Respirator 1

51
Fiziologia aparatului respirator Curs 1

description

Curs respirator

Transcript of Respirator 1

  • Fiziologia aparatului respiratorCurs 1

  • IntroducereRolul homeostatic principal al aparatului respirator este de a menine n limite constante pH-ul i nivelele de oxigen i bioxid de carbon n sngele arterial sistemic care apoi este distribuit la esuturi prin intermediul circulaiei.

    Omul preia oxigen din aer i elibereaz bioxid de carbon n vederea satisfacerii nevoilor metabolice ale esuturilor, fenomen care se numete schimb de gaze esena fiziologiei respiratorii.

  • Procesele implicate n schimbul gazos:

    ventilaia pulmonar, procesul prin care aerul alveolar este permanent mprosptat cu aer de provenien atmosferic, permind aducerea unor noi cantiti de oxigen i ndeprtarea bioxidului de carbon;

    - difuzia gazelor respiratorii (oxigen i bioxid de carbon) prin peretele alveolelor pulmonare schimbul de gaze respiratorii ntre aerul alveolar i sngele din capilarele pulmonare, prin bariera alveolo-capilar;

  • transportul gazelor respiratorii de ctre sngele circulant ;

    transferul de gaze respiratorii ntre capilarele sistemice i celule;

    respiraia celular utilizarea oxigenului de ctre celule i producera de bioxid de carbon de ctre acestea.

    Aparatul respirator asigur, n mod pasiv, numai primele dou procese, adic ventilaia i schimbul de gaze la nivel alveolar.

  • Functiile nerespiratorii ale plamanului

    FunctiaProcesulMecanismulAparare nespecifica fizica si chimicaCuratirea aeruluiReflexul de tuseAparatul de transport muco-ciliarElaborarea de secretiiMucus traheo-bronsicSurfactant alveolarEpurarea substantelor volatileCorpi cetonici, metil-mercaptani, amoniac, alcool Aparare celularaNefagocitara: epiteliul cailor respiratoriiFagociara: monocite si macrofage alveolareAparare biochimicaProteinazeAntioxidanti

  • Functiile nerespiratorii ale plamanului

    FunctiaProcesulMecanismulAparare specifica Aparare mediata prin anticorpiIg secretoare de tip Ig AIg serice de tip Ig A, MPrezentare de antigene pentru limfociteMacrofage si monociteAparare celulara mediata prin limfocite TSecretie de citokineCelule citotoxiceAparare celulara prin alte mecanismeMastociteEozinofile

  • Functiile nerespiratorii ale plamanului

    FunctiaProcesulMecanismulMetabolicaa. Metabolism glucidic Glicoliza aerobaUtilizarea energiei de catre macrofagul alveolarb. Metabolism protidicSinteza si utilizare in plamanProteine din compozitia surfactantuluiSinteza/stocare si eliberare in sangeTromboplastina, histamina, serotonina, kalicreinaIndepartare partiala din sangeBK, 5HT, ACh, NA, Activare in plamanConversia Ang I in Ang II

  • Functiile nerespiratorii ale plamanului

    FunctiaProcesulMecanismulMetabolicac. Metabolism lipidicLipopexieFiltrarea si retinerea chilomicronilorLipoliza oxidarea acizilor grasiProducere de energie Producerea de radicali acetatLipogenezaSinteza de fosfolipide din compozitia surfactantuluiSinteza de PGE1, PGE2; PGF2Sinteza de prostaciclineSinteza de tromboxaniSinteza de leucotriene

  • Functiile nerespiratorii ale plamanului

    FunctiaProcesulMecanismulFunctia de depozitRezervor de sangeDepozitare 10-12% din volumul sanguin totalMentinere a echilibrului fluido-cagulantCoagulareSinteza de inhibitori ai coagularii: heparinaFibrinolizaSinteza activatorului plasminogenului tisularEndocrinaConversie Ang I in Ang IIEliberare de aldosteronCale de administrare a unor substanteUtilitate terapeuticaUtilitate diagnosticaAerosoliBronhoconstrictoare: ACh, PGF2Bronhodilatatoare: izoprenalina, PGE2

  • Functiile nerespiratorii ale plamanului

    FunctiaProcesulMecanismulFunctia de filtruRetinere a unor celuleElemente figurare normale si aglutinateCelule tumoraleRetinere de elemente necelulareCoaguli de fibrina, emboli, lipideControl a presiunii arteriale pulmonare si sistemiceSubstante hipotensoare (vasodilatatoare)Sinteza de NOSinteza de prostaciclinaSubstante hipertensoare (vasoconstrictoare)Sinteza de Ang IISinteza de serotoninaSinteza de TxA2, PGF2

