FIZIOLOGIAAPARATULUIRESPIRATOR

Curs 2

1. VOLUMELE PULMONARE, CAPACITĂŢILE PULMONARE STATICE

ŞI POZIŢIILE VENTILATORII

Volumele şi capacităţile pulmonare sunt mărimi anatomice, statice, care variază dependent de:

dezvoltarea fizică vârstă sex rasă.

Volumele şi capacităţile pulmonare reprezintă cantităţi de aer care există în plămân la un moment dat, au la bază variaţiile dimensiunilor spaţiale ale plămânilor în cursul mişcărilor respiratorii şi constituie premiza performanţei pompei de aer.

1.1. VOLUMELE PULMONARE= volume de aer din plămâni la diverse poziţii ale aparatului toraco-pulmonar:

Volumul curent (VT) = volumul de aer mobilizat într-un ciclu ventilator de repaus (la fiecare inspir de repaus/ eliminat în expirul de repaus). La adult 500 ml.

Volumul inspirator de rezervă (VIR) - volumul maxim de aer ce poate fi inspirat după un inspir de repaus, în PIM;

PIM

PIR

PER

PEM

VOLUMELE PULMONARE

Volumul expirator de rezervă (VER) - volumul maxim de aer ce poate fi expirat, după un expir de repaus, în PEM;

Volumul rezidual (VR) - volumul de aer care rămâne în plămâni la sfârşitul unei expiraţii maxime, în PEM.

PIM

PIR

PER

PEM

1.2.CAPACITĂŢILE PULMONARE

Capacitatea inspiratorie (CI) - volumul de aer care poate pătrunde în plămâni în cursul unui inspir maxim care începe după un expir de repaus. CI = VT + VIR

Capacitatea vitală (CV) - volumul de aer mobilizabil în cursul unei respiraţii maxime (volumul de aer eliminat de plămâni în cursul unui expir maxim care urmează unui inspir maxim). = 50% din CPT. CV = VT + VIR + VER

PIM

PEM

PIR

PER

CAPACITĂŢILE PULMONARE Capacitatea reziduală funcţională (CRF) - volumul de aer care

se găseşte în plămâni la sfârşitul unui expir normal de repaus. CRF = VER + VR = 50% din CPT;

Capacitatea pulmonară totală (CPT) - volumul de aer conţinut în plămâni la sfârşitul unui inspir maximal. CPT = VIR + VT+ VER + VRCPT = CI + CRF = CV ( 75% din CPT) + VR (25% din CPT).

PIM

PEM

PIR

PER

•PARAMETRI VENTILOMETRICI

SEMNIFICAŢIE

VT = volumul curent volumul de aer mobilizat într-un ciclu ventilator de repausVT = 15% CV

VIR = volumul inspirator de rezervă

volumul maxim de aer inspirat după un inspir de repausVIR = 50% CV

VER = volumul expirator de rezervă

volumul maxim de aer expirat după un expir de repausVER = 35% CV

VR = volumul rezidual volumul de aer care rămâne în plămân după un expir maximVR = 25% CPT

CI = capacitatea inspiratorie

volumul maxim de aer inspirat din poziţia respiratorie de repausCI = VT + VIR = 50% CPT

CRF = capacitatea reziduală funcţională

volumul de aer rămas în plămâni în poziţia respiratorie de repausCRF = VER + VR = 50% CPT

CV = capacitatea vitală;

volumul maxim de aer expirat după un inspir maxim (sau inspirat după un expir maxim)CV = VIR + VT + VER = CI + VERCV = 75% CPT

CPT = capacitatea pulmonară totală

volumul de aer conţinut în plămâni după un inspir maximCPT = VIR + VT + VER + VRCPT = CI (50%)+ CRF (50%)CPT = CV (75%)+ VR (25%)

1.3.POZIŢIILE VENTILATORII Poziţia de repaus respirator sau poziţia expiratorie de

repaus (PER)- survine spontan, în urma revenirii din poziţiile active în virtutea elasticităţii pentru realizarea expirului de repaus; asigură CRF;

Poziţia inspiratorie de repaus (PIR)- asigură inspirul normal de repaus, sub acţiunea diafragmului şi a muşchilor intercostali externi.

