VENTILATIA PULMONARA.

     Este procesul prin care se realizeaza circulatia alternativa a aerului intre mediu ambiant si alveolele pulmonare, antrenand astfel patrunderea aerului bogat in oxigen catre alveole si eliminarea dioxidului de carbon catre exterior.Ventilaţia se realizează prin mişcările cutiei toracice sub influenţa muşchilor respiratori, plămânii având doar un rol pasiv.
       Muşchii respiratori implicaţi în mişcările cutiei toracice sunt inspiratori (diafragmul şi intercostalii externi în inspiraţia de repaus la care în efort se mai adaugă scalenul, sternocleidomastoidianul, pectoralii, trapezul sau dorsalii) şi expiratori(abdominali, intercostalii interni, patratul lombelor, tringhiularul sternului) care intervin doar în expiraţia forţată.
      Expiraţia de repaus este un act pasiv care se datoreşte revenirii toracelui la forma iniţială ca urmare a reculului elastic rezultat prin tensionarea structurilor elastice pulmonare în inspiraţie.Sub acţiunea muşchilor inspiratori cutia toracică îşi modifică toate cele 3 diametre: vertical prin coborârea diafragmului, transversal.
      Primele coaste şi coloana vertebrală reprezintă puncte de inserţie fixe pentru mişcările inspiratorii de repaus, în timp ce ultimele 2 perechi de coaste au rol în expiraţie servind ca punct de inserţie pentru muşchii abdominali.
      In ventilaţia forţată coloana nu mai rămâne fixă prin mişcările ei de extensie şi flexie contribuind la mobilizarea costală.La individul normal diafragmul asigură în repaus 2/3 până la 3/4 din volumul inspirator având în vedere suprafaţa (350 cm2) şi posibilitatea de a se deplasa cu 10 cm în sus şi în jos.
Plămânii sunt solidari cu pereţii cutiei toracice prin intermediul foiţelor pleurale ce asigură aderenţa şi mişcarea fără frecare.Astfel, modificările volumului pulmonar antrenează variaţii ale presiunii aerului din alveole urmate de pătrunderea sau ieşirea acestuia.
Înregistrarea grafică realizează o buclă presiune-volum deoarece traseele în cursul inflaţiei şi al deflaţiei nu se suprapun realizând o diferenţă ce constituie histereza.
      Aspectul acesta se datoreşte prezenţei surfactantului la interfaţa aer-lichid de la nivelul alveolelor ca şi fenomenului de recrutare, adică de deschidere de noi alveole în cursul inflaţiei pulmonare. Umplerea plămânului cu soluţie salină sau eliminarea surfactantului modifică mult bucla de histereză .
      Impărţirea plămâniilor în lobi contribuie la realizarea unei distensii relativ uniforme a ţesutului pulmonar în inspiraţie, fără distorsiunea căilor aeriene şi a vaselor sanguine. Chiar şi în aceste condiţii există o inegalitate a ventilaţiei, zonele mai puţin mobile (apicală, paravertebrală, paramediastinală) fiind mai puţin ventilate decât zonele inferioare mai mobile. Acest lucru nu afectează însă schimburile gazoase în condiţii fiziologice.

Dinamica ventilatorie cuprinde totalitatea proceselor prin care forţele ce acţionează asupra sistemului toraco-pulmonar antrenează fluxul de aer necesar schimburilor respiratorii.
Fluxul de aer în cursul respiraţiei este consecinţa mişcărilor ventilatorii realizate de muşchii ce acţionează asupra cutiei toracice şi care prin antrenarea plămânilor induc diferenţe de presiune între aerul atmosferic şi cel din interiorul plămânilor.Forţei musculare i se opun rezistenţele generate de forţele elastice, vâscoase şi inerţiale ale sistemului toraco-pulmonar.

Rezistenţa elastică este generată de forţele elastice ce iau naştere la suprafaţa alveolelor datorită tensiunii superficiale, ca şi de cele produse prin întinderea elementelor elastice pulmonare.Cu cât variaţia de volum este mai mare cu atât întinderea şi deci rezistenţa elastică vor creşte.
      La încetarea contracţiei muşchilor inspiratori rezistenţa elastică va căuta să readucă sistemul în starea iniţială de repaus constituind reculul elastic pulmonar.Valoarea rezistenţei elastice este de 5 cm apă/L aer şi a fost inţial exprimată prin aşa numita elastanţă care reprezintă diferenţa de presiune transpulmonară necesară pentru a introduce în plămâni 1 L de aer.
      Deoarece valoarea elastanţei creşte odată cu scăderea elasticităţii pulmonareceea ce poate duce la confuzii, termenul a fost înlocuit cu cel de complianţă care este inversul elastanţei şi reprezintă volumul de aer ce poate fi introdus în plămâni pentru fiecare cm apă diferenţă de presiune transpulmonară.Valoarea normală a complianţei este de 0.2 cm apă/L aer.
Complianţa statică se determină la volume fixe în absenţa fluxului de aer, în timp ce complianţa dinamică se determină în cursul unui ciclu respirator obişnuit.Raportarea complianţei la capacitatea vitală (ea scade odată cu volumul plămânilor) reprezintă complianţa specifică.

Complianţa pulmonară creşte în emfizemul pulmonar în care reculul elastic scade datorită distrugerii pereţilor alveolari. Ea scade în afecţiunile care duc la fibrozarea ţesutului pulmonar.Complianţa toraco-pulmonară este de doar jumătate (0.1 L/cm apă) din valoarea celei pulmonare din cauza rigidităţii mai mari a cutiei toracice.
Rezistenţa vâscoasă (vâscanţa) este dată în special de rezistenţa la frecare şi are o valoare de 2 cm apă/L/s fiind alcătuiră din 2 componente:-tisulară datorită elementelor neelastice pulmonare-gazoasă (80%) datorită frecării aerului de pereţii conductelor aeriene (rezistenţa la flux).

