calea
respiratorie, in sistem presiunea este 0
(atmosferica).
Inegalitatea vidului pleural determina fenomenul denumit
inegalitate regionala de ventilatie.
Presiunea transmurala se manifesta si se poate calcula pe orice
organ deformabil aflat intr-o
incinta cu presiune variabila (in cazul nostru plamanii in
cavitatea toracica). Presiunea transmurala:
diferenta dintre presiunea din exterior si cea din exterior =
P1-P2 = 5-(-5)=+10 cm H2O. O presiune
transmurala pozitiva este presiune de distensie (apasare din
interiorul tubului si aspirare din exterior)
=> ca urmare diametrul tubului creste si rezistenta la flux
scade.
Daca acelasi tub in care presiunea fluidului este pozitiva (+5
cm H2O) este introdus intr-o
incinta cu presiune pozitiva de +7 cm H2O -> presiunea
transmurala = 5-7 = -2 cm H2O rezultanta
negativa. Se considera presiune de compresie care face ca
lumenul tubului sa se ingusteze si
rezistenta la flux sa creasca.
Pentru sistemul respirator se descriu 3 tipuri de presiuni
transmurale:
- Presiunea transpulmonara = diferenta dintre presiunea
alveolara si presiunea pleurala.
o La varf: in alveole avem 0 cm H2O, in pleura avem -5 cm H2O
=> 0 - (-5) = +5 cm
H2O, alveolele de la varf sunt deschise.
o La baza: presiunea in alveole 0 cm H2O, presiunea pleurala 0
cm H2O -> in apnee de
repaus, alveolele de la baza sunt inchise. In aceasta situatie,
la debutul inspirului,
alveolele de la varf vor fi primele care vor primi aerul. In
expir, primele alveole
golite vor fi cele de la baza. Dintre cele 2 zone, cea mai
eficienta in schimbul de
aer este baza. Inegalitatea regionala a ventilatiei: baza
plamanilor ventileaza mai
bine decat varful.
- Presiunea transtoracica = diferenta de presiune dintre cele 2
parti ale toracelui =
presiunea pleurala presiunea barometrica (atmosferica). La varf
-5 - 0 = -5. -5 cu +5 ->
sistem in echilibru.
- Presiunea transrespiratorie = presiune alveolara (interior)
presiune barometrica
(echilibru).
Inegalitatea locala este determinata si descrisa de constanta de
timp a plamanilor. Constanta
de timp a plamanilor = produsul dintre complianta si rezistenta.
Descrie timpul necesar pentru
fiecare unitate respiratorie pentru a se umple cu aer.
Complianta ilustreaza capacitatea de distensibilitate a unei
structuri, fiind o marime care
matematic se exprima prin:
, atunci cand = 1 cm H2O. Complianta este diferentiata in
-
5
complianta pulmonara si de cutie toracica, dar in final,
sistemul functioneaza ca un tot unitar si ca
atare avem de a face cu complianta toraco-pulmonara.
Exista 3 tipuri de complianta toraco-pulmonara: statica,
specifica si complianta dinamica.
Pentru complianta statica: subiectul este instruit sa inceapa
manevra respiratorie de la
capacitatea reziduala functionala. El va face inspir
corespunzator volumului respirator curent (500
ml), dar inspirul nu este continuu si se face pe trepte mici de
cate 100 de ml de aer. In cursul
manevrei respiratorii se masoara variatia de presiune din
sistem. Se constata ca intre variatia de
volum si variatia de presiune nu exista relatie liniara, adica,
variatia cu 1 cm de H2O a presiunii nu
determina intotdeauna aceeasi variatie de volum, ci la inceputul
inspirului, la capacitate reziduala
functionala, complianta este scazuta, dupa care complianta
creste brusc). In expir, relatia presiune
volum reperzinta tot o curba, insa aceasta este mai turtita (o
parte din lucrul mecanic utilizat in inspir
nu se regaseste in expiratie sistemul revine mai repede la
pozitia de repaus). Diferenta dintre curba
inspiratorie si cea expiratorie a compliantei se numeste
histerezis, datorat urmatorilor factori:
rezistenta vasco-elastica la deformare a pompei
toraco-pulmonare, reculului elastic pulmonar din
expir si nu in ultimul rand modificarii tensiunii superficiale
intraalveolare cu fazele respiratiei.
Valoarea compliantei statice este de 0,2l/ cm H2O, adica pentru
fiecare variatie cu 1 cm a presiunii, in
plaman intra 200 de ml. Panta compliantei este unghiul format
intre orizontala si oblica care uneste
cele 2 extreme ale curbelor. Aceasta poate caracteriza diverse
tipuri de disfunctii.
Complianta specifica plamanul drept: are o complianta de 0,1 cm
H2O si cel stang tot de 0,1
cm H2O (0,2 complianta statica in total). Plamanul drept are 3
lobi, iar cel stang are 2 lobi. Pentru
plamanul drept, fiecare lob are o complianta de 0,03 si plamanul
stang are pentru fiecare lob o
complianta de 0,05.
Complianta dinamica: respiratia continua defineste complianta
dinamica. In complianta
dinamica avem aceeasi axa de ordonate, pe ordonata: variatia de
volum si pe abscisa variatia de
presiune. Se pleaca de la valoarea volumului rezidual si se
ajunge la capacitatea pulmonara totala.
Pentru complianta dinamica, la inceput, la volume foarte mici
pulmonare complianta este scazuta; la
nivelul capacitatii reziduale functionale, curba compliantei
incepe sa semene cu complianta statica,
pentru ca, ulterior, cand ne apropiem de capacitatea pulmonara
totala, complianta sa scada brusc
catre 0. Valoarea compliantei dinamice este 0,13 l/cm H2O, adica
o valoare mai mica decat a
compliantei statice. Determinarea compliantei = diferenta intre
disfunctiile de tip obstructiv si
disfunctiile de tip restrictiv.
Restrictia: incapacitatea de a ajunge la performanta maxima in
cazul plamanului, restrictie =
fibroza pulmonara (tesut elastic -> tesut fibros).
In cazul bolilor restrictive, curba compliantei este turtita,
valoarea compliantei este mica si
panta compliantei este inclinata. O stare care imita restrictia
din punct de vedere al compliantei este
obezitatea - complianta este mai mica decat normal (panta insa
ramane normala, ca expresie a
faptului ca tesutul pulmonar nu este afectat).
Obstructia: astmul bronsic, emfizemul pulmonar.
Daca se masoara complianta in emfizemul pulmonar, se obtine o
complianta mare, curba
compliantei devine abrupta, planta compliantei se verticalizeaza
.
-
6
Tensiunea superficiala (forta de coeziune a moleculelor de la
suprafata unui lichid la interfata
acestuia). Epiteliul alveolar are la suprafata un strat subtire
de lichid care dezvolta tensiune
superficiala. Fiind vorba de o suprafata hemisferica, aceasta
tensiune superficiala se manifesta pe
cele 2 raze principale ale hemisferei, astfel incat, daca vrem
sa masuram presiunea necesara pentru a
mentine alveola deschisa, folosim legea Laplace, conform careia,
cu cat raza este mai mica si
tensiunea superficiala mai mare, cu atat am nevoie de presiune
mai mare pentru deschiderea
alveolei. Cu cat o alveola are raza mai mica, cu atat are
tensiunea superficiala mai mare alveola are
nevoie de o presiune mai mare pentru a se mentine deschisa. n
sistemul respirator nu pot fi presiuni
diferite de la o zona la alta. Celule speciale, aflate in
peretele pulmonar, numite pneumocite de tip II
secreta o substanta de tip tensioactiv numita surfactant.
Surfactantul este o substanta complexa
care contine dipalmitolfosfatidilcolina, ioni de Ca si 4 tipuri
de apoproteine (a,b,c,d 2 hidrofile si 2
hidrofobe). Molecula de surfactant se aseaza cu fata hidrofila
spre lichid, cea hidrofoba catre aer si
scade tensiunea superficiala. Numarul de molecule al
surfactantului este relativ egal in fiecare
alveola. Daca avem o alveola cu raza mica, distributia la
interfata aer-lichid se face cu molecule mai
dens asezate, densitatea mare a moleculelor de surfactant
determinand o scadere mai importanta a
tensiunii superficiale. Alveolele cu raza mare au densitate mica
de molecule de surfactant, tensiunea
superficiala fiind mai putin scazuta. Astfel se obtine intr-un
sistem cu raza variabila si presiuni egale,
tensiune superficiala egala pentru toate alveolele.
Roluri surfactant: scade travaliul musculaturii respiratorii,
favorizeaza expirul (histerezis),
stabilizeaza alveolele cu raza mica (mentine echilibrul
alveolar), scade reculul elastic pulmonar la
volume mici si se opune formrii edemului pulmonar.
Secretia de surfactant incepe in luna a 7 a de viata
intrauterina si pneumocitele de tip II sunt
complet mature din punct de vedere secretor abia la nou nascutul
la termen. Daca copilul se naste
prematur, face detresa respiratorie a noului-nascut (boala
membranelor hialine). Daca nu sunt
corect supravegheati, acesti nou nascuti pot sa moara in apnee
respiratorie in timpul somnului.
Secretia de surfactant este inhibata de fumat si de terapia
agresiva si excesiva cu oxigen hiperbar.
Rezistenta la fluxul de aer: rezistenta la fluxul unui fluid se
calculeaza ca raportul dintre
variatia de presiune si debit.
Rezistenta este direct proportionala cu inversul razei la a 2 a
de sectiune a tubului. In mod
normal rezistenta la fluxul de aer este mica, consuma mai putin
de 10% din travaliul muschilor
respiratori si este distribuita inegal: 80% din rezistenta se
dezvolta in caile respiratorii mari si cu
deosebire la nivelul foselor nazale. Aceasta rezistenta mare
determina curgerea turbulenta a aerului
in zona, turbulente care favorizeaza eliminarea corpilor straini
inhalati. Restul de 20% din rezistenta
se masoara in caile respiratorii inferioare: bronsiole unitati
respiratorii. Rezistenta scazuta la acest
nivel se datoreaza marimii suprafetei de sectiune si scaderii
debitului pe fiecare unitate si asigura
curgerea laminara a aerului. Caile respiratorii inferioare au
calibrul dependent de volumul de aer
pulmonar (diametru mai mare in inspir si mai mic in expir); au
musculatura neteda, ceea ce inseamna
ca pot fi influentate de factori fizici, nervosi sau
chimici.
