Curs de anatomie

Aparatul respirator

Este format din căi respiratorii, plămâni şi pleură. Funcţia principală a căilor respiratorii

este aceea de a transporta gazele care participă la actul respirator, iar cea a plămâ nilor, de a rea

liza schimbul de O2 şi CO2 între sânge şi aer. Mişcările cutiei toracice şi ale diafragmului contri

buie la realizarea funcţiei respiratorii, prin modificările alternative ale volumului toracelui. Căile

respiratorii sunt reprezentate de cavitatea nazală, faringe, laringe, trahee şi bronhii.

Cavitatea nazală este delimitată de oasele feţei (maxilare) şi ale bazei craniului. Comunică cu

sinusurile paranazale şi este divizată de septul nazal în 2 fose nazale. Fosele nazale sunt două ca

nale (coridoare) alungite anteroposterior, relativ înalte şi turtite. Sunt aşezate la baza craniului,

deasupra cavităţii bucale, înaintea faringelui şi înăuntru orbitelor. Fiecare fosă nazală prezintă 2

regiuni: anterioară (vestibul nazal) şi posterioară (fosă nazală propriu-zisă). Vestibulul nazal

începe la nivelul orificiului narinar, situat la baza nasului extern. Fosele nazale propriu-zise

comunică posterior cu nazofaringele prin intermediul coanelor. Suprafaţa internă a foselor nazale

este acoperită de mucoasa nazală.

Cavitatea nazală poate fi împărţită din punct de vedere funcţional în 2 etaje: superior (ol-

factiv), învelit de mucoasa olfactivă şi inferior(respirator), invelit de mucoasa de tip respirator.

Mucoasa nazală olfactivă are o întindere redusă(2-3cm).

Mucoasa nazală respiratorie are o întindere mult mai mare, (acoperind restul peretilor cavităţii

nazale) şi este de culoare roz datorită vascularizaţiei bogate din corion. Este formată din epiteliu

stratificat şi corion. Epiteliul este format din celule cilindrice prevăzute cu cili vibratili. Printre

celulele epiteliale se găsesc celule mucoase, al căror produs de secreţie (mucusul) menţine

umedă mucoasa şi umezeşte aerul. Corionul conţine vase, fibre nervoase şi glande seromucoase.

Faringele este un organ comun al aparatelor digestiv şi respirator, în care calea digestivă se

încrucişează cu cea respiratorie. Prezentarea anatomiei şi fiziologiei faringelui se face în

capitolul consacrat aparatului digestiv.

Laringele este un segment al căilor respiratorii care îndeplineşte două funcţii: conduce aerul

către plămâni şi reprezintă principalul organ al fonaţiei. Este aşezat în regiunea anteromediană a

gâtului şi corespunde ultimelor patru vartebre cervicale. Laringele se află sub osul hioid, deasu

pra traheei şi inapoia lobilor glandei tiroide. Are forma unei piramide triunghiulare trunchiate, cu

baza mare orientată în sus iar baza mica (vârful laringelui) în jos.

Pe pereţii laringelui se află 4 plici întinse în sens sagital, câte două de fiecare parte. Se descriu 2

plici superioare (plici ventriculare) şi 2 inferioare (plici vocale ). Între plicile vocale şi cartilajele

aritenoide se delimitează glota.

În stuctura laringelui intră un schelet cartilaginos, ligamentele care unesc

cartilajele, musculatura şi mucoasa laringeală. Scheletul cartilaginos este format din cartilajele

tiroid, cricoid, epiglota, aritenoide, corniculate şi cuneiforme. Muşchii sunt striaţi şi au rol în

fonaţie şi respiraţie. Mucoasa laringeală este formată din epiteliu pseudostratificat cilindric ciliat

(prevăzut cu celule mucoase şi glande de tip seromucos) şi corion. La nivelul plicilor vocale

epiteliul este pavimentos pluristratificat fără glande. Funcţia de fonaţie (vorbire) se realizează

prin apropierea şi vibrarea plicilor (corzilor) vocale în momentul ieşirii aerului din plămâni. La

producerea sunetelor articulate mai participă limba, buzele, dinţii, vălul palatin, structuri

rezonatoare (sinusurile paranazale, nasul, cavitatea bucală şi cutia toracică).

