Anatomia si fiziologia omului , 32 PLAMANII , FIZIOLOGIA SISTEMULUI RESPIRATOR

III.2. PLAMANII

Plamanii sunt principalele organe ale respiratiei. Sunt organe perechi, situate in cavitatea toracica, deasupra diafragmei, inveliti de pleura. Pleura prezinta o foita parietala, care adera la peretii toracelui, si o foita viscerala, care adera la plaman. Ele delimiteaza o cavitate pleurala, in care se gaseste lichid pleural secretat de celulele epiteliului pleural. Acest lichid are rol in mecanica respiratiei.
Au forma unei jumatati de con. Culoarea lor variaza cu varsta: la fat: rosu-brun; la copil; gri-rozie; la adult: cenusiu mai mult sau mai putin inchis. Greutatea plamanilor este de 700 g pentru plamanul drept, 600 g pentru plamanul stang. Consistenta plamanilor este elastica, buretoasa. Fata externa a plamanilor este convexa si vine in raport cu coastele. Pe aceasta fata se gasesc santuri adanci, numite scizuri, care impart plamanii in lobi. Plamanul stang are 2 lobi (superior si inferior). Plamanul drept are 3 lobi (superior, mijlociu, inferior). Fata interna este plana si vine in raport cu organele din mediastin. Pe aceasta fata, mai aproape de marginea posterioara a plamanilor, se afla hilul pulmonului pe unde intra sau ies din plaman vasele, nervii si bronhia principala. Baza plamanilor este concava si vine in raport cu diafragma. Varful plamanului depaseste in sus prima coasta si vine in raport cu organele de la baza gatului. Marginea anterioara, ascutita este situata inapoia sternului, iar cea posterioara, rotunjita vine in raport cu coloana vertebrala si extremitatea posterioara a coastelor.
Plamanul este alcatuit din doua formatiuni anatomice distincte: arborele bronsic si alveolele pulmonare.
Arborele bronsic reprezinta totalitatea bronhiilor intrapulmonare, care rezulta din ramificarea bronhiilor principale. Bronhiile principale se ramifica in: bronhiile lobare, care se distribuie la lobii pulmonari; bronhiile segmentare, care se distribuie la segmentele pulmonare; bronhiolele lobulare, care deservesc lobulii pulmonari; bronhiolele terminale; bronhiolele respiratorii; ductele alveolare terminate cu alveole. Bronhiolele respiratorii, impreuna cu formatiunile derivate din ele, formeaza acinii pulmonari. Acinul pulmonari este unitatea morfofunctionala a plamanului.

Alveolele pulmonare au forma unor saculeti cu pereti subtiri, adaptati schimburilor gazoase. Epiteliul alveolar are dubla functie, fagocitara si respiratorie. Suprafata totala a acestuia este de 80-120 m2. In jurul alveolelor se gaseste o bogata retea de capilare. Peretii capilarelor impreuna cu peretii alveolelor formeaza membrana alveolo-capilara. La acet nivel au loc schimburile de gaze.
Vascularizatia plamanilor este dubla:
  • vascula
    rizatia nutritiva - asigurata de arterele bronsice, ramuri ale aortei toracice, care aduc la plamani sange oxigenat, pentru arborele bronsic si parenchimul pulmonar. Arterele bronsice insotesc arboreal bronsic numai pana la nivelul bronhiolelor respiratorii. De aici, se continua cu reteaua capilara din care iau nastere venele bronsice, care aduc sangele cu CO2 spre vena cava superioara;
  • vascularizatia functionala - apartine micii circulatii; in plaman, ramurile arterei pulmonare insotesc ramificatiile arborelui bronsic pana la alveole; aici formeaza reteaua capilara functionala, la nivelul careia sangele cedeaza CO2 si primeste O2. In reteaua capilara isi au originea venele pulmonare, cate doua din fiecare plaman.
Inervatia plamanilor este vegetativa, asigurata de cele doua plexuri pulmonare: anterior, situat inaintea bronhiei principale, si posterior, situat inapoia bronhiei principale; fibrele vegetative parasimpatice provin din nervul vag, iar cele simpatice, din ganglionii simpatici toracali.