PIM

PEM

PIR

PER

1.3.POZIŢIILE VENTILATORII Poziţia inspiratorie maximă (PIM) - asigură expansiunea

plămânului până la CPT. Se realizează sub acţiunea integrală a muşchilor inspiratori.

Poziţia expiratorie maximă (PEM) - asigură eliminarea CV, deci situarea plămânilor la nivelul VR. Se realizează sub acţiunea integrală a muşchilor expiratori.

PIM

PEM

PIR

PER

2. FIZIOLOGIA VENTILAŢIEI PULMONARE Ventilaţia este determinată de modificările alternative şi ritmice ale volumului

pulmonar. Un ciclu ventilator este constituit dintr-o fază inspiratorie şi o fază expiratorie.

2.1. CAPACITATEA PULMONARĂ TOTALĂCapacitatea pulmonară totală (CPT) = cantitatea maximă de aer pe care o conţin plămânii în poziţie inspiratorie max. forţată.

CPT = CV + VR = VT + VIR + VER + VR Valorile ideale ale CPT se pot exprima în funcţie de înălţimea, vârsta şi sexul

persoanei Valorile medii normale CPT = 5 şi 6 litri Patologic: ±20 % faţă de valoarea ideală CPT scade paralel cu scăderea CV CPTcreşte cu creşterile patologice ale VR.

FIZIOLOGIA VENTILAŢIEI PULMONARE

Capacitatea vitală (CV)

= volumul de aer eliminat printr-un expir maxim ce urmează după un inspir maxim.

CV = VT + VIR + VER

CV variază cu înălţimea (T), vârsta (V) şi sexul persoanei CV la femeile: -10 % faţă de bărbaţi pentru aceeaşi vârstă şi

înălţime. sexul masculin: CV ideală (litri)= 6,1 T - 0,028 V - 4,65; sexul feminin: CV ideală (litri)= 4,66 T - 0,024 V - 3,28.

Capacitatea vitală (CV)

Determinarea CV şi a componentelor sale se face cu: spirograful pneumotahograf prevăzut cu

integrator de volum.

Valoarea CV măsurată pe spirogramă la temperatura

camerei trebuie corectată pentru temperatura corpului

(37C) - corecţia BTPS (Body Temperature and

Pressure, Saturated with water vapor) = 1,1 pentru o

t a camerei de 200 C

Capacitatea vitală (CV)

- CV măsurată (actuală) se raportează la CV ideală - Valori normale: ≥ de 80 % din valoarea ideală corespunzătoare vârstei, taliei şi sexului subiectului.

- Scăderea CV: în disfuncţie ventilatorie restrictivă: - leziuni distructive pulmonare, - rezecţii, - pneumopatii,- procese care limitează expansiunea plămânilor (afecţiuni parietale, procese pleurale).

FIZIOLOGIA VENTILAŢIEI PULMONARE

VOLUMUL REZIDUAL

= cantitatea de aer ce rămâne în plămâni la sfârşitul unei expiraţii forţate (în poziţie expiratorie maximă).

VR + VER = CRF

Creşterea CRF şi VR caracterizează hiperinflaţia pulmonară în emfizemul pulmonar, sindromul obstructiv, cifoscolioză etc.

Scăderea CRF şi VR în fibrozele interstiţiale, alveolite, edem pulmonar.

2.2.DEBITELE VENTILATORII

Performanţa pompei pulmonare se evaluează pe baza debitului realizat pe unitatea de timp, dependent de mărimea, viteza şi frecvenţa fluxului aerian, măsurat spirografic sau pneumotahografic.

VENTILAŢIA DE REPAUS= volumul de aer respirat în decurs de un minut de subiectul aflat în condiţii bazale. - Se determină spirografic volumul curent (VT) şi frecvenţa respiratorie (f):

VR = VT fÎn repaus, frecvenţa respiraţiei este de 12 – 18/min

VT= 500 ml. Valoarea medie a ventilaţiei de repaus = 5-6 litri/min.