  • Functiile nerespiratorii ale plamanului

    FunctiaProcesulMecanismulFunctia de mentinere a echilibrului hidro-electroliticPierdere insensibila de apa si electrolitiEvapoararea apei la nivelul tractului respirator:- 350 ml la t0 normala- 2500 ml la t0 ridicata- 650 ml in efort prelungitFunctia de mentinere a echilibrului termicModificarea ventilatiei in functie de cresterea temperaturii Polipnee termoreglatoare (la animale fara glande sudoripare)Pierdere insensibila de apaCresterea evaporarii pe caile respiratorii

  • Functiile nerespiratorii ale plamanului

    FunctiaProcesulMecanismulFunctia de mentinere a echilibrului acido-bazicModificarea ventilatiei in functie de PCO2 si H+- Controlul compozitiei CO2 in lichidele organismului: PCO2 creste in acidoza respiratorie (hipoventilatie) si scade in alcaloza respiratorie (hiperventilatie)- eliminarea excesului de acizi volatili (corpi cetonici in diabetul zaharat)

  • Funciile cilor respiratorii Functia de conducere a aerului, Functia de filtrare, Functia de nclzire i umidifiere a aerului inspirat.

    Filtrarea aerului inspirat captarea i nlturarea particulelor inhalate:captarea particulelor mari inhalate (10 m) se face de ctre firele de pr din nas; particulele mici (2 10 m) care trec acest filtru primar sunt reinute n stratul de mucus care tapeteaz cile aeriene.

  • Mucoasa cilor respiratorii prezint cili micri continue dinspre interior spre exterior; rol de deplasare a mucusului ncrcat cu particule pn la nivelul faringelui, de unde poate fi expectorat sau nghiit.

    La trecerea sa prin cile respiratorii, aerul este nclzit i umezit; aerul este complet saturat cu vapori de ap nainte de a ajunge la alveole.

  • Respiratia in perioada pre- si intra-natalaIn perioada intrauterina, plamanul are functii:proprii acestei perioade:=>sinteza de surfactant alveolar=>formarea lichidului amniotic

    functii care se regasesc ulterior :=>functia de depozit sanguin=>functia de filtru=>de inactivare a unor substante biologic active

  • Miscarile respiratorii sunt neregulate si suspinoase.

    Miscarile neregulate:- au frecventa si profunzime variabila- ocupa 40% din timpul unui nictemerse insotesc de miscari ale lichidului amniotic spre caile aeriene

    2. Miscarile suspinoase- sunt mai rare;- se manifesta independent sau sunt asociate cu miscarile neregulate- ocupa 1/10 dintr-un nictemer

  • Aceste miscari respiratorii nu sunt expresia unei suferinte fetale, ci reprezinta:

    o repetitie a integrarii la nivelul sistemului nervos central (centri respiratori) a diferitelor aferente respiratorii,

    o repetitie a initierii de catre centrii nervosi a unor eferente catre musculatura respiratorie.

  • Prima respiratie

    se realizeaza pasiv datorita presiunii exercitate asupra toracelui fetal la trecerea prin canalul pelvin;evacuarea lichidului amniotic se face prin drenaj prin capilarele perialveolare sanguine si limfatice; drenajul este favorizat de expansiunea toracica si scaderea foarte mult a presiunii intratoracice;are loc la 20-30 sec dupa expulzia fatului;inainte de prima respiratie presiunea pleurala = cu presiunea atmosferica

  • datorita stimulilor porniti de la centrii respiratori contractia muschilor respiratori se mareste cavitatea toracica depresiune pleurala de 40 cm H2O (fata de presiunea atmosferica) antrenarea aerului din exterior spre interiorul cailor aeriene impinge lichidul amniotic spre interstitiul pulmonar ramane surfactantul pulmonarodata cu prima respiratie se formeaza volumul rezidualadaptari circulatorii: se inchide orificiul interatrial, se modifica rezistenta pulmonara; se inchide canalul arterial

  • Ventilatia pulmonaraMecanica ventilaiei se refer la forele care intervin n meninerea plmnilor solidarizai de cutia toracic i micarea acesteia n cursul ventilaiei n vederea asigurrii schimburilor gazoase ntre mediul extern i aerul alveolar.

  • 1. Anatomia aparatului respiratorIn inspir aerul ptrunde prin fosele nazale (n mod obinuit) i faringe pn la nivelul laringelui i de aici la nivelul traheei.

    Traheea se bifurc n bronhiile principale dreapt i stng; cile aeriene continu s se bifurce ajungnd la diametre din ce n ce mai mici.

    Bronhiile principale prezint la nivelul peretelui lor inele cartilaginoase, iar bronhiolele nu posed astfel de structuri cartilaginoase, putnd uor s se colabeze.

  • Bronhiolele finale, numite i respiratorii, se ramific n scurte canale fr perete muscular, canalele alveolare; fiecare canal comunic direct cu un numr de alveole pulmonare, locul unde are loc schimbul de gaze respiratorii. Prezena mucusului i cililor la nivelul bronhiilor i bronhiolelor confer protecie plmnilor fa de agresiunile externe.

