Tema 3 Fiziologia respirației

3.1 Mecanismul ventilației pulmonare.

3.2 Perfuzie pulmonară.

3.3 Transportul gazelor  în sânge.

3.4 Reglarea ventilaţiei pulmonare.

3.5 Explorarea aparatului respirator

3.1 Mecanismul ventilației pulmonare.

     Respiraţia este o funcţie vitală a organismului uman, care se desfaşoară continuu şi ciclic şi are rolul de a asigura schimbul bidirecţional de gaze dintre organism şi aerul din atmosferă. Prin respiraţie este adus O₂ din mediul extern şi acesta este furnizat celulelor, iar CO₂ rezultat din metabolismul celular este eliminat în atmosferă. Se descriu două componente ale respiraţiei: - respiraţia externă, care reprezintă schimburile de gaze dintre plămâni şi atmosferă; - respiraţia internă sau tisulară care se referă la utilizarea oxigenului în reactiile de oxidoreducere de la nivel celular. Respiraţia externă presupune desfăşurarea a trei procese: ventilaţia, perfuzia şi difuziunea. Dintre aceste procese fiziologice, în aceste lucrări practice vom dezvolta ventilaţia.

     Respirația este un proces fiziologic fundamental prin care organismele realizează un schimb de oxigen și dioxid de carbon cu mediul înconjurător. O respirație completă include două faze distincte: inspirație, adică preluarea aerului (gazelor) din mediul înconjurător în organism, și expirație, prin care se elimină în afara organismului aerul folosit (uzat). Prin respirație, oxigenul (O₂) din aerul inspirat ajunge la nivelul celulelor, iar dioxidul de carbon (CO₂) rezultat este eliminat prin intermediul expirației.

     Toate organismele aerobe au nevoie de oxigen pentru a-și crea energia prin respirație, prin metabolismul moleculelor bogate în energie, precum glucoza. Pe Pământ există însă și organisme anaerobe, ca de exemplu unele microorganisme din lacurile subterane.

Din punct de vedere fiziologic și biochimic, se pot deosebi: respirația externă și respirația internă (sau celulară).

    Anatomia aparatului respirator Componentele morfologice ale aparatului respirator sunt reprezentate de căile aeriene (superioare şi inferioare) şi de parenchimul pulmonar format din acinii pulmonari. Căile respiratorii asigură transportul gazelor şi îmbunatăţirea calităţii aerului inspirat, iar la nivelul acinilor pulmonari are loc schimbul de gaze. Căile respiratorii superioare cuprind segmentul nazal, segmentul cavităţii orale şi faringele până la orificiul glotic, iar căile respiratorii inferioare sunt reprezentate de: laringe, trahee, bronhii şi ramificaţiile lor. Acinul pulmonar reprezintă unitatea morfo-funcţională a plămânului care, din punct de vedere anatomic, este regiunea deservită de o singură bronhiolă terminală, din care derivă 2-3 generaţii de bronhiole respiratorii. Bronhiola terminală, împreună cu bronhiolele respiratorii şi ramificaţiile lor - ductele alveolare, sacii alveolari şi alveolele pulmonare - formează acinii pulmonari. Totalitatea acinilor pulmonari alcătuiesc parenchimul pulmonar, la nivelul căruia au loc schimburile de gaze.

     Mecanica ventilaţiei pulmonare Ventilaţia pulmonară reprezintă totalitatea proceselor mecanice prin care se asigură schimbul de gaze dintre atmosferă şi plămâni. Datorită ventilaţiei, aerul bogat în oxigen este introdus în alveolele pulmonare prin inspir şi aerul bogat în bioxid de carbon din plămâni este eliminat în atmosferă prin expir. Schimburile gazoase dintre atmosferă şi plămân se desfăşoară datorită diferenţelor de presiune (gradient presional) dintre cele două medii. Aceste diferenţe apar ca urmare a variaţiei volumului pulmonar, plămânul urmând la rândul lui, pasiv, mişcările cutiei toracice. Gradientul presional rezultat va determina o circulaţie a aerului din mediul cu presiune mare către mediul cu presiune mică. Cele 2 faze ale ventilaţiei, inspirul şi expirul se succed ritmic, cu o frecvenţă de 12-18 cicluri/minut (frecvenţa respiratorie). Frecvenţa respiratorie reprezintă numărul ciclurilor respiratorii (inspiraţie şi expiraţie) pe minut şi variază în funcţie de: − vărstă: nou-născuţi = 30 – 45 c/min; copii = 20 – 30 c/min; adulţi = 12 – 18 c/min; − sex: femeile au o frecvenţă mai mare decat bărbaţii: 15 – 18 c/min; − activitatea fizică: 30 - 40 c/min în efortul fizic intens. Creşterea valorilor peste limitele normale se numeşte tahipnee, iar scăderea bradipnee.