Bronhomotricitatea este un fenomen reglabil si reglarea nervoasa
se face aproape exclusiv
prin intermediul parasimpaticului. Musculatura neteda
bronsiolara are receptori de tip muscarinic si
reactioneaza la acetilcolina prin bronhoconstrictie. Simpaticul
nu influenteaza bronhomotricitatea
pentru ca nu exista terminatii simpatice pe bronsiole. Exista
insa receptori adrenergici de tip 2. In
-
7
consecinta, fie adrenalina venita din circulatia sistemica, fie
simpatomimetice (medicatie) 2
adrenergice pot determina bronhodilatatie. Ritmul circadian:
Calitatea aerului inspirat afecteaza bronhomotricitatea .
O serie de factori umorali eliberati locali sunt
bronhoconstrictori, printre acestia: histamina
eliberata de bazofile si mastocite, leucotrienele care au
capacitate bronhoconstrictoare de 2000 de
ori mai mare decat histamina, produsi ai acidului arahidonic
(tromboxanul A2 si prostaglandinele mai
ales de tip D si F), se pare ca si bradikinina are rol
bronhoconstrictor, precum si neurokininele.
Bronhodilatatoare: adrenalina, medicamentele 2 simpatomimetice
si prostaciclina.
-
1
Respiratia de repaus: la sfarsitul inspirului, presiunea
intrapleurala medie este de -7,5 cm
H2O, in timp ce in caile respiratorii si alveole, presiunea este
egala cu cea atmosferica respectiv 0
cm H2O. La debutul expirului, forta de recul a plamanilor,
corespunzatoare presiunii intrapleurale se
transmite aerului alveolar care este impins spre exterior. De-a
lungul cailor respiratorii se produce
pierdere dinamica de presiune, dar ct timp presiunea
intrapleurala este 0, punctul de presiune
egala nu poate fi decat la gur pn la sfritul expirului. Ca
urmare, nu are loc compresia cailor
respiratorii si nu exista obstacol impotriva evacuarii
aerului.
Inspirul maximal urmat de expir fortat: in acest caz, presiunea
intrapleurala scade mult, , dar
in cursul expirului fortat, presiunea cu care aerul iese initial
din plamani este suma dintre forta de
recul elastic si forta muschilor expiratori. In timpul expirului
fortat, deoarece in pleura presiunea va
deveni pozitiva, se formeaza punct de presiune egala (presiunea
interior = presiunea exterior) pe
caile respiratorii superioare. Aceste cai sunt greu deformabile
din cauza peretelui cartilaginos. Pe
masura ce expirul continua, forta de recul a plamanilor scade
treptat deoarece alveolele se golesc.
Din aceasta cauza, punctul de presiune egala se deplaseaza
dinspre caile respiratorii mari spre cele
mici. In cazul unui sistem respirator normal, acest punct de
presiune egala atinge bronsiolele din
generatiile 17 - 18 dupa ce plamanii s-au golit, astfel incat nu
ramane aer incarcerat. n cursul
efortului expirator are loc ingustarea treptata a cailor
respiratorii, fenomen denumit compresie
dinamica a cailor. Aceasta compresie dinamica duce la
modificarea regimului de curgere al aerului
astfel incat velocitatea fluxului in axul cailor aeriene creste
si presiunea laterala de distensie scade.
Atunci cand aceste fenomene se produc pe cai respiratorii
afectate, ingustate (hipersecretie
de mucus, inflamatia caii sau hiperreactivitate bronsica),
punctul de presiune egala se deplaseaza mai
rapid si calea respiratorie se inchide inainte de a goli complet
plamanii de aer. O cantitate oarecare
de aer ramane incarcerata distal de locul obstructiei si
cresterea treptata de volum a alveolelor duce
in final la ruperea peretilor alveolari si instalarea
emfizemului.
Investigarea functiei ventilatorii
Spatiul mort anatomic vs. spatiul mort fiziologic
Spatiul mort anatomic zona din caile respiratorii care nu
permite difuziunea aerului prin
constructia sa.
Spatiul mort fiziologic reprezinta totalitatea zonelor din
aparatul respirator care nu pot face
schimb gazos. In mod normal cele 2 spatii sunt identice (toate
alveolele ventileaza). In conditii
patologice, acesta poate sa creasca.
O modalitate mai sensibila de investigare a functiei
respiratorii este VEMS = volum expirator
maxim pe secunda. Definitie: cantitatea de aer expirata in prima
secunda de expir fortat care
urmeaza unui inspir maximal. Practic, manevra se desfasoara
astfel: pacientul este conectat la
spirograf, se pleaca de la valoarea capacitatii reziduale
functionale; dupa 2-3 respiratii de repaus,
subiectul face inspir maxim dupa care dupa 1 secunda de apnee
este instruit sa faca expir maxim si
fortat astfel incat la sfarsit sa ajunga la valoarea volumului
rezidual. Cantitatea totala de aer expirat =
capacitatea vitala fortata.
VEMS trebuie corelat cu capacitatea vitala fortata: se obtine
indicele de reactivitate bronsica
(indice Tiffeneau) =
. Valoare normala: 70 - 82%. Determinarea VEMS si
-
2
a indicelui de reactivitate bronsica este utila in diagnosticul
diferential intre disfunctiile de tip
obstructiv si disfunctiile de tip restrictiv.
In obstructie (astm bronsic): in cursul expirului fortat, cand
presiunea pleurala devine pozitiv,
presiunea transmurala devine negativa, ducnd la compresia cii si
la cresterea volumului rezidual.
Deci, in obstructie, capacitatea vitala fortata este aproximativ
normala. In schimb, VEMS scade mult.
Indicele de reactivitate bronsica scade semnificativ.
In restrictie (fibroza pulmonara): nu se poate destinde complet
plamanul, cantitatea de aer
care intra scade - capacitatea pulmonara totala si vitala scad.
In momentul exspirului fortat, scade si
VEMS si capacitatea vitala fortata. Indicele de reactivitate
bronsica fie ramane normal, fie uneori
poate sa creasca.
VEMS este util ca test pentru a diferentia disfunctiile
obstructive/restrictive, in testele
farmacodinamice.
Testele farmacodinamice sunt 2 categorii: teste de provocare si
teste bronhodilatatoare.
Testul bucla flux-volum este o modalitate mult mai sensibila de
a aprecia starea sistemului
bronho-pulmonar. Bucla flux-volum are si alt avantaj: este o
amprenta individuala personala fiecare
individ are aspectul sau propriu.
Bucla flux-volum: pe ordonata debitele ventilatorii si pe
abscisa variatia de volum. Partea
inferioara a curbei reprezinta debite inspiratorii si partea
superioara debite expiratorii. Se pleaca de
la volumul rezidual si se ajunge la capacitatea pulmonara
totala. In inspir, la introducerea aerului in
plaman, debitul cu care intra aerul in plaman este mic, alveoele
insa se deschid foarte repede, debitul
creste brusc, apoi platou, si cand se ajunge la CPT debitul
scade brusc la zero. Apoi, pentru partea
expiratorie, graficul pleaca de la capacitatea vitala (volumul
total de aer), la debutul expirului debitul
va fi mare, pe masura ce volumul pulmonar scade, reculul scade,
debitul incepe sa scada treptat pana
la volumul rezidual.
Punctele cheie ale graficului:
PEF debit expirator de varf (peak expiratory flow): este debitul
maxim care se
masoara la inceputul expirului;
MEF75 debitul corespunzator unei cantitati de aer de 75% din
capacitatea vitala
maxim expiratory flow la 75% din capacitatea vitala si poate fi
exprimat sub forma de
FEF25 forced expiratory flow dupa ce se scoate 25% din aer;
MEF50 sau FEF50 debitul expirator maxim masurat cand am ramas
doar cu 50% din
capacitatea vitala
MEF 25 sau FEF75 debitul expirator maxim masurat cand am ramas
doar cu 25% din
capacitatea vitala.
Determinarea compliantei respiratorii si determinarea
rezistentei la flux care se poate efectua
fie cu metoda pneumotahografica fie cu ajutorul pletismografului
corporeal.
Irigatia aparatului respirator.
Caile respiratorii mari primesc irigiatie de tip nutritiv prin
intermediul arterelor bronsice.
Cantitativ, , aceste artere folosesc doar 1% din debitul
ventriculului stang. In conditii patologice
-
3
(atrezia de artera pulmonara), debitul poate creste la 20-30% si
in unele cazuri pana la 50% din
debitul VS. n acest caz, circulatia bronsica preia rolul de
oxigenare a sangelui. Inafara rolului nutritiv,
circulatia bronsica mai are ca scop si:
conditionarea aerului;
sursa de IgA de tip secretor
capacitate foarte mare de neoangiogeneza
In capatul venos al circulatiei bronsice, 50% din debitul
venelor bronsice se comporta normal
si se varsa in AD prin vena azygos, adica urmeaza circuitul
firesc al sangelui venos catre inima
dreapta. Restul de 50% ajunge prin intermediul anastomozelor in
capilarele si venele pulmonare,
adica intr-un teritoriu cu sange oxigenat. Efect de unt
dreapta-stanga si urmare a acestuia se
produce contaminarea venoasa fiziologica cu scaderea presiunii
partiale a oxigenului in inima stanga.
Circulatia bronsica presiune inalta, cea pulmonara este de
presiune joasa
Circulaia funcional artera pulmonar. Cele 2 capete intre care
exista diferenta de
presiune: ventriculul drept si atriul stang. Sangele curge de la
presiune mare, media presiunii
ventriculare drepte este de 15 mm Hg, catre presiune mica,
apreciata pentru AS la 8 mm Hg.
Presiunea in capilarele pulmonare: 10 mm Hg. Circulatia
pulmonara este circulatie de tip functional:
prin artera pulmonara vine sange venos dezoxigenat la nivelul
alveolelor se produce schimb gazos cu
eliminare de CO2 si preluare de O2, iar in venele pulmonare avem
sange arterializat.
