Circulatia pulmonara

Circulatia pulmonara

cantitatea de sange ce iriga plamanii este egala cu cea din circulatia sistemica dar distributia fluxului de sange si hemodinamica acestuia sunt specifice circulatiei pulmonare si sunt importante in schimburile gazoase ce au loc la acest nivel.

Anatomia functionala a sistemului circulator pulmonar

vasele pulmonare:artera pulmonara se intinde doar 5 cm dincolo de apexul ventricular drept si se imparte in ramurile principale drepte si stangi asigurand distributia sangelui la cei doi plamani,ramurile arterei pulmonare sunt foarte scurte iar venele pulmonare sunt si ele scurte dar caracteristicile lor de distensibilitate sunt similare venelor din circulatia sistemica.

limfaticele se intind in toate tesuturile de sustinere ale plamanilor,ele sunt colectate de ductul limfatic drept. Anumite substante ce patrund in alveole sunt partial indepartate prin aceste vase alaturi de alte proteine din interstitii prevenind astfel edemul pulmonar.

Presiunile din circulatia pulmonara

- curba de presiune in ventriculul drept:valoarea normala a presiune in ventriculul drept este de aproximativ 25 mmHg cea sistolica si de aproximativ 0-1 mmHg cea diastolica,valori ce reprezinta ¹/₅ din cele ale ventricului stang.

presiunea din artera pulmonara:in cursul sistolei presiunea din artera pulmonara este aproximativ egala cu presiunea din ventriculul drept dar dupa inchiderea valvei pulmonare (la sfarsitul sistolei) presiunea ventriculara scade brusc,pe cata vreme presiunea in artera pulmonara scade lent pe masura ce sangele curge prin capilarele pulmonare astfel la persoanele normale avem :

-presiune sistolica in artera pulmonara de aproximativ 25 mmHg

-presiune diastolica in artera pulmonara de aproximativ 8 mmHg

-presiune medie in artera pulmonara de aproximativ 15 mmHg

presiunea in capilarele pulmonare a fost apreciata prin metode indirecte si este de aprox 7 mmHg

Debitul sanguin in plamani si distributia lui

debitul sanguin pulmonar are aceasi valori cu debitul cardiac iar factorii care controleaza debitul cardiac,in special factorii periferici,controleaza si debitul sanguin pulmonar.

vasele pulmonare se comporta ca niste tuburi distensibile ce se destind pasiv o data cu cresterea presiunii si se ingusteaza prin scaderea acesteia.

cand concentratia oxigenului alveolar scade sub valorile normale vasele de sange adiacente se contracta incet in decursul a 3-5 minute iar rezistenta vasculara putand creste doar de 5 ori  in cazul unor concentratii foarte scazute de oxigen,efectul concentratiei scazute de oxigen asupra rezistentei vasculare pulmonare are rol important si anume distributia mult mai eficenta a perfuziei,in cursul eforturilor fizice intense fluxul de sange pulmonar creste de 4-7 ori. Acest surplus de debit este dobandit pe doua cai:

1. prin cresterea numarului de capilare deschise

2. prin cresterea vitezei de curgere prin fiecare capilar

la un individ sanatos combinatia acestor 2 factori duce la o scadere atat de mare a rezistentei vasculare pulmonare incat presiunea din artera pulmonara creste foarte putin in efort fizic maximal,cand presiunea din atriul stang depaseste 25-30 mmHg (valoarea normala este 1-5 mmHg) si prevoaca cresteri similare a presiunilor capilarelor pulmonare aparand iminenta producerii edemului pulmonar.

Schimburile gazoase alveolo-capilare

sunt supuse legilor difuziunii si sunt favorizate de particulele membranare alveolo-capilare, difuziunea asigura deplasarea gazelor respiratorii (O₂ si CO₂) din teritoriul cu concentratie si presiune mai mare spre cel cu valori mai mici.

intensitatea difuziunii depinde de:

gradientul de concentratie

presiunea partiala

coeficientul de solubilitate si difuziune a gazului respectiv

legile fizice care guverneaza transferul de gaze sunt:

legea presiunii partiale - conform careia presiunea unui gaz intr-un amestec gazos este direct proportional cu continutul sau procentual in amestec. In aerul pulmonar pCO₂ = 0,3 mmHg iar pO₂ =156-158 mmHg iar in aerul alveolar pCO₂ = 40 mmHg si pO₂ =105 mmHg, in sangele venos pulmonar pCO₂ este aproximativ 46 mmHg iar pO₂ = 37 mmHg iar in sangele arterial pCO₂ = 40 si pO₂ este aproximativ 95 mmHg.