DEBITELE VENTILATORII

VOLUMUL EXPIRATOR MAXIM PE SECUNDĂ (VEMS)- se determină prin expirograma forţată = executarea de către subiect a unei expiraţii maxime şi forţate, după un inspir maxim. VEMS-ul = volumul de aer expulzat din plămâni în prima secundă a expiraţiei maxime forţate, după un inspir maxim

VEMS = 4/5 din CVF. se determină prin metoda spirografică se exprimă în litri (corectat BTPS). VEMS-ul se raportează la VEMS ideal

Valori normale: ≥ de 80 % din valoarea ideală corespunzătoare vârstei, taliei şi sexului subiectului.

Debut expir

VEMS =4,03 l(84% de CV)

Debut expir

Obstructie (astm)Normal

VEMS = 1,53 l(45% de CV)

1 sec 1 sec

INDICELE DE PERMEABILITATE BRONŞICĂ

Raportarea VEMS-ului la CV reprezintă Indicele de Permeabilitate Bronşică (IPB%)

IPB% = VEMS/CV X 100

Valori normale: ≥ decât limita inferioară corespunzătoare vârstei (între 20-29 ani limita inferioară este de 70%).

Valoarea scăzută a IPB o disfuncţie ventilatorie obstructivă în - bronşita cronică,

- astmul bronşic,

- emfizemul pulmonar etc.

DEBITE EXPIRATORII FORŢATE

Debitul expirator forţat mediu între25 % şi 75 % din CVF (FEF25-75%- forced mid expiratory flow) saudebitul mediu în jumătatea mijlocie aCVF se calculează pe expirograma

forţată depinde numai de proprietăţile

mecanice ale plămânului (rezistenţa la flux a căilor aeriene şi reculul elastic pulmonar)

poate decela obstrucţia uşoară la flux în căile aerifere, atunci când VEMS este normal.

25

75

DEBITE EXPIRATORII FORŢATE

Debite expiratorii forţate instantanee - se măsoară pe curba flux-volum obţinută prin pneumotahografie. care face posibilă înregistrarea volumului pulmonar simultan cu debitul aerului, instantaneu în orice moment al mişcărilor ventilatorii. bucla flux-volum cuprinde:- o curbă inspiratorie şi una expiratorie, ambele obţinute în cursul unor mişcări ventilatorii maxime şi forţate, iar vârful buclei corespunde cu valoarea maximă a debitului expirator forţat instantaneu

DEBITE EXPIRATORII FORŢATE

Debitul expirator forţat maxim instantaneu de vârf (PEF - peak expiratory flow) = debitul maxim atins în cursul expiraţiei maxime şi forţate.

Valori normale = 9,5-10 litri/s la bărbaţi = 7-8 litri/s la femei.

Patologic: scade atât în sindromul obstructiv cât şi în cel restrictiv.

DEBITE EXPIRATORII FORŢATE

Alte debite expiratorii forţate instantanee = debitele de aer instantanee în momentul când s-au eliminat

25% (FEF25%), 50% (FEF50%) şi 75% (FEF75%) din CVF

La fel ca FEF25-75% aceste debite depind de:- rezistenţa la flux a conductelor aerifere - reculul elastic al plămânilor

Scăderea lor se întâlneşte în sindromul obstructiv distal.

DEBITELE VENTILATORII

VENTILAŢIA MAXIMĂ

= valoarea limită până la care poate creşte ventilaţia pe minut. La adultul normal: Vmx se realizează la

- frecvenţă teoretică de 80-90 respiraţii pe minut, cu - VT = 1/3 din capacitatea vitală.

Determinarea Vmx se poate face direct, prin înregistrare spirografică timp de 15-20 secunde.

Determinare indirectă a Vmx pe baza VEMS-ului. Dacă fiecare ciclu ventilator durează 2 secunde (1 secundă inspir şi 1 secundă expir), rezultă că pe minut sunt posibile doar 30 de respiraţii cu amplitudinea VEMS-ului. Deci:

Vmx indir = VEMS 30 Valorile ideale Vmx indir: VEMS ideal 30.

