Distributia intrapulmonara a aerului

Distributia intrapulmonara a aerului

Zonele apicale, cele perihilare sunt zone mai putin aerate deoarece aici sunt mai putine fibre elastice si complianta e mai mica. Plamanul este comparat cu un resort elastic suspendat la care portiunile apicale sunt mai destinse si datorita acestui fapt, distensia in plus a portiunilor apicale e mai mica.

Zonele bazale si portiunile laterale ale plamanului, pe o adancime  intre 2-8 cm, au complianta cea mai buna si sunt deci zonele cele mai bine aerate.

Sunt afectiuni pulmonare care se localizeaza predilect in zonele mai putin aerate (Ex: tuberculoza pulmonara)

Spatial mort reprezinta fractiunea din ventilatia pulmonara care nu participa la schimburile gazoase.

Are 2 componente :

spatiul mort anatomic

spatiul mort fiziologic

Spatiul mort anatomic e reprezentat de aerul prezent in caile respiratorii (aproc egal in ml cu dublul greutatii in kg)

Spatiul mort fiziologic cuprinde aerul din alveolele ventilate, dar neperfuzate. Acest spatiu, in mod normal, este practic inexistent.

Valorile normale ale spatiului mort sunt de 130-180 ml. In patologie, ponderea spatiului mort  fiziologic creste.

Ventilatia alveolara reprezinta diferenta dintre ventilatia de repaus si ventilatia din spatiul mort. Raportand ventilatia alveolara/ ventilatia de repaus se obtine eficienta respiratorie, a carei valoare normala este de 2/3 - ¾.

Rolurile spatiului mort :
- la nivelul sau aerul e incalzit si saturat in vapori de apa, datorita bogatei vascularizatii a mucoasei. In cavitatea nazala, aerul poate fi incalzit de la 6 °C - 30°C.

sunt retinute particulele straine, microorganismele.

La persoanele cu traheostomie frecventa respiratorie afectiunilor pulmonare creste.

Aerul din spatiul mort alaturi de VR reprezinta un volum tampon de aer, care face ca variatiile mari ale compozitiei aerului atmosferic sa nu fie resimtite imediat la nivelul pulmonar.

Spirografia reprezinta tehnica de inregistrare si masurare a volumelor si debitelor respiratorii.

In cadrul spirografiei se folosessc factori de corectie a diferitelor si debite si factori necesari pentru calculul valorilor ideale.

Factorii de corectie sunt :BTPS si STPD.

BTPS( body = corp) este factorul folosit la corectia tuturor volumelor si debitelor ;exceptand consumul de O2 ; prin utilizarea lui, se aduce gazul la temperatura corpului, preisune si gaz saturat in vaporti de apa.

STPD - folosit pentru corectarea consumului de O2, necesar pentru aducerea O2 la temepratura standard (0°C), presiune si gaz uscat (dry = uscat, sec).

Pentru calcului valorilor ideale, mai frecvent sunt folositi factorii CECA (Comisia Europeana a Carbunelui si Otelului). Formulele dupa care se calculeaza valorile ideale sunt ecuatii de regresie, obtinute in urma determinarii valorilor unui parametru la un nr mare de indivizi considerati sanatosi.

Valoarea intervalului fiziologic se grupeaza in jurul mediei, la care se adauga 1-2 deviatii standard. Studii efectuate au aratat ca intervalul ce cuprinde o deviatie standard in plus sau minus fata de medie reprezinta 68% din grupul testat, iar intervalul ce cuprinde plus sau minus 2 deviatii standard reprezinta 90% din grup. Se prefera media plus sau minul 1,64 deviatii standard.

In pneumotahografie se folosesc :

FVC (CV fortata)

FIVC ( CV inspiratorie fortata)

SVC (CV lenta)

FVC = volumul de aer inspirat maxim, dupa care este expirat rapid si complet

FIVC = volumul de aer expirat maxim, dupa care se realizeaza o inspiratie rapida si completa.

SVC = volumul de aer expirat complet si lent, dupa ce a fost efectuata o inspiratie completa.

Uneori e necesara efectuarea manevrelor pentru masurarea CV lent, pentru ca respiratia fortata si rapida poate declansa o criza de astm bronsic.

In patologie, in afectiunile de tip obstructiv, CV expiratorie este mai mica decat CV inspiratorie.