B. FIZIOLOGIA SISTEMULUI RESPIRATOR

1. Mecanica respiratiei

Procesele mecanice respiratorii sunt procesele prin care cavitatea toracica isi modifica volumul, ceea ce permite inspiratia si expiratia pulmonara.
Inspiratia:
  • act motor activ, realizat cu ajutorul muschilor respiratori;
  • prin contractia muschilor, se modifica volumul cutiei toracice;
  • plamanii se dilata pasiv, datorita fortei de adeziune a pleurelor;
  • presiunea aerului pulmonar devine mai mica decat presiunea atmosferica;
  • diferenta de presiune face ca aerul atmosferic sa patrunda in plamani pasiv, realizandu-se inspiratia;

Expiratia:
  • proces pasiv;
  • in conditii obisnuite, toracele revine la dimensiunile sale de repaus, ca urmare a relaxarii musculaturii respiratorii;
  • presiunea din interiorul plamanilor creste, iar o parte din aerul introdus in plamani este expulzat;

Inscrierea miscarilor respiratorii se face cu ajutorul pneumografului, inregistrarea grafica a miscarilor purtand numele de pneumograma. Frecventa miscarilor respiratorii, in stare de repaus este de 16 respiratii/minut la barbat si 18 respiratii/minut la femeie.
Miscarile respiratorii permit patrunderea si iesirea succesiva a aerului din plamani, contribuind la realizarea ventilatiei pulmonare:

Capacitate pulmonara totala (CPT)
5000 cm3
Capacitate vitala (CV)
3500 cm3
Volum rezidual (VR) 1500 cm3

- volum curent (VC)- 500 cm3; inspiratie normala;

- volum inspirator de rezerva (VIR)- 1500 cm3; inspiratie fortata;

- volum expirator de rezerva (VER)- 1500 cm3; expiratie fortata;
- aer care ramane in plamani;



2. Schimburile gazoase respiratorii


Se desfasoara in trei etape:

      1. Respiratia pulmonara:
  • la nivelul alveolelor pulmonare are loc schimbul de gaze intre aerul alveolar si sangele venos din capilarele alveolare;
  • acest schimb se realizeaza pe baza unor legi fizice, a unor mecanisme fiziologice si a unor structuri si proprietati specifice ale membranelor alveolo-capilare;
  • oxigenarea sangelui la nivelul capilarelor alveolare se numeste hematoza pulmonara; structura prin care se face acest schimb este membrana alveolo-capilara;

      1. Transportul oxigenului si dioxidului de carbon prin sange:
  • oxigenul este transportat dizolvat in plasma si combinat cu hemoglobina (oxihemoglobina) in cantitate mult mai mare decat forma dizolvata;
  • dioxidul de carbon este transportat sub forma dizolvata, de bicarbonati de Na si K, de carbonati si sub borma de carbamati (carbohemoglobina);
  • oxihemoglobina formata la nivel pulmonar se disociaza in tesuturi unde concentratia si presiunea partiala a O2 sunt mai scazute decat in sangele arterial;
  • formarea si disocierea hemoglobinei depind de o serie de factori: temperatura, ph-ul mediului intern, prezenta sau absenta unor electroliti;
  • forma libera a O2 din sange are o importanta, reprezentand stadiul initial si obligatoriu pentru intreaga cantitate de O2 care intai se dizolva in plasma, si apoi se combina cu hemoglobina, rezultand HbO2; aceasta forma libera a O2 mentine gradientul presional plasma-tesuturi, in vederea schimburilor permanente dintre acestea;
  • combinarea O2 cu hemoglobina, nu este o oxidare propriu-zisa, ci o oxigenare, deoarece Fe ramane tot in stare de Fe2+;
  • in plasma si in eritrocite, sub influenta anhidrazei carbonice, CO2 se hidrateaza, rezultand H2CO3; acesta se disociaza, eliberand HCO3, care se combina cu K+ in eritrocite si cu Na+ in plasma;

      1. Respiratia celulara (tisulara), se desfasoara in etape:
  • degradarea anaeroba a glucozei in citoplasma si oxidarea acizilor grasi din mitocondrii;
  • decarboxilarea si oxidarea produsilor intermediari rezultati in ciclul Krebs din mitocondrii, cu eliberare de CO2, H2O, electroni si H+;
  • transferul H+ si a electronilor in lantul transportor de electroni pana la O2 molecular, urmat de eliberarea unor cantitati de energie;
  • stocarea unei parti din energia produsa in legaturile macroergice ale ATP, ca urmare a fosforilarii ADP, cuplate cu transportul de electroni;

Reglarea miscarilor respiratorii se realizeaza prin mecanisme nervoase si umorale.