Alte roluri ale circulatiei pulmonare:
filtru si fibrinoliza: in capilarele pulmonare care au diametru
foarte mic sunt opriti
trombusii de dimensiuni mici care vin din venele sistemice. In
plamani se secreta
factori fibrinolitici care distrug acesti trombi.
rol endocrin: prin secretia enzimei de conversie a angiotensinei
si prin secretie de
prostaglandine. Enzima de conversie transofrma Ag I in Ag II si
inactiveaza bradikinina.
rol metabolic: circulatia pulmonara este capabila sa
indeparteze, sa metabolizeze o
serie de produsi veniti din circulatia sistemica, printre care
se numara noradrenalina,
serotonina, bradikinina, prostaglandina si leucotrienele. Nu se
inactiveaza, deci trec
nemodificate: adrenalina si histamina.
Caracteristici morfofunctionale: zona circulatiei mici este o
zona de circulatie cu presiune
joasa care primeste in fiecare minut acelasi debit sanguin ca si
circulatia sistemica (5L), dar care are
un regim de curgere cu rezistenta scazuta. In circulatia mare
rezistenta este de 1 URP, in circulatia
mica rezistenta este de 10 ori mai mica. Suprafata capilarelor
pulmonare 70 1 /kg corp,
suprafata ce coincide cu suprafata de difuziune alveolara. In
mod normal, cantitatea de sange
regasita in plamani este de 500 ml, din acesti 500 de ml, 75 se
afla in capilare. In cazul in care
intoarcerea venoasa creste, plamanii au capacitatea de a
inmagazina pana la 1 l de sange, fara ca
presiunea din sistem sa se modifice. Timpul de circulatie al
unei hematii prin capilarele pulmonare
este de 0,75 s in repaus. In efort fizic, timpul de circulatie
scade la 0,25 s si acest timp este suficient
pentru oxigenarea hemoglobinei. Timpul necesar oxigenarii
hemoglobinei este de 0,25 s.
Distensibilitatea si complianta sistemului este mult mai mare.
Distributia rezistentei in circulatia
pulmonara : 40% din rezistenta o intalnim la nivelul
capilarelor, 50% in artere si arteriole si 10% in
-
4
vene. Vasele pulmonare pot fi clasificate in : circulatie
extraparenchimatoasa si
intraparenchimatoasa.
Cea extraparenchimatoasa incepe de la nivelul VD, cuprinde
artera pulmonara cu ramurile
sale pana la nivelul arteriolelor si apoi venele pulmonare pana
in AS. Acest segment
extraparenchimatos are debitul sangiun dependent de fazele
respiratiei , depinde de presiunea
intrapleurala in cursul inspirului si expirului. n inspir
debitul crete.
Vasele intraparenchimatoase capilarele pulmonare isi modifica
debitul circulator in raport cu
fazele ventilatiei: in inspir, presiunea mare intraalveolara
comprima capilarele limitand fluxul. In
expir, cand alveolele se golesc, capilarele se destind si atunci
creste intoarcerea la inima stanga.
In circulatia pulmonara, principalul factor ce determina
circulatia este diferenta de presiune (7
mm Hg). Exista insa si o alta serie de presiuni ce modifica
curgerea sangelui la nivel local si regional
astfel incat se produce o inegalitate regionala de perfuzie.
Primul factor care modifica presiunea de
perfuzie este inaltimea coloanei hidrostatice care se formeaza
pe un plaman in pozitie vertical.
Ventriculul drept se afla in zona de mijloc a plamanului, 7 cm
de masa de tesut pulmonar in dreptul
VD; astfel varful plamanilor se afla la aproximativ 8 cm
deasupra planului cordului drept -la varf,
presiunea de perfuzie va fi forta medie a ventriculului drept
presiunea coloanei hidrostatice 8 cm
varful plamanului este irigat in medie cu 10 mm Hg. Baza
plamanului se afla la 15 cm sub planul VD
presiunea de perfuzie la baza este forta VD + presiunea coloanei
hidrostatice; baza va fi irigata in
medie cu 25 mm Hg. Debitul nu difera, insa difera presiunea
hidrostatica: presiunea hidrostatica este
mai mare la baza plamanului. Atunci cand exista conditii care
favorizeaza aparitia edemului pulmonar
acesta incepe intodeauna sa se formeze la baza si avanseaza
catre varful plamanilor. Inegalitatea
regionala a perfuziei afirma ca bazele plamanilor sunt mai bine
irigate decat varful .
Un alt tip de diferenta de presiune care influenteaza circulatia
pulmonara este presiunea
transmurala care face relatia intre presiunea din capilarul
pulmonar si persiunea din alveole. Aceasta
presiune transmurala imparte din punct de vedere circlator si
ventilator plamanul in zonele WEST
pulmonare. Exista urmatoarele presiuni: Pa (presiune la capatul
arterial al capilarelor); PA (presiune
alveolara) si Pv (presiune venoasa). Teoretic sunt 4 zone
WEST:
zona I: PA>Pa artera si fluxul de sange este 0;
zona II: Pa>PA>Pv (sangele poate sa intre printre peretii
alveolari, in schimb iese
intermitent spre capatul venos in functie de fazele respiratiei;
in expir capatul venos se
destinde);
zona III: Pa>Pv>PA (situatia clasica din tesuturi, tubul
este deschis permanent, fluxul
de sange este continuu);
zona IV: Pv>Pa (sangele se intoarce din vene catre artere,
exista conditii ce favorizeaza
acumularea sangelui in capilare cu crestere de presiune
hidrostatica si cu formare de
edem interstitial).
Pentru plamanul normal, in 1/3 superioara avem zona WEST II si
in cele 2/3 inferioare avem
zona WEST III.
Debitul ventilator=frecventa respiratiei ventilatia
alveolara.
Debitul circulator=frecventa cardiaca volum bataie. Frecventa
respiratorie = 12
miscari/minut. Ventilatia alveolara = 350 ml.
-
5
Frecventa cardiaca = 70 batai/min. Volum bataie = 75 ml.
Debitul ventilator =4250ml/min.
Debitul de perfuzie = 5250 ml/min.
Raportul ventilatie perfuzie = 0.8.
Coeficientul respirator = raportul dintre cantitatea de CO2
produsa (ml/min) fata de oxigenul
consumat (ml/min). In repaus se produc 200 ml CO2 in conditiile
in care se consuma 250 ml O2 ->
coeficientul respirator = 0.8 = raportul ventilatie
perfuzie.
Raport ventilaie/perfuzie crescut: in cazul in care un teritoriu
alveolar mare este neperfuzat
ventilatia in plamanul afectat este irosita. Daca tot sangele
venos este dirijat catre plamanul care nu
are obstructie vasculara se va face echilibrarea gazelor:
sangele arterializat va iesi cu o presiune de
oxigen usor mai mica si cu presiunea CO2 normala. In acest caz,
raportul ventilatie perfuzie in zona
afectata este crescut. In cazul unui raport ventilatie perfuzie
crescut nu se modifica semnificativ
concentratia si presiunea gazelor respiratorii.
Raport ventilaie/perfuzie sczut - obstructia masiva a unui ram
din arborele traheo bronsic.
Plamanul care ventileaza va avea o presiune de O2 mai mare si de
CO2 mai mica. Sangele va intra in
ambele teritorii, zona neventilata va avea mult CO2 si oxigen
scazut. Sangele care a intrat in zona
hiperventilata se va echilibra cu aerul din alveola, va iesi cu
O2 crescut si CO2 scazut. Sangele din zona
neventilata nu se echilibreaza. Urmeaza amestescul dintre
sangele arterializat cu cel venos, astfel in
inima stanga si in circulatia sistemica, presiunea de O2 va fi
mult mai mica, cea de CO2 poate fi
normala.
O scadere a raportului ventilatie perfuzie determina un efect de
sunt masiv dreapta stanga cu
contaminare venoasa patologica si aparitia cianozei si a
hipoxemiei/hipoxiei.
Reglarea circulatiei pulmonare poate fi facuta in mod pasiv si
in mod activ.
Reglarea pasiva cuprinde fenomenele de distensie si
recrutare.
Distensia = cresterea diametrului unor capilare anterior
deschise. La nivelul circulatiei
pulmonare capilare exista mici diferente de diametru intre
capilarele aflate in paralel, mici diferente
de rezistenta si mici diferente de flux de sange.
Recrutarea=deschiderea capilarelor care anterior erau
inchise.
Fenomenele de distensie si recrutare permit: rol de amortizor al
volumului de intoarcere
pentru inima stanga; cresterea suprafetei de difuziune; scaderea
distantei de difuziune; controlul
variatiei de presiune in circulatia pulmonara.
Reglarea activa: principalul factor reglator este oxigenul.
Efectele hipoxiei locale sunt
vasoconstrictoare pe circulatie pulmonara. Hipoxia alveolar
produce vasoconstrictie. Raspunsul
vasoconstrictor hipoxic are ca mecanism blocarea canalelor de K
sensibile la O2; aceasta blocare
determina hipopolarizarea celulei, hipopolarizare care va duce
potentialul transmembranar la
valoarea prag la care se deschid canale de Ca voltaj dependente
-> contractie+vasoconstrictie.
Vasoconstrictia hipoxica are rol important de protejare
impotriva suntului dreapta stanga patologic.
Aceasta vasoconstrictie hipoxica este eficienta si nu duce la
risc de hipertensiune pulmonara daca nu
depaseste 20% din suprafata circulatiei pulmonare. Daca insa
hipoxia este generalizata si
vasoconstrictia va fi intensa se poate instala edemul
pulmonar.
-
1
Reglarea circulatiei pulmonare
Substante vasoconstrictoare eliberate in circulatie:
angiotensina II care se si formeaza in
circulatia pulmonara, endotelinele, serotonina (mai ales in
teritoriul venos), tromboxanul A2 si
prostaglandinele.
ADH in circulatia pulmonara are efect vasodilatator.
Alte substante vasodilatatoare: bradikinina, histamina,
prostaciclina si NO. NO este un gaz cu
afinitate foarte mare pentru hemoglobina (de 200.000 de ori mai
mare decat O2.
