Malattie dell Apparato Respiratorio.

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Gennaro Grande
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1 Malattie dell Apparato Respiratorio

4 Struttura del naso e delle vie aeree Smooth muscle

6 Ordine di suddivisione delle vie aeree trachea Bronchi lobari Bronchi principali Bronchi segmentari Bronchi sub-segm. BRONCHI BRONCHIOLI DOTTI ALVEOLARI ALVEOLI non respiratori respiratori zona di conduzione zona di scambio Figura 1

9 Legge di Laplace P=2T/r

10 Componenti della respirazione Ventilazione (vie aeree, polmone) Diffusione-scambio (polmone) Perfusione-Trasporto (globuli rossi app. cardio-circolatorio) Meccanismi di controllo CONSUMO ENERGETICO (MITOCONDRI)

12 La Ventilazione

13 INSPIRATORI Accessori Sternocleidomast. Solleva lo sterno scaleni Sollevano le coste ESPIRATORI Nel respiro tranquillo, l espirazione è completamente passiva1 Espirazione forzata INSPIRATORI Principalii Intercostali esterni Intercostali interni diaframma addominali Figura 3

tranquillo, l espirazione è completamente passiva1 Espirazione

16 Meccanica del volume corrente Nel ciclo ventilatorio del respiro normale l inspirazione è attiva mentre l espirazione è completamente passiva, a carico del ritorno elastico del polmone

17 La regolazione del respiro Il respiro è caratterizzato da due proprietà principali: La frequenza respiratoria La profondità degli atti respiratori La ventilazione minuto è data dal loro prodotto: Numero dei respiri/min X Volume ventilato ogni respiro A riposo si respira12-16 volte al minuto circa 0.5L d aria a respiro (6-8L/min) Sotto sforzo si aumenta profondità e frequenza del respiro e si possono raggiungere ventilazioni di volte maggiori

Volume ventilato ogni respiro A riposo si respira12-16 volte al minuto circa 0.

20 Lo spazio morto Lo spazio morto e quel volume (150ml) che non partecipa agli scambi gassosi e nel computo della ventilazione alveolare deve essere sottratto dal volume corrente. Il volume dello spazio morto diluisce il gas alveolare pertanto il calcolo dello spazio morto si può ottenere dalla seguente equazione: VD= (PACO 2 -PECO 2 )VE/PACO 2 ovvero VD= (PaCO 2 -PECO 2 )VE/PaCO 2

Il volume dello spazio morto diluisce il gas alveolare pertanto il calcolo dello spazio morto

25 La Meccanica Respiratoria

26 I volumi e le capacità polmonari Volumi polmonari mobilizzabili : volume corrente, volumi di riserva, capacità inspiratoria e vitale Volumi polmonari non mobilizzabili (statici): Volume residuo, capacità funzionale residua, capacità polmonare totale

28 Determinanti statici dei Volumi Polmonari

30 La Spirometria Spirometria semplice: metodologia per la misura quantitativa della ventilazione: quanta aria si riesce a mobilizzare durante l inspirazione e l espirazione Spirometria completa: metodologia per la misura dei volumi mobilizzabili e non mobilizzabili

31 PROVE DI FUNZIONALITA RESPIRATORIA

33 Capacità Polmonare Totale Volume, L CI VT CFR RI RE CV Volume Residuo Tempo, s

34 VEMS 0 1 CVF Tempo, s Volume, l

35 SPIROMETRIA: NORMALE E BPCO 0 Litri FEV1 FVC FEV1/FVC 1 Normale % 2 BPCO % NORMALE BPCO di grado II, moderato FVC FVC secondi

36 Espirazione PEF, PIF FLUSSI al 25,50,75 % di CVF VEMS e CVF Flusso, L/s CPT Resta il VR? Volume,L Inspirazione 1 2 Tempo, s

