Fiziologia sistemului respirator

Sistemul respirator .Structura

Tract respirator superior

Nas

Faringe

Tract respirator inferior Laringe Trahea Arborele bronsic Plamanii

CAILE RESPIRATORII SUPERIOARE Particulariti funcionale

A. Funciile respiratorii Cile respiratorii superioare constituie:

Sistem de condiionare a aerului

- Izotermizarea aerului

- Purificarea aerului

-Umectarea aerului

Sistem de conducere a aerului

B. Funciile nerespiratorii

Cile respiratorii superioare particip la:

1. olfacie

2. gustaie

3. fonaie.

Sistemul de condiionare a aerului

Izotermizarea aerului const n :

nclzirea aerului atmosferic, dac respiraia se face n mediu rece; rcirea aerului, dac respiraia se face n mediu cald.

Suport anatomic- reele vasculare venoase bogate

Purificarea aerului const n captarea i respingerea particulelor inhalate. Prezena septului nazal i a cornetelor nazale imprim aerului inspirat o curgere

turbulent, astfel nct particulele mai grele, ajung s fie proiectate pe peretele posterior al mucoasei nazale sau al faringelui, unde sunt fixate de mucus.

Particulele mai mici ajung pn n trahee i bronhii, unde ader la mucus. Mucoasa cilor respiratorii prezint cili, animai de micri continue. Prin deplasarea

mucusului, i odat cu el i a particulelor aderente, cu viteza de 1016 mm/min, acestea ajung fie la nivelul faringelui, de unde pot fi expectorate sau nghiite.

Umectarea aerului se datorete stratului de lichid secretat n permanen de ctre glandele seroase ale mucoasei.

Pe cale respiratorie, se pot pierde zilnic cantiti de 350 500 ml ap, prin procesul de evaporare.

Sistemul de conducere a aerului

se realizeaz prin cile respiratorii superioare i inferioare, care sunt conducte aeriene ce asigur deplasarea aerului n ambele sensuri.

Conductele aeriene superioare alcatuite din :

-o armtur cartilaginoas dispus n potcoav

-poriune muscular nchis posterior

Cavitatea nasala

Functii:

Conducerea aerului

Curatirea a aerului

Umidificare

Incalzirea aerului

Miros

Fonatie

Faringele

Functii

Cale comuna- digestiva si

respiratorie

Laringe

Functii: Mentine deschisa calea aerului Previn regurgitarea alimentelor in tractul respirator (prin

epiglota) Fonatie

Arborele Traheobronsic

Functii

Conducerea aerului

Purificarea aer prin cili respiratori

Bronchiolele si alveolele pulmonare

Rol

Schimburi gazoase

Alveolele si membrana respiratorie

PLMNII Particulariti funcionale

1. Funciile respiratorii Prin sistemul de conducte aeriene inferioare care constituie arborele bronic, se asigur

transportul i distribuia gazelor respiratorii, iar prin membrana alveolo-capilar se realizeaz schimburile gazoase respiratorii.

2. Funciile nerespiratorii

Aprare nespecific fizic i chimic; Aprare imunologic specifric; Metabolic: glucidic, lipidic, protidic; Depozit; Filtru; Cale de administrare a unor substane; Meninere a echilibrului fluido-coagulant; Endocrin; Control al presiunii arteriale pulmonare i sistemice; Meninere a echilibrului hidroelectolitic; Meninerea prompt (de 1 15 min) a echilibrului acidobazic; Meninere a echilibrului termic (mediu cald, febr).

ETAPELE RESPIRAIEI

1.Pulmonar (extern) cu dou faze:

a. mecanic, ventilatorie;

b. fizico-chimic, schimburi gazoase pulmonare.

2 .Sanguin:

a. transportul sanguin al O2 , plmn > esuturi;

b. transportul sanguin al Co2 , esuturi >plmn.

3. Tisular (intern):

a. schimburi gazoase la nivel tisular;

b. respiraia celular propriu-zis.

Mechanics of Breathing

Mecanica respiratiei .

Diafragma

Inspiratia

proces activ realizat prin contractia muschilor inspiratori si are ca rezultat marirea tuturor dimensiunilor cutiei toracice: contractia diafragmului realizeaza cresterea volumului cutiei toracice cu 75%;

contractia muschilor intercostali realizeaza proiectarea inainte a sternului, orizontalizarea coastelor si marirea diametrului antero-posterior;

marirea volumului cutiei toracice determina scaderea presiunii in spatiul pleural (+7;-7mmHg) si de aceea plaminii se gasesc permanent intr-o stare de usoara distensie;

in timpul inspirului presiunea intrapleurala ajunge la:

10-15mmHg, ceea ce face ca plaminii fiind elastici sa urmeze expansiunea toracica si sa creeze o presiune usor negativa in caile respiratorii(-3mmHg), astfel incit aerul atmosferic sa patrunda usor in plamini.