Traheea este un organ tubular fibrocartilaginos situat înaintea esofagului, care continuă laringele

şi se întinde până la vertebra 4 toracală unde se divide în două bronhii principale. Are o lungime

de 10-11cm şi diametrul de 2cm. Peretele este format din 4 tunici: internă (mucoasă), sub

mucoasă, medie (schelet fibrocartilaginos) şi externă (adventice). Tunica mucoasă este formată

din epiteliu pseudostratificat cilindric ciliat şi corion. Tunica submucoasă conţine glande sero

mucoase. Tunica medie este alcătuită din 15-20 inele cartilaginoase hialine incomplete posterior.

Zona posterioară a inelelor este ocupată de un perete membranos şi un muşchi traheal neted.

Tunica externă conţine ţesut conjunctiv.

Bronhiile reprezintă ultimele segmente ale căilor respiratorii. Sunt conducte care rezultă din

bifurcarea traheei la nivelul vertebrei T4. După ce ajung în hilul pulmonar, bronhiile principale

se ramifică şi formează arborele bronşic. Structura lor este asemănătoare cu a traheei. Bronhia

principală împreună cu artera pulmonară, venele pulmonare, arterele bronşice, venele bronşice,

limfaticele, fibrele nervoase şi tesutul conjunctiv, alcătuiesc pediculul pulmonar.

Plămânii alcătuiesc organele respiratorii propriu-zise, în care au loc schimburile de gaze dintre

organism şi mediul ambiant. Sunt aşezaţi în cavitatea toracică, având o greutate de aproximativ

1200g şi o capacitate totală de 4500-5000cm cubi. Consistenţa plămânilor este moale,

spongioasă şi foarte elastică.

Plămânii prezintă o bază, un vârf, 2 feţe (costală şi medială) şi 2 margini (anterioară şi

inferioară). Baza (faţă diafragmatică) priveşte în jos, mulându-se pe diafragm. Vârful se întinde

de la coasta a doua în sus, până în zona supraclaviculară. Faţa costală se mulează pe peretele

toracic. Pe această faţă se gaseşte un şanţ adânc (scizură sau fisură interlobară) care împarte

plămânul în lobi. Plămânul stâng are o singură scizură care-l împarte în 2 lobi (superior şi

inferior), plămânul drept are 2 scizuri care-l împart în 3 lobi (superior, mijlociu şi inferior). Faţa

medială are o zonă posterioară (vertebrală) şi una anterioară (mediastinală). În zona mediastinală

se află hilul pulmonar(locul pe unde trec elementele pediculului pulmonar). Marginile separă

diferitele feţe ale plămânilor.

Structura plămânilor relevă:

1)componenţa bronhială ce se ramifică şi are rol în conducerea aerului;

2)componenţa parenchimatoasă (acinii pulmonari) cu rol în realizarea schimburilor

respiratorii;

3)stroma care delimitează şi uneşte celelalte componente pulmonare, vasele şi nervii.

Componenta bronhială (arborele bronşic) începe prin bronhia principală. Aceasta pătrunde

prin hil şi se ramifică în bronhii lobare. Acestea se divid la rândul lor în bronhii segmentare ce se

distribuie segmentelor pulmonare. Segmentele pulmonare reprezintă unităţile anatomice din care

sunt formaţi lobii pulmonari. Bronhiile segmentare se divid în bronhii interlobulare, iar aceastea

în bronhiole intralobulare (lobulare). Bronhiolele lobulare se divid în bronhiole terminale, ce se

divid în bronhiole respiratorii. Din bronhiolele respiratorii pornesc canalele (ductele) alveolare al

căror perete este format din alveole pulmonare. Segmentele pulmonare sunt constituite din

formaţiuni anatomice numite lobuli pulmonari. Lobulul reprezintă unitatea structurală şi

funcţională a segmentelor pulmonare, respectiv a plămânului. Are formă de piramidă cu vârful

spre hil şi baza către periferia plămânului. În structura lobulului intră o bronhiolă lobulară şi mai

multe bronhiole terminale, respiratorii, canale sau ducte alveolare.