In momentul cresterii debitului circulator in vasele pulmonare,
plamanul se poate adapta prin
fenomele de distensie si recrutare impiedicand hipertensiunea
pulmonara. Aceste fenomene au
limite care sunt descrise de factorul de siguranta al
plamanilor.
Phidrostatica capilare pulmonare = 10 mm Hg (efect
profiltrant).
Pcoloidosmotica a proteinelor din plasma = 28 mm Hg (efect
antifiltrant).
Phidrostatica interstitiul pulmonar = -9 mm Hg (datorata vidului
pleural, forta profiltranta).
Pcoloidosmotica din interstitiul pulmonar = 10 mm Hg (forta
profiltranta).
P efectiva de filtrare = P hidrostatica capilare + P
hidrostatica interstitiu + P coloidosmotica interstitiu P
coloidosmotica capilar = 10+9+10-28 = 1 mm Hg.
Lichidul care ajunge in interstitiu este foarte repede
indepartat prin intermediul circulatiei
limfatice. Daca presiunea hidrostatic se marete brusc , factorul
de siguranta are valoarea de 28
mm Hg. In conditii de crestere lenta, a presiunii din atriul
stang, factorul de siguranta creste la 40 mm
Hg.
Difuzia este cea de-a 2 a etapa de transport a gazelor si
reprezinta deplasarea moleculelor de
gaze respiratorii pe distante mici, transport care se datoreaza
concentratiei gazului si care se face de
la presiune mare la presiune mica.
Presiunea partiala a unui gaz este dezvoltata de fractiunea
gazului dizolvata liber in plasma si
nu de gazul aflat in combinatii cu diverse substante. Legea
Boyle: PV = constant.
Legea Henry: Ppartiala gaz = coeficient solubilitate x
concentratia gazului. (px = x [X])
Legea Dalton: presiunea totala a unui amestec gazos este suma
presiunilor partiale a gazelor
din amestec sau: presiunea pe care o dezvolta un gaz dintr-un
amestec este aceeasi pe care ar
dezvolta-o daca s-ar afla singur in incinta respectiva. Aerul
atmosferic este un amestec de 79% azot,
21% oxigen. (20% O2 dezvolta 158 mm Hg).
Formula Fick:
=
Coeficientul de solubilitate pentru oxigen = 0.024 si pentru
dioxid de carbon = 0.57
-
2
Raportul / poarta numele de coeficient de difuziune si
reprezinta particularizarea fiecarui gaz. Pentru oxigen
coeficientul este 1, pentru CO2 este 20.
Suprafata totala de difuzie este de 70 m2 pentru ca si membrana
alveolara si capilarele au
aceeasi suprafata. Suprafata are variabiliate temporospatiala
chiar la acelasi individ si in conditii de
sanantate. Se poate modifica semnificativ in stari patologice.
Variabilitatea temporala tine de fazele
respiratiei: in inspir, cand creste volumul alveolar, suprafata
de difuzie creste; in expir invers.
Variabilitate spatiala: exista alveole cu dimensiuni si
capacitate de distensie variabile, cele care se pot
destinde mai mult au o suprafata mai mare, celelalte invers.
Distanta de difuziune: in mod normal grosimea membranei
alveolocapilare variaza intre 0,2 si
0,6 microni. Timpul necesar unei molecule de oxigen sa strabata
o distanta de 1 micron este de 1 ms.
Pentru a traversa un spatiu de 5 cm, aceeasi molecula de oxigen
are nevoie de 13 ore. Grosimea
prezinta si ea variatie temporo-spatiala. In inspir: scade
distanta de difuziune, in expir creste. In
momentul in care creste perfuzia pulmonara, distanta de
difuziune scade pentru ca avem mai multe
capilare active. Distanta creste in: ingrosarea membranei
alveolo-capilare.
Diferenta de presiune
In aerul atmosferic: P O2=158 mm Hg; P N2=596 mm Hg, PCO2=0,3 mm
Hg si PH2O (intre 0-5
grade si 5% umiditate)=5,7 mm Hg.
In alveola, datorita umidifierii aerului inspirat, PH2O=47 mm
Hg, PCO2=40 mm Hg. P O2:
100(102-104) mm Hg si PN2=573 mm Hg.
Sangele venos ce vine la plaman: PO2: 40 mm Hg si PCO2: 45-46 mm
Hg. Difuziunea are loc de
la presiune partiala mare la presiune partiala mica - oxigenul
trece din alveola in sange - in venele
pulmonare presiunea O2 se echilibreaza la 100 mm Hg, iar CO2 va
trece din sange in alveola pentru a
fi eliminat - presiunea CO2 in sangele arterializat va fi 40 mm
Hg.
Cand sangele ajunge la tesuturi, unde PO2 = 40 mm Hg si PCO2= 46
mm Hg, schimburile vor
avea loc in sens invers: oxigenul este preluat in tesuturi si
dioxidul de carbon va fi eliberat.
Pentru oxigen:
creste fie crescand presiunea in alveola, fie scazand presiunea
in sangele venos. Presiunea
in alveola poate creste in hiperventilatie (maximul este de 149
mm Hg) sau daca se respira oxigen
100% sau oxigen hiperbar. Scade continutul de O2 in sangele
venos in consumul tisular, in efortul
fizic.
scade atunci cand scade presiunea partiala in alveola. Are loc
in hipoventilatia localizata
sau generalizata sau cand se respira intr-o atmosfera saraca in
oxigen (altitudine factor limitativ
pentru adaptarea la altitudine).
mediu pentru O2 este de 11 mm Hg (pe toata lungimea
capilarului).
Capacitatea de difuziune a unui gaz = cantitatea de gaz care
difuzeaza in fiecare minut pentru o
diferenta de presiune partiala de 1 mm Hg. Aceasta capacitatea
de difuzie pentru oxigen este de 21
ml/min/mm Hg (in repaus).
-
3
Difuzia neta a oxigenului ( mediu x capacitatea de difuzie) va
fi 230 ml/min. In efortul fizic,
capacitatea de difuziune creste la 65 ml/min/mm Hg. Aceasta
crestere este determinata de cresterea
volumului curent (hiperventilatie); cresterea suprafetei de
difuziune, scaderea distantei si de
scaderea timpului de circulatie. ( creste, debitul cardiac
creste de 5-6 ori).
Pentru CO2 capacitatea de difuziune este de 1 ml/min/mm Hg. In
repaus se produc 200 ml
CO2/min.
Difuziunea limitata de capacitatea de difuzie: CO este un gaz cu
afinitate de 200 de ori mai
mare pentru hemoglobina decat oxigenul. La o persoana sanatoasa
si nefumatoare, concentratia
acestui gaz in sange este 0. Daca se administreaza pentru
perioada scurta un amestec gazos cu 0,1%
concentratie CO, acesta va difuza rapid din alveole in plasma.
De aici este preluat la fel de repede de
hematie si se fixeaza pe hemoglobina. Oricat de mare sau oricat
de mic ar fi debitul circulator, in
conditiile de respiratie data (timp scurt, concentratie mica CO)
nu exista timp pentru ca presiunea
plasmatica a CO sa se echilibreze cu cea alveolara =>
difuziunea gazului este limitata de proprietatile
de difuzie ale membranei.
Difziunea limitata de perfuziea pulmonar: pentru a demonstra
influenta perfuziei
pulmonare asupra difuziunii gazelor se foloseste respiratia pe
termen scurt intr-un amestec gazos cu
0,01% conc N2O. Oxidul nitros are afinitate 0 pentru
hemoglobina. Ca urmare, difuzia din alveola in
plasma determina echilibrarea foarte rapida a presiunii partiale
intre alveola si plasma. Indiferent de
grosimea membranei de difuziune, gazul se va echilibra. Cu cat
debitul circulator va fi mai mare, cu
atat echilibrul se atinge mai tarziu. Cu cat debitul circulator
va fi mai mic, cu atat echilibrul se atinge
mai repede.
In mod normal, oxigenul si dioxidul de carbon se comporta ca
oxidul nitros = se comporta ca
niste gaze a caror difuziune este limitata de perfuzie.
Respiratia la altitudine, in mediu hipobar sau cu
continut scazut de oxigen, in aceste momente pentru oxigen
scade, iar aceasta scadere face ca
difuziunea sa devina factor limitativ pentru preluarea de
oxigen.
Membrana de difuzie (0,2-0,6 microni) este formata din:
strat subtire de lichid cu surfactant, epiteliu alveolar
(pneumocite de tip II)
membrana bazala a alveolei
spatiu interstitial foarte subtire
membrana bazala a capilarului
endoteliu capilar pentru trecerea gazului din alveola in
plasma
membrana hematiei.
-
4
Transportul gazelor in sange se face fie sub forma dizolvata
fizic fie in diverse combinatii.
Pentru O2: parametrii ce ne ajuta in aprecierea capacitatii de
oxigenare tisulara:
puterea oxiforica a hemoglobinei. In conditii ideale este de
1,39 ml O2/ g Hb, dar in
realitate, din cauza unei cantitati de Hb nefunctionale metHb
cantitatea este de
1,34 ml O2/ g Hb);
capacitatea de oxigenare a hemoglobinei = reprezinta cantitatea
de oxigen
transportata in 100 ml de sange in fiecare minut, 100 ml de
sange transporta 20 ml de
O2
saturatia in oxigen a hemoglobinei reprezinta procentul de
oxihemoglobina fata de
hemoglobina totala
diferenta arterio-venoasa de oxigen = diferenta intre
oxihemoglobina in sangele
arterial si oxihemoglobina din sangele venos (in sangele
arterial 20 ml O2/dl in sangele
venos 15 ml O2/dl - DAV=5 ml O2;
coeficientul de extractie tisulara = procentul de oxigen extras
din sangele arterial =
diferenta arteriovenoasa in raport cu oxihemoglobina - gradul de
extractie este
5/20=25%.
Cianoza este un semn clinic care inseamna coloratia in albastru
a mucoaselor si tegumentelor.
Acest semn apare in conditiile care cantitatea de hemoglobina
redusa depaseste 5 g/dl.