Expiratia

Proces pasiv realizat prin relaxarea musculaturii inspiratorii;

se creeaza in interiorul plaminilor o presiune superioara cu 4-8mm Hg celei atmosferice si astfel o parte din aerul introdus anterior este expulzat;

Studiul dinamic al expiratiei arata ca exista :

o faza de relaxare brusca a cutiei toracice datorata elasticitatii muschilor si a peretilor toracici ;

o faza de relaxare lenta datorata elasticitatii parenchimului pulmonar.

In timpul efortului expiratia devine activa prin contractia muschilor intercostali interni si prin impingerea in sus a viscerelor abdominale care accentueaza curbura cupolei diafragmatice si comprima plaminii.

TRANSPORTUL SANGUIN AL GAZELOR RESPIRATORII

Pentru asigurarea proceselor de oxido-reducere celular i meninerea echilibrului acido-bazic, circulaia sanguin asigur transportul gazelor respiratorii; schimburile gazelor respiratorii se fac la nivel pulmonar si tisular pe baza legilor fizicie,dar care pot prezenta variatii cantitative datorate interventiei unor mecanisme fiziologice,cit si proprietatilor membranei celulare care separa cele doua medii intre care au loc schimburile gazoase.

La nivel pulmonar schimburile se fac intre un mediu gazos-aerul alveolar si un mdiu lichid-singele capilar separate prin membrana alveolo-capilara;la nivel tisular schimburile se fac intre doua medii lichide lichid interstitial si plasma sanguina.

Transportul gazelor sanguine se face n sensuri diferite i anume : -oxigenul din aer : alveole > snge >esuturi - bioxidul de carbon: esuturi >snge > alveole.

-tensiunea reala a suprafetei alveolare este micsorata datorita prezetei pe suprafata alveolara a unei substante tensioactive-surfactant (mentine alveola uscata,dizolva poluantii gazosi), care in inspir blocheaza supradistensia , iar in expir opreste procesul de colabare pastrind forma alveolelor.

Combinaii fiziologice ale hemoglobinei sunt: :

-oxihemoglobina (HbO2)

-carbohemoglobina (HbCO2)

-hemoglobina redus (HbR).

Combinaiile nefiziologice ale hemoglobinei sunt:

-carboxihemoglobina (HbCO)

-methemoglobina (MetHb).

Etapa pulmonara Schimburile gazoase se realizeaza prin diferenta de

presiune partiala a oxigenului si dioxidului de carbon in cele doua medii separate de membrana alveolo-capilara;

presiunile partiale ale gazelor in aerul inspirat sunt: azot-584mmHg,

oxigen-155mmHg,

dioxid de carbon-0,3mmHg;

Compozitia aerului alveolar este aproape constanta:

-azot-79%;

-oxigen-14%;

-dioxid de carbon-5/7%;

-presiunea partiala a acestor gaze in aerul alveolar este: azot-584mmHg,oxigen-98mmHg,dioxid de carbon-40mmHg;

Conform legii lui Henry ,care spune ca presiunea unui gaz din doua medii aflate in contact se egalizeaza,oxigenul cu presiune partiala in aerul alveolar mai mare comparativ cu singele capilar, va trece din aerul alveolar in singe,pina cind p.partiala a oxigenului alveolar ajunge la 98mmHg.

P.patiala a oxigenului in singele arterial care ajunge la cordul sting va fi 97mmHg,pentru ca singele din venele pulmonare primeste o cantitate mica de singe neoxigenat care a irigat plaminii si cordul, suntind circulatia pulmonara.

Dioxidul de carbon trece din singe ,unde are presiune de 46mmHg ,in aerul alveolar,unde presiunea este 40mmHg.

schimburile de gaze se fac in conditii optime deoarece suprafata de contact este mare-160 m patrati,singele este in strat subtire-0,63 microni,iar grosimea membraneialveolo-capilare este foarte mica.

Etapa sanguina-transportul oxigenului

Transportul sanguin al oxigenului de la plamini la tesuturi se face sub forma dizolvata si de combinatie cu Hb, astfel incit100ml singe contine19-20 ml de oxigen.