Acinul pulmonar este format dintr-o bronhiolă respiratorie împreună cu toate ductele

alveolare (ce derivă din ea) şi cu alveolele pulmonare (ce formează pereţii ductelor). Acesta este

unitatea structurală şi functională a lobulului pulmonar, având forma unui sac plin cu aer.

Peretele alveolar este alcătuit dintr-un epiteliu alveolar aşezat pe o membrană bazală şi dintr-o

stromă conjunctivă cu vase capilare arteriolare pulmonare. Epiteliul alveolar, membrana bazală

alveolară, membrana bazală capilară şi endoteliul capilar formeaza „membrana alveolo-capilara"

care se comporta ca o bariera intre sânge şi aer.Ea reprezintă locul prin care se face schimbul de

gaze la nivelul plămânilor. Suprafaţa internă a alveolelor este tapetată de o lamă fină de lichid şi

de unele macrofage cu rol imunitar.

Celulele alveolare sunt de două tipuri: tip I şi tip II. 

Celulele alveolare de tip II secretă surfactant. Acesta este un amestec de proteine, fosfolipide şi

ioni ce au rolul de a reduce tensiunea superficială de la nivelul zonei lichid-aer alveolar.

Celulele alveolare de tip I sunt celulele propriu-zise şi au rolul de a permite trecerea gazelor

respiratorii.

Stroma este formată din ţesut conjunctiv lax, vase de sânge, limfatice, etc.

Vascularizaţia plămânilor este dublă: nutritivă şi funcţională.

Vascularizaţia funcţională este asigurată în totalitate de arterele şi venele care alcătuiesc

mica circulaţie sanguină. Ea începe cu trunchiul arterei pulmonare care pleacă din

ventriculul drept şi aduce de la inima sânge încărcat cu CO2. Trunchiul se divide în

arterele pulmonare dreaptă şi stângă care intră în plămân. Arterele urmează aceeaşi

ramificaţie ca şi arborele bronşic. Arteriolele care ajung la acinii pulmonari dau naştere

capilarelor din membrana alveolocapilară. Acestea se strâng apoi în venule şi în vene cu

calibru din ce în ce mai mare, formând în final cele 2 vene pulmonare (pentru un plămân).

Cele 4 vene pulmonare se deschid în atriul stâng. Arterele pulmonare transportă sânge

venos, neoxigenat şi încărcat cu CO2. Venele pulmonare transportă sânge arterial,

oxigenat şi depurat de CO2.

Vascularizaţia nutritivă este asigurată de arterele şi venele bronşice care aparţin marii

circulatii. Arterele bronşice pornesc din porţiunea toracică a aortei descendente şi se divid

în ramuri interlobare şi perilobare după care se capilarizează în peretele bronhiilor. Din

capilare se formează în final venele bronşice, care se varsă în vena azygos şi de aici în

vena cavă superioară. Arterele bronşice transportă sânge cu oxigen şi substanţe nutritive.

Pleura reprezintă membrana seroasă care înveleşte plămânul şi asigură alunecarea

acestora pe pereţii cutiei toracice. Are 2 foiţe: parietală şi viscerală.

Foiţa parietală înveleşte pereţii toracelui.

Foiţa viscerală (pulmonară) aderă de plămân, învelindu-l în totalitate în afară de hil.

Pleura viscerală patrunde prin hil între scizuri, făcând posibilă alunecarea lobilor între ei.