    Cavitatea toracică este o structură care trebuie să fie suficient de rigidă pentru a proteja organele vitale pe care le conţine şi pentru a oferi suprafaţă de inserţie pentru muşchii de la acest nivel. Ventilaţia pulmonară necesită însă un torace flexibil, care să poată funcţiona ca un “burduf” în timpul ciclului respirator. Coastele şi cartilajele costale sunt suficient de elastice pentru a putea fi mobilizate şi întinse ca urmare a forţei furnizate de contracţia muşchillor inspiratori şi a reveni pasiv la dimensiunile sale de repaus, atunci cand muşchii se relaxează şi forţa de tracţiune a încetat. Plămânii, deşi sunt structuri uşor distensibile şi elastice nu pot iniţia singuri modificările de volum caracteristice fazelor respiraţiei, pentru că ei nu posedă elemente musculare. Prin urmare, ei vor urma pasiv mişcările cutiei toracice de care sunt legaţi prin sistemul pleural; acest sistem este alcătuit din pleura parietală (care aderă strâns la peretele toracic) şi cea viscerală (care înveleşte plămânii). În timpul inspirului, aerul atmosferic intră în plămâni, deoarece presiunea gazelor din atmosferă este mai mare decât presiunea intrapulmonară sau intraalveolară. Cum presiunea atmosferică este, de obicei, constantă (760 mmHg), pentru a avea loc schimbul de gaze, singura presiune care poate varia este cea intrapulmonară. O presiune mai scăzută decât cea atmosferică este numită presiune subatmosferică sau infraatmosferică sau, impropriu spus “presiune negativă”. Termenul de presiune negativă nu defineşte o presiune real negativă, ci scăderea cu 3-4 mmHg a presiunii din plămâni, comparativ cu cea din atmosferă. În timpul inspirului de repaus, liniştit, presiunea intrapulmonară scade cu cca. 3 mmHg faţă de cea atmosferică. Expirul apare atunci când presiunea intrapulmonară este mai mare decât presiunea atmosferică. În timpul expirului de repaus, liniştit, presiunea intrapulmonară crește cu cel puţin + 3 mmHg peste cea atmosferică. Inspirul este declanşat de stimulii generaţi de centrul inspirator din bulb care ajung la neuronii motori din coarnele anterioare ale măduvei. Prin intermediul nervilor spinali se comandă contracţia muşchilor inspiratori. • În inspirul de repaus intervin muschiul diafragm şi muşchii intercostali externi. Muschiul diafragm este principalul muşchi inspirator. El separă cavitatea toracică de cea abdominală şi în poziţie de repaus este curbat, cu convexitatea spre cavitatea toracică. Prin contracţie, diafragmul se aplatizează şi se deplasează în jos cu cca. 1,5-2 cm în inspirul de repaus şi cu 7-8 cm în inspirul forţat. Prin deplasarea în jos a diafragmului se măreşte diametrul longitudinal al cutiei toracice, iar în porţiunea bazală şi diametrul transversal. Mărirea de volum obţinută prin contracţia acestui muşchi permite introducerea în plămâni a celei mai mari părţi din volumul curent = „tidal volume” (VT). Paralizia completă a acestui muşchi NU mai permite desfăşurarea respiraţiei. Contracţia muşchilor intercostali externi, determină orizontalizarea coastelor, rotarea lor şi proiectarea anterioară a sternului. Astfel, se produce mărirea diametrelor antero-posterior şi transversal ale cutiei toracice. Mărirea volumului toraco-pulmonar va determina scăderea presiunii pulmonare la o valoare de 756-757 mmHg care devine astfel inferioară presiunii atmosferice cu aprox. 3 - 4 mmHg. Consecinţa acestor modificări este pătrunderea unui volum de aer în plămâni, până la egalizarea celor două presiuni. Volumul de aer care intră sau iese din plămâni, în condiţii de respiraţie relaxată sau de repaus, se numeşte VOLUM CURENT sau TIDAL VOLUME – VT

