Resp 3 fiziologie

Click here to load reader

download Resp 3 fiziologie

of 50

  • date post

    16-Jun-2015
  • Category

    Documents

  • view

    2.834
  • download

    9

Embed Size (px)

Transcript of Resp 3 fiziologie

FIZIOLOGIA APARATULUI RESPIRATOR Curs 3

DIFUZIUNEA GAZELOR PRIN MEMBRANA ALVEOLO-CAPILAR (MAC)

Difuziunea O2 i CO2 = procesul prin care se finalizeaz respiraia extern. se realizeaz pn la echilibrarea concentraiei n cele 2 compartimente (alveol i capilarele pulmonare) MAC = totalitatea structurilor pe care le traverseaz gazele respiratoriidinspre alveole spre eritrocite i invers. Componentele MAC: surfactant; epiteliul alveolar; membrana bazal; spaiul interstiial conjunctiv; membrana bazal a endoteliului capilarelor pulmonare; endoteliul capilarelor pulmonare; plasma interstiial; membrana eritrocitar .

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

DIFUZIUNEA GAZELOR PRIN MEMBRANA ALVEOLO-CAPILARProcesul difuziunii gazelor prin MAC n unitatea de timp depinde de: proprietile fizico-chimice ale gazului; caracteristicile membranei alveolo-capilare; gradientul de presiune parial a gazului de o parte i de alta a membranei. 1. Proprietile fizico-chimice ale gazului Coeficientul de solubilitate al unui gaz n plasm (la 37C) este: pentru O2 = 0,024 ml gaz/ml; pentru CO2 = 0,56 ml gaz/ml. CO2 este de 20 de ori mai difuzibil dect O2, datorit marii lui solubiliti.

2. Caracteristicile membranei alveolo-capilare Grosimea membranei - 0,1-1 m. - Rata difuziunii este invers proporional cu grosimea membranei. Ex. n fibroze pulmonare se produc ngrori ale unor zone din membrana alveolo-capilar.

Mrimea suprafeei membranei respiratorii - Alveolele pulmonare (aprox. 300 milioane) realizeaz o suprafa total a membranei de 70 m2 (ntre 50 i 100 m2). - Rata difuziunii prin membrana alveolo-capilar este direct proporional cu suprafaa funcional a membranei. Ex. n emfizemul pulmonar, datorit distrugerii pereilor alveolari, suprafaa respiratorie scade considerabil. Structura chimic a membranei - gazele respiratorii sunt foarte solubile n lipide i difuzeaz cu uurin prin membranele celulare.

3. Gradientul de presiune parial a gazelor Transferul gazelor prin membrana alveolo-capilar este determinat de diferena ntre presiunile pariale ale gazelor de o parte i de alta a membranei i se realizeaz pn la egalizarea lor. Valorile presiunilor pariale ale gazelor respiratorii.

Presiunea parial Aer alveolar Snge venos Snge arterial P alveolo-capilar

O2 (mmHg) 100 40 100 60

CO2 (mmHg) 40 46 40 6

TRANSFERUL GAZELOR RESPIRATORII PRIN MEMBRANA ALVEOLO-CAPILARSCHIMBUL GAZOS PENTRU O2 La nivelul plmnilor difuziunea O2 se realizeaz dinspre aerul alveolar spre sngele venos din capilarele pulmonare.

Saturarea sngelui capilar cu O2 se face rapid, n 0,3 s. Timpul de difuziune este mai mic dect timpul de circulaie a sngelui n sectorul pulmonar (0,7 sec), asigurndu-se astfel oxigenarea complet a sngelui. Oxigenarea sngelui este de 97,5%, scdere determinat de : inegalitatea aerrii alveolelor, contaminarea sngelui oxigenat din venele pulmonare cu cel venos din venele bronice

TRANSFERUL GAZELOR RESPIRATORII PRIN MEMBRANA ALVEOLO-CAPILARSCHIMBUL GAZOS PENTRU CO2

Difuziunea CO2 se realizeaz dinspre sngele venos din capilare spre aerul alveolar. Se face cu o vitez de 25 ori mai mare ca a O2-ului, nct se poate considera c are loc instantaneu. Dei PCO2 este redus (6 mmHg), schimbul gazos este facilitat de solubilitatea mare a CO2. Timpul de contact al sngelui din capilarele pulmonare cu zona de schimb gazos este de 0,7 sec n repaus. Dei n efort scade la 0,3 sec, este suficient pentru egalizarea presiunilor pariale.