Între cele 2 foiţe există un spaţiu virtual (cavitate pleurală) în care se găseşte o lamă fină

de lichid pleural.

Mediastinul este spaţiul dintre cei 2 plămâni. Este delimitat anterior de peretele

sternocostal, posterior de coloana vrtebrală, lateral de plămâni iar inferior de diafragm. În

mediastin de mai găsesc inima, vasele mari, esofagul, aorta, nervii vagi, canalul toracic,

ganglionii limfatici şi traheea.

  Fiziologia respiraţiei

Respiraţia reprezintă schimbul de oxigen şi dioxid de carbon dintre organism şi mediu.

Prezintă 4 etape: ventilaţia pulmonară, schimburile gazoase, transportul gazelor şi

reglarea respiraţiei.

Transportul gazelor respiratori este etapa sanguină a respiraţiei si constă în transportul

oxigenului şi al dioxidului de carbon. Transportul oxigenului se face sub formă dizolvată

în plasmă şi de combinaţie cu hemoglobina (Hb).Sângele arterial transportă 20ml O2/100ml

sânge, din care 98,5% este transportat de hemoglobină iar 1,5% dizolvat în plasmă.

Fiecare moleculă de Hb se poate combina cu maxim 4 molecule de O2, situaţie în care

saturarea Hb cu O2 este 100%.Cantitatea de O2 ce se combină cu Hb depinde de pO2.

Scăderea pH, creşterea temperaturii şi a pCO2, determină scaderea afinităţii Hb pentru O2.În

lichidul interstiţial pO2 este de 30-40cmH2O, iar în sângele capilar de 97cmH2O.Ca urmare

se produce disocierea oxihemoglobinei şi trecerea oxigenului în celule.Aici la nivelul

mitocondriilor au loc procese de oxido-reducere în urma cărora rezultă apa, dioxid de carbon

si energie. Fiecare 100ml sânge eliberează la ţesuturi în repaus, 7ml oxigen.Acesta este

coeficientul de utilizare al oxigenului.

Forma dizolvată în plasmă este foarte importantă din punct de vedere funcţional, deoarece

ea se află în contact direct cu lichidul interstitial si celulele. Transportul dioxidului de carbon

în sânge se face sub formă de : CO2 dizolvat, acid carbonic(H2CO3), bicarbonaţi(de Na si

K) si de CO2 legat de Hb. Concentraţia primelor trei forme este dependentă de pCO2.

Forma dizolvată se găseste în cantitate redusă (3-5% din totalul de CO2 in sângele arterial),

fiind de 25ml/l . 

CO2 dizolvat se găseşte sub 2 forme : CO2 gazos si H2CO3, forma gazoasă fiind de 700 ori

mai abundentă. H2CO3 disociază în ionul de hidrogen şi anionul bicarbonic. Forma

combinată este de : bicarbonaţi (90%) , legat de proteine sau de Hb(carbamaţi 5%) şi în

combinaţii la nivelul oaselor(carbonaţi).Aproape toată cantitatea de bicarbonaţi din sânge,

incluzând şi pe cei plasmatici, provine prin sinteza intraeritrocitară.Bicarbonaţii rezultaţi se

gasesc sub formă de NaHCO3 în plasmă şi de KHCO3 în hematii, cei plasmatici fiind

rezerva alcalină.

Dioxidul de carbon, rezultat al metabolismului celular, difuzează rapid în lichidul interstiţial

unde se găseşte la o presiune parţială de 46cmH2O.În sângele capilar arterial, pCO2 este de

40cmH2O, ceea ce determină trecerea CO2 din celulă în sânge.La capatul venos pCO2 va fi

de 46cmH2O. 

Reglarea respiraţiei se realizeaza prin 2 mecanisme : nervoase şi umorale(prin

chemoreceptori, mecanoreceptori, etc).