     În inspirul forţat, pe lângă muşchii diafragm şi intercostali externi, mai intră în acţiune şi muşchii accesori: scaleni, pectorali, dinţaţi, sternocleidomastoidieni, trapez. Se mai pot produce contracţii ale muşchilor aripioarelor nazale, ai vălului palatin, ale limbii, uşurând trecerea coloanei de aer prin căile respiratorii superioare.

     Muşchii inspiratori accesori realizează o ridicare suplimentară a porţiunii superioare a cutiei toracice, mărind mai mult volumul toraco-pulmonar şi scăzând suplimentar presiunea. Prin aceste modificări, se introduce un volum suplimentar de aer = VOLUMUL INSPIRATOR DE REZERVĂ - VIR.

Expirul  Expirul normal, de repaus, reprezintă o fază pasivă (fără consum de energie), spre deosebire de inspir, care se produce activ, prin contracţie musculară şi consum de energie. Constă în revenirea la poziţia iniţială a structurilor toraco-pulmonare, după ce forţa deformatoare şi-a încetat acţiunea. Se datorează elasticităţii componentelor toracopulmonare. Ca urmare, plămânul se micşorează, iar presiunea intrapulmonară creşte (763- 764 mmHg), devenind superioară presiunii atmosferice cu 3-4 mmHg. Consecinţa este eliminarea unui volum de aer încărcat cu CO₂ din plămâni în atmosferă.  Expirul forţat este o fază activă, producându-se prin contracţia muşchilor expiratori, reprezentaţi în special de muşchii abdominali şi intercostali interni. Prin contracţia muşchilor abdominali, creşte presiunea intraabdominală, se măreşte convexitatea diafragmului şi se reduce suplimentar volumul toraco-pulmonar. Ca urmare, creşte şi mai mult presiunea intrapulmonară şi va fi expirată o cantitate suplimentară de aer - VOLUMUL EXPIRATOR DE REZERVA – VER.

3.2 Perfuzia pulmonară

Perfuzia pulmonară este asigurată prin cele două tipuri de circulaţie: - funcţională – reprezentată de circulaţia pulmonară sau mica circulaţie; 4 - nutritivă – asigurată prin arterele şi venele bronşice. • Circulaţia funcţională pulmonară începe la nivelul ventriculului drept cu artera pulmonară şi se termină în atriul stâng cu cele 4 vene pulmonare. În VD îşi are originea artera pulmonară, care, după un scurt traiect, dă ramuri pentru cei doi plămâni. Fiecare arteră pulmonară (dreaptă sau stângă) se ramifică în continuare, până la capilarizare. Capilarele se dispun ca o reţea în jurul alveolelor pulmonare, unde participă la realizarea barierei alveolo-capilare (numită şi membrană respiratorie), la nivelul căreia se face schimbul de gaze. Din această reţea se formeaza vene, care preiau sângele oxigenat. Venele confluează în ramuri din ce în ce mai mari care, în final, ies din plămân prin două vene pulmonare. Cele patru vene pulmonare, două drepte şi două stângi se varsă în atriul stâng, închizând astfel mica circulatie pulmonară. o Rolurile circulatiei pulmonare: - asigură oxigenarea sângelui şi eliminarea CO2; - reprezintă un filtru pentru emboli; - la nivelul ei se produc o serie de substanţe active (prostaglandine, angiotensina II); - constituie un rezervor de sânge pentru ventricolul stâng. • Circulaţia nutritivă pulmonară este asigurată de arterele bronşice (provin din aorta toracică) şi de artera toracică internă. Sângele pe care-l furnizează irigă pereţii arborelui bronşic şi ţesutul pulmonar de suport (stroma). Arterele bronşice ajung numai până la nivelul bronhiolelor respiratorii, unde se termină în reţeaua capilară, din care pornesc venele bronşice. Sângele din circulaţia nutritivă pulmonară se drenează, prin venele bronşice, în venele pulmonare, reducând saturaţia în O2 a sângelui din mica circulaţie. 5. Difuziunea Difuziunea reprezintă procesul de trecere a gazelor pulmonare, în sensul gradientului de concentraţie (de la concentraţia mai mare, la cea redusă), care are loc între mediul gazos alveolar şi sângele din capilarul pulmonar. Aceasta este influenţată de mai mulţi factori: - calităţile barierei alveolo-hematice; - gradientul presional; - constanţa de difuziune a gazelor; - mărimea suprafeţei de schimb; - timpul de contact între cele două medii. Bariera alveolo-hematică este constituită din: stratul de surfactant pulmonar care căptuşeşte alveolele; epiteliul alveolar; membrana bazală alveolară; lichidul interstiţial; membrana bazală capilară; celulele endoteliului capilar; stratul de plasmă; membrana hematiei.

