AS_Respiratia


 * Respiratia**

Pentru ca oxigenul sa ajunga la nivelul celulelor unde este sintetizat, a aparut in cursul evolutiei pe