Rezistenţa la flux.Trecerea aerului prin căile aeriene întâmpină o rezistenţă de frecare datorită interacţiunii moleculelor de gaz şi datorită frecării aerului de pereţii conductelor.Rezistenţa la flux reprezintă cea mai mare parte a rezistenţei vâscoase şi depinde în condiţii de repaus de:volumul pulmonar,dispoziţia căilor aeriene,fazele respiraţiei,
regimul de curgere al aerului (laminar sau turbulent) şi calibrul bronşic.

Bronhomotricitatea, aflată sub control neuroumoral,se realizează prin intermediul muşchilor netezi prezenţi în proporţie variabilă în pereţii căilor aeriene.
      Muşchii netezi posedă receptori prin care interacţionează cu diferite substanţe:
*receptori colinergici (bronhoconstrictori)
*receptori adrenergici (α1 constrictori, β2 dilatatori)
*receptori histaminici (H1 constrictori, H2 dilatatori)
*receptori purinergici (dilatatori).
      Parasimpaticul produce o puternică bronhoconstricţie prin intermediul acetilcolinei care acţionează asupra receptorilor colinergici muscarinici. Aceştia pot fi blocaţi de atropină.
      Simpaticul determină bronhodilataţie prin intermediul β2 receptorilor sau bronhoconstricţie prin α receptori.
      Numeroase influenţe umorale acţionează la nivelul căilor aeriene:acetilcolina, histamina, bradikinina, substanţa P, neurokinina A, leucotrienele, tromboxanii, serotonina, cGMP, pulberile, scăderea CO2 în căile aeriene mici produc bronhoconstricţie;epinefrina, izoproterenolul, NO, unele prostaglandine (PGI2, PGA, PGE), peptidul intestinal vasoactiv, cAMP, atropina sau creşterea CO2 şi scăderea O2 în căile aeriene mici produc bronhodilataţie.
       Muşchii respiratoricare prin contracţia lor înving rezistenţele sistemului toraco-pulmonar realizează un lucru mecanic în funcţie de presiunea necesară pentru a deplasa un volum de aer.
      Cea mai mare parte (70%) din acest lucru este folosit pentru a învinge rezistenţele elastice, iar restul pentru rezistenţa la flux.In condiţii de repaus la o ventilaţie de 6 L aer pe minut lucrul mecanic realizat este în jur de 0.3 kgm/min sau 0.05 kgm/L de aer.
      Circulatia alternativa a aerului se realizeaza ca urmare a variatiilor ciclice ale volumului cutiei toracice urmate fidel de miscarea in acelasi sens a plamanului care este solidarizat de aceasta prin intermediul foitelor pleurale.
      Variatiile ciclice ale volumului aparatului toraco-pulmonar se realizeaza in cursul a doua miscari de sens opus, definite ca miscarea inspiratorie si miscarea expiratorie.
      In timpul miscarii inspiratorii are loc cresterea volumului cutiei toracice si o crestere a volumului pulmonar. Cresterea volumului cutiei toracice se realizeaza ca o consecinta a cresterii celor trei diametre ale sale anteroposterior, longitudinal si transversal.O data cu cresterea volumului cutiei toracice are loc o expansiune a plamanilor,favorizata de bogatia fibrelor elastice din structura parenchimului pulmonar si determinata de existenta unei aderente functionale intre cutia toracica si plaman.
       Expansiunea plamanilor si cresterea volumului lor in cursul inspiratiei au drept consecinte o scadere a presiunii aerului din interiorul plamanului sub presiune atmosferica (aproximativ cu 2-3 mm Hg) realizandu-se astfel un gradient de presiune datorita caruia aerul atmosferic patrunde in interiorul plamanilor.
      Punerea in miscare a aparatului toracopulmonar ca fortele ce iau nastere prin contractia muschilor respiratorii sa depaseasca o serie de forte opozante de sens contrar, generator de insasi particularitatile structurale ale aparatului toraco-pulmonar. Dintre fortele opozante o deosebita semnificatie functionala o prezinta fortele elastice, vascoase, inertiale.
      Miscarea expiratorie (expiratia) reprezinta miscarea de sens contrar inspiratiei, in cursul careia are loc revenirea la volumul initial al cutiei toracice si al plamanului.
     In conditii de repaus, expiratia este un act pasiv ce nu necesita contractia musculaturii respiratorii. Revenirea cutiei toracice si a plamanului la volumul initial este consecinta refractiei tesuturilor elastice ale aparatului toraco-pulmonar care au fost desprinse in cursul inspiratiei si care elibereaza sub forma de energie cinetica, energia potentiala acumulata. Ca urmare a scaderii volumului pulmonar in cursul respiratiei, presiunea aerului va creste peste presiunea atmosferica (cu 2-3 mm Hg), ceea ce are drept consecinta crearea unui gradient de presiune de-a lungul careia aerul din plamani iese catre exterior.
       In cursul miscarilor ventilatorii, patrund si ies din plamani cantitati de aer a caror marime este in functie de talia persoanei de varsta, de sex, de postura, etc. si a caror cuantificare poate aduce informatii asupra integritatii aparatului toraco-pulmonar. 
      Evaluarea volumelor se face prin spirometrie si mai ales prin spirografie.Spirometria se efectueaza cu ajutorul spirometrelor. Spirometrele sunt de mai multe feluri: spirometre cu apa si spirometre uscate. Metoda spirografica utilizeaza spirograful, un aparat care permite inregistrarea grafica a volumelor expirate si efectuarea unor succesiuni de miscari inspiratorii si expiratorii.