In general, CV trebuie inregistrata prin 3-5 testari, retinandu-se cele mai ample, fara diferente mai mari intre ele de 0,3 l.

CV variaza in funtie de varsta, sex, tip constitutional, stare de antrenament fizic.

De aceea, in ecuatiile de regresie pentru calculul valorilor ideale sunt introduce inaltimea, varsta, etc.

Pentru femei, valoarea ideala reprezinta 80% din cea calculata. CV creste pana la 25 de ani, este stationara in perioada adulta si incepe sa scada cu inaintarea in varsta, cand va creste VR.

Astfel, CPT ramane cvasiconstanta.

VEMS = volumul expirat maxim, in prima secunda a unui expir fortat, efectuat dupa un inspir fortat (FEV1).

Se mai poate face testarea l ;a 0,5 secunde, la 2 secunde, la 3 secunde.

Raportand VEMS / CV se obtine indicele Tiffeneau sau indicele de permeabilitate bronsica. Valorile fiziologice sunt egale sau mai mari de 70%, scazand cu varsta.

FEF = debitul mediu expirator maxim la 25%, 50%, 75%, 75-85% din CV.

FEF 25-75% reprezinta debitul mediu expirator maxim intre 25-75% din CV, fiind raportul dintre volumul expirat maxim, printr-o expiratie fortata si completa, dupa ce a fost expirat primul sfert din CV si pana la expirarea celui de-a treilea sfert din CV si, timpul in care a fost expirat.

Se poate determina si FEF 0,2-1,2 l, reprezentand debitul mediu expirat maxim intre 200 ml si 1200 ml, explorand astfel prima portiune a FVC.

Referat: Vitaminele - surse alimentare de vitamine Referat: 41 de sfaturi pentru viata lunga recomandate de doctor

PEF (peak expiratory flow) reprezentand valoarea cea mai mare a fluxului de aer in expir maxim fortat, dupa o inspiratie maxima. Se retine valoarea maxima de flux, mentinuta la 10 ms. Valori normale ale PEF : 9,5-10 l/s la barbati si 7-8 l/s la femei, fiind calculat pe curba flux-volum.

Se mai poate calcula debitul expirator maxim instantaneu (MEF) la 25 %, la 50%, 60%, 75% din CV reprezentand debitul expirat maxim in momentul in care in plamani a ramas 25, 50, 60, 75 % din CV.

Se calculeaza pe curbaa flux-volum (MEF 25 % etc)

MEF 25% = FEF 75%

MEF 50% = FEF 50%, etc.

Acesti parametri se pot calcula si in inspirul fortat (MIF< FIF).

Afectiunile respiratorii se pot incadra in 2 sindroame : obstructiv si restrictiv.

Sindromul restrictiv cuprinde mai multe afectiuni, caracterizate prin manifestari comune : scot din functiune portiuni din tesutul pulmonar sau reduc amplitudinea miscarilor respiratorii (colectii pleurale, afectiuni neuro-musculare).

Sindromul obstructiv intruneste afectiuni in cursul carora se produc obstructii, ingustari ale lungimii cailor respiratorii. Exista si modificari mixte ale parametrilor.

Pentru CV se admit ca limite fiziologice, valoarea prezisa +/- 20%. Scaderi pana la 60% din ideal reprezinta modificari usoare, intre 59-40% moderate si sub 40% severe.

CV scade semnificativ in sindromul restrictiv, ventilatia poate sa nu scada, deoarece scaderea CV poate fi compensata prin cresterea frecventei respiratorii. Scade si CPT.

In sindromul obstructiv, CV se modifica putin, iar CPT poate ramane nemodificata. Analizand componentele CV, se remarca scaderea VIR si VER in sindromul restrictiv, in cel obstructiv scazand semnificativ doar VER.

VR este crescut in special in sindromul obstructive. Cresteri ale lui pana la 180% denota hiperinflatie absoluta, peste 180% hiperinflatie severa.

VEMS=-ul este anormal, daca scaderea fata de valoarea ideala e mai mare de 0,84 l la barbate si 0,62l la femei. El se modifica sever in sindromul obstructiv, cand scade si indicele Tiffeneau.

In sindromul restrictiv, VEMS poate scadea, indicele de permeabilitate bronsica ramane nemodificat, deoarece scade si CV. Valorile VEMS-ului depind de forta muschilor respiratori, cat si de reculul elastic si de rezistenta periferica a cailor respiratorii.