Valori normale: ≥ de 80 % din valoarea ideală

V(l/min) = VT(l) x FR

 VR = 0,5 x 12 = 6 l/min

Vmx = 1,5 x 30 = 45 l.min-1

Vmx = 140 l.min-1

timp

repaus

efort

VT si FR

CV, VEMS, IPB, Vmx = testele ventilatorii de rutină Gravitatea în funcţie de scăderea VEMS-ului: 60-79% - uşoară,

59-40% - medie, < 40% - severă.

Parametru Disfuncţie ventilatorie obstructivăEx. bronşita

cronica, astm bronşic

Disfuncţie ventilatorie restrictivă

Ex. pneumonie, rezecţie

pulmonara

Disfuncţie ventilatorie

mixtăEx. BPOC

CVF N

VEMS

IPB% N

Parametru ventilometric

Sindrom obstructiv

distal

Disfuncţie ventilatorie obstructivă

Disfuncţie ventilatorie restrictivă

Disfuncţie ventilatorie

mixtă

CVF N N

VEMS N

IPB% N N

PEF% N

FEF% N

Rezerva ventilatorie (RV)

Cunoscând ventilaţia de repaus (VR) şi ventilaţia maximă (Vmx) se poate calcula rezerva ventilatorie (RV):

RV = 100 (Vmx – VR) / Vmx

Pe baza rezervei ventilatorii putem aprecia cât la sută din posibilităţile ventilaţiei sunt utilizate în repaus şi implicit capacitatea de creştere a respiraţiei în cursul unui efort.

Valoarea normală: 90 % posibilitatea de creştere a ventilaţiei de 10 - 15 ori faţă de nivelul de repaus.

3. VENTILAŢIA ALVEOLARĂ (VA)

= reprezintă volumul de aer proaspăt care intră în alveole în decurs de 1 minut.

Procesul de primenire a aerului alveolar se face continuu. În cursul fiecărei inspiraţii, volumul curent (VT) se adaugă capacităţii reziduale funcţionale (CRF), mărind volumul aerului alveolar de aproximativ 1,2 ori. 1,2 = raportul de expansiune al plămânilor rezultat din relaţia (CRF + VT) / CRF, unde CRF este de 2,5 litri, iar VT de 0,5 litri.

Aerul alveolar nu-şi modifică fundamental compoziţia în raport cu fazele ciclului respirator.

Modificările determinate de schimbul cu sângele din capilarele pulmonare sunt corectate cu promptitudine de ventilaţie.

Aerul atmosferic ajunge în alveole ca aer inspirat, încălzit la temperatura corpului şi saturat cu vapori de apă.

La nivel alveolar se amestecă cu gazele de aici şi apoi este expulzat sub formă de aer expirat cu o compoziţie diferită. Aerul expirat = amestec neomogen de aer alveolar plus aer din căile respiratorii.

SPAŢIUL MORT ANATOMIC.

Aerul inspirat care rămâne în căile respiratorii (nas, faringe, laringe, trahee, bronhii şi bronhiole) şi nu participă la schimburile gazoase= aproximativ 25 % din VT = 150 ml. - La sfârşitul expiraţiei normale, chiar înainte de a începe o nouă inspiraţie, conductele aerifere conţin aer alveolar cu PO2=100 mmHg şi PCO2=40 mmHg ajunge primul în alveole la următorul inspir.

- împiedică variaţiile mari de concentraţie şi de presiune parţială a gazelor respiratorii, menţinând un raport constant între aportul de O2 şi eliminarea de CO2 .

SPAŢIUL MORT ALVEOLAR = alveolele hipoventilate

alveole ventilate dar neirigate porţiunea centrală a alveolelor la frecvenţe respiratorii

mari, când nu se mai realizează în alveole amestecul corespunzător. - în toate afecţiunile care scad schimburile gazoase alveolare.