legea Boyle-Mariott

legea gay-Lussace

legea Henry

membranele alveolo-capilare cuprind structurile care separa aerul alveolar de sangele din capilarele pulmonare si constituie sediul principal al proceselor de respiratie pulmonara.

factorii care influenteaza transferul alveolo-capilar sunt:

a) gradientul de presiune partial al gazelor

b) proprietatile fizico-chimice ale gazului

c) calitatile membranei

volumul difuzat depinde de: - capacitatea de difuziune a gazului

- capacitatea membranei de transfer

- capacitatea de transfer a eritrocitului

- capacitatea de transport circulator

- capacitatea de absorbtie este cantitatea de gaz ce poate fi absorbita intr-un litru de lichid in conditii de temperatura si presiune standard,viteza de difuziune este exprimata prin coeficientul de difuziune adica cat trece printr-un cm².

Transferul de O₂ prin membrana alveolo-capilara

difuziunea oxigenului este mai mare din aerul pulmonar spre sangele din capilarele pulmonare, presiune oxigenului crescand progresiv in capilarele pulmonare pe tot parcursul transferului iar saturarea sangelui capilar se face la inceputul transferarii.

difuziune este maxima in momentul contactului initial "sange-aer"

capacitatea de difuziune a oxigenului la adult in repaus este 21 ml/min.

Transferul de CO₂ prin membrana alveolo-capilara

CO₂ format la nivel celular este adus la nivel alveolar prin circulatia pulmonara si eliminat apoi la exterior,eliminam CO₂ in conditii normale 200 ml/min.

difuziunea este eficienta totusi datorita capacitatii de difuziune si solubilitate mare a O₂, capacitatea de difuziune a CO₂ este de aproximativ 17 ml/min iar in repaus membrana alveolara transfera  400-500 ml/min si in efort transfera 1200-1300 ml/min.

Transportul sanguin al gazelor respiratorii

transportul sanguin al gazelor respiratorii necesita o serie de conditii:

fixarea la nivelul capilarelor pulmonare a unei mari cantitati de O₂ alveolar,lucru posibil printr-o combinare rapida cu un transportor printr-o legatura reversibila.

fixare a CO₂ la nivel tisular prin legarea de acest transportor.

Transportul sanguin al O₂

O₂ din sange se gaseste dizolvat sau combinat cu hemoglobina,ambele forme fiind dependente de presiunea oxigenului in sangele arterial.

in sangele venos presiunea O₂ variaza in functie de organism si intensitatea metabolismului,fiind egala cu presiunea O₂ din tesutul interstitial iar in artera pulmonara O₂ din sangele venos amestecat are pO₂ 40 mmHg.

forma solubila a O₂ este aproape neglijabila iar forma combinata a O₂ este realizata prin transportul O₂ in combinatie cu hemoglobina cantitativ este de 70 mai mare decat forma dizolvata.

Hemoglobina = 2 . globine

hemoglobina poate exista in doua forme care sunt in echilibru una cu alta,respectiv redusa si oxigenata.

in molecula functionala fierul este mentinut in stare feroasa,singura capabila sa fixeze O₂. Reactia este rapida si nu necesita sistem enzimatic.

fixarea si eliberarea O₂ pe molecula de hemoglobina (Hb) se face succesiv:

Hb₄ + O₂ D Hb₄O₂

Hb₄O₂ + O₂ D Hb₄O₄

Hb₄O₄ + O₂ D Hb₄O₆

Hb₄O₆ + O₂ D Hb₄O₈

Hb combinata cu O₂ = oxi Hb

Hb care a cedat O₂ = Hb redusa

un mol de hemoglobina fixeaza 1,39 ml O₂ iar la fumatori doar 1,20 - 1,25 O₂.

capacitatea de oxigenare reprezinta volumul maxim de O₂ care se poate combina cu hemoglobina, relatia dintre pO₂ si O₂ dizolvat este liniara iar relatia dintre pO₂ si O₂ combinat are forma sigmoida si se numeste curba de disociere a hemoglobinei.

interactiunea dintre O₂ si H₂ la nivelul moleculei de hemoglobina se numeste efect Bohr si consta in elaborarea de hidrogen in timpul reactilor de oxidare a hemoglobinei.

variatile curbei de disociere au insemnate implicatii functionale:deplasarea curbei spre stanga usureaza captarea si stocarea O₂ iar deplasarea spre dreapta favorizeaza eliberarea O₂ spre tesut,in efort intens si la altitudine curba se deplaseaza spre dreapta.