In plasma se dizolva 1% din oxigen, restul de 98% esta transportat sub forma unei combinatii labile cu Hg din hematii-oxihemoglobina; fiecare atom de fier din Hb va fixa cite o molecula de oxigen, astfel incit cele 14.5 grame de Hb/100ml singe vor transporta 19.43 ml de oxigen;

In singele venos Hb este saturata in oxigen in proportie de 75% si deci continutul in oxigen va fi de 15,2 ml de oxigen;

Pulmonar,Hb este complet saturata (100mm Hg) si transformata in oxihemoglobina, iar la nivel tisular ,unde presiunea oxigenului este 40 mm Hg o mare parte din oxiHb disociaza eliberind oxigen.

Transportul sanguin al dioxidului de carbon

Dioxidul de carbon ptruns n snge va fi transportat sub

forma de combinatie labila; -trece in plasma, unde presiunea partiala a CO2 este

40mmHg din tesuturi unde presiunea partiala a CO2 este 46mmHg;din aceasta cantitate 8% va fi dizolvat in plasma,1% se combina cu proteinele plasmatice si 12% cu Hb cu care formeaza compusi carbamici.

-restul de CO2 trece in hematii sub forma de bicarbonat de K(10%) si bicarbonat de Na(70%).

- la nivelul plaminului presiunea CO2 din aerul alveolar fiind mai mica decit in singele venos,cele 3 forme in care CO2 au fost transformate ,astfel Hb redusa se transforma in oxiHb,care va scoate ionii de K din bicarbonat ; astfel se va reface acidul carbonic ,care apoi va fi disociat si eliminat prin respiratie

.

Transportul bioxidului de carbon sanguin

Bioxidul de carbon

-principalul catabolit rezultat din oxidrile celulare, H2CO3 format prin hidratarea sa este metabolitul acid principal al organismului, iar sistemul tampon H2CO3/NaHCO3 este principalul tampon extracelular al aciditii.

Bioxidul de carbon sanguin - forme :

-CO2 dizolvat

-H2CO3

-bicarbonai

-CO2 legat cu Hb (HbCO2).

Respiratia

RESPIRAIA TISULAR

Reprezint etapa final a funciei respiratorii

Etapele respiratiei tisulare cuprind:

1. schimburile gazoase la nivel tisular (procese fizice) ;

2. respiraia celular propriu-zis (procese chimice).

SCHIMBURILE GAZOASE LA NIVEL TISULAR

Schimburile gazoase la nivel tisular, ntre snge i celule, se desfoar prin peretele capilar, lichidul interstiial i membrana celular.

Procesele fizice constau n difuziunea gazelor respiratorii pe baza diferenelor de presiune parial a acestora i se realizeaz ntre snge i celule prin intermediul lichidului interstiial.

Schimburile gazoase la nivel tisular au loc la nivelul capilarelor tisulare, unde

-Sngele arterial cedeaz oxigenul

- Sangele venos preia CO2

RESPIRAIA CELULAR PROPRIU-ZIS

Const n totalitatea proceselor chimice, intracelulare n vederea arderilor substanelor nutritive i a eliberrii de energie necesar diferitelor activiti celulare;

Procesele chimice ale respiraiei celulare sunt :

- reacii de oxidoreducere

-reactii de fosforilare oxidativ.

Substratul energetic al acestor procese asigurat de :

- monozaharide

- acizi grai

- aminoacizi

Schimburile de gaze la nivel alveolar;transportul gazelor intre plamini si tesuturi

Reglarea respiratiei

Trei compartimente:

1. senzorii care recepioneaz i transmit informaiile specifice la centrii reglatori;

2. centrii respiratori de integrare i elaborare a reaciilor adaptative ventilatorii;

3. efectorii musculari, reprezentai de micri inspiratorii i expiratorii.

CENTRII RESPIRATORI Un centru respirator este compus din cteva grupe de neuroni, localizai bilateral, la nivelul bulbului i a punii.

Centrul respirator cuprinde trei categorii majore de neuroni: 1. un grup respirator dorsal (GRD), localizat n poriunea dorsal a bulbului, care determin

inspiraia; 2. un grup respirator ventral (GRV), localizat n poriunea ventrolateral a bulbului, care poate

determina att expiraia, ct i inspiraia, n funcie de felul neuronilor care au fost excitai; 3. un centru pneumotaxic, localizat dorsal n poriunea superioar a punii, care controleaz att

frecvena, ct i tipul respiraiei. 4. un centru apneustic, localizat n treimea inferioar a punii, care are efecte stimulatoare

asupra bulbului. Grupul respirator dorsal ndeplinete rolul fundamental n controlul respiraiei.