Sistemul respirator

Prezentare generalaRespirația este funcția prin care se asigură continuu și adecvat aportul de oxigen din aerul atmosferic până la nivelul celulelor care îl utilizează și circulația în sens invers a dioxidului de carbon produs de metabolismului celular.

ComponenteComponentele sistemului respirator sunt: căile respiratorii -cavitatea nazala: fosele nazale (nările), fac legătura între mediul extern și cavitatea nazală (mediul intern). Interiorul cavității nazale este căptușit cu o mucoasă ale cărei secreții mențin locul mereu umed. Mucoasa, fiind puternic vascularizată, încălzește aerul inspirat. Mucusul, cât și firele de păr din fosele nazale opresc înaintarea prafului și a altor impurități care se pot afla în aerul inspirat. -faringele: este organul în care se încrucișează calea respiratorie cu calea digestivă. -laringele: este alcătuit din mai multe cartilaje, dintre care cel situat anterior prezintă o proeminență, numită “mărul lui Adam”. La intrarea în laringe se află un căpăcel numit epiglotă, care, la nevoie, astupă cavitatea laringelui numită glotă. -traheea: este un tub lung de aproximativ 12cm, menținut deschis datorită inelelor cartilaginoase care intră în structura sa. Spre esofag, țesutul cartilaginos este înlocuit cu țesut moale, ce ușurează trecerea alimentelor prin aceast. Peretele intern al traheii este căptușit cu o mucoasă umedă, ale cărei celule sunt ciliate. Cilii se mișcă de jos în sus, antrenănd astfel impuritățile spre exterior. -bronhiile: în număr de două, sunt ramificații ale traheii care pătrund în plămâni. Inelele cartilaginoase ale acestora sunt complete, iar mucoasa lor conține, de asemenea, celule ciliate. Bronhiile se ramifică în bronhii secundare: două în plămânul stâng, trei în plămânul drept. plămânii: sunt două organe buretoase elastice, de culoare roz, așezate în cutia toracică,deasupra diafragmei. Plămânul drept este alcătuit din trei lobi, iar plămânul stâng are doar doi lobi, între cei doi plămâni aflându-se inima. În fiecare lob pătrunde câte o bronhie secundară, care se ramifică în tuburi din ce în ce mai mici, numite bronhiole. Acestea, când ajung să aibă 1mm în diametru, nu mai au inele cartilaginoase. Cele mai fine bronhiole se termină cu saci pulmonari, alcătuiți din mici umflături cu pereții foarte subțiri, numite alveole pulmonare.

Alveola pulmonară este unitatea structurală și funcțională a plămânului. Între sacii pulmonari se află un țesut conjunctiv elastic. Plămânii nu au mușchi. Suprafața lor este acoperită de două foițe, numite pleure. Una este lipită de plămân, cealaltă de peretele intern al cavității toracice. Între ele se află o cavitate foarte subțire, în care se găsește o peliculă de lichid. Plămânii sunt foarte bine vascularizați de arterele și venele pulmonare. Arterele pulmonare pătrund în plămâni printr-un loc numit hil, se ramifică și însoțesc bronhiile până la sacii pulmonari, unde se ramifică în arteriole care se continuă cu capilarele. Acestea se deschid în venule care înconjoară sacii, însoțesc apoi bronhiolele, bronhiile, se unesc în venele pulmonare (câte două de fiecare plămân) și ies din plămân tot prin hil. Ele se deschid în final, în atriul stâng. Un plămân este, deci, alcătuit dintr-un mare număr de saci pulmonari. Suprafața acestora este foarte mare datorită alveolelor, a căror suprafață totală atinge 200 m pătrați. Astfel, sângele și aerul se găsesc în contact pe o mare suprafață. Ele sunt separate doar de pereții foarte subțiri ai alveolelor și ai capilarelor.