39 Le anomalie spirometriche Anomalia ostruttiva Anomalia restrittiva Anomalia mista

40 Condizione normale CV VEMS VEMS/CV = 80% Ostruzione bronchiale CV VEMS VEMS/CV 80%

41 Indice di Tiffeneau Rapporto fra VEMS e CV % Normalmente: 80% Anomalia ventilatoria ostruttiva? VEMS/CV sotto il range di normalità (<88% del predetto)

43 Il Concetto della Riserva del Flusso Espiratorio Normale Leggera Ostruzione Severa Ostruztione

44 VR Volume,L CFR Flusso, L/s

45 Meccanismi dell iperdistensione V T T E τ Dinamica Statica Volume Lung PIA EFL τ=time constant PIA=post-inspiratory activity EFL=expiratory flow limitation Chest wall Lung - Pressure +

46 Meccanismi dell iperdistensione dinamica Alveolus Airway Volume Flow Vagus Time Volume

47 Capacità Polmonare Totale Volume, L CI CFR Volume Residuo Tempo, s

48 Meccanismi di reversibilita dell iperdistensione Volume 1 L 5 s Flow Time 1 L/s 1 L Volume

49 Limitazione ventilatoria all esercizio Normale Ostruito

50 Ostruzione reversibile? aumento del VEMS >12% del basale con >200ml in valore assoluto Separa Asma da BPCO-Enfisema

51 .. V Curve flusso-volume espiratorie in pazienti con ostruzione bronchiale completamente reversibile o non reversibile dopo 15 dalla somministrazione di salbutamolo spray Se reversibile Deficit ostruttivo Se non reversibile V

52 Gravità dell ostruzione, ATS 91 Lieve : VEMS 100% >70% Moderata: VEMS <70% >60% Moderatamente grave:vems <60% >50% Grave: VEMS <50% >34% Molto grave: VEMS <34%

53 Anomalia ventilatoria restrittiva? Tutti i volumi mobilizzabili e non mobilizzabili sono sotto il range di normalità: l indice di Tiffeneau è nella norma (VEMS/CV=80%). E indispensabile misurare la CPT

54 NORMALE RISTRETTO CAPACITA VITALE CAP POLMON TOTALE CAPACITA VITALE VR Volume residuo Volume residuo Ristretto Figura 6 Sindrome restrittiva Normale

55 Pseudorestrizione Restrizione L 8 6 Capacità Polmonare Totale L Capacità Polmonare Totale 2 0 Volume Residuo Sec 2 0 Volume Residuo Sec

56 La curva flusso-volume differenzia tipi di ostruzioni delle vie aeree 6 Fixed Variable extrathoracic Variable intrathoracic 4 Flow, L/s % 0% 100% 0% 100% 0% Vital capacity, % pred

57 Cin x Vspir = Cfin x (Vspir+CFR) CFR= Vspir x (Hein -Hefin )/ Hefin

58 PxV=K PxV=(P+ΔP) x(vxδv) V= (P+ ΔP) x ΔV/ ΔP V=Patm x ΔPc/ ΔPb

60 Flusso laminare Viscosità P = 8η L/π r 4 x Flusso P = K 1 x Flusso Flusso turbolento Densità P = K 1 x Flusso + ρflusso 2 /D P = K 1 x Flusso + K 2 x Flusso 2

61 Resistenze del sistema R= Diff P/ flusso (Equivalente elettrico R=E/I) Resistenze totali= R vie aeree + R tissutali R tot = Raw + Rtiss (55% + 45%) Raw = (Palveolare P bocca)/ flusso Sraw = Raw x TGV Unità di misura = kpas/l/s x L = kpas x s

62 Massima inspirazione Volume Massima espirazione VRI Vol riserva inspir VC V corrente VRE V.riserva espirat. VR Volume residuo CAPACITA VITALE CAP POLMON TOTALE CAP FUNZ. RESIDUA Fig. 4 A Curva Volume/tempo Tempo Fig. 4 B VEMS Volume VEMS CAPACITA VITALE 1 secondo