SPAŢIUL MORT FIZIOLOGIC. numit şi spaţiu mort funcţional = teritoriul respirator total care nu participă la schimburile

gazoase: spaţiul mort anatomic şi spaţiul mort alveolar.

VENTILAŢIA ALVEOLARĂ = fracţiunea din ventilaţia de repaus care participă la schimburile gazoase.

Ecuaţia ventilaţiei alveolare relaţia reciprocă dintre ventilaţia alveolară (VA) şi presiunea parţială a CO2 alveolar (PACO2) = cea mai importantă relaţie din fiziologia pulmonară.

VA = VCO2 K / PACO2K (factor de corecţie) = 0,863 mmHg x litri/ml (Patm = 760

mmHg); VA = ventilaţia alveolară în litri/min, corectată BTPS; VCO2 = eliminarea de CO2 în ml/min, corectată STPD.

Valoarea normală a VA este de 4 litri/min (2,5 litri/min/m2). Ventilaţia de repaus (VR) însumează ventilaţia spaţiului mort (VD) şi

ventilaţia alveolară (VA):VR = VD + VA

Eficienţa ventilaţiei se poate aprecia prin timpul de amestec intrapulmonar al heliului (timpul de mixică He), care reprezintă timpul necesar pentru diluarea uniformă a He în toate spaţiile alveolare. Se măsoară la determinarea CRF prin metoda diluţiei He în circuit închis. Valoarea normală a timpului de mixică este de 3 minute.

4. FIZIOLOGIA CIRCULAŢIEI PULMONARE

CIRCULAŢIA BRONŞICĂ are originea direct din aortă, debitul sanguin bronşic 1-2 % din debitul VS (DC) vasele bronşice transportă sânge oxigenat şi asigură nutriţia

ţesutului pulmonar.

Din punct de vedere anatomo-funcţional: arterele bronşice se distribuie de-a lungul bronhiilor, ţesutului

pulmonar de susţinere şi pleurei viscerale venele drenează sângele care a irigat bronhiile mari în venele

pulmonare sau prin anastomoze în venele azygos şi hemiazygos;

la nivelul bronhiilor periferice şi la nivel pleural, între ramurile arterelor bronşice şi pulmonare există anastomoze care devin importante în condiţii patologice. În hipertensiunea pulmonară, şuntarea sângelui pulmonar în circulaţia bronşică previne apariţia edemului pulmonar.

FIZIOLOGIA CIRCULAŢIEI PULMONARE

CIRCULAŢIA PULMONARĂ

= circulatie funcţională: asigură irigaţia alveolelor pulmonare, principalele structuri implicate în realizarea schimburilor gazoase.

Circulaţia arterială pulmonară - artera pulmonară cu originea în VD, se ramifică în două ramuri mari care se distribuie celor doi plămâni. După pătrunderea în hil, arterele pulmonare se divizează paralel cu ramificaţiile bronhiei principale (sistemul arterial pulmonar este mai ramificat decât cel bronşic)

Circulaţia capilară pulmonară = vastă reţea vasculară alveolară. Din fiecare arteriolă precapilară rezultă 4 până la 12 anse capilare care se anastomozează între ele reţea între pereţii alveolelor adiacente. Această reţea de capilare face parte din suprafaţa activă de schimb gazos.

Circulaţia venoasă pulmonară - drenează sângele din reţeaua capilară alveolară, bronşică şi pleurală în atriul stâng; = rezervor sanguin.

PARAMETRII HEMODINAMICI AI CIRCULAŢIEI PULMONARE

Volumul sanguin pulmonar (VSP) - este volumul sanguin din teritoriul cuprins între artera pulmonară şi locul de vărsare al venelor pulmonare în atriul stâng. La adult, volumul sanguin pulmonar este de aproximativ 500-600 ml, fiind considerat un depozit sanguin cu circulaţie rapidă.

Fluxul sanguin pulmonar (FSP) - = DC = 5 - 6 litri/min. Presiunea în circulaţia pulmonară: mult mai redusa decât in

segmentele corespunzătoare ale circulaţiei sistemice: artera pulmonară sistolă/diastolă = 25/8 mmHg; arteriole = 12 mmHg; capilare = 10 mmHg; venule = 9 mmHg; atriu stâng = 8 mmHg.