Bolile cianogene pot fi te tip central (bloc alveolocapilar,
hipoventilatie masiva sau boli
congenitale cardiace cu sunt masiv dreapta-stanga) sau de tip
periferic atunci cand viteza de
circulatie scade, timpul de circulatie creste, ceea ce inseamna
ca tesuturile au la dispozitie timp mai
lung sa preia oxigen (desatureaza mai lung hemoglobina).
Cantitatea de oxigen existenta in organism la un moment dat este
de 2 l: 1 l in circulatia
sistemica si restul aflat in mod special pe mioglobina.
Cantitatea dizolvata fizica in plasma este mica, de 0,3 ml
O2/dl.
Oxigenul este transportat legat labil de hemoglobina.
In relatie cu transportul gazelor, Hb se poate afla sub 2 forme:
hemoglobina tensionata (forma
T) si hemoglobina relaxata (forma R).
In cazul hemoglobinei tensionate intre inelele tetrapirolice
exista punti de hidrogen, fierul este
scos din planul hemului si are legaturi puternice cu histidina.
Exista legaturi intre lanturile globinice si
intre lanturile se fixeaza o molecula de 2,3 DPG. In prezenta
presiunii mari de oxigen, treptat,
interactiunea dintre lanturile globinice slabeste, puntile
saline se rup, 2,3-DPG este indepartat si in
molecula intra pe rand 4 molecule de oxigen. Relatia dintre
presiunea partiala de oxigen si saturatia
in oxigen a hemoglobinei nu are aspect liniar, ci are forma unui
S italic. O relatie intre presiunea
partiala de oxigen si saturatia in oxigen a hemoglobinei este
data de parametrul numit p50 =
presiunea partiala a oxigenului la care 50% din hemoglobina este
saturata (valoare normal 26 mm
Hg pentru hemglobina adult).
-
5
Hb are capacitatea de a-si modifica comportamentul fata de
oxigen in raport cu tipul de Hb,
varsta, activitatea metabolica locala si cu metabolismul
intraeritrocitar. Daca p50 creste, Hb are
nevoie de presiune partiala mai mare a oxigenului pentru
saturaie - toata curba se deplaseaza catre
dreapta. Presiunea partiala a oxigenului din tesuturi
intersecteaza noua curba de oxigenare pe un
punct care corespunde unui procent de extractie tisulara mai
mare = valoarea crescuta a lui p50
deplaseaza curba la dreapta si aceasta deplasare descrie o
hemoglobina care capteaza mai greu
oxigenul, dar care il cedeaza mai usor la tesuturi.
Scaderea valorii p50 Hb se satureaza mai usor i curba se
deplaseaza catre stanga. Presiunea
partiala a oxigenului tisular intersecteaza noua curba intr-un
punct ce corespunde unui coeficient de
extractie scazut. P50 scazut deplaseaza curba de
asociere/disociere catre stanga si aceasta deplasare
arata ca Hb este avida de oxigen, dar il cedeaza cu
dificultate.
Diferentele de Hb: Hb fetala prezinta 2 lanturi gama care
modifica interrelatia cu 2,3DPG care
se fixeaza mai greu pe molecula. Deci Hb fetala are p50 mai
scazut, curba este deplasata catre
stanga. Hemoglobina materna are un p50 mai mare (30 mm Hg), Hb
da mai usor oxigen.
In functie de metabolismul local si intraeritrocitar: deplasarea
la dreapta si la stanga depind de:
concentratia ionilor de hidrogen, concentratia CO2, de
temperatura locala si de cantitatea de 2,3
DPG.
Cand creste concentratia ionilor de hidrogen (pH scazut,
acidoza) sau cand creste presiunea
partiala a CO2 sau cand creste temperatura locala sau cand
creste 2,3 DPG, curba se deplaseaza la
dreapta (Hb cedeaza mai usor oxigenul). Scaderea concentratiei
ionilor de hidrogen (cresterea pH)
sau scaderea presiunii partiale a Co2 sau scaderea temperaturii
locale sau scaderea cantitatii de 2,3
DPG deplaseaza curba la stanga.
Relatia hemoglobina oxigen ioni de hidrogen este cunoscuta sub
denumirea de fenomen
BOHR. Explicatia interrelatiei dintre cele 3 elemente:
hidrogenul stabilizeaza forma tensionata
(cresterea concentratiei de hidrogen favorizeaza expulzia
oxigenului si deplasarea curbei spre
dreapta).
Relatia Hemoglobina oxigen dioxid de carbon are 2
explicatii:
Fenomenul BOHR-like: CO2+H2O->H2CO3->H+HCO3. Protonii
formati - fenomen BOHR.
Fenomenul Haldane: interrelatia dintre dioxidul de carbon si
lanturile globinice ale Hb. CO2 are
capacitatea de a se fixa pe gruparile amino, obtinandu-se
carbamatii de Hb. Exista 2 tipuri de
carbamati: carbamatii alfa sunt compatibili cu prezenta
simultana in molecula si a oxigenului;
CO2 legat de lanturile beta intra in interiorul moleculei,
scotand oxigenul cu deplasarea curbei
catre dreapta.
Hb- CO2-Hidrogen: fenomenul anti-BOHR. Acest fenomen reprezinta
competitia dintre CO2 si
hidrogen pentru molecula de Hb. Cand un tesut este foarte activ
metabolic si produce acizi labili in
cantitate mare, CO2 forteaza Hb sa ramana in stare relaxata si
atunci Hb isi pierde capacitatea de a
capta hidrogenul, adica isi pierde capacitatea de tampon
antiacid
Temperatura: variatiile de temperatura modifica conformatia
lanturilor globinice: la
temperatura crescuta se cedeaza oxigenul; la temperatura scazuta
curba se deplaseaza la stanga.
-
6
2,3 DPG stabilizeaza forma tensionata si provine din
metabolismul (glicoliza anaeroba)
intraeritrocitar: din acidul 1,3 DPG sub actiunea unei mutaze se
formeaza 2,3 DPG care la randul lui
sub actiunea unei fosfataze formeaza acid 3 fosfogliceric.
Activitatea enzimatica intraeritrocitara
scade cu varsta eritrocitului. O hematie imbatranita va avea
cantitate mica de 2,3 DPG. Curba
oxihemoglobinei se deplaseaza catre stanga .
Cantitatea de 2,3 DPG depinde si de pH intracelular. Astfel,
alcaloza stimuleaza mutaza si
inhiba fosfataza in timp ce acidoza are efect invers de inhibare
a mutazei si de stimulare a fosfatazei.
Aceste efecte tin in mod special de formele acute de acidoza si
alcaloza de tip respirator.
Transportul CO2 de la tesuturi la plaman este imposibil in lipsa
hematiei, formele de transport
pentru acest gaz sunt: dizolvat fizic in plasma sau in diverse
combinatii.
Fenomenul de membrana HAMBURGER
La capatul arterial al capilarului: PO2: 100 mm Hg si PCO2: 40
mm Hg; hematia are HbO2.
In tesut: P O2: 40 mm Hg si P CO2: 46 mm Hg.
CO2 este de 20 de ori mai difuzibil decat O2, deplasandu-se
rapid dinspre tesut spre sange (de
la presiune mare la presiune mica). 8% din cantitatea totala
ramane in plasma. Din acestia, 5% se vor
dizolva fizic, 3% din CO2 se combina cu proteinele plasmatice
formand carbamati plasmatici.
92% din CO2 difuzat din tesut intra in eritrocit. Din acesti
92%, 10% se fixeaz pe molecula de
hemoglobina ; 82% reactioneaza cu apa, reactie rapida la nivelul
eritrocitului unde exista o enzima:
anhidraza carbonica care catalizeaza aceasta reactie si duce la
formare de H2CO3 care disociaza in ioni
de H si ioni HCO3. Ionul de H se duce pe molecula de hemoglobina
formand punti si expulzand
oxigenul care se indreapta catre tesut. Ionul HCO3 se
acumuleaza, depasind cu mult concentratia
extracelulara. Ca urmare, transportorul Cl/HCO3 va scoate ionul
bicarbonic din celula si in schimbul
HCO3 va intra Cl in hematie. Cl provine din NaCl disociat in
plasma. Deoarece Cl dezvolta proprietati
osmotic active, el va trage dupa sine si cantitatea osmotic
echivalenta de apa. Astfel, volumul
hematiei creste -> hematocritul se va mari. Ht venos este mai
mare si mai acid decat cel arterial.
Formele de transport ale CO2 de la tesuturi la plaman sunt:
dizolvat fizic in plasma, carbamati
plasmatici, carbamati de Hb si forma majoritara cantitativ: HCO3
plasmatic. Geneza HCO3 este
intraeritrocitara.
Fenomenul Hamburger inversat are loc in plamani. In plasma, Pp
CO2=46 mm Hg. Hemoglobina
este in stare tensionata. In prezenta oxigenului cu presiune
partiala mre, incep sa se rupa rapid
puntile de hidrogen. Ionii de H ies din molecula de Hb si sunt
inlocuiti de O2. Cresterea concentratiei
de H liberi permite refacerea H2CO3 din H si HCO3, acidul
carbonic se desface in H2O si CO2. Dioxidul
de carbon difuzeaza din eritrocit in plasma, din plasma in
alveola si, pe masura ce se consuma HCO3
intraeritrocitar, este inlocuit de cel din plasma, pentru ca
schimbatorul va functiona in sens invers
(scoate Cl, introduce HCO3). Se mentine acest ciclu de reactii
pana se elimina CO2 adus de la tesuturi.
-
1
REGLAREA VENTILATIEI
Respiratia este un act reflex, dar poate fi controlata in mod
voluntar atat ca amplitudine si frecventa
cat si ca posibilitate de a instala apneea. Controlul voluntar
este facut de centrii nervosi cu origine in
cortexul motor, centri care trimit fibre corticospinale directe
la motoneuronii nervilor frenici din
coarnele anterioare ale maduvei aflate intre segmentele
C3-C5.
Centrii de control ai respiratiei automate sunt dispusi in
trunchiul cerebral, majoriatea se afla in bulb
si de asemeni exista si zone pontine de modulare a respiratiei.