3.3 Transportul gazelor  în sânge

     Difuziunea alveolo-capilară reprezintă schimbul gazos dintre alveole și capilarele pulmonare ce permite restaurarea conținutului în oxigen al sângelui arterial și eliminarea dioxidului de carbon din sângele venos. Sângele venos provenit din venele cave este pompat de cordul drept în plămâni prin intermediul arterelor și capilarelor pulmonare. Acestea din urmă formează o rețea densă în jurul alveolelor, cu diametrul capilar mic, de dimensiunea globulelor roșii, astfel încât, la acest nivel, eritrocitele circulă aliniate, fapt ce prelungește timpul de contact cu țesutul pulmonar cu scopul de a ameliora eficacitatea schimburilor gazoase. În repaus, sângele stă în contact indirect cu aerul alveolar timp de 0,75 sec. Bariera sau membrana alveolo-capilară are o grosime de 0,2-0,6 mm și este formată din peretele alveolar, cel capilar și membranele bazale.

      Structura aparatului respirator este bine adaptată schimburilor gazoase, care pot crește de 20 de ori în timpul efortului fizic. Presiunile parțiale ale CO₂ și O₂ în sângele care ajunge în plămâni sunt de 46, respectiv 40 mmHg. Presiunile parțiale ale CO₂ și O₂ în aerul alveolar sunt de 40, respectiv 105 mmHg. În consecință, dioxidul de carbon difuzează din sânge în alveole, iar oxigenul din aerul alveolar în sânge, acestea părăsind plămânul cu presiuni parțiale de 100 mmHg pentru O₂ și 40 mm Hg pentru CO₂. Se poate observa faptul că gradientul de presiune pentru CO₂ între capilare și alveole este relativ mic, de doar 6 mmHg, însă este suficient, deoarece gradientul de difuziune al CO₂ este de 20 de ori mai mare decât al O₂.

Transportul gazos sangvin

      Transportul oxigenului Oxigenul este transportat în sânge sub doua forme: 98% legat de hemoglobină și 2% dizolvat în plasmă. 1 litru de plasmă conține aproximativ 3 mL O₂; volumul sangvin total (5L) conține 9-15 mL O₂. Necesarul de oxigen în repaus este de 250 mL/min, necesar asigurat de hemoglobină, care transportă de 70 de ori mai mult O₂ decât plasma. Fiecare moleculă de hemoglobină poate lega patru molecule de oxigen, formând oxihemoglobina; altfel spus, fiecare gram de hemoglobină poate lega 1,34 mL O₂. Curba de disociere a hemoglobinei este reprezentată sub forma literei S. O presiune parțială a oxigenului crescută antrenează o saturație completă a hemoglobinei. Saturația în oxigen a hemoglobinei poate fi influențată de mai mulți factori. Spre exemplu, în timpul efortului fizic, scăderea pH-ului (efectul Bohr), creșterea temperaturii, creșterea PCO₂, creșterea 2,3-BFG (2,3-bifosfoglicerat) deplasează curba de disociere a hemoglobinei la dreapta, ce are ca rezultat scăderea afinității hemoglobinei pentru oxigen, cu o mai mare capacitate de cedare a O₂ la țesuturi.