Obs. P capilarele pulmonare = 10 mmHg Pco = 25 mmHg

Creşterea presiunii intracapilare 25-30 mmHg edem pulmonar.nu există filtrare

REZISTENŢA VASCULARĂ PULMONARĂ = 1/10 din cea a circulaţiei sistemice - se calculează folosind o ecuaţie similară legii lui Ohm:

Rezistenţa vasculară pulmonară totală poate creşte în situaţii patologice:- obstrucţie prin trombi sau emboli- afecţiuni ale peretelui vascular, - compresiuni ale vaselor, etc), determinând creşterea presiunii în ventriculul drept.

Creşterea rezistenţei pulmonare la nivelul venulelor sau venelor pulmonare creşterea presiunii capilare intravasculare şi transmurale edem pulmonar

DISTRIBUŢIA REGIONALĂ A FLUXULUI SANGUIN PULMONAR

La adultul sănătos în poziţie ortostatică s-a observat o distribuţie neuniformă a fluxului sanguin pulmonar.

Cauza principală = gravitaţia efectele ei sunt mai accentuate asupra circulaţiei pulmonare deoarece valorile presionale din acest teritoriu sunt mai reduse decât cele din marea circulaţie

Rezistenţa vaselor pulmonare mai mari este reglată pe cale nervoasă şi umorală

Rezistenţa capilarelor pulmonare depinde doar de gradientul de presiune transmurală:

Ptransmurală = P capilare pulmonare - P alveolară.

Când nu există flux de aer, iar glota este deschisă, presiunea alveolară (Palv) = presiunea atmosferică considerată a fi 0.

În timpul unei respiraţii normale, Palv se modifică doar cu 1-2 mmHg.

Zona 1 (apicală) - corespunde vârfurilor pulmonare. La acest nivel, presiunea alveolară (Palv) este mai mare decât presiunea din artera pulmonară (Pa), astfel încât nu ar exista flux sanguin. - În realitate, în timpul unei respiraţii normale de repaus la o persoană cu debit cardiac normal, presiunea din artera pulmonară chiar în regiunile apicale este superioară presiunii alveolare, deci se asigură o irigaţie minimă a acestei zone.

Zona 2 (mediopulmonară) - se caracterizează printr-o presiune arterială (Pa) mai mare decât presiunea alveolară (Palv) care la rândul ei este superioară celei venoase (Pv). Deci, în această zonă debitul sanguin este dependent de diferenţa de presiune arterio-alveolară.

Zona 3 (bazală) - atât presiunea din artera pulmonară (Pa), cât şi cea din vena pulmonară (Pv) sunt mai mari decât presiunea alveolară (Palv). Deci, fluxul sanguin bazal depinde de diferenţa de presiune arterio-venoasă.

Zona 1: Pa Palv Pv debitul sanguin depinde de Pa;

Zona 2: Pa Palv Pv debitul sanguin depinde de diferenţa de presiune arterio-alveolară;

Zona 3: Pa Palv Pv debitul sanguin depinde de diferenţa de presiune arterio-venoasă.

Vena pulmonară

Arterapulmonară

Pre

siun

ea (

mm

Hg)

faţă

de

nive

lul A

S

Dis

tanţ

a (c

m) f

aţă

de b

aza

plăm

ânul

ui

30

20

10

0

5

10

-5

0

5

10

15

20

1

2

3

BAZĂ

APEX

nivelul AS

2

3

0

FLUX SANGUIN RELATIV

În ortostatism fluxul sanguin scade aproape liniar de la baze spre vârfurile plămânilor, unde se ajunge la cea mai redusă valoare.