Grupul de neuroni bulbari se afla
localizat in 2 zone: grupul respirator dorsal aflat de o parte
si de alta a liniei mediane a bulbului,
format din neuroni cu activitate automata de tip pace-maker care
descarca ritmic, frecventa
normala: timp de 2 secunde acestia descarca impulsuri cu
frecventa din ce in ce mai mare, dupa care
3 secunde se opresc. In-afara de motoneuronii premotori
mentionati si care trimit eferente catre
motoneuronii nervilor frenici, exista la acest nivel si neuroni
senzitivi precum si interneuroni. Zona
principala respiratorie se aflata in apropierea nucleului
ambiguu. Actul respirator automat este de
fapt un echilibru si o comunicare permanenta intre grupurile
neuronale din bulb, intre aceste grupuri
exista inervatie reciproca. Cand inhibitorii nu functioneaza,
stimulatorii se activeaza si invers. Vin
impulsuri la inceputul expirului de la zonele expiratorii ale
grupului respirator ventral (ce-a de-a 2 a
aglomerare neuronala bulbara care controleaza ventilatia).
Grupul respirator ventral (GRV) este
format din neuroni desfasurati pe toata lungimea portiunii
ventrale a bulbului si acesti neuroni sunt
organizati in 3 segmente: portiunea rostrala contine mai ales
neuroni expiratori si acestia sunt
interconectati cu partea inferioara a grupului respirator
ventral. Tot aici exista neuroni inspiratori
care fac legatura cu grupul respirator dorsal si sustin tonusul
neuronal in acest ultim grup la sfarsitul
expirului (pentru a contracara revenirea brusca a intregului
sistem). Zona mijlocie are activitate
predominant inspiratorie, iar zona inferioara (caudala) are
activitate de tip expirator si trimite
eferente la motoneuronii muschilor intercostali interni si ai
muschilor abdominali. La grupul
respirator dorsal vin informatii din trunchiul cerebral; din
punte se primesc aferente de la centrii
apneustic si pneumotaxic; din portiunea superioara a SNC se
primesc aferente de la centrii
termoreglatori hipotalamici si de la sistemul limbic.
Centrul apneustic este in partea caudala a puntii, este un
centru care moduleaza frecventa si
amplitudinea respiratiei .
Centrul pneumotaxic se gaseste in portiunea rostrala superioara
a puntii si este conectat cu grupul
respirator dorsal. Stimularea centrului pneumotaxic inhiba
grupul respirator dorsal astfel incat
inspirul se opreste si este permisa miscarea expiratorie.
Distrugerea comunicarii intre centrul
pneumotaxic si grupul respirator dorsal) determina respiratia de
tip apneustic.
Controlul ventilatiei: ventilatia se modifica in conditii impuse
de mediul exterior. Rol in fonatie,
diverse meserii , in cazul digestiei. Efortul fizic implica
controlul si modificarea actului ventilator.
Imersia fara aparate autonome.
La centrii nervosi vin o multime de semnale din periferie
(receptori in aparatul respirator si in afara
acestuia). Receptorii din aparatul respirator: cei din plaman se
impart in receptori cu cai mielinizate si
receptori cu cai nemielinizate cu conducere lenta. Receptorii cu
cai mielinizate se subimparte in
receptori cu adaptare lenta si receptori cu adaptare rapida.
Receptorii cu adaptare lenta sunt
mecanoreceptori care reactioneaza la distensia alveolaraa. Ei se
afla in peretele bronsiolelor mici, in
-
2
apropierea alveolelor si sunt responsabili de reflexul
respirator numit Hering Breuer. La omul adult,
acest reflex devine functional doar atunci cand volumul curent
depaseste 1000-1500 ml.
Semnificatia lui este de a limita miscarea inspiratorie.
APNEUZIS = oprirea respiratiei in inspir maxim
(sectionarea legaturii cu nervii vagi).
Receptorii cu adaptare rapida sunt chemoreceptori pe care ii
gasim in epiteliul cailor respiratorii mici
inferioare. Ei reactioneaza la substante inhalate sau la
substante eliberate local cum ar fi histamina si
raspunsul respirator ca urmare a stimularii acestor receptori
este tahipnee, bronhospasm, tuse si
hipersecretie de mucus.
Receptorii cu ci mielinizate se afla in jurul capilarelor
pulmonare, se numesc receptori C (capilar) sau
J (juxtacapilar). Sunt tot chemoreceptori, care insa ajung sa
fie stimulati in stri patologice ca
embolia sau edem pulmonar si declanseaza un reflex mixt
cardiorespirator care include: apnee
urmata de tahipnee, bronhospasm, hipersecretie de mucus,
bradicardie si hipotensiune arteriala.
Chemoreceptorii din caile respiratorii mari reactioneaza la
substantele iritante inspirate. Se impart in
chemoreceptori din zona supra/sub glotica. Cei din zona
supraglotica sunt extrem de sensibila la
cloroform. Aceasta substanta, la unele persoane produce apnee cu
deces. La nivelul fusurilor
neuromusculare ale muschilor respiratori sunt proprioreceptori
care controleaza amplitudinea
miscarilor respiratorii.
Fusurile neuromusculare din articulaii si tendoane sunt
importante in adaptarea ventilatiei la
efortul fizic chiar in sens anticipativ. Acesti receptori sunt
stimulati nu doar de contractia propriu-zisa
a muschiului ci si de miscarile pasive intr-o articulatie.
Punerea lor in tensiune in cadrul reactiei de
start creste ventilatia chiar inainte de a incepe efortul.
Receptorii din tractul gastrointestinal exista receptori de
iritatie care sunt stimulati de hiperaciditate
gastrica, colici biliare in cazul diskineziilor biliare.
Sughitul consta in miscarea brusca si ampla de
inspir in cursul careia, brusc, glota se inchide. Sughitul poate
sa fie benign dar poate fi si sub forma
invalidanta.
Termoreceptorii cutanati sunt majoritari receptori pentru rece.
Acesti receptori duc informatia in
substanta reticulata bulbara si imersia brusca in apa rece
provoaca stop respirator si cardiac.
Baroreceptorii arteriali sunt receptori situati la nivelul
glomusului carotidian si crosei aortei, astfel in
hipertensiune acesti receptori initiaza o depresie a
ventilatiei, in timp ce in hipotensiune ventilatia
este stimulata.
Toate aceste aferente care ajung in bulb la grupul respirator
dorsal fac posibila modularea ventilatiei
in functie de: tipul de activitate desfasurata si de relatia cu
mediul extern.
Controlul de tip chimic care depinde de: pO2 si pCO2 din sangele
arterial si de pH. Dupa locul in care
se gasesc, chemoreceptorii respiratori se clasifica in:
periferici si centrali.
Chemoreceptorii periferici sunt formatiuni situate la nivelul
glomusului carotic si in crosa aortic. . De
la nivelul glomusului carotic, aferentele spre bulb pleaca pe n
IX, in timp ce de la crosa aortei,
informatia va lua calea n X. Functia celor 2 zone reflexogene
este echivalenta. La nivelul glomusului
aortic exista capilare fenestrate. Exista 2 tipuri de celule
glomice: de tip I cu rol receptor care sunt
-
3
celule enterocromafine asemanatoare celor din medulosuprarenala
si care se creta catecolamine,
principala fiind dopamina; glomice de tip II cu rol de
sustinere. Glomusul carotic este o structura
mica, are doar 2 mg, debitul circulator in aceasta zona este
insa foarte mare: la cele 2 mg de tesut vin
in fiecare minut 0,04L/sange echivalentul a 2000 ml/minut/100 g
tesut. Celulele au capacitate foarte
mare de extractie a oxigenului 50%. Datorita debitului foarte
mare, glomusul carotic isi poate lua
tot oxigenul din fractiunea dizolvata fizic in plasma, astfel
incat nu foloseste oxigenul legat de
hemoglobina. Principalul stimul al glomusului carotic este
hipoxia. In afara de presiunea partiala
absoluta a oxigenului, zona este afectata si de cresterea
diferentei arteriovenoase in oxigen.
Mecanismul prin care hipoxia stimuleaza celulele glomice I: in
aceste celule exista canale de K
sensibile la O2. Relatia dintre hipoxie si gradul de stimulare
al chemoreceptorilor: acestia sunt activi
la presiuni foarte mari ale oxigenului (spre ex. 500 mm Hg) dar
la aceast presiuni activitatea lor este
foarte mica si se mentine scazuta pana cand presiunea oxigenului
ajunge la 60 mm Hg. Din acel
moment, numarul de impulsuri creste exponential pana la 800 de
impulsuri/ minut paralel cu
scaderea presiunii oxigenului. Stimularea modesta a glomusului
carotic va creste putin ventilatia
(hiperventilatie). Hiperventilatia determina scaderea CO2
plasmatic -> hipocanie care inhiba
ventilatia. Celulele glomice sunt sensibile si la cresterea
presiunii de CO2 hipercapnie. In acest caz,
chemoreceptorii periferici raspund mai putin intens decat cei
central. . Alt stimul pentru
chemoreceptorii periferici: cresterea concentratiei de H+
acidoza metabolica. Celulele glomice de
tip I sunt influentate si de hiperpotasemie.
Chemoreceptorii centrali sunt neuroni aflati in portiunea
ventrala a bulbului protejat de BHE.
Aceasta bariera este foarte putin permeabila pentru substante
ca: H+ si HCO3-, in schimb
permeabilitatea este mare pentru CO2 . CO2 este considerat
hormon respirator pentru ca in mod
real controlul cel mai intens al ventilatiei este facut de CO2.
Acest control nu este insa direct. Odata
ce gazul difuzeaza in LCR, se hidrateaza in prezenta anhirazei
carbonice. In urma hidratarii rezulta
H2CO3 care disociaza in H+ si HCO3*. H+ stimuleaza
chemoreceptorii centrali care la randul lor vor
stimula grupul respirator dorsal neuronii inspiratori crescand
ventilatia. Acestia prezinta
variabilitate de raspuns la CO2, legata de gradul de antrenament
fizic. In somn si cu inaintarea in
varsta toleranta pentru CO2 creste. Astfel, in functie de
variabilitatea individuala a sensibilitatii, sunt
persoane care fac respiratie de tip periodic Cheyen-Stokes in
somn. Chemoreceptorii centrali
manifesta proprietati de resetare in momentul in care CO2 ramane
crescut pe timp indelungat.