Această etapă a respirației cuprinde două faze: pătrunderea aerului în plămâni (inspirația); eliminarea aerului din plămâni (expirația)-durează mai mult decât inspirația. Un om adult aflat în repaus execută 16 mișcări respiratorii pe minut (ritmul respirator). Acest ritm este mai mare la femeie; el crește în timpul activității musculare, al exercițiilor fizice etc. Respirațiile normale sunt acte reflexe involuntare. Plămânii, neavând mușchi, urmează pasiv mișcările cutiei toracice. În timpul inspirației, volumul cutiei toracice crește datorită contracției mușchilor respiratori: diafragma se contractă și coboară, mușchii intercostali trag coastele și le ridică. Mișcarea coastelor împinge sternul înainte, iar plămânii se umplu cu aer. În momentul expirației, mușchii se relaxează, iar plămânii își micșorează volumul o dată cu cel al cutiei toracice, eliminând aerul. Inspirația este, deci, faza activă a respirației, iar expirația este faza pasivă. Intrările și ieșirile de aer din sistemul respirator prezintă ventilația pulmonară, care depinde de frecvența și profunzimea mișcărilor respiratorii. Acestea pot crește prin antrenament, gimnastică etc. Aerul este un amestec de gaze în următoarea proporție: 21% oxigen, 78% azot, 0,03% dioxid de carbon și alte alte gaze în cantități foarte mici. Caracteristicele aerului inspirat sunt diferite de cele ale aerului expirat.

Respiratia pulmonara

Astfel în plămâni, aerul pierde oxigen, se îmbogățește în dioxid de carbon și vapori de apă. Schimbările de gaze se produc la nivelul alveolelor pulmonare, unde sângele și aerul se găsesc în contact pe o mare suprafață. Dioxidul de carbon din sânge traversează pereții capilarelor și pereții alveolelor, de unde va fi eliminat prin expirație. Oxigenul din aerul ajuns în alveole în urma inspirației traversează pereții acestora, pereții capilarelor și ajunge în sânge, care îl transportă la organe. Schimbul de gaze la nivelul pulmonar are loc întotdeauna în acest fel, datorită diferențelor de presiune a acestor gaze în plămâni și sânge. 

Schimburile gazoase desfasoara in baza unor legi fizice , a mecanismelorfiziologice si a proprietatilor membranei alveolo-capilare si celulare.Ele au loc in 3 etape : Etapa pulmonara consta in oxigenarea sangelui capilar (hematoza

pulmonara)si este posibila datorita suprafetei de contact foarte mare , stratului sanguin foarte subtiresi grosimii reduse a membranei alveolo-capilare.Ea se desfasoara sub guvernarea legilorfizice, datorita gradientelor presiunilor partiale ale oxigenului si dioxidului de carbon dinaerul alveolar si cel din capilarele pulmonare, separate prin membrana alveolo-capilara.Trecerea are loc de la presiune mare la presiune mica. 

Etape sanguina este reprezentata de transportul de gaze respiratorii sub douaforme : dizolvata(forma functionala cea mai importanta) si forma legata(oxihemoglobinapentru oxigen si combinatii labile sub forma de bicarbinati pentru dioxidul de carbon). 

Etapa tisulara are loc prin difuziune si consta in utilizarea gazelor la nivelultesuturilor. Utilizarea oxigenului are loc la nivelul mitocondriilor celulare, unde prinprocesele de oxidoreducere, se elibereaza dioxid de carbon, hidrogen si energie chimica.

Volume si capacitati pulmonare

O metoda pentru studiul ventilatiei pulmonare este inregistrarea volumului aeruluideplasat spre interiorul si respectiv exteriorul plamanilor, procedeu numit spirometrie-datorita denumirii aparatului utilizat, spirometru.Exista patruvolume pulmonare,diferite care adunate, totalizeaza volumul maxim pe care il poate atinge expansiuneapulmonara. Semnificatia acestor volume este urmatoarea 

Volumul curent -este volumul de aer inspirat si expirat in timpul respiratiei normale ( in medie 500 ml)Volumul inspirator de rezerva-este un volum suplimentar de aer care poate fi inspirat peste volumul curent (3000 ml)Volumul expirator de rezerva-reprezinta cantitatea suplimentara de aer care poate fi expirata in urma unei expiratii fortate dupa expirarea unui volum curent (1100 ml).Volumul rezidual-este volumul de aer care raman in plamani si dupa o expiratie fortata (1200 ml)