REGLAREA CIRCULATIEI PULMONARE

REGLAREA PASIVĂ A CIRCULAŢIEI PULMONARE În timpul unui efort fizic, debitul cardiac creşte de câteva ori, dar presiunea

medie din artera pulmonară creşte doar cu câţiva mmHg. Există două mecanisme care pot explica reducerea rezistenţei vasculare

pulmonare ca răspuns la creşterea FSP:

Recrutarea - în condiţii de repaus sunt deschise doar o parte din capilarele pulmonare, datorită acţiunii gravitaţiei în ortostatism şi presiunii critice de închidere ridicate. Creşterea DC creşterea presiunii medii din artera pulmonară deschiderea capilarelor pulmonare scăderea rezistenţei vasc. pulmonare.

Distensibilitatea - pe măsură ce creşte presiunea de perfuzie, creşte şi gradientul de presiune transmurală, cu destinderea pasivă a peretelui vascular şi reducerea rezistenţei vasculare pulmonare.

Cele două mecanisme par să se completeze reciproc. Recrutarea survine la creşteri moderate ale presiunii intravasculare, în timp ce destinderea peretelui vascular apare la presiuni mult mai ridicate.

REGLAREA CIRCULATIEI PULMONARE

REGLAREA ACTIVĂ A CIRCULAŢIEI PULMONARE Reglarea nervoasă a circulaţiei pulmonare.

Stimularea inervaţiei simpatice induce vasoconstricţie, reducând fluxul sanguin pulmonar cu aproximativ 30%. Stimularea inervaţiei parasimpatice determină vasodilataţie, rolul său fiziologic fiind insuficient precizat. + Inervaţie nonadrenergică noncolinergică (NANC), cu mediatori vasoconstrictori, cât şi dilatatori.

Reglarea umorală a circulaţiei pulmonare substanţe sintetizate (endotelină, prostaglandine, tromboxan), activate (angiotensina II) sau stocate de plămâni (histamina stocată în mastocitele pulmonare)

Influenţa hipoxiei asupra circulaţiei pulmonare

- La nivel pulmonar, pe măsură ce scade PalvO2, muşchiul neted arteriolar tinde să se contracte ("vasoconstricţie hipoxică"). - Semnificaţie fiziologică: scăderea presiunii alveolare a oxigenului într-o anumită regiune, determină vasoconstricţie locală, fluxul sanguin din zona respectivă fiind astfel dirijat spre regiuni alveolare bine ventilate.

Factori implicaţi în reglarea nervoasă şi umorală a circulaţiei pulmonare.

Reglare Receptori Efect

NERVOASĂ - mediatoriSNVS - noradrenalinaSNVP – acetilcolinaNANC - tahikinine - VIP

1 (nr.)

2, 2

M3

NK1

NK2

?

contracţierelaxarerelaxarerelaxare

contracţierelaxare

UMORALĂAngiotensinăTromboxan A2

Endotelină

Serotonină

Adenozină

ANPBradikininăHistamină Prostaciclină(PG I2)

AT1

TPETA

ETB

5-HT1

5-HT2

A1

A2

ANPA, B

B2

H2

IP

contracţiecontracţiecontracţierelaxare

contracţierelaxare

contracţierelaxarerelaxarerelaxare relaxarerelaxare

RAPORTUL VENTILAŢIE/PERFUZIE

În repaus, la adultul normal: ventilaţia pulmonară = 6 l/min., din care ventilaţia alveolară este

doar de 4 l/min. (restul de 2 l/min. este ventilaţia spaţiului mort); fluxul sanguin pulmonar = 5 l/min.

raportul ventilaţie/perfuzie (V/Q) = 4/5 = 0,8.

Acest raport exprimă condiţia optimă pentru realizarea schimbului de gaze la nivel alveolar. Dar nici la subiectul normal nu toate alveolele sunt ventilate şi perfuzate în aceleaşi proporţii raportul ventilaţie/perfuzie nu este identic in toate zonele plămânului

Distribuţia regională a aerului inspirat la nivelul alveolelor depinde de gradul expansiunii alveolare.

La rândul ei, expansiunea spaţiilor alveolare depinde de: proprietăţile mecanice ale sistemului bronho-pulmonar; gradientul de presiune pleurală, acesta fiind factorul

determinant în condiţiile unui plămân normal.