CAPACITATEA DE DIFUZIUNE PULMONAR Legea lui Fick: volumul de gaz care difuzeaz n unitatea de timp se poate calcula cu relaia: V = A x D x (P1-P2) / G V = volumul gazului difuzat n unitatea de timp; A = aria de difuziune; D = constanta de difuziune; P1 i P2 = presiunile pariale de o parte i de alta a membranei; G = grosimea stratului difuzat. . suprafaa i grosimea MAC nu pot fi msurate direct CAPACITATEA DE DIFUZIUNE = volumul de gaz (ml) care difuzeaz prin MAC, n fiecare minut, la o diferen de presiune de 1 mmHg (0,133 kPa).

CAPACITATEA DE DIFUZIUNE PENTRU O2 (DLO2) DLO2 = VO2 / (P1 P2 ) VO2 = consumul de oxigen; P1 - P2 = P O2 n alveole (P1) i capilarele pulmonare (P2). DLO2 n repaus = este de 21 ml/min/mmHg. La un consum de oxigen de 250 ml/min ar fi suficient o P de 12 mmHg. Dar P=60 mmHg condiiile de schimb sunt optimale. DLO2 n efortul fizic intens: de 2-3 ori (30-60 ml/min/mmHg) - datorit deschiderii suplimentare de capilare Pulmonare difuziunea O2 pn la 3-4 litri O2/minut. CAPACITATEA DE DIFUZIUNE PENTRU CO2 Coeficientul de difuzie al CO2 este de 20 de ori mai mare ca al O2 DLCO2 : n repaus - 450 ml/min/mmHg; n efort - pn la 1200 ml/min/mmHg. Pentru eliminarea a 200ml/min CO2 n repaus, ar fi suficient P=1 mmHg. P=6 mmHg asigur condiii optimale de schimb gazos.

Caracteristici Coeficient de solubilitate Timpul de difuziune Capacitatea de difuziune

Uniti de msur ml gaz/ml lichid secunde ml/min/mmHg

O2 0,024 0,3 21

CO2 0,56 instantaneu 450

Msurarea factorului de transfer gazos n clinic: gaz test = monoxidul de carbon: solubilitate CO n esuturi este comparabil cu a O2 afinitatea hemoglobinei pentru CO este de 210 ori mai mare dect pentru O2. Investigarea difuziunii se face prin determinarea factorului de transfer a monoxidului de carbon (TLCO). VN: TLCO = 20-40 ml/min/mmHg TLCO depinde de vrst, sex i nlime. Capacitatea de difuziune a O2 = 1,23 TLCO Tulburri ale difuziunii afeciuni care supr.schimb gazos, afectiuni cu modif. grosimii supr.schimb (ex. fibroze pulm.)

DIFUZIUNEA GAZELOR LA NIVEL TISULARSchimburile gazoase la nivel tisular asigur: aportul de O2 necesar metabolismului celular eliminarea CO2 rezultat din procesele metabolice. Respiraia tisular cuprinde dou procese funcionale: 1. procese fizice de difuziune a gazelor respiratorii determinate de gradientul de presiune parial din sectoarele capilar, interstiial i celular; 2. respiraia celular reacii chimice oxido-reductoare cuplate cu fosforilri oxidative eliberatoare de energie. Schimburile gazoase la nivel tisular se desfoar prin peretele capilar, lichidul interstiial i membrana celular.

DIFUZIUNEA O2 LA NIVEL TISULAR- este determinat de diferenele de presiune parial : n sngele capilarului arterial PO2 = 95 mmHg; n lichidul interstiial PO2 = 40 mmHg; la nivel intracelular: PO2 = 23 mmHg (5 - 40); la nivelul crestelor mitocondriale = 1 mmHg. difuziunea rapid din capilare spre celule. Rata difuziunii O2 depinde de: viteza de transport a O2 din snge spre esuturi timpul de tranzit; mrimea suprafeei traversate de oxigen prin difuziune, care crete cu numrul de capilare perfuzate; intensitatea proceselor metabolice celulare ce utilizeaz O2.

P

Ecuaia de difuziune care se aplic la esuturile periferice : VO2 = D x A x (PO2 [c] - PO2 [t]) / L2 Unde: PO2 [c] = presiunea parial a O2 n capilar; PO2 [t] = presiunea parial a O2 n esut; L = distana ntre capilar i mitocondrie. Ex. la nivelul VS, unde distana ntre dou capilare vecine 25 m, moleculele trebuie s strbat prin difuziune 13 m. de 10 ori mai mare dect MAC un timp de difuziune mai lung. distana ntre capilarele din cortexul cerebral 36 m, distana ntre capilarele din muchiul scheletic 80 m . Calea cea mai eficient de a mbunti alimentarea cu O2 a esuturilor = distanei de difuziune prin recrutarea mai multor capilare. - n efortul fizic, cnd aportul de O2 trebuie s creasc n muchii scheletici, numrul capilarelor deschise crete de cca trei ori. Cantitatea de O2 extras din snge difer n funcie de tipul de esut. Extracia este maxim n miocard, unde apare cea mai mare diferen arterio-venoas.

DIFUZIUNEA CO2 LA NIVEL TISULARCO2 rezultat din metabolismul celular prezint la nivel: celular i interstiial PCO2 = 45 - 46 mmHg snge arterial PCO2 = 40 mmHg.

Dei P = 5-6 mmHg, difuziunea CO2 se face foarte rapid, datorit marii sale solubiliti. - PCO2 este determinat de intensitatea proceselor tisulare i de fluxul sanguin. Ex. n cazul unui debit sanguin sczut, procese metabolice intense vor induce creterea PCO2.

COEFICIENTUL RESPIRATOR (CR)Consumul de O2 n repaus = 250 ml/min. Cantitatea de CO2 n repaus = 200 ml/min. CR = Raportul ntre CO2 eliberat i O2 consumat CR = VCO2 / VO2 Unde: VO2 = consumul de O2 (ml/min); VCO2= CO2 eliberat (ml/min).

n condiii de repaus: CR = 200/250= 0,85 CR depinde de principiile alimentare metabolizate. Ex: 0,7 - n cazul metabolizrii exclusive de lipide; 0,82 - n cazul metabolizrii exclusive de proteine; 1 - n cazul arderii exclusive de glucide; 0,85 - n cazul unei alimentaii mixte.

FUNCIA RESPIRATORIE A SNGELUI PENTRU OXIGENn snge O2 este transportat sub 2 forme: 1. FORMA DIZOLVAT FIZIC - Legea lui HENRY: cantitatea de O2 dizolvat n snge, per unitatea de volum este d.p cu presiunea parial a O2 (PO2). 1% din cantitatea de O2 transportat de snge = 0,29 ml/dl in sg. arterial (PO2 = 100mmHg) n condiii normale, O2 dizolvat are o importan deosebit deoarece: reprezint partea difuzibil care determin presiunea parial a O2 din snge, sensul i mrimea difuziunii lui. 2. FORMA COMBINAT CU HEMOGLOBINA 99% din cantitatea de O2 transportat de sngele arterial.

99%

1%

Fixarea O2 de Hemoglobin

Hemoglobina este o feroprotein cu o structur tetrameric i reprezint 80-90% din reziduu uscat al hematiei. Prezint 4 subuniti, formate fiecare din 2 componente: - o grupare prostetic - hemul - lan proteic. Globina - este format din 4 lanuri polipeptidice: 1 pereche lanuri + 1pereche lanuri , , sau . La adult = HbA1 ( 2 2) + HbA2 ( 2 2) La ft i la nou-nscut - HbF ( 2 2). Hemul - nucleu tetrapirolic ce conine fier legat de atomii de azot prin patru valene. - prin a 5-a valen Fe2+ este legat la molecula proteic - a 6-a rmne disponibil pentru legarea oxigenului.

Reacia Hb cu O2 are loc rapid (0,01 s) Fiecare din cei 4 atomi de Fe2+ ai gruprilor hem putnd fixa o molecul d