Capacitatile pulmonare –sunt sume de doua sau mai multe volume pulmonare.Capacitatea inspiratorie– egala cu suma dintre volumul curent si volumul inspirator de rezerva, reprezinta cantitatea de aer pe care o persoana o poate respira pornind de la nivelul expirator normal pana la distingerea maxima a plamanilor (3500 ml)Capacitatea reziduala functionala –egala cu suma dintre volumul expirator de rezerva si volumul rezidual reprezinta cantitatea de aer ce ramane in plamanii la sfarsitul unei expiratii normale (2300 ml).Capacitatea vitala –egala cu suma dintre volumul inspirator de rezerva, volumul curent si volumul expirator de rezerva, reprezinta volumul maxim de aer pe care o persoana il poate scoate din plamani dupa o inspiratie maxima (4600 ml)Capacitatea pulmonara totala -egala cu capacitatea vitala plus volumul rezidual, reprezinta volumul maxim pana la care pot fi expasionati plamanii prin efect inspirator maxim (5800 ml)

Boli ale aparatului respirator

Gripa

Gripa este o boala infectioasa acuta a cailor respiratorii, foarte contagioasa, cauzata de virusul gripal A sau B, care apare in izbucniri epidemice de severitate variata, aproape in fiecare iarna. Perioada in care apare cu o frecventa crescuta infectia gripala este noiembrie-martie. Infectia gripala poate afecta orice persoana, insa riscul de a dezvolta forme clinice mai severe si de aparitie a complicatiilor este mai mare la copii, batrani si persoane cu imunodeficiente sau boli cronice. Acestora le este recomandata vaccinarea antigripala. Deoarece virusul gripal se gaseste sub o mare varietate de subtipuri si tulpini, care se modifica de la an la an, chiar si persoanele vaccinate pot face gripa, dar severitatea bolii va fi mai usoara.

Mod de transmitereTransmiterea este respiratorie, de la o persoana la alta, prin picaturile de saliva eliminate prin tuse, stranut, vorbire. Contagiozitatea este de 1-2 zile inainte si 4-5 zile dupa debutul bolii. Bolnavii cu forme atipice de boala sunt de asemenea contagiosi. Rezervorul de virus pot fi si unele animale, pentru tipul A de virus. Varful incidentei este situat in perioada noiembrie-martie

SimptomePerioada de incubatie este de 2 zile. Severitatea bolii depinde de expunerea anterioara la tipurile de virus inrudite. Adesea gripa este confundata cu “virozele banale” (guturaiul), foarte frecvente la copil, mai ales in sezonul rece. Debutul este brusc, uneori brutal, cu frisoane, febra 39-40 grade C, dureri musculare, dureri de cap intense, oboseala, dureri la nivelul globilor oculari (caracteristice pentru gripa), catar nazal (cu senzatie de nas infundat) tuse uscata, inapetenta (lipsa poftei de mancare), greata, varsaturi, chiar diaree. Complicatiile respiratorii influenteaza evolutia si prognosticul, mai ales cand apar la copii cu boli cronice sau la sugarii distrofici, rahitici. Pneumoniile gripale pot fi primare sau secundare, prin suprainfectie bacteriana. Alte complicatii sunt: cardiovasculare (miocardita), nervoase (encefalita, meningita), sindromul Reye. Copiii sub 24 de luni necesita spitalizare datorita riscului crescut de a dezvolta complicatii. In perioada de convalescenta este crescuta receptivitatea pentru infectii bacteriene.

Tratament

- repaus la pat, in camera aerisita (nu supraincalzita)- consum crescut de lichide: ceai, compot, suc de fructe, supa, care pot fi caldute (dar nu fierbinti)- vitamina C (sub forma de tablete sau siropuri)- combaterea febrei cu antitermice, care in functie de varsta pot fi siropuri, supozitoare, comprimate- combaterea tusei cu antitusive etc.Administrarea de antibiotice se face doar in caz de suprainfectie bacteriana. Masurile preventive in perioada de epidemie sunt foarte importante: evitarea aglomeratiilor, a vizitelor, aplicarea unor norme elementare de igiena (folosirea batistei cand tusim sau stranutam). Un mijloc eficace este imunizarea activa prin vaccinare antigripala a copiilor si batranilor, mai ales a celor cu risc crescut pentru complicatii asociate.

Fibroza pulmonara este cunoscuta sub numele de boala pulmonara intestitiala, termen general pentru o varietate de boli ale plamanilor cronice. Plamanii pacientului cu fibroza pulmonara sunt rigizi din cauza cicatrizarii, a fibrozarii tesuturilor pulmonare dintre sacii de aer (intestitiu). Tesutul cicatrizat se afla in imposibilitate de a transporta oxigenul.