Unele tulburari discrete, incipiente pot fi mascate la tineri, printr-o fortaa musculaturii respiratorii buna ; de aceea modificari importante ale VEMS-ului apar la tulburari avansate.

Determinarea VEM la 2 sec, 3 sec, cand plamanul lucreaza la volume mici si cand contributia reculului elastic si a rezistentei periferice este importanta, poate evidentia modificari importante ale lor chiar la tineri.

In sindromul restrictiv, valoarea FEF 25-75 % scade, dar valoarea FEF 25-75 % din CV ramane normala. In obstructie, scade atat FEF 25-75 %, cat si valoarea raportului FEF 25-75% /Cv.

PEF depinde de cooperarea pacientului, de contractia muschilor expiratori, de rezistenta cailor respiratorii mari. Este folosit pentru aprecierea intensitatii obstructiei in astmul bronsic, cand debitele instantanee scad  la toate volumele pulmonare, nu numai la cele medii si mici.

MEF-urile sunt dependente de rezistenta pe conductele mici si de reculul elastic. Scad in sindromul restrictiv. Cel mai utilizat este MEF 50%.

Perfuzia pulmonara este asigurata prin 2 tipuri de circulatii :

1. Functionala - reprezentata de circulatia pulmonara sau mica circulatie.
2. Nutritiva - asigurata prin arterele si venele bronsice.

1. Circulatia functionala incepe la nivelul ventriculului drept si se termina la atriul stang. Ventriculul drept are o conformatie de calota sau semiluna, mulandu-se pe conturul ventriculului stang care are o forma cilindro-conoida. Aspectul descris la ventriculul drept e datorat volumelor mari si presiunilor mici la care lucreaza. Peretele ventriculului drept reprezinta 1/3 din grosimea peretelui ventriculului stang, acesta din urma lucrand la valori presionale considerabile.

Capilarele din mica circulatie sunt mai scurte si cu diametrul mai mare decat au in general capilarele din marea circulatie. Diametrul capilarelor din mica circulatie e de 10-15 microni, fata de 8-10 microni in marea circulatie. Aceste capilare ofera o suprafata de schimb de 30-50 m.p., realizand conexiuni intre ele, pentru a mari suprafata de schimb. Dupa capilarizare rezulta venule, apoi vene cu diametrul din ce in ce mai mare, iar in final cele 4 vene pulmonare care se varsa in atriul  stang.

Peretii vaselor din mica circulatie se destind mai usor comparativ cu vasele din marea circulatie. Aceasta face ca mica circulatie sa poata acumula cantitati variabile de sange fara a creste mult presiunea

Artera pulmonara duce sange neoxigenat la plamani, iar prin venele pulmonare  duce sange oxigenat in atriul stang.

In mica circulatie e necesara pastrarea unei presiuni hidrostatice mici. In ventriculul drept, in sistola se inregistreaza valori de 22-25 mm Hg, iar in diastola (-2) - 0 mm Hg.

In artera pulmonara, in sistola presiunea e de 22-25 mmHg, in diastola 9-12 mm Hg.

Presiunea diferentiala = 10-15 mm Hg.

In capilarul pulmonary, preisunea are valori intre 6-9 mm Hg.

In circulatia sistemica, presiunile sunt mult mai mari. La capatul arterial al capilarului presiunea hidrostatica e de 35 mm Hg, iar la capatul venos e de 15 mm Hg.

Presiunea coloid-osmotica exercitata de proteinele plasmatice are o valoare de 25-27 mm Hg.

In capilare se produce filtrarea. Fortele care favorizeaza filtrarea sunt : presiunea hidrostatica din capilar si presiunea coloid-osmotica din interstitiu. Presiunea care se opune filtrarii e presiunea colloid-osmotica din capilare.

La capatul arterial are loc filtrarea, predominand fortele favorabile filtrarii.

La capatul venos presiunea hidrostatica scade, predomina presiunea colloid-osmotica si deci, apa e atrasa in capilare. Dar nu revine in capilar toata apa filtrate, o parte din ea se intoarce prin circulatia limfatica.

La capilarul pulmonary, predomina presiunea colloid-osmotica, de aceea filtrarea nu are loc, pastrandu-se alveola uscata. In conditiile in care lichidul paraseste capilarul, alveola se umple cu lichid si se produce edemul pulmonary.