      Transportul dioxidului de carbon

Se realizează sub 3 forme:

• 10% – dizolvat în plasmă, care, ajungând la nivel pulmonar este expirat, conform difuziunii mai sus descrise;
• 20% – legat de hemoglobină și anume de aminoacizii din alcătuirea globinei, formând carbaminohemoglobina, situsurile de legare a hemoglobinei fiind diferite pentru O₂ și CO₂. În capilarele pulmonare, CO₂ este eliberat de hemoglobină și expirat.
• 70% – sub formă de ioni bicarbonat, reacție catalizată de anhidraza carbonică din globulele roșii, astfel [3]:

CO₂ + H₂O –> H₂CO₃ –> H⁺ + HCO₃^–

Ionii de H⁺ se leagă de hemoglobină și declanșează efectul Bohr, deplasând curba de disociere a acesteia la dreapta. Ionii de HCO₃^– difuzează din eritrocite în plasmă, la schimb cu ionii de Cl^–, schimb ionic cunoscut sub numele de fenomenul Hamburger. Sângele ajunge la nivelul plămânilor, unde are loc reacția inversă și CO₂ este expirat:

H⁺ + HCO₃^– –> H₂CO₃ –> CO₂ + H₂O

Schimburile gazoase tisulare

Capacitatea de extragere a oxigenului de către țesuturi este direct proporțională cu intensitatea metabolismului aerob celular. Diferența arterio-venoasă în oxigen poate crește de la 4-5 mL O₂/100 mL de sânge la 17-18 mL O₂/100mL de sânge la nivel muscular. Odată cedat la nivelul sarcolemei, oxigenul este transportat către mitocondrii cu ajutorul mioglobinei, proteină asemănătoare hemoglobinei, dar cu afinitate mai mare pentru O₂. În urma metabolismului oxidativ muscular, se produce CO₂, care difuzează, conform gradientului presional, în sectorul sangvin, prin intermediul căruia este transportat la nivel pulmonar.

3.4 Reglarea ventilaţiei pulmonare

Ventilatia este reflexa, automata/voluntara, sub controlul grupurilor neuronale din SNC.

Arcul reflex:

- senzori in SNC si in interiorul aparatului respirator si in afara acestuia (chemoreceptori, mecanoreceptori, baroreceptori)

- centri nervosi principali in trunchiul cerebral (bulb, punte)

- centri nervosi superiori (hipotalamus, sistem limbic, scoarta cerebrala)

- efectori: muschii respiratori

- cai aferente: n. X, IX

- cai eferente: n. X

Necesitatea modularii ventilatiei in acte de tipul:

- fonatie

- deglutitie si voma (comportament alimentar)

- actul digestiv (o parte din actul motor digestiv): exista intersectie intre calea respiratorie si cea digestiva; conexiunile dintre centrii deglutitiei si cei ai vomei (aflati in trunchiul cerebral) cu grupul respirator dorsal asigura apnee cu inchiderea glotei in timpul deglutitiei si vomei

- controlul glotei e alterat in timpul si imediat dupa anestezia generala si de asemenea la persoanele in varsta. Din acest motiv, ingestia de alimente la aceste categorii de persoane poate fi insotita de devierea fragmentelor alimentare catre calea respiratorie => poate aparea pneumonie de aspiratie

- ventilatia trebuie sa fie coordonata in raport cu fonatia si in raport cu unele acte care tin de fonatie si anume interpretarea muzicii (vocala sau instrumentala), care trebuie sa atraga dupa sine coordonare respiratorie foarte riguroasa.

