Fisiologia respiratoria

Dimensione: px

Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "Fisiologia respiratoria"

Emilio Viviani
4 anni fa
Visualizzazioni

1 Fisiologia respiratoria

2 Scambio dei gas O 2 e CO 2 tra atmosfera esterna e mitocondri Utilizzo di O 2 per l ossidazione di composti contenenti carbonio e produzione di CO 2 da parte delle cellule a livello mitocondriale con la produzione di ATP

diminuisce secondo la radice cubica di 2=1.25 Es.

3 Vie aeree Vie aeree superiori Albero tracheobronchiale Il diametro delle singole vie aeree non dimezza ad ogni successiva generazione ma diminuisce secondo la radice cubica di 2=1.25 Es. Diametro condotto progenitore= 4 Diametro dei 2 condotti figli= 4/1.25 = 3.2 area sezione totale = 6.4>di 4

A, area della sezione A1 A2 volume di fluido che

4 Relazioni tra flusso e velocità di scorrimento di un fluido in un condotto v x A = cost fluido v, velocità A, area della sezione A1 A2 volume di fluido che attraversa nell unità di tempo (t) l unità di sezione (A)

5 Flusso e Velocità V (flusso ) t v (velocità ) A Il Flusso (φ) è quel volume di sangue (V) che attraversa nell unità di tempo (t), ciascun segmento della circolazione Il Flusso è costante in ciascun segmento della circolazione legge della continuità La velocità di scorrimento del sangue, è quel volume di sangue che attraversa nell unità di tempo (t) e per unità di sezione (A) ciascun segmento della circolazione. v è inversamente proporzionale all area della sezione totale e, pertanto, non è costante, ma varia in funzione della sezione totale di ciascun segmento

6 Dipendenza dell area di sezione trasversa totale e della velocità dal numero della generazione. Alla generazione 3, l area di sezione trasversa totale arriva a un minimo (non visibile) in cui la velocità raggiunge il massimo.

7 Il trasporto dell O 2 e della CO 2 nel sistema respiratorio è assicurato da un alternanza di flussi convettivi e diffusionali

8 Zona Respiratoria Bronchiolo respiratorio ( ) Acino Ø 3,5mm 2000 alveoli

9 Membrana alveolo-capillare Ø alveolo = 50 μ

10 Circolazione polmonare Le arterie bronchiali che alimentano le vie di conduzione sono rami dell aorta e trasportano sangue ossigenato. Poiché i capillari della circolazione bronchiale si svuotano in parte nelle vene polmonari, avviene un certo grado di miscelazione venosa tra il sangue deossigenato proveniente dalla circolazione bronchiale ed il sangue ossigenato proveniente dalla circolazione polmonare (Shunt anatomico). Una piccola quantità di sangue proveniente dai grossi bronchi passa nelle vene azygos e semi azigos accessoria, sfociando nell atrio destro

11 Pressioni nel circolo polmonare

12 Resistenze del circolo polmonare Bassa pressione (25-8mmHg; Pm= 15mmHg) F GC DP R DP pol = P AP P AS = 15 2 mmhg = 13mmHg DP sis = P A P AD = 100-2mmHg = 98 mmhg (7 volte più elevato) Bassa resistenza Alta distensibilità (la distensibilità dell arteria polmonare è il doppio di quella dell aorta) (pareti molto sottili e distensibili)

Andamento della pressione nell arteria polmonare e delle resistenze del circolo polmonare in funzione della gittata cardiaca Nel corso di un

13 Andamento della pressione nell arteria polmonare e delle resistenze del circolo polmonare in funzione della gittata cardiaca Nel corso di un esercizio fisico intenso la gittata cardiaca aumenta di molto, senza che aumenti significativamente la pressione nell arteria polmonare. Perché?

14 F DP R Se aumenta il flusso e non aumenta in maniera corrispondente la pressione vuol dire che ci troviamo di fronte ad una diminuzione della resistenza. Cause della diminuzione della resistenza: Reclutamento capillare (se aumenta il numero di vasi posti in parallelo, si riduce la resistenza totale al flusso 1/Rtot= 1/R1+1/R2+1/R3 La distensione meccanica aumenta con l aumentare della pressione transmurale

15 Vasocostrizione ipossica Una riduzione della pressione parziale dell ossigeno nell aria alveolare provoca vasocostrizione e quindi riduzione della perfusione (meccanismo di Euler-Liljestrand)

16 Effetto del volume polmonare sulle resistenze vascolari totali nel circolo polmonare e sui vasi alveolari ed extralveolari E C, capillare del setto alveolare E, corner vessel

17 Scambi di liquidi tra capillari ed interstizio polmonare

Legge di Starling Bilancio delle forze che regolano il passaggio di soluti ed acqua attraverso compartimenti Jv S Lp Pc Pi i c Flusso per unità di superficie Jv S Lp Coefficiente di permeabilità

18 Legge di Starling Bilancio delle forze che regolano il passaggio di soluti ed acqua attraverso compartimenti Jv S Lp Pc Pi i c Flusso per unità di superficie Jv S Lp Coefficiente di permeabilità idraulica della parete microvascolare Coefficiente di riflessione della parete microvascolare per le proteine Pressione idraulica capillare Pressione idraulica interstiziale Pressione colloido osmotica interstiziale Pressione colloido osmotica capillare P P c i c i SxLp= K f, coefficiente di filtrazione della parete microvascolare Jv Kf Pc Pi c i

Vie di transito di acqua e soluti idrofilici attraverso l endotelio capillare 4-5nm 20-30nm Jv S Lp Pc Pi c i 1. Spazi paracellulari tra cellule endoteliali 2.