Inundarea cu lichid a alveolelor poae avea loc prin cresterea presiunii hidrostatice, prin alterarea membranei alveolo-capilare de catre diferinti agenti toxici

Intre extremitatile circulatiei pulmonare exisa o diferenta presionala de cca 7-10 mm Hg, fata de marea circulatie unde diferenta ajunge pana la 30 mm Hg.

Timpul de circulatie in circulatia pulmonara e de 0,75 s, in effort scazand la 0,3 s.

Rezistenta vasculara pulmonara reprezinta 1/10 - 1/7 din rezistenta circulatiei mici.

Volumul de sange din mica circulatie e de 450-600 ml reprezentand 9-10 % din volumul total de sange.

Repartitia se face astfel : 70-100 ml in sectorul capilar, restul egal repartizat n sectorul  arterial si venos.

Volumul de sange variaza cu fazele ciclului respirator, cu pozitia corpului, cu activitatea desfasurata.

In mica circulatie se pot inregistra cresteri ale volumelor de sange cu pana la 200% si poate scadea pana la 50%. Aceste variatii sunt posibile datorita marii distensibilitati a peretilor vaselor din mica circulatie.

Rolurile circulatiei pulmonare :

asigura oxigenarea sangelui si eliminarea CO2.

Reprezinta un filtru pentru emboli (fragmente din material amorf, grasos care impiedica circulatia)

La nivelul ei se produc o serie de substante active : prostaglandine (PG), angiotensina I se transforma in angiotensina II, prin interventia enzimei de conversie

Constituie un rezervor de sange pentru ventricului stang.

Reglarea micii circulatii :

parasimpaticul determina vasodilatatie

simpaticul determina vasoconstrictie.

Se observa in teritoriile slab ventilate un fenomen de vasoconstrictie care reprezinta reflexul von Euler.

Raportul dintre ventilatie si perfuzie are valori diferite in functie de zonele pulmonare. Valoarea medie e 0,85. valori mai mari sunt prezente in zonele apicale, valori mai mici in zonele bazale ale plamainilor. Si reflexul von Euler asigura op repartitie a sangelui preferential in zonele ventilate. Exista totusi zone in care perfuzia se face normal, dar ventilatia e redusa. In aceste zone, sangele are compozitia celui venos si ajunge in venele pulmonare (cu sange oxigenat), reducand astfel saturatia in O2 a sangelui de aici de la 100% la 97-98%. Acest fenomen reprezinta SUNTUL FIZIOLOGIC>

3. Circulatia nutritiva pulmonara e asigurata de arterele bronsice, ce au un debit de 1-2% din debitul cardiac. Prin sangele pe care-l furnizeaza iriga tesutul pulmonar de suport, peretii bronsici. Sangele din circulatia nutritiva pulmonara se dreneaza, prin venele bronsice in venele pulmonare, reducand saturatia in O2 a sangelui de aici, constituind SUNTUL ANATOMIC.

Difuziunea - reprezinta miscarea haotica moleculara, in sensul gradientului de concentratie. La nivel pulmonar, difuziunea are loc intre mediul gazos alveolar si sangele din capilarul pulmonar, fiind influentata de mai multi factori : bariera alveolo-hematica, gradientul presional, constanta de difuziune a gazelor.

Bariera alveolo-hematica e constituita din : stratul de surfactant, epiteliul alveolar, membrana bazala alveolara, lichidul interstitial, membrana bazala capilara, celulele endoteliului capilar, stratul de plasma, membrana hematiei.

Grosimea membranei alveolo-hematice este de 0,2 - 1 micron. Cea mai mare rezistenta la difuziune o realizeaza membrana alveolo-hematica.

Modificarea patologica a unor componente ale barieirei alveolo-hematice influenteaza negativ difuziunea gazelor respiratorii.

Gradientul presional se stabileste astfel:

pentru O2, presiunea alveolara = 104-105 mm Hg. Presiunea O2 in sangene venos = 37-40 mm Hg (gradient presional = 64 mm Hg)

pentru CO2, presiunea alveolara = 40 mm Hg, presiunea venoasa = 44-47 Hg (diferenta presionala = 5-7 mm Hg).

Constanta de difuziune a gazelor

Viteza de difuziune a gazelor este invers proportionala cu radical din greutatea lor moleculara (pentru O2 = 5,6; pentru CO2 = 6,6)

Coeficientii de solubilitate sunt diferiti pentru O2 si CO2 : O2 = 0,0244, CO2 = 0,592.

CO2 este de 20-24 ori mai solubil decat O2.

Marirea suprafetei de contact

Suprafata pulmonara este de 40-70 m.p., dar suprafata functionala este mai redusa, adaptata necesitatilor oragnismului.

In repaus este mai redusa, iar in efort creste ventilatia pulmoara, se deschid capilarele, marindu-se suprafata activa functionala.

Tip de contact intre cele 2 medii : gazos si lichidian.

In repaus majoritatea schimburilor dintre capilar si alveola se realizeaza in prima treime a capilarului.

In effort, schimburile se fac pe toata suprafata capilarului.

Capacitatea de difuziune a gazelor sau factorul de transfer reprezinta cantitatea de gaz ce difuzeaza in unitatea de timp, pentru fiecare mm Hg gradient presional intre cele 2 medii.

In repaus, factorul de difuziune ese 25-30 ml/min/mm Hg pentru O2 si 400-450 ms/min/mmHg pentru CO2.

In efort, factorul de transfer ajunge la 60-70 ml/min/mm Hg pentru O2 si 1200-1400 ml/min/mm  Hg pentru CO2.

Aceasta crestere se face prin marirea suprafetei de schimb, prin marirea gradului de extractie al O2.

Intre Co2 eliminat si O2 consumat s face un raport numit coeficient respirator, a carui valoarea depinde de regimul alimentar. Normal este 0,8.

Transportul gazelor prin sange

Gazele respiratorii sunt transportate prin sange sub forma libera, dizolvata in plasma si sub forma de combinatii. O2 este transportat liber in proportie de 1-3 %, restul de 97-99% sub forma de combinatie cu hemoglobina, oxihemoglobinat de K.

Cantitatea transportata liber reprezinta forma obligatorie de transport. In sangele arterial, sub forma libera O2 se afla in cantitate de 0,3 ml%, iar in cel comninat 0,13 ml%.

Transportul sub forma combinata creste capacitatea de transport a O2 de 30-100 ori fata de forma dizolvata : 1 gr de Hb fixeaza 1,34 ml O2 (Hb chimic pura fixeaza 1,39 ml O2), cele 15 gr Hb la 100 ml vor transporta aprox 20 ml O2 in sangele arterial.

In acest ediu gasim 0,3 ml O2 dizolvati % si 19,4 ml O2 sub forma combinata cu Hb, in total 19,7 ml O2 %.

Daca se ia in calcul si capacitatea maxima de dizolvare si combinare a O2-ului la presiunea 104-105 mm Hg, capacitatea maxima de transport a O2 este de 20,1 ml%.

Raportand 19,7 / 20,1 x 100 = 97-98%.

Saturatia in O2 a sangelui arterial este de 97-98%, iar la nivel venos de 70-75%.

Legarea O2 de Hb determina inscrierea unei curbe cu aspect sigmoid, datorat in mare parte afinitatii O2 si structurii tetramerice a Hb.

La fixarea primei molecule de O2, are loc modificarea conformatiei moleculare de Hb si accepatrea O2 se face mai usor pentru urmatorii 2 monomeri, ultima molecula de O2 fixandu-se mai dificil.

La mioglobina (cu structura monomerica), saturarea in O2 are loc aproape instantaneu.

Se observa, prin studierea curbei de formare si disociere a oxihemoglobinei, ca la o presiune a O2 de 27 mm Hg se inregistreaza o saturare de 50%.

Consstatam ca O2 creste in efort de cca 20 ori. Pentru a asigura necesarul are loc cresterea debitului cardiac, se mareste gradul de disociere a Hb la periferie (creste gradul de extractie pentru O2) astfel incat saturarea in O2 a sangelui venos scade de la 70-75% (cat e in repaus) la 40-45%.

Factorii care influenteaza formarea si disocierea oxihemoglobinei sunt:

cresterea presiunii partiale a CO2

scaderea pH-ului (+cresterea CO2, determina efectul BOHR)

creste temepratura

cresterea concentratiei 2,3 difosfogliceratului.

Toti acesti factori maresc gradul de extractie a O2 furnizand o cantitate mai mare de O2 la tesuturi. Cantitatea de O2 transferata la tesuturi depinde de presiunea partiala a O2 in tesut, , de capacitatea de difuziune a O2, de viteza de circulatie a sangelui.