Reglarea nervoasa are doua componente:
  1. reglarea automata, care este realizata de structuri nervoase din formatiunea reticulata bulbo-pontina. Acestea imprima ritmul respiratiilor si sunt formate din neuroni inspiratori si neuroni expiratori. Neuronii inspiratori trimit fibre catre motoneuronii spinali care inerveaza muschii respiratori. Expiratia este un proces pasiv, care are loc atunci cand neuronii inspiratori sunt inhibati de activitatea neuronilor expiratori. Neuronii inspiratori si cei expiratori intra in actiune succesiv, ceea ce imprima un caracter ritmic respiratiei. Ciclul inspiratie-expiratie este consecinta activitatii neuronilor bulbari. Activitatea centrilor bulbari este influentata de centrii respiratori pontini. Cercetarile experimentale au demonstrat existenta unui centru apneustic pontin, care stimuleaza inspiratia prin stimularea neuronilor inspiratori din bulb, si a unui centru pneumotaxic pontin, cu actiune antagonica centrului apneustic, si care inhiba inspiratia. La reglarea automata a respiratiei contribuie si impulsurile de la chemoreceptorii sangvini, care raspund variariilor presiunilor partiale ale gazelor din sange si ale valorilor ph. Acesti chemoreceptori controleaza respiratia prin intermediul nervilor cranieni glosofaringian si vag.
  2. reglarea comportamentala si voluntara este realizata de la nivel cortical, respiratia fiind una dintre cele mai corticalizate functii. Respiratia poate fi oprita in mod voluntar pentru un anumit timp (apnee), poate fi amplificata, superficializata, accelerata sau incetinita. Modificarea voluntara a ritmului respirator este importanta in vorbire, cantatul vocal sau cu instrumente de suflat, in actiuni ce implica retinerea respiratiei.
Reglarea umorala este realizata prin intermediul presiunilor partiale ale gazelor respiratorii. Conform legii lui Dalton, presiunea totala a unui amestec gazos reprezinta suma presiunilor partiale ale gazelor constituiente.

Boli ale aparatului respirator:

  • raceala - este determinata de diverse tipuri de tulpini virale, imunitatea dobandita dupa contactul cu una dintre ele neputand conferi protectie si impotriva altei tulpini; se manifesta prin inflamarea acuta a mucoasei respiratorii, febra, dureri de cap;
  • sinusita - inflamarea sinusurilor;
  • amigdalita - inflamarea amigdalelor;
  • laringita - inflamarea laringelui;
  • pneumonia - inflamatia acuta a alveolelor pulmonare, putand sa cuprinda o parte dintr-un plaman sau intreg plamanul; lobulii pulmonari devin nefunctionali si se umplu cu mucus si puroi;
  • fibroza pulmonara - determinata de inhalarea unor particule microscopice de siliciu, carbune sau azbest; patrunderea acestora in plamani duce la formarea de tesut conjunctiv in plamani, ceea ce afecteaza capacitatea respiratorie si poate determina aparitia cancerului ;
  • tuberculoza pulmonara - determinate de o bacterie (bacilul Koch); alveolele pulmonare sunt distruse si inlocuite cu tesut conjunctiv lipsit de elasticitate; portiunile de tesut pulmonar invadate de bacili se inconjura de o capsula protectoare; tuberculoza reprezinta principala cauza a mortii in secolul trecut, dar aparitia antibioticelor a permis vindecarea ei; in zilele noastre tubercoloza este provocata de tulpini bacteriene care s-au adaptat la tratamentul cu antibioticele obisnuite;
  • emfizemul - reprezinta degenerarea tesutului elastic pulmonar, insotita de destinderea exagerata a plamanilor, ca urmare a retinerii aerului, si de scadere puterii de contractie a alveolelor; aerul retinut determina ruperea alveolelor, suprafata pentru schimburile de gaze respiratorii scade si nu mai furnizeaza suficient oxigen inimii si creierului; inima lucreaza mai mult pentru a satisface nevoile de oxigen, ceea ce duce la imbolnavirea ei; creierul insuficient irigat provoaca stari de depresie si iritabilitate;
  • cancerul pulmonar - procat de fumat se caracterizeaza prin ingrosarea tesutului care captuseste bronhiile; celulele acestuia isi pierd cilii, astfel ca patrunderea corpilor straini in plamani nu mai poate fi impiedicata; celulele respective sufera si alte modificari, se inmultesc si astupa bronhiile; patrund apoi si in tesuturile inconjuratoare (metastaza);
  • bronsita - inflamarea bronhiilor;