    Alveolele prezint un perete epitelial foarte subire acoperit cu un strat fin de lichid alveolar (surfactant pulmonar).

  • - Plmnii sunt acoperii la exterior de o membran pleura visceral care este separat de pleura parietal (care tapeteaz peretele intern al cutiei toracice) de un strat subire de lichid pleural.

    - Deoarece lichidul pleural nu poate fi comprimat sau expansionat cele dou foie pleurale rmn strns solidarizate una de cealalt.

    - Orice micare a diafragmului i a peretelui toracic atrage dup sine creterea sau scderea volumului de aer din plmn.

  • Bariera alveolo-capilara - are o grosime mai mic de m i este alctuit din celule epiteliale alveolare (acoperite de surfactant), spaiu interstiial i celule endoteliale capilare. capilarele pulmonare se ntind de-a lungul peretelui alveolar i formeaz o reea dens de vase interconectate sngele formeaz un strat aproape continuu la nivelul peretelui alveolar. la presiune capilar normal nu toate capilarele sunt deschise, cnd presiunea crete se deschid mai multe capilare (efort).

  • - Cnd toate capilarele sunt deschise, mai mult de 80% din aria alveolar este practic disponibil pentru schimb de gaze.

    - Plmnul are i o irigaie sanguin sistemic (arterele bronice, care iau natere din aort) distribuie la nivelul arborelui bronic; fluxul sanguin prin arterele bronice este de ~100 ori mai mic n comparaie cu circulaia pulmonar.

  • 1. Conducerea aerului- Cile aeriene sunt conducte de legtur ntre exterior i alveole. - Debitul de aer prin cile respiratorii depinde de:gradientul de presiune ntre alveole i aerul atmosferic;rezistena cilor aeriene.

  • 2. Fluxul de aer prin tuburiAerul trece printr-un tub numai dac exist o diferen de presiune ntre cele dou capete ale tubului. Debitul de aer depinde de:diferena de presiunemodul de curgere a aerului. =>flux aerian redus: particulele au un traiect liniar, paralel cu peretele tubului curgere laminar.

  • =>flux aerian crescut: are loc o curgere dezorganizat a particulelor curgerea turbulent. =>cnd tubul se ramific apar turbulene locale curgerea tranziional.

    - curgerea laminar are loc numai prin cile aeriene foarte mici; - n restul arborelui bronic, curgerea este tranziional; - n trahee curgerea este turbulent (n efort, cnd viteza curgerii aerului este mai mare).

  • 3. Ascultatia pulmonaraZgomotul laringo-traheal la nivelul orificiului glotei unde diametrul cilor aeriene se ngusteaz i apoi se lrgete brusc (traheea);

    se percepe anterior n dreptul sternului (n apropierea traheei) i posterior n spaiul interscapular; durata i intensitatea sunt mai mari n expir, iar tonalitatea mai ridicat n inspir;este un zgomot grav, puternic i cu caracter suflant.

  • Murmurul vezicular la nivelul bronhiolei supralobulare exist o ngustare a tubului aerifer urmat de lrgire brusc (lobulul cu alveole pulmonare);

    se percepe numai dac att alveolele pulmonare ct i bronhiolele sunt permeabile. se ascult att n inspir ct i n expir, pe ntreaga suprafa toracic; este un zgomot slab, cu timbru dulce aspirativ.

  • Cunoaterea caracterelor normale a zgomotelor respiratorii precum i modificrile lor n diverse circumstane patologice sunt obligatorii pentru diagnosticarea afeciunilor aparatului respirator.

    Suflu tubar => ascultarea zgomotului laringo-traheal n afara zonelor specifice de ascultaie (la nivelul parenchimului pulmonar) i este caracteristic proceselor de condensare pulmonar (pneumonie, bronho-pneumonie).

    Murmurul vezicular i modific caracterele ascultatorii n procese inflamatorii alveolare i este diminuat n procese pleurale cu acumulare de lichid n cavitatea pleural.

  • 4. Rezistena cilor aerieneIn mod normal rezistena la trecerea aerului este foarte mic, astfel nct pentru a mobiliza aerul n cursul procesului de ventilaie este necesar o diferen de presiune de doar 1-2 cm H2O.

    Presiunea aerului scade n cile aeriene peste generaia a 7-a; mai puin 20% din aceast scdere este prezent la nivelul cilor aeriene cu diametru sub 2 mm.