19 Vie di transito di acqua e soluti idrofilici attraverso l endotelio capillare 4-5nm 20-30nm Jv S Lp Pc Pi c i 1. Spazi paracellulari tra cellule endoteliali 2. acquaporine Coefficiente di permeabilità idraulica (Lp) = Flusso per unità di superficie/gradiente unitario di pressione netta di filtrazione Dipende dalle dimensioni e dal numero di porosità presenti nella parete microvascolare

20 Bilancio di Starling a livello dell interstizio polmonare Nonostante la pressione idrostatica sia più bassa nel capillare polmonare rispetto al sistemico, essendo la pressione idrostatica dell interstizio più negativa, si ha fuoriuscita di liquidi anche all estremità venosa del capillare Pressione netta di filtrazione ~15 Pressione netta di filtrazione 10- (-10) 0,8 (25-18) = 20-0,8 (7)= 20-5,6= 14,6 Alto coefficiente di riflessione (σ) e bassa permeabilità idraulica (Lp) della parete microvascolare (20 volte inferiore a quello del microcircolo extralveolare)

21 Meccanismo d azione del linfangion (unità funzionale del linfatico iniziale)

Forze che agiscono sul parenchima polmonare e che quindi ne influenzano la pressione idrostatica e fattori che limitano la fuoriuscita del liquido dai capillari verso l interstizio polmonare Il

22 Forze che agiscono sul parenchima polmonare e che quindi ne influenzano la pressione idrostatica e fattori che limitano la fuoriuscita del liquido dai capillari verso l interstizio polmonare Il polmone è mantenuto stirato dalla gabbia toracica I proteoglicani della membrana basale possono legare l eccesso d acqua formando strutture gel-like che riducono la permeabilità microvascolare -10 cmh 2 O Il volume dell'acqua extravascolare è strettamente controllato il polmone è abbastanza resistente allo sviluppo di edema. Meccanismi per contenere un aumento di H 2 O extravascolare: 1. Tissue safety factor 2. Azione drenante dei linfatici che si adegua all incremento della Pip 3. Idratazione della matrice che riduce la permeabilità microvascolare Pip, pressione idrostatica parenchimale fattore di sicurezza tissutale comportamento meccanico dell interstizio dotato di scarsa distensibilità (ΔV/ΔP) piccoli aumenti di volume scaturiti da un aumento della pressione netta di filtrazione, producono grossi aumenti di pressione, che andranno subito a bilanciare l aumento della pressione di filtrazione

23 Membrana alveolo-capillare Ø alveolo = 50 μ

Edema L edema è un accumulo anomalo di acqua nell interstizio polmonare (edema interstiziale) accompagnato, nei casi più gravi, da edema alveolare (passaggio di acqua nello spazio alveolare).

24 Edema L edema è un accumulo anomalo di acqua nell interstizio polmonare (edema interstiziale) accompagnato, nei casi più gravi, da edema alveolare (passaggio di acqua nello spazio alveolare). Se aumenta la pressione netta di filtrazione del microcircolo polmonare, inizialmente l aumento della pressione idraulica interstiziale (grazie al «tissue safety factor») riduce ΔP (pressione netta di filtrazione), che insieme agli altri fattori protettivi ritarda l instaurarsi dell edema; Tuttavia, quando l aumento del volume interstiziale persiste, si ha disgregazione e frammentazione della matrice extracellulare con aumento della compliance, ed ulteriore aumento della filtrazione; il flusso di liquido filtrato supera la capacità drenante del sistema linfatico causando accumulo di acqua nell interstizio

25 Volumi e flussi polmonari

26 Spirometria

27 Spirometro a circuito chiuso Periodo respiratorio

28 Volumi polmonari semplici Volumi e capacità polmonari normale

29 Variazioni del volume corrente con l aumento della ventilazione polmonare

30 Metodi di misura della CFR Metodo della diluizione dell elio Lavaggio dell N 2 Pletismografia corporea

31 Metodo della diluizione dell elio C1 x V1 = C2 x (V1 + V2) da cui V2 = V1 (C1 C2)/C2 Iniziando la manovra alla fine di un espirazione tranquilla V2, corrisponde alla CFR

Utilizza il sistema a circuito aperto facendo inspirare al soggetto O 2 puro da un serbatoio e raccogliendo in un sacco tutta l aria espirata finchè questa non risulta priva di azoto Parametri

32 Utilizza il sistema a circuito aperto facendo inspirare al soggetto O 2 puro da un serbatoio e raccogliendo in un sacco tutta l aria espirata finchè questa non risulta priva di azoto Parametri misurati: All inizio del test si misura la concentrazione alveolare di N 2 [N 2 ] iniziale Volume totale di aria espirata durante tutto il test V sacca Concentrazione di N 2 nell aria espirata durante tutto il test [N 2 ] sacca [N 2 ] iniziale x V P = V sacca x [N 2 ] sacca V P = V sacca x [N 2 ] sacca [N 2 ] iniziale Se la prova ha inizio a V P = CFR avremo misurato CFR

33 Pletismografo

34 P X V P = (P DP) X (V P + DV P ) Prodotto PV iniziale Prodotto PV al massimo dello sforzo inspiratorio V P = DV P (P DP) DP

Documenti analoghi

Sistema circolatorio. Sistema a circuito chiuso formato da vasi nei quali il sangue scorre grazie all azione di pompa del cuore

Sistema circolatorio. Sistema a circuito chiuso formato da vasi nei quali il sangue scorre grazie all azione di pompa del cuore Sistema circolatorio Sistema a circuito chiuso formato da vasi nei quali il sangue scorre grazie all azione di pompa del cuore La circolazione sistemica e quella polmonare sono poste in serie tra loro