MODELAREA SISTEMULUI RESPIRATOR

Respiratia reprezinta schimbul gazos dintre un organism si mediul inconjurator. In organismul uman sunt necesare doua sisteme:

sistemul respirator si

sistemul transportor al gazelor care asigura aportul de oxigen si inlaturarea bioxidului de carbon din celule, rezultat din procesele de ardere metabolice.

Sistemul respirator

Structura fizica a aparatului respirator

Aparatul respirator este alcatuit din:

arborele bronsic - format din caile respiratorii extra  - si intrapulmonare - care serveste tranzitul aerului. Caile respiratorii extrapulmonare sunt alcatuite din cavitate nazal, faringe, laringe si btonhiile principale. Caile intrapulmonare sunt alcatuite din bronhiile lombare, bronhiile terminale, bronhiolele respiratorii, canalele alveolare si alveolele pulmonare.

Traheea si bronhiile axtralobulare au in peretii lor inele cartilaginoase, cu rolul de a mantine deschise bcaile respiratorii in conditiile variatiilor de presiune in cadrul inspiratiei si expiratiei. Bronhiolele terminale si respiratorii contin un strat muscular consistent.

plamanul - format din lobi, segmente, lobuli si acini pulmonari. Plamanul este acoperit de pleure, alcatuita din doua fete - parietala si viscerala.

Mecanica respitatiei

Din punct de vedere fizic, aparatul respitaroeiu impreuna cu inima ocupa cavitatea toracica. Elasticitatea plamanilor da nastere unei presiuni regative in spatiul intratoracic. O modificare a columului de aer din plamani este provocata de o modificare a volumului cavitatii toracice. Aceasta modificare poate fi realizata in parte prin diafragma musculara, legata posterior de vertebrele lombare si coaste. Ridicarea coastelor volumului toracic si procesul invers mocsoreaza acest volum.

Schimburile gazoase se realizeaza pe seama unei activitati periodice care are doi timpi - inspirazie si expiratie. In inspiratie aerul atmosferic patrunde prin caile respiratorii la nivelul alveolelor pulmonare. In expiratie o parte din aerul alveolar este expulzat in exterior. Procesul prin care se face circulatia alternativa a aerului intre mediul extern si alveolele pulmonare constituie ventilatia pulmonara.

Inspiratia constituie un proces activ in care are loc contractia muschilor inspiratori si marirea volumului cavitatii toracice. Plamanii urmaresc aceasta marire si se destind pasiv. Presiunea intrapulmonara scade cu 2-3 mmHg fata de cea atmosferica si aerul atmosferic patrunde in plamani. In inspiratia fortata mai intervin si alti muschi inspiratori accesorii.

Expiratia este un proces pasiv in care toracele revine l dimensiunea initiala, ca urmare a relaxarii musculaturii inspiratorii. In interiorul plamanului se creaza o presiune superioara cu 2-4 mmHg celei atmosferice si o parte din aerul este expulzat.

Modificarea volumului curent de aer pulmonar V_c poate fi pusa in evidenta de reprezentarea din figura 1.

In timpul activitatii, volumul curent creste in special pe seama volumului inspirat de rezerva. Expiratia maxima nu goleste plamanii, ca atare ramane un volum rezidual.

C_{exp, rez}+ V_rez = C _rez,funct

Valorile numerice ale acestor parametri difera in functia de marimea corpului, sex si varsta. Prezentam un set de valori:

- C₁                   - 3600 ml

- V_{exp, rez}               - 1200 ml

- C_vit                 - 4800 ml

- V_vit                 - 1200 ml

- C_{rez, funct}            - 12400ml

- C_pulmonara          - 6000 ml

Functia mecanica este un mijloc de a aduce aerul in contact cu sangele care perfuzeaza plamanii. Chiar in respiratia foarte profunda aerul din plamani nu este inlocuit total. Volumul de aer curent de 500 ml este amestecat cu 1500 ml din aerul functional de rezerva. Nu tot aerul care patrunde in plamami este alcatuit din aer atmosferic. La sfarsitul expiratiei caile expiratorii sunt umplute cu aer alveolar. In timpul inspiratieie acest aer este impind inapoi in profunzimea plamanilor de aerul care vine de afara. Numai aproximativ 150 ml din cei 500 ml de aer curat sunt disponibili pentru bioxidul de carbon si marimea continutului de pxigen din aerul rezidual functional.

Din punct de vedere al presiunilor se definesc:

tresiunea intratoracica P_rr

presiunea intrapulmonara P_IP

Presiunea intrapulmonara este mai mare decat presiunea intratoracica, relatie pusa in evidenta de reprezentarea variatiilor celor doua presiuni (fig.2)

Reculul elastic al peretelui toracic este rapid. Acesta duce la comprimarea aerului in timpul expulziri acestuia si deci la cresterea presiunii intrapulmonare la inceputul expiratiei.

Variatiile mari ale presiunii intratoracice pot influienta considerabil inima si circulatia.

Frecventa si amplitudinea miscarilor respiratorii variaza foarte mult. Se considera ca frecventa normala la un om in repaos este de 16 respirati pe min.

Respiratia normal, fara efort evident, se numeste eupnee, respiratia dificila sau fortata are numele de dispnee, incetarea respiratiei are un nume de apnee.

Alveole pulmonare

Alveolele pulmonare reprezint