Respirazione polmonare

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1 Corso integrato di Fisiologia Umana Respirazione polmonare Fisiologia della respirazione Anno accademico

2 Struttura delle vie aeree Anno accademico

3 Strutture di conduzione Hanno funzione di condurre aria dentro e fuori dalle strutture respiratorie, di riscaldarla, umidificarla e filtrarla prima che essa giunga alle strutture deputate allo scanbio gassoso Le fibre muscolari lisce presentano recettori noradrenergici β 2 a funzione broncodilatatoria e recettori colinergici muscarinici a funzione broncocostrittiva Strutture respiratorie Partecipano allo scambio gassoso di O 2 e CO 2 Gli alveoli hanno Ø 200 µm e la parete tappezzata da pneumociti di I tipo e II tipo (surfactant) Macrofagi alveolari Anno accademico

4 La misurazione dei volumi e capacità polmonari Anno accademico

5 Parametri connessi con la funzione respiratoria Anno accademico

6 Spazio morto Spazio morto anatomico - volume di aria intrappolata nelle vie aeree di conduzione - ammonta a circa 150 ml (per VC = 500 ml) Spazio morto fisiologico - rappresenta il volume di aria nei polmoni che non partecipa allo scambio gassoso - comprende lo spazio morto anatomico e quello funzionale a livello alveolare VM = VC x PaCO 2 - P E CO 2 PaCO 2 Anno accademico

7 Frequenza respiratoria Frequenza respiratoria: volume di aria che entra ed esce dai polmoni nell unità di tempo. Può essere espressa come: - ventilazione minuto = VC V x atti resp./min - ventilazione alveolare = (VC - VM) V ) x atti resp./min Anno accademico

8 Equazione relativa alla ventilazione alveolare L equazione relativa alla ventilazione alveolare indica la sussistenza di una correlazione inversa tra ventilazione alveolare e PCO alveolare 2 (PA CO2 ): VA = VCO x K / PA 2 CO2 dove K = 863 mmhg PA CO2 = VCO x K / VA 2 se la produzione di CO è 2 costante la PA CO2 è determinata dalla ventilazione alveolare La relazione tra PA CO2 e VA deve assumere un andamento iperbolico. L aumento L della ventilazione alveolare induce una diminuzione della PA CO2 e viceversa Anno accademico

9 Equazione relativa ai gas alveolari Rappresenta la relazione che intercorre tra PA CO2 e PA O2 L equazione dei gas alveolari permette di prevedere quale variazione della PA O2 si verificherà per una data variazione di PA CO2 PA O2 = PI O2 - PA CO2 / R + fattore di correzione Dove R = quoziente respiratorio (prodotto tra O 2 consumato e CO 2 prodotto = 0.8) Anno accademico

10 Muscoli usati per la respirazione mm. inspiratori: - diaframma - mm. intercostali esterni - mm. accessori mm. espiratori: - mm. addominali - mm. intercostali interni Anno accademico

11 Compliance La compliance esprime la distensibilità del sistema. Nell apparato respiratorio, la compliance dei polmoni e della parete toracica esprime il variare del volume al variare della pressione La compliance è inversamente correlata alle proprietà elastiche (elastanza) dei polmoni e della parete toracica La pressione transmurale è la pressione che vige a cavallo della parete alveolare ed esprime la differenza tra pressione intrapleurica e pressione intra-alveolare Anno accademico

12 La compliance polmonare La sequenza di insufflazione seguita dalla desufflazione determina un ansa pressionevolume e la pendenza di ciascuna curva descrive la compliance del polmone isolato (curva di isteresi) La pressione negativa che espande il polmone è definita pressione di espansione (curva dell inspirazione) A seguito della massima espansione la pressione esterna diviene gradualmente meno negativa e ciò comporta diminuzione del volume polmonare (curva di espirazione) Anno accademico

13 Compliance toraco-polmonare Pressione intrapleurica: risultato di due forze elastiche uguali e opposte dirette a favorire il collasso polmonare e l espansione della parete toracica) Queste due forze interagiscono nello spazio pleurico causando una pressione intrapleurica negativa Anno accademico

14 Compliance dei polmoni, della gabbia toracica e del sistema toraco-polmonare Quando la pressione transmurale è zero tutto il sistema toraco-polmonare si trova in equilibrio e il volume è quello della capacità funzionale residua (CFR) A volumi minori della CFR la forza di espansione che agisce sulla parete toracica è più grande di quella che tende a fare collassare i polmoni e il sistema toraco-polmonare tende ad espandersi A volumi maggiori della CFR la forza collassante del polmone è maggiore di quella che tende a fare espandere la parete toracica e il sistema toracopolmonare tende a collassare Anno accademico

15 Variazioni della compliance polmonare Anno accademico

16 La tensione superficiale genera una pressione che tende a far collassare la sfera. La pressione generata è espressa dalla legge di Laplace: P = 2T/r Dove P = pressione alveolare di collasso (dine/cm 2 ) T = tensione superficiale (dine/cm) r = raggio dell alveolo (cm) Surfactant: - cellule alveolari di II tipo - dipalmitoil fosfatidilcolina (DPPC) - natura anfipatica dei fosfolipidi - aumentata compliance polmonare - sindrome da distress respiratorio del neonato Anno accademico

17 Relazione tra flusso aereo, pressione e resistenza La differenza di pressione rappresenta la forza che promuove il flusso d aria: d Flusso aereo (Q) = ΔP P / R Il flusso è inversamente proporzionale alla resistenza. La resistenza è stabilita dalla legge di Poisseuille: R = 8 η l / πr 4 Anno accademico

18 Volumi e pressioni in un normale ciclo respiratorio Anno accademico

19 Valori pressori a livello degli alveoli e delle vie aeree di conduzione durante il ciclo di normale respirazione Pausa respiratoria (pressione alveolare = pressione atmosferica; volume di equilibrio o CFR) Inspirazione (legge di Boyle, P x V = K; VC + CFR) Espirazione (processo passivo) La pressione transmurale si calcola sottraendo alla pressione delle vie aeree o degli alveoli la pressione intrapleurica: - pressione transmurale positiva = pressione positiva di espansione del polmone - pressione transmurale negativa = pressione favorente il collasso del polmone Anno accademico

20 Valori pressori negli alveoli e nelle vie aeree di conduzione durante l espirazione forzata Anno accademico

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