Aceasta capacitate de adaptare este un lucru rau in cazul BPCO
severa, ambele gaze respiratorii fiind
modificate: subiectul prezinta hipoxie si hipercapnie. Daca un
asemenea subiect respir oxigen cu
concentratie mare , stimulul hipoxic dispare.
Progesteronul si eritropoietina influenteaza ventilatia.
Secretia de progesteron creste in faza luteala a
ciclului ovulator si in timpul sarcinii. Actiunea
progesteronului este la nivel hipotalamic de unde
pleaca semnale stimulatorii pentru grupul respirator dorsal.
Progesteronul, deci, stimuleaza
ventilatia. Cert este ca femeia gravida, pe langa o respiratie
superficiala (limitare diafragm) are o
respiratie mai frecventa. Sub actiunea acestui hormon, cresterea
ventilatiei determina hipocapnie.
Urmarea hipocapniei este cresterea pH-ului alcaloza.
Eritropoietina este sintetizata de rinichi, functia principala:
stimuleaza eritropoieza. Alte functii:
simularea chemoreceptorilor periferici si stimularea directa a
grupului respirator dorsal.
Exista si acte comportamentale respiratorii: tuse, stranut,
sughit, cascat si oftat.
-
4
Tusea si stranutul sunt acte reflexe de aparare, care permit
indepartarea corpilor straini inhalati si a
mucusului secretat in exces. Tusea consta in expirul brusc
fortat care initial se face cu glota inchisa
presiunea intrapleurala poate sa creasca la 100 mm Hg. Apoi,
brusc, in cursul miscarii expiratorii,
glota se deschide si aerul este expulzat cu o viteza de 965
km/h. Cascatul si oftatul sunt
comportamente respiratorii gasite nu doar la adult, ci si in
viata intrauterina, si nu doar la primate.
Explicatii posibile: exista un oarecare grad de hipoxie
cerebrala organismul simte nevoia
introducerii de aer in plamani; persoanele care casca au un
numar de alveole ateletactice (colabate),
iar miscarea respiratorie ampla determina deschiderea acestora;
in cursul cascatului creste
intoarcerea venoasa la inima (substrat circulator). Cardiacii
ofteaza mai mult decat persoanele
normale.
Conditii particulare de ventilatie
Hipoxia si tipurile de ventilatie. Prin hipoxie se intelege
scaderea presiunii partiale de oxigen la nivel
tisular: hipoxie hipoxica, hipoxia anemica, hipoxia stagnanta si
hipoxia histotoxica.
Hipoxia hipoxica se traduce prin cantitatea scazuta de oxigen
care este transportata la tesuturi cu
scderea pO2 in sangele arterial. Apare n boli respiratorii sau
cardiovasculare cu sunt dreapta-
stanga. Hipoxie hipoxica se intalneste la expunerea la
altitudine ridicata. Hipoxia de altitudine
determina 3 cateogirii de manifestari: raul acut de altitudine,
edemul pulmonar si edemul cerebral.
Simptomatologia pentru raul acut de inaltime incepe sa se
manifeste inca de la 1200 de m. Primul
semn este pierderea acuitatii vizuale nocturne. Apoi urmeaza
simptome digestive (inapetenta,
greata, varsaturi). Apar tulburari de somn cu insomnie si la
persoanele mai sensibile poate sa se
instaleze apneea de somn. Tublurarile neurologice: persoanele
respective devin iritabile, uros
dezorientate, prezinta ameteli, cefalee si in cele din urma se
poate ajunge la pierderea contienei.
Edemul pulmonar acut apare ca urmare a hipertensiunii pulmonare,
datorata vasoconstrictiei
hipoxice generalizate din circulatia pulmonara.
Edemul cerebral este consecinta: 1. Hipertensiunii sistemice de
expunere la altitudine 2. Scaderii
capacitatii de reglare in circulatia cerebrala.
Rau de altitudine se coreleaz cu inadaptarea diurezei . Dupa
adaptare, diureza revine la normal.
Desi acumularea de lichid se datoreaza intr-o care masura
secretiieide ADH, tratamentul nu se face
cu diuretice obisnuite.
Adaptarea la altitudine se face in 2 etape: acuta si cronica.
Adaptarea acuta consta in cresterea
ventilatiei care nu este proportionala cu gradul hipoxiei de
altitudine deoarece hiperventilatia
determina hipocapnie care contrabalanseaza efectele hipoxiei.
Curba de asociere a hemoglobinei se
deplaseaza catre dreapta. Adaptarea cronica incepe la 4-5 zile
de la momentul expuneriei si se face
pe parcursul a ani de zile. Perfect adaptati la altitudine sunt
locuitorii care se nasc si traiesc in acele
zone. Adaptarea cronica: cresterea numarului de eritrocite
-poliglobulie adaptativa (secundara);
cresterea numarului de mitocondrii din tesuturi care permite
preluarea oxigenului mai usor;
modificarea formei si diametrelor cutiei toracice (toracele
capata un aspect in butoi, cu diametrele
antero-posterior si transversal largite si cu mobilitate foarte
mare a cutiei toracice). La 3000 de m
altitudine, presiunea alveolara de oxigen este de 60 mm Hg. La
3700 de m apar primele simptopme
-
5
(variabilitate individuala, varsta). La 5500 de m (ultimele
asezari umane), simtpomatologia devine
severa. La 6100 de m intervine coma hipoxica.
Hipoxia stimuleaza sinteza unei substante numita factor indus de
hipoxie. Acest factor este format
din unitati alfa si beta globinice. In mod normal, acestea nu se
unesc; in cazul hipoxiei insa,
subunitatile dimerizeaza, acest lucru are pe de o parte
stimularea angiogenezei si deasemeni efectul
este si de stimulare pentru secretia de eritropoietina.
Hipoxia anemica apare atunci cand scade numarul de hematii (in
anemii). Scaderea capacitatii de
transport pentru oxigen apare si in momentul in care avem
intoxicatie cu CO sau cand exista
methemoglobinemie severa (numar normal de eritrocite, cantitate
normala de Hb, o parte din
aceasta insa nu este functionala). Diferenta intre anemia
propriu-zisa si intoxicatia cu CO este
urmatoarea: in anemie, sinteza de 2,3 DPG creste astfel incat,
curba oxihemoglobinei se deplaseaza
spre dreapta; intoxicatia cu CO deplaseaza curba la stanga
(cantitate mai mica de Hb care cedeaza
mai greu oxigenul). Cel intoxicat cu CO are manifestari mai
severe. CO rezulta din arderile
incomplete ale combustibilor solizi. Afinitatea CO este de 210
ori mai mare pentru Hb decat oxigenul.
Intoxicatia cu CO poate fi acuta sau cronica. Cea acuta se face
la expunere brusca masiva, intoxicatie
acuta care daca depaseste 70% carboxihemoglobina este letala.
Intoxicatia cronica apare la
persoane expuse in mod repetat, prelungit la concentratii
relativ mici. Intoxicatia cronica se insoteste
de tulburari neurologice.
Hipoxia stagnanta: creste timpul de circulatie.
Hipoxia histotoxica inseamna blocarea capacitatii citocromilor
de a prelua si utiliza oxigenul. Se
intampla in intoxicarea cu cianuri.
In general, daca se administreaza oxigen cu o concentratie mai
mica de 80% se poate mentine
terapia zile/luni la rand fara efecte nocive. Daca se apropie de
100%, apar semnele de toxicitate ale
oxigenului. Initial, toxicitatea se manifesta la nivelul
aparatului respirator (uscaciunea cailor
superioare cu iritatia mucoasei, tuse seaca iritativa, senzatie
de arsura retrosternala, daca se
continua se ajunge la afectarea epiteliului alveolar, scad
miscarile cililor de pe caile respiratorii si
scade secretia de mucus, scade secretia de surfactant.
Daca administram oxigen hiperbar (4-6 atmosfere) efectele
respiratorii se instaleaza rapid, dar apare
si simptomatologia nervomuscular: fasciculatii musculare,
contractii spastice spontante
necontrolate, in cele din urma convulsii, pierderea constientei
si coma. Durata terapiei este limitata,
indicatiile sunt limitate (ulcere varicoasa in diabetul sever,
gangrena gasoasa, necroza congenitala de
cap de femur datorita lipsei irigatiei locale, intoxicatice cu
CO).
Adaptarea la efort se face nu doar prin modificarea ventilatiei,
ci si prin adaptarea aparatului CV i a
tesuturilor pentru a capta mai mult oxigen. In principiu, creste
ventilatia inaintea inceperii efortului
fizic -> din start mai mult oxigen si mai putin CO2. De fapt,
principalii stimuli chimici nu pot intra in
discutie In realitate, factorii sunt: reactia de start si
punerea in tensiune a mecanoreceptorilor din
articulatii si din muschi; cresterea diferentei arteriovenoase
in oxigen; cresterea temperaturii;
cresterea potasemiei si reflexul conditionat la sportivii de
performanta. Debitul respirator poate sa
creasca de la 4,2 l/min pana la 200 l/min, ceea ce inseamna ca
aportul de oxigen poate varia de la
250 ml/min pana la 6,6 l/min.
-
6
Stadializarea efortului fizic: aerob, intensitate 100W, poate fi
mentinut pe timp nelimitat. Efort fizic
moderat: 200-250 W, poate fi mentinut pana la 40 de minute si in
cursul lui se produce acid lactic
care va atinge o concentratie x, dupa care ramane in platou.
Efortul fizic intens: 700W poate fi
mentinut pe timp scurt, 1 minut, acidul lactic se acumuleaza
progresiv pana la un nivel care nu poate
fi suportat.
Adaptari ventilatorii: crestere de amplitudine si de frecventa.
Acestea duc la cresterea debitului
ventilator, cresterea suprafetei de difuziune si scaderea
distantei de difuziune. Adaptari circulatorii:
mobilizarea sangelui stagnant: cresterea volumului efectiv
circulant, cresterea fortei si ulterior a
frecventei cardiace (debitul poate ajunge de la 5 la 25-30
l/min), adaptari tisulare locale
(vasodilatatie debit crescut, suprafata de difuzune crescuta,
distanta de difuziune mai mica),
cresterea activitatii mitocondriilor si deplasarea curbei
oxihemoglobinei catre . Datoria de oxigen
poate fi platita si pana la 90 de minute de la oprirea efortului
fizic.