    Rezistena fiecrei ci aeriene este relativ mare dar sunt foarte multe ci aeriene dispuse n paralel, cu rezisten combinat mic. Depinde de: volumul pulmonar, tonusul muschiului neted

  • Volumul pulmonar are un efect important asupra rezistenei cilor aeriene:

    bronhiile care ptrund n parenchimul pulmonar sunt comprimate de esutul pulmonar din jur, calibrul lor este crescut cnd plmnul este expansionat n cursul inspirului.

    cnd volumul pulmonar este redus, rezistena cilor aeriene crete (relaia este liniar). Se monitorizeaza la pacienii cu rezisten mare a cilor aeriene (n astmul bronic).

  • Tonusul muchiului neted bronic este sub control vegetativ:stimularea simpatic produce dilataie bronsica, stimularea parasimpatic produce constricie bronic.

    Scderea PCO2 alveolar produce hiperventilaie sau o reducere local a fluxului sanguin pulmonar care va produce bronhoconstricie. Constricia bronic are loc reflex prin stimularea receptorilor de la nivel traheal i a bronhiilor mari de ctre factori iritani (fumul de igar, aerul rece, gazele toxice).

  • 5. Compresiunea dinamic a cilor respiratoriiCompresiunea exercitat de cile respiratorii limiteaz debitul.In cursul efortului expirator are loc ingustarea treptata a cailor respiratorii, fenomen denumit compresie dinamica a cailor.

    Inainte de inspir presiunea intrapleural este de 5 cm H2O, nu exist flux de aer, iar presiunea din cile aeriene este egal cu cea atmosferic. =>Presiunea n afara cilor aeriene mari este egal cu cea intrapleural, presiunea transmural de-a lungul acestor ci aeriene este de 5 cm H2O i are tendina de a le menine deschise.

  • La nceputul inspirului presiunea intrapleural scade la -7 cm H2O i presiunea alveolar scade la 2 cm H2O.

    => n acest moment exist modificri neglijabile ale volumului pulmonar astfel nct diferena de presiune dintre spaiile intrapulmonar i alveolar rmne la valoarea de 5 cm H2O. => exist totui o presiune mic de-a lungul cilor aeriene datorit rezistenei la fluxul de aer; valoarea acestei presiuni este de -1 cm H2O. => presiunea transmural care menine cile aeriene deschise este de 6 cm H2O.

  • La sfritul inspirului presiunea intrapleural este de - 8 cm H2O

    => aerul nu se mai mic, presiunea din interiorul cilor aeriene este similar cu presiunea atmosferic. => este necesar o presiune transmurala de 8 cm H2O pentru a menine deschise cile aeriene.

  • La nceputul expirului forat presiunea intrapleural crete foarte mult, ajungnd la aproximativ la 30 cm H2O.

    => diferena de presiune dintre spaiile intrapleural i alveolar este tot de 8 cm H2O deoarece volumul pulmonar s-a modificat prin cantiti neglijabile la nceputul inspirului. => presiunea alveolar este de 38 cm H2O. => exista o presiune de-a lungul cilor aeriene datorit rezistenei acestora la flux care are o valoare de 19 cm H2O.

  • O presiune transmurala de 11 cm H2O la nivelul cilor aeriene are tendina de a le nchide; cile aeriene sunt comprimate i parial nchise. In aceste condiii, fluxul este independent de presiunea din aval, fiind determinat numai de diferena dintre presiunea din amonte i presiunea din afara tubului colabat. In cazul plmanului, acesta diferenta este presiunea alveolar minus presiunea intrapleural.

  • Concluzii Nu are importan ct de puternic este expirul, debitul nu poate fi crescut, deoarece, atunci cnd crete presiunea intrapleural crete i presiunea alveolar. Presiunea de conducere (presiunea alveolar minus intrapleural) rmne constant; aceasta explic de ce debitul este independent de efort. Debitul maxim poate fi determinat parial de fora de recul elastic a plmnului (presiunea alveolar minus intrapleural) Ea va scade cnd volumul pulmonar devine mic i aceasta este unul din motive pentru care debitul maxim scade cnd volumul pulmonar scade.

  • Forte care actioneaza asupra plamanuluiIn cursul respiraiei obinuite la nivelul plmnilor acioneaz trei fore; dou dintre ele au tendina de a determina colabarea plmnilor iar cea de-a treia are tendina de a-i destinde. 1. Tesutul elastic al plmnului este ntins n condiii fiziologice, iar tensiunea rezultat din aceast ntindere acioneaz ca o for elastic ce determin colabarea plmnului prin tragerea spre interior a pleurei viscerale.

  • 2. Tensiunea superficial este cea de-a doua for care are tendina de a colaba plmnul; se refer la fora generat de pelicula de lichid care tapeteaz alveolele i are tendina de a le colaba trgnd de ele spre interior, departe de peretele toracic. 3. Presiunea negativ intra-pleural acioneaz n sens opus; se dezvolt ca urmare a tragerii spre exterior a pleurei parietale, solidar cu peretele toracic i diafragmul.

    *