- in cazul imersiei fara echipament autonom (max 8 minute – la pescuitorii de perle)

- respiratie de tip lamaze (exercitiu respirator facut de femeile insarcinate – respiratie cu frecventa mare si amplitudine redusa)

- in functie de efortul fizic (tipul si intensitatea si durata acestui efort)

3.5 Explorarea aparatului respirator

     Aparatul respirator poate fi explorat printr-o multitudine de investigaţii, fiecare dând înformaţii mai mult sau mai puţin detaliate despre structura sau funcţia acestui sistem vital al organismului uman. De exemplu, explorarea imagistică: radiografia pulmonară şi tomografia computerizată mediastinală (CT) furnizează o mare cantitate de informaţii legate de anatomia plămânilor, care ajută la dignosticarea unui număr mare de boli (pneumonii, colecţii pleurale, tuberculoză pulmonară, fibroze pulmonare, patologie tumorală, etc.). Alte explorări imagistice, ca bronhografia sau scintigrafia aduc informaţii suplimentare despre dispoziţia şi ramificaţia arborelui bronşic, sau modificările de calibru şi întreruperile continuităţii lumenului bronşic prin formaţiuni tumorale (bronhografia) sau despre perfuzia pulmonară şi distribuirea gazelor în plămâni (scintigrafia). 5 Testele funcţionale respiratorii ne informează asupra modului în care plămânii îşi realizează funcţia deoarece permit măsurarea volumelor, capacităţilor şi debitelor vehiculate de plămâni. La fiziologie ne vom ocupa de acest aspect, funcţional, al explorării aparatului respirator, urmând ca alte discipline să completeze acest capitol de explorare, cu investigaţii specifice. 6.1. Pneumograma • Pneumograma reprezintă înregistrarea grafică a mişcărilor respiratorii care se poate face cu ajutorul unui senzor (traductor) sau prin metoda impedanţei electrice. • Înregistrarea mişcărilor respiratorii permite obţinerea pneumogramei, cu o pantă ascendentă, care reprezintă inspirul, şi o pantă descendentă reprezentând expirul. Pe panta descendentă se observă o porţiune iniţială, mai rapidă, indicând revenirea peretelui toracic la poziţia de repaus şi o a doua porţiune mai lentă, reprezentând retracţia pulmonară. Raportul dintre durata pantei inspirului şi cea a expirului este de 1/1,2 – 1/2, în general inspirul durând 1s şi expirul până la 2s. Cu ajutorul pneumogramei se pot analiza: frecvenţa, amplitudinea şi ritmul respiraţiei, precum şi variaţiile care apar în diferite situaţii fiziologice ca: efort fizic, somn, adaptarea la altitudine etc. sau patologice: apneea de somn, monitorizarea pacienţilor critici în secţiile de ATI. 4. Perfuzia pulmonară Perfuzia pulmonară este asigurată prin cele două tipuri de circulaţie: - funcţională – reprezentată de circulaţia pulmonară sau mica circulaţie; 4 - nutritivă – asigurată prin arterele şi venele bronşice. • Circulaţia funcţională pulmonară începe la nivelul ventriculului drept cu artera pulmonară şi se termină în atriul stâng cu cele 4 vene pulmonare. În VD îşi are originea artera pulmonară, care, după un scurt traiect, dă ramuri pentru cei doi plămâni. Fiecare arteră pulmonară (dreaptă sau stângă) se ramifică în continuare, până la capilarizare. Capilarele se dispun ca o reţea în jurul alveolelor pulmonare, unde participă la realizarea barierei alveolo-capilare (numită şi membrană respiratorie), la nivelul căreia se face schimbul de gaze. Din această reţea se formeaza vene, care preiau sângele oxigenat. Venele confluează în ramuri din ce în ce mai mari care, în final, ies din plămân prin două vene pulmonare. Cele patru vene pulmonare, două drepte şi două stângi se varsă în atriul stâng, închizând astfel mica circulatie pulmonară. o Rolurile circulatiei pulmonare: - asigură oxigenarea sângelui şi eliminarea CO2; - reprezintă un filtru pentru emboli; - la nivelul ei se produc o serie de substanţe active (prostaglandine, angiotensina II); - constituie un rezervor de sânge pentru ventricolul stâng. • Circulaţia nutritivă pulmonară este asigurată de arterele bronşice (provin din aorta toracică) şi de artera toracică internă. Sângele pe care-l furnizează irigă pereţii arborelui bronşic şi ţesutul pulmonar de suport (stroma). Arterele bronşice ajung numai până la nivelul bronhiolelor respiratorii, unde se termină în reţeaua capilară, din care pornesc venele bronşice. Sângele din circulaţia nutritivă pulmonară se drenează, prin venele bronşice, în venele pulmonare, reducând saturaţia în O2 a sângelui din mica circulaţie. 