Transportul sanguin al CO₂

CO₂ este prezent in sange sub forma:dizolvata,de bicarbonati,legat de hemoglobina si sub forma de H₂CO₃ (bicarbonat).

forma dizolvata se gaseste in cantitate de 3-5% din totalul de CO₂.

CO₂ dizolvat se gaseste sub 2 forme respectiv gazos si H₂CO₃,forma combinata a CO₂.

CO₂ se gaseste combinat sub mai multe forme : hematiile avand rol esential in transportul si metabolismul CO₂,sinteza de bicarbonati depinde de concentratia de hemoglobina si de gradul de saturatie a hemoglobinei. In sange se mai poate gasi si sub forma de carbonati.

curba de disociere a CO₂ sanguin reprezinta rezultanta curbelor pentru cele 4 forme de transport a CO₂,curba nu atinge un platou dar continutul sangelui in CO₂ creste pe masura ce creste pCO₂. Disocierea si eliberarea CO₂ la nivel pulmonar este favorizat de difuziunea pCO₂ intre sange si aerul alveolar dar si pO₂ mare care favorizeaza formarea de oxi Hb,cele doua gaze se dizloca astfel : tisular pCO₂ mare favorizeaza eliberarea O₂ iar la nivel pulmonar pO₂ mare dizloca CO₂ din combinatile sale din sange.

Reglarea  respiratiei

sistemul nervos ajusteaza aproape perfect rata ventilatiei alveolare la necesitatile organismului astfel incat presiunea partiala a O₂ (Po₂) ca si presiunea partiala a CO₂ (Pco₂) din sangele arterial sunt greu afectate chiar si in timpul exercitiului fizic extrem de intens,ca si in majoritatea celorlalte tipuri de stres.

1. Reglarea nervoasa

centrul respirator este compus din mai multe grupuri dispersate de neuronilocalizati bilateral in bulbul rahidian si in punte,ele se impart in 3 grupe mari de neuroni:

a) grupul respirator dorsal - localizat in portiunea dorsala a bulbului rahidian,grup care determina in principal inspiratia.

b) grupul respirator ventral - localizat in portiunea ventro-laterala a bulbului rahidian,care in functie de tipul populatiai de neuroni de care este stimulata poate comanda atat expiratia cat si inspiratia.

c) centrul pneumotoxic - localizat dorsal,in portiunea superioara a puntii ajuta la controlul atat al frecventei cat si al tipului de miscari respiratori.

centri inspiratori emit descarcari ritmice determinand ritmul bazal al respiratiei,cand descarcarile inceteaza tonusul muscular revine la valoarea initiala expirul.

centri expiratori bulbari sunt inactivi in respiratia normala dar intra in actiune cand centri inspiratori devin hiperactivi.

limitarea inspirului este realizata si de unele reflexe cu punct de plecare bronhiile pulmonare astfel distensia parenchimului pulmonar determina pe cale vagala incetarea inspirului si declansarea expirului = reflex de inflamatie Heriny-Brener - se produce cand valoarea curent. depaseste 1l.

2. Reglarea umorala

asigura automatismul centrilor respiratori si controlul activitatii ritmice a acestora prin intermediulconcentratilor de CO₂,O₂,H⁺ in sangele arterial,acestia actioneaza direct la nivelul centrilor respiratorii sau indirect la nivelul zonelor reflexogene periferice.

prin actiunea directa excesul de CO₂ si H⁺ determina excitarea centrilor respiratori,intensifica activitatea muschilor inspiratori si expiratori cu intensificarea ventilatiei in vederea indepartarii excesului creat,scaderea O₂ in sangele arterial influenteaza indirect reactivitatea centrilor respiratori prin actionarea la nivelul chemoreceptorilor periferici de la nivelul corpusculului carotidian si arcul aortic.

3. Alte reflexe care afecteaza respiratia

apneea reflexa - oprirea respiratiei ca mijloc de aparare impotriva patrunderii in plamani a diverselor substante gazoase,lichide sau solide.

poate fi de natura fiziologica in deglutitie si in cazul inhalarii unor substante iritante

stranutul - reflex de aparare declansat de excitarea receptorilor din caile respiratorii superioare si consta in expulzia sub presiune a aerului in vederea indepartarii corpului excitant.

tusea - reflex de expir fortat dupa un inspir profund,se insoteste de cresretea presiunii si expulzia aerului cu viteza mare.