Influenţa gradientului de presiune pleurală asupra gradientului de presiune transpulmonară în diferite zone ale plămânului

La un volum pulmonar = CRF - presiunea alveolară este egală cu 0 atât la baze, cât şi la nivelul vârfurilor. - Presiunea pleurală este mai negativă în regiunile apicale decât în cele bazale presiunea transpulmonară (P alveolară - P intrapleurală) este mai mare în regiunile superioare ale plămânilor decât în cele bazale alveolele din regiunea apicală sunt mai destinse- Complianţa alveolelor din regiunea apicală este mai redusă, ceea ce face ca modificările presiunii transpulmonare din timpul ciclului respirator normal să determine modificări de volum mai accentuate în regiunile bazale comparativ cu cele apicale. - Concluzie: alveolele de la nivelul bazelor pulmonare sunt mai bine ventilate decât cele ale vârfurilor pulmonare (Fig.4.4a).

La un volum pulmonar mai mic = VR - în regiunea bazelor pulmonare presiunea intrapleurală creşte devenind mai mare decât cea atmosferică cu închiderea căilor aerifere de la acest nivel. teritoriile apicale primesc mai mult aer decât cele bazale.

La un volum pulmonar mare CPT- alveolele din toate teritoriile pulmonare sunt dilatate maximal, ventilaţia fiind uniformă, independent de gradientul de presiune intrapleurală.

Volum pulmonar = CRF Volum pulmonar = VR Volum pulmonar = CPTa b c

RAPORTUL VENTILAŢIE/PERFUZIE

Raportul ventilaţie/perfuzie ideal = 0,8

În teritoriile cu alveole: neventilate (V = 0) dar bine irigate, raportul V/Q = 0 ; hipoventilate, dar bine irigate (VQ), raportul V/Q < 0,8; normal ventilate şi irigate, raportul V/Q = 0,8; bine ventilate, dar hipoirigate (VQ), raportul V/Q > 0,8; bine ventilate dar neirigate (Q = 0), raportul V/Q = .

VA VA N VA N

Q N Q N Q

1 2 3

V/Q < 0,8 V/Q = 0,8 V/Q > 0,8

1. Alveole hipoventilate şi normal perfuzate2. Alveole normal ventilate şi perfuzate3. Alveole normal ventilate şi hipoperfuzate

O2 = 100mmHgCO2 = 40 mmHg

O2 = 40 O2 = 100CO2 = 46 CO2 = 40

sânge venos sânge arterial

MECANISME LOCALE DE REGLARE A RAPORTULUI V/Q

Hipoxia alveolară, consecinţă a diminuării ventilaţiei faţă de perfuzie, determină arterioloconstricţie (vasoconstricţie hipoxică). Sângele din regiunea hipoventilată va fi dirijat spre regiuni bine ventilate.

Hipocapnia alveolară indusă de reducerea perfuziei faţă de ventilaţie, determină constricţia muşchiului neted al bronhiolei respiratorii cu scăderea ventilaţiei. Aerul va fi dirijat din zona hipoirigată spre o zonă bine perfuzată.

Raportul V/Q în cele trei zone pulmonare

V/Q = 3,3

V/Q = 0,8

V/Q = 0,63

.zona 1 (apicală): V Q raportul V/Q > 0,8 atingând valoarea de 3,3;

zona 2 (mediopulmonară): V şi Q sunt în limite normale, raportul V/Q = 0,8;

zona 3 (bazală): V Q raportul V/Q < 0,8, fiind numai de 0,6.

RAPORTUL VENTILAŢIE/PERFUZIE

La adultul normal în condiţii de ortostatism ventilaţia bazelor este de 3 ori mai mare decât cea a vârfurilor, iar perfuzia bazelor este 10 ori mai mare decât irigaţia apicală.

Deci, la nivelul: vârfurilor pulmonare - atât ventilaţia cât şi perfuzia

sunt diminuate, dar cu o relativă ventilaţie în exces; bazelor pulmonare - atât ventilaţia cât şi perfuzia

sunt crescute, perfuzie fiind însă mai accentuată decât ventilaţia.