Reglarea nervoasă se realizează prin intermediul nervilor somatici care inerveaza muşchii

scheletici.Cel mai important muschi, diafragmul,este inervat de nervul frenic cu originea în

maduva cervicală.Stimulii nervoşi merg la nervul frenic pe cai voluntare sau involuntare.

Centrii bulbari determină ritmul involuntar, de bază, automat al respiraţiei.În bulb există 2

grupuri de neuroni respiratori(GR) : dorsal(GRD) şi ventral(GRV) care sunt influenţate

de punte, talamus, SRAA, nervul X si IX.

GRD se află în nucleul tractului solitar şi conţine neuroni inspiratori (generează ritmul

primar al respiraţiei). Neuronii de aici au o activitate spontană care creşte gradat(ca o rampa)

în timpul inspiraţiei(timp de 2 secunde). Apoi activitatea încetează brusc pentru 3 secunde şi

apare expiraţia. GRD primeşte aferenţe de la chemoreceptorii periferici şi mecanoreceptorii

din plămâni prin nervii X si IX .Scăderea pO2 şi a pH, creşterea pCO2 şi a activităţii SRAA,

determină stimularea GRD. Destinderea plămânilor, stimulează receptorii de întindere

pulmonari şi pe calea nervului vag, inhibă GRD.Eferenţele de la GRD merg spre neuronii de

origine ai nervului frenic şi intercortali, precum şi spre GRV.

GRV conţine neuroni inspiratori şi expiratori. Ei intră în acţiune în procesele în care creşte

necesarul de oxigen şi implicit ventilaţia pulmonară.De aici pornesc impulsuri spre muşchii

expiratori(intercostalii interni şi abdominali) care se contractă activ.

Centrii pontini (apneustic si pneumotaxic) reglează activitatea centrilor bulbari.

Centrul apneustic este situat în treimea inferioară a punţii şi determină creşterea duratei

inspiraţiei şi scăderea frecvenţei respiraţiei. În mod normal este inhibat de impulsurile ce vin

de la pneumotaxic şi de la nervul X.

Centrul pneumotaxic este situat în partea superioară a punţii şi limitează durata inspiraţiei.

Transmite continuu impulsuri care controlează încetarea stimulului inspirator(stabileşte

punctul de încetare a "rampei" inspiratorii), acest model repetăndu-se permanent. O

stimulare pneumotaxică puternică determină o frecvenţă respiratorie de 40 respiratii/minut.

Reglarea umorală foloseşte chemoreceptori(centrali şi periferici) şi mecanoreceptori.

Chemoreceptorii centrali sunt localizaţi într-o arie chemosenzitiva din bulbul rahidian,

lânga GRD şi sunt stimulaţi de ionii de hidrogen din lichidul interstiţial şi lichidul

cefalorahidian(LCR).Ionii ca atare nu pot traversa bariera hematoencefalică.Prin urmare,

CO2 traversează bariera, reacţionează cu apa si rezultă H2CO3. Acesta disociază şi

eliberează ionii de hidrogen.Creşterea concentraţiei ionilor de hidrogen în LCR(care implică

creşterea concentraţiei de CO2 în sânge), determină stimularea respiraţiei. Efectul direct al

CO2 este mic, dar cel indirect(al ionilor de hidrogen) este foarte mare .Ionii de hidrogen

asigură 80% din reglarea prin chemoreceptorii centrali.

Chemoreceptorii periferici se localizează în glomusul aortic şi carotic.Sunt stimulaţi de

scăderea pO2 (sub 60-80 cmH2O) ,scăderea pH precum şi de creşterea PCO2. Creşterea

pO2 nu influienţează respiraţia. Impulsurile aortice şi carotidiene sunt transmise prin nervii

X respectiv IX la SNC şi determină creşterea amplitudinii şi frecvenţei respiratorii.

Mecanoreceptorii din aparatul repirator sunt activaţi de distensia plamanilor.Ei trimit

impulsuri prin nervul X, ce inhibă centrii respiratori pontini şi bulbari.