Fibroza pulmonara

Simptome- Dispnee (respiratie scurta);- Tuse uscata;- Oboseala;- Scaderea inexplicabila in greutate;- Dureri musculare si articulare.

Cauze 1. Factori de mediu si ocupationali2. Radiatiile3. Medicamente4. Boala de reflux gastroesofagian

Emfizem pulmonar

Afectiune difuza a plamanilor, caracterizata printr-o distensie a alveolelor cu distrugerea peretelui lor.

Simptome si evolutie - Emfizemele pulmonare se traduc printr-o jena respiratorie. Ele risca sa evolueze catre o insuficienta respiratorie cronica cu rasunet asupra functionarii inimii (insuficienta cardiaca).

Cauze - Acestea raman adesea necunoscute, dar varsta inaintata este un factor favorizant; in formele varstei de aproximativ 40 ani, zise "juvenile", emfizemul este cauzat de o anomalie a proportiilor de enzime prezente in plamani. emfizemul centrolobular este o complicatie a bronsitei cronice, ea insasi consecutiva unui fumat excesiv. Emfizemul profesional este provocat de unele boli pulmonare: tuberculoza, pneumoconioze (silicoza, de exemplu).

Tratament - Daca emfizemul pulmonar este legat de o bronsita cronica sau de o dilatare a bronhiilor, tratamentul ei consta mai intai in prevenirea agravarii afectiunii: incetarea fumatului, tratamentul precoce al oricarei infectii bronhopulmonare. Restul tratamentului vizeaza ingrijirea simptomelor: kineziterapie respiratorie, administrare de bronhodilatatoare ca teofilinele si beta-2-simpatomimeticele, inhalatii zilnice de oxigen.

in 24 de ore, plamanii sunt traversati de 10000 de litri de aer si de 800 de litri de sange. un om respira cam 174 milioane de litri de aer de-a lungul vietii. in momentul primei respiratii un nou nascut trebuie sa inspire cam de cincizeci de ori mai puternic decat un

adult. la om, 0,1% din C02 din organism se elimina prin piele. in medie, omul îsi poate tine respiratia timp de un minut. Recordul mondial la aceasta proba este de 7 minute

si 30 secunde. cei doi plamâni contin aproximativ 150 - 300 de milioane de alveole pulmonare. Împreuna cu capilarele

pulmonare, acestea realizeaza o suprafata de schimb de circa 150-200 de metri patrati. un om poate supravietui chiar si atunci când ii este extirpat un plamân. in timpul unui acces de tuse, plamânii imprima aerului expirat o viteza de 900 km/h, iar în timpul unui stranut,

viteza este de numai 170 km/h. daca inspiram heliu, vocea ni se subtiaza. În acest caz, vocea unui barbat ar putea fi confundata cu cea a unei

soprane! pe parcursul a 24 de ore, un om respira de 21.000 de ori, iar plamânii sai prelucreaza circa 2.000 l de aer,

cantitate suficienta pentru a umfla cu gura 40 de barci pneumatice. Adultul consuma circa 300 cm cubi de oxigen pe minut, ceea ce reprezinta 442 l/24 de ore.

la o temperatura normala de 20° C, un om adult inspira si expira cantitati diferite de aer, în functie de miscarile pe care le face si de pozitia sa: cantitatea de aer ventilat variaza de la 6 l când este culcat, la 7 l când este asezat si la 8 l când este în picioare fara a se misca, la 14 l când merge, 43 l când alearga si pâna la 100 l când depune un efort fizic intens.

persoanele care lucreaza sau traiesc în mediul urban respira zilnic o cantitate de substante toxice egala cu cea continuta de un pachet de tigari!

plamînii au o mare elasticitate si pot fi umpluti cu aer de 100 de ori mai usor decât un balon. Când ne odihnim, doar 10% din aerul inspirat si expirat este reînnoit. Totusi, atunci când tragem cu putere aer în piept sau când facem exercitii fizice solicitante, aerul din plamîni poate fi înlocuit chiar si în proportie de 80%.

de-a lungul vietii, un om inspira aproximativ 20 kg de praf! S-ar putea spune ca nici nu mai e nevoie de aspirator în casa!

Curiozitati

Acest proiect a fost prezentat de: Galan Olga-Patricia Neagu Cosmin Theodor Neculai Monica-VivianaClasa a XI-a CColegiul National “Gheorghe Rosca Codreanu”, BarladProfesor indrumator Iftimi Ariadna