63 FLUSSO INSPIRAZIONE ESPIRAZIONE 0 Inspirazione massima CV: Flusso nullo Picco di flusso espiratorio Respiraz. normale VC CAPACITA VITALE Figura 5 Curva Flusso/volume Flusso nullo Resta il VR VR Espirazione massima VOLUME

67 IL TONO BRONCHIALE Lo stato di contrazione tonica del muscolo liscio bronchiale presente anche in condizioni di base. Differenti e complessi sistemi nervosi ed umorali regolano il tono. Alterazioni in eccesso del suo controllo provocano patologie da ipertono (Asma, BPCO)

71 CHOLINERGIC NERVE TERMINAL (-) ACh Antigen challenge M 2 Acetylcholinesterases ACh (-) Eosinophil cationic protein Major basic protein T cell neuraminidase Mastcell neuraminidase Sialic acid ASM CELL M 3

72 IPERREATTIVITA BRONCHIALE: definizione Esagerata risposta broncocostrittiva a stimoli di varia natura. Fenomeno tipico ma non esclusivo di asma bronchiale.

73 MISURA DELL IPERREATTIVITA BRONCHIALE NON-SPECIFICA Test di provocazione con agenti costrittori ad azione diretta sul muscolo liscio bronchiale: metacolina, istamina. Test di provocazione con stimoli ad azione indiretta: esercizio fisico, iperventilazione isocapnica, soluzioni ipotoniche (nebbia ultrasonica), soluzioni ipertoniche.

74 IL TEST DI PROVOCAZIONE BRONCHIALE CON METACOLINA Il test di provocazione bronchiale (TPB) con metacolina (MCh)consiste nell inalazione di dosi crescenti di MCh fino a variazione significativa del parametro che registra le riduzioni del calibro bronchiale (es. caduta del 20% del VEMS)

75 Distribuzione della ventilazione e della perfusione

81 4 3 RAPPORTO V/Q PERFUSIONE 2 VENTILAZIONE 1 APICE BASE

84 A

85 Diffusione: componente di membrana ed endovascolare

86 Capacità di diffusione di membrana D = d α F/l dove d = coefficiente di diffusione del gas α = coefficiente di solubilità del gas F = superficie di scambio L = spessore della membrana Capacità di diffusione per l ossigeno (DLO 2 ) e per l ossido di carbonio (DLCO) DLO 2 = VO 2 / PAO 2 -PcO 2 DLCO = VCO/ PACO- PcCO DLCO = VCO/ PACO

88 Vapore acqueo

89 L equazione del gas alveolare PAO 2 = PIO 2 -PH 2 0-(PACO 2 /R) Dove R= rapporto di scambio respiratorio, il rapporto fra CO 2 emessa ed O 2 assunto (0.8). PIO 2 = 20.9% (Patm) PH 2 O= 47 mmhg PACO 2 = 40mHg PAO 2 = 20.9% ( mmhg) = 150 mmhg PAO 2 = 150 mmhg PACO 2 /0.8 PAO 2 = 150-(40/0.8)mmHg PAO 2 = = 100 mmhg

92 alveolo CO 2 Aumenta la CO 2 nel sangue arterioso CO 2 + H 2 O = H + + HCO 3 - L alveolo non riesce a eliminare tutta la CO 2 Aumentano gli H + e diminuisce il ph Il rene trattiene HCO 3 - e riporta il ph nella norma OCCORRONO 3-4 giorni Acidosi

93 Calcolo del ph (HCO3-) CO2 combinato ph = pk + Log = (H2CO3) CO2 libero 25 ph = Log = =

96 po2= 150 mmhg pco2= 0 mmhg aria po2= 40 mmhg pco2= 46 mmhg alveolo CO2 O2 po2= 100 mmhg pco2= 40 mmhg arterie vene CO2 tessuti O2 Figura 9

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