Respiraia in hiperbarism (la presiune crescut). Ritmul cu care
crete presiunea n imersie este:
pentru ap srat 1 atmosfer n plus la fiecare 10 m profunzime;
pentru ap dulce 1 atmosfer la
1,4 m profunzime. La asemenea adncimi, presiunea de oxigen va fi
foarte mare,; sistemele SCUBA,
au amestecuri gazoase mai srace in oxigen. Prima opiune a fost
azotul (iniial considerat inert).
Efectul toxic al azotului asupra sistemului nervos central beia
adncurilor pastrarea abilitailor
motorii , dar afectri ale comportamentului, ale capacitatii de a
reactiona, de a aprecia situatia. Se
instaleaza o stare euforica asemanatoare cu betia. In contrast
cu betia adancurilor, respiratia in
amestec gazos care contine heliu are un efect opus: persoana
respectiva isi pastreaza capacitatea
cognitiva, dar isi pierde abilitatea motorie.
Boala de decompresie: cnd se revine foarte brusc de la adncimi
mari la suprafat , se produce
mobilizarea azotului, volumul mobilizat brusc formeaza bule care
obstrueaza vasele producnd
embolie gazoas. Primele semne sunt articulare, nsa ulterior apar
semne neurologice definitive.
-
1 / 8
SINGE CURS I
Singele este alcatuit din plasma si elemente figurate (H,L,T);
impreuna cu limfa,
L.interstitial si L. transcelulare alcatuieste LEC, functional
sinonim cu Mediul Intern.
Mentinerea constanta a parametrilor fiziologici ai acestuia este
definita drept
homeostazie (homeios = aceeasi, stasis=stare), conform
definitiilor date de Claude
Bernard (1865) si mai tirziu de Kanore(1939).
Homeostazia este azi considerata prezenta la toate nivelele la
care materia vie e
organizata in sisteme: celular, tisular, organic, organism,
populatie, biocenoza, ecosistem.
Singele,ca sistem fizic e compus din faza dispersata
(elem.figurate) si faza dispersanta,
plasma, care se separa prin centrifugare.
Volumul sanguin este alcatuit din volumul plasmatic si cel
globular.
Volumul globular exprimat procentual este hematocritul -Ht.
Determinarea Vol.Sangh, se face prin metoda dilutiei. Primele
determinari au fost
facute la condamnati prin decapitare Birschoff-1857. Volemia la
un adult este de 5L, adica 65-70mL/kgc, adica 8% din GC,din
care
>4% sint determinate de vol plasmatic si 3% de vol
globular.
Diferenta dintre sexe, la adulti este de aproximativ 1L in
favoarea sexului
masculin. Diferentele se datoreaza h.sexuali, in ceea ce
priveste Ht, c% de Hb, si
procentului de tes.adipos, mai slab vascularizat. Ca dovada,
dupa castrare, diferentele de
volemie practic dispar.
Vol.sanguin se raporteaza si la supraf.corporala: 3,1 L/mp la B
si 2,5 L/mp pt.F,
exprimare corecta si in caz de retentii hidrosaline importante
(edeme) si pt.obezi.
La copiii nou nascuti (NN) la termen, vol sangh/Greut corp. este
de 80-
100mL/Kgc, dat.vol.eritrocitar mai mare. La prematuri, volemia e
si mai mare, de
108mL/kgc, datorita greutatii corporalemai mici.
Determinarea vol.sangh.se face cel mai corect prin det.simultana
a vol.plasm si a
vol glob.
Determinarea VP se face prin adm iv de coloranti (albastru
Evans=sol.T1824,
albastru Chicago, rosu Congo) care se leaga de albuminele
plasmatice. Se mai pot folosi
albumine marcate cu I131
sau I135
. Volumul globular sau corpuscular se determina prin
injectare de hematii marcate cu Cr51
, P32
, Tc99
. Determinarea simultana a VP si a VG se
numeste metoda dublului marker.
Determinarea Ht se face pe singe venos recoltat pe anticoagulant
in tuburi capilare
cu pereti grosi, prin centrifugare, la 3000turatii/min.
Hematiile, cu densitatea de 1090
sedimenteaza la baza tubului, iar plasma - deasupra coloanei
celulare. La limita de
separare dintre ele se detaseaza un strat albicios de
limfo-monocite si trombocite, a caror
densitate este intre cea a hematiilor si cea a plasmei. Pentru
determinarea corecta a Ht,
este necesara aplicarea unor factori de corectie ce tin de
anticoaglantele folosite si de
plasma sechestrata in urma centrifugarii intre elementele
figurate din singele venos
folosit.Astfel, in cazul folosirii de oxalat de Na ca AC, F1 de
corectie este 1,09, datorita
modificarii volumului eritrocitor si de 1 in cazul
heparinei.
F2, ce tine de plasma sechestrata este de 0,96. Valorile Ht
astfel obtinute dupa
corectare prin inmultire cu F1 si F2 sint de 42% pt.F si 45%
pt.B. La nou-nascut (NN), Ht
are o valoare mai mare, de 56%, datorita numarului crescut de
hematii si datorita unei
-
2 / 8
usoare deshidratari specifice acestuia. Ht. venos de 45% este
putin mai mare fata de cel
arterial, 42%, datorita transferurilor hidroelectrolitice de la
nivelul segmentului capilar:
hematia din singele venos contine mai mult clor si mai multa apa
datorita fenomenului de
membrana Hamburger.
Valoarea Ht variaza si in functie de organul in care este
determinat: la nivel
splenic, Ht este de 70%, la nivelul capilarelor sinusoidale care
filtreaza eritrocitele. La nivelul capilarelor si venulelor, Ht
este mai mic, datorita curgerii axiale a singelui, iar la
nivel tisular, este mai mic fata de Ht arterial si venos.
Ht intregului organism este media valorilor Ht din toate
tesuturile si organele.
Astfel,Ht somatic este de 35%. Raportul dintre Ht somatic si Ht
venos se numeste Factor
celular si este subunitar: 0,91 la adult si 0,87 la NN. Ht este
direct proportional cu nr de
hematii/mmcub de singe, daca volumul eritrocitar mediu (VEM)
este normal (80-94
microni cubi). Ht creste in poliglobulii (pletora globulara),
insotita si de hipervolemie. In
plasmoragii, volemia scade, dar Ht creste datorita
hemoconcentratiei. Ht scade in anemii,
cu volemie normala sau scazuta, in hiperhidratari (hidremii)
situatie in care volumul
globular este normal, dar Ht scade datorita hemodilutiei.
In cazul hemoragiilor acute, inaintea declansarii mecanismelor
compensatorii
pentru corectarea hipovolemiei prin intravazarea lichidului
interstitial, Ht este normal, dar
volumul globular este scazut.
Modificarile fiziologice ale volemiei. Factori endogeni.
Digestia determina o usoara si lenta crestere a volemiei,
datorita absorbtiei lichidelor in
intestin.
In timpul efortului fizic intens, volemia scade cu citeva sute
de mL in primele 10-15
min., datorita extravazarii de lichid in spatiul interstitial,
datorita cresterii nr. de capilare
functionale. La subiectii antrenati, acest proces e mai putin
intens. Volemia este direct
proportionala cu activitatea fizica: la sportivii bine
antrenati, raportul volum sanguin/G
corp este de 100 mL/kgc.
Postura: dupa 30 min de ortostatism, volumul sanguin este cu 15%
mai mic fata de
clinostatism, datorita extravazarii lichidului din plasma la
nivelul capilarelor membrelor
inferioare, ca urmare a cresterii presiunii hidrostatice la
acest nivel.
Repaosul la pat pe termen scurt determina cresterea volemiei cu
5%. Prelungit, (2-3
saptamini) acesta determina scaderea volumului plasmatic la
adult cu pina la 500 mL.
Sarcina determina cresteri mari ale volemiei, in medie cu
20-30%, uneori cu 100% (in
cazul sarcinilor gemelare sau cu tripleti).Cresterea volemiei
incepe din saptamina 10 si
continua progresiv pina in saptamina 30-34, raminind
nemodificata pina la nastere.
Revenirea la normal se face lent, dupa 2-8 sapt de la nastere.
Aceasta crestere se
datoreaza cresterii atit a volumului plasmatic (VP), cit si a
volumului globular (VG). VP
creste datorita retentiei hidrosaline din timpul sarcinii, ca
urmare a secretiei crescute de
aldosteron si ADH.Estrogenii si progesteronul placentari induc
vasodilatatie (prin lipsa
de raspuns la efectele presoare ale ATII), ce scad rezistenta
periferica. Perfuzia renla
scade si ca urmare a compresiei mecanice exercitate de uterul
gravid. VP creste in sarcina
si datorita cresterii sintezei de proteine plasmatice. Cresterea
VG in sarcina variaza direct
proportional cu aportul de Fe exogen. Cauza cresterii de VG este
descarcarea de
eritropoietina, stimulata de prolactina si de Hormonul lactogen
placentar (somato-
mamotropina corionica umana, denumita si prolactina placentara
hLP).
-
3 / 8
Factori exogeni. Climatul cald induce usoara crestere a
volemiei, iar cel rece o usoara
scadere, datorita transferului de lichid in tesuturi (ficat,
muschi). La mare altitudine,
presiunea atmosferica scazuta si hipoxia prelungita determina
cresterea volemiei, prin
stimularea eritropoiezei.
Variatiile patologice ale volemiei. Scaderea volumului sanguin
total reprezinta
hipovolemiile sau oligohemiile. Acestea apar in: pierderi
externe de singe (traumatisme,
interventii chirurgicale) sau interne (ruptura de organ: ficat,
splina). Scaderea volumului
globular caracterizeaza anemiile. Scaderea VP se datoreaza
pierderii de plasma si
lichidelor hidroelectrolitice in arsuri, varsaturi, diarei
profuze, fistule digestive, ocluzii
intestinale inalte, diureze excesive, di