5. Difuziunea Difuziunea reprezintă procesul de trecere a gazelor pulmonare, în sensul gradientului de concentraţie (de la concentraţia mai mare, la cea redusă), care are loc între mediul gazos alveolar şi sângele din capilarul pulmonar. Aceasta este influenţată de mai mulţi factori: - calităţile barierei alveolo-hematice; - gradientul presional; - constanţa de difuziune a gazelor; - mărimea suprafeţei de schimb; - timpul de contact între cele două medii. Bariera alveolo-hematică este constituită din: stratul de surfactant pulmonar care căptuşeşte alveolele; epiteliul alveolar; membrana bazală alveolară; lichidul interstiţial; membrana bazală capilară; celulele endoteliului capilar; stratul de plasmă; membrana hematiei. 6. Explorarea aparatului respirator Aparatul respirator poate fi explorat printr-o multitudine de investigaţii, fiecare dând înformaţii mai mult sau mai puţin detaliate despre structura sau funcţia acestui sistem vital al organismului uman. De exemplu, explorarea imagistică: radiografia pulmonară şi tomografia computerizată mediastinală (CT) furnizează o mare cantitate de informaţii legate de anatomia plămânilor, care ajută la dignosticarea unui număr mare de boli (pneumonii, colecţii pleurale, tuberculoză pulmonară, fibroze pulmonare, patologie tumorală, etc.). Alte explorări imagistice, ca bronhografia sau scintigrafia aduc informaţii suplimentare despre dispoziţia şi ramificaţia arborelui bronşic, sau modificările de calibru şi întreruperile continuităţii lumenului bronşic prin formaţiuni tumorale (bronhografia) sau despre perfuzia pulmonară şi distribuirea gazelor în plămâni (scintigrafia). 5 Testele funcţionale respiratorii ne informează asupra modului în care plămânii îşi realizează funcţia deoarece permit măsurarea volumelor, capacităţilor şi debitelor vehiculate de plămâni. La fiziologie ne vom ocupa de acest aspect, funcţional, al explorării aparatului respirator, urmând ca alte discipline să completeze acest capitol de explorare, cu investigaţii specifice. 6.1. Pneumograma • Pneumograma reprezintă înregistrarea grafică a mişcărilor respiratorii care se poate face cu ajutorul unui senzor (traductor) sau prin metoda impedanţei electrice. • Înregistrarea mişcărilor respiratorii permite obţinerea pneumogramei, cu o pantă ascendentă, care reprezintă inspirul, şi o pantă descendentă reprezentând expirul. Pe panta descendentă se observă o porţiune iniţială, mai rapidă, indicând revenirea peretelui toracic la poziţia de repaus şi o a doua porţiune mai lentă, reprezentând retracţia pulmonară. Raportul dintre durata pantei inspirului şi cea a expirului este de 1/1,2 – 1/2, în general inspirul durând 1s şi expirul până la 2s. Cu ajutorul pneumogramei se pot analiza: frecvenţa, amplitudinea şi ritmul respiraţiei, precum şi variaţiile care apar în diferite situaţii fiziologice ca: efort fizic, somn, adaptarea la altitudine etc. sau patologice: apneea de somn, monitorizarea pacienţilor critici în secţiile de ATI.

     Testele funcţionale ventilatorii constau în cuantificarea volumului de gaz din plămâni prin măsurarea volumelor, capacităţilor şi debitelor pulmonare. • Aceste măsurători se fac cu ajutorul unui aparat numit spirograf în circuit închis (se inspiră şi se expiră din/în aparat). Metoda se numeşte spirografie, iar graficul obţinut – spirogramă. • Spirograful sau spirometrul în circuit închis este un aparat în care subiectul respiră printr-o piesă bucală. Aerul respirat este prins într-un clopot din material plastic care pluteşte în apă. Clopotul se deplasează în sus, atunci când subiectul expiră și în jos, atunci când subiectul inspiră. Mișcările clopotului sunt transmise unei peniţe inscriptoare, care trasează un grafic, pe care volumele inspirate şi expirate sunt înregistrate ca o funcţie de timp.