Fiziologia respiratiei

FIZIOLOGIA RESPIRATIEI

Respiratia se compune din doua etape fundamentale:

- procesul de respiratie externa sau pulmonara prin care se face schimbul de O₂ si CO₂ la nivel pulmonar.

- procesul de respiratie interna sau celulara plin care se face schimbul de gaze la nivel celular.

Ventilatia pulmonara

Aerul atmosferic este introdus in plamani prin procesul de ventilatie pulmonara prin care se mentine constanta compozitia aerului alveolar.

Mecanica respiratiei

Schimburile gazoase la nivelul plamanului se realizeaza datorita succesiunii ritmice a 2 procese: inspiratia si expiratia.

Inspiratia este un proces activ, care se datoreaza contractiei muschilor inspiratori, ducand la marirea volumului cutiei toracice prin cresterea celor 3 diametre. Diametrullongitudinal se mareste prin contractia diafragmului, care isi micsoreaza bolta (curbura), apasand asupra organelor abdominale iar diametrele antero - posterior si transversal se maresc prin orizontali zarea, ridicarea si rotatia coastelor ca urmare a contractiei muschilor intercostali externi.

Marirea volumului cutiei toracice determina marirea corespunzatoare a volumului plamanilor, deoarece prin pleura viscerala plamanii sunt solidari cu cutia toracica. Pelicula de lichid pleural dintre cele 2 foite pleurale favorizeaza alunecarea acestora, dar si cresterea coeziunii dintre ele. Astfel, in inspiratie plamanii urmeaza o expansiune toracica si se destind pasi v. Presiunea intrapulmonara scade cu 2 - 3 mmHg fata de cea atmosferica si aerul atmosferic patrunde in plamani. In inspiratie fortata actioneaza si muschii inspiratori accesori (sternoc1eidomastoidoanul,

pectoralul mare, dintatul mare si trapezul) coutribuind la ridicarea suplimentara a coastelor.

Inspirul normal dureaza o secunda.

Expiratia normala este un proces pasiv, care urmeaza fara pauza dupa inspiratie. Dureaza cea 2 secunde. In timpul expiratiei, cutia toracica revine pasiv la dimensiunile avute anterior, ca urmare a relaxarii musculaturii inspiratorii. Plamanii se retracta si se creaza, in interiorul lor, o presiune superioara cu 2 - 4 mmHg celei atmosferice, ceea ce face ca o parte din aerul introdus anterior sa fie expulzat. Expiratia se realizeaza pe seama elasticitatii pulmonare, a elasticitatii cartilajelor torsionate si a ligamentelor intinse in timpul inspiratiei. In timpul efortului fizic sau in caz de obstacol pe caile aeriene, expiratia devine activa prin interventia muschilor expiratori. Contractia lor comprima viscerele abdominale, care deplaseaza diafragmul spre cutia toracica si apropie rebordurile, reducand volumul toracelui.

Miscarile respiratorii se succed ritmic, fara pauza, in tot cursul vietii.

Inscrierea miscarilor respiratorii se poate face cu ajutorul pneumografului, graficul miscarilor respiratorii reprezentandu-se prin pneumograma.

Ciclul respirator (1 inspiratie + 1 expiratie) are o durata de 3 secunde, ceea ce revine la 20 de miscari respiratorii/minut (normal 16/minut la barbat si 18/minut la femeie) = frecventa respiratorie (FR). Frecventa si amplitudinea miscarilor respiratorii variaza in functie de necesitatile

organismului in O₂ si mai ales de cantitatea de CO₂ produsa.

In efort fizic frecventa respiratorie poate ajunge la 40 - 60/minut, de asemenea si in conditii patologice: febra, hipertiroidism, hipercapnie, hipoxie = tahipnee, hiperpnee. In apnee - 5 - 8 resp./min. La sportivi FR = 8 - 10 resp./min. In timpul somnului scade la 3 - 4 resp./min. La altitudini FR = 20 - 24 resp./min. In timpul si mai ales dupa efort FR = 40 - 60 resp./min.

Volumele respiratorii sunt:

1. Volumul respirator curent, cantitatea de aer care intra si iese din plamani in timpul unei respiratii normale (VC) = 500 ml aer.

2. Volumul inspirator de rezerva (VIR), cantitatea de aer ce mai poate fi introdusa in plamani printr-o inspiratie fortata la sfarsitul unei inspiratii normale = 1500 ml aer.

3. Volumul expirator de rezerva (VER), cantitatea de aer care poate fi expirata fortat la sfarsitul unei expiratii normale = 1000 - 1500 ml aer.

4. Volumul rezidual (VR), cantitatea de aer care ramane in plaman dupa o expiratie fortata, aer care poate fi expulzat din plamani doar prin deschiderea toracelul = 1500 ml (fig. 12).

Fig. 12. Spirograma normala

1. Volum curent    VC = 600 ml

2. Val. inspirator de rezerva  VIR = 1600 ml

3. Val. expirator de rezerva   VER = 1400 ml

4. Capacitate inspiratorie CI = 2200 ml

5. Capacitate vitala  CV = 3600 ml

6. Capacitate expiratorie   CE = 2000 ml

7. Capacitate vitala incepand cu expirul    CV =3900 ml

8. Vol. expirator maxim/sec. VEMS = 2250 ml

CPT = capacit. pulmonara totala   CV + VR = 5100 ml

VR = val. rezidual VR+VIR=2900ml

CRF = capacit. reziduala funct. =1500ml

Capacitatile respiratorii reprezinta suma mai multor volume:

1.  CPT (capacitatea pulmonara totala) = VIR + VC + VER + V

CI CRF

CI = capacitatea inspiratiei

CRF = capacitatea rezi duala functionala

2. CV (capacitatea vitala = VC + VIR + VER = aerul expirat fortat dupa o inspiratie fortata. Valoarea CV variaza in functie de sex (mai mica la femela, varsta maxima la 30 - 35 ani), inaltime si gradul de antrenament. Masurarea volumelor pulmonare se face cu ajutorul spirometrului. Valoarea CV = 3600 - 4000 ml. CV ideala = Inaltimea (cm) x 25 ♂si 20 la ♀. CV creste in efortul fizic si scade in sedentarism.

3. CI = volumul inspirat fortat la sfarsitul unei expiratii normale = VC+ VIR.

4. CRF = VER + VR. Prin antrenament CV poate ajunge la sportivi 5000 - 6000 ml.

Volumele si capacitatile pulmonare sunt importante pentru diagnosti­carea diferitelor boli pulmonare, totusi ele nu dau indicatii directe despre functia ventilatorie.

Cantitatea de aer mobilizata pe minut in repaus, debit ventilator = VC x frecventa respiratiei = 500 mi x 16 resp.lmin = 8 l/min., in repaus, 30 - 40 l/min. in efort mediu, 80 - 100 l/min. in efort intens si uneori 120 - 150 l/min la sportivi bine antrenati si dezvoltati, pentru scurt timp.

Se deosebesc trei tipuri de respiratii:

a) tipul costal superior, prezent in special la copii;

b) tipul costal inferior, observat mai ales la femei;

c) tipul abdominal, realizat prin contractia SI relaxarea diafragmului, caracteristic barbatilor.

Coeficientul de ventilatie (coeficientul de reinnoi re a aerului pulmonar) reprezinta raportul dintre volumul de aer patruns in alveole la fiecare respiratie si capacitatea functionala rezi duala (reprezentata de volumul de rezerva expiratorie si volumul rezidual) = 1500 ml + 1500 mI.

Unde 140 este aerul care ocupa spatiul mort anatomic si fiziologic, care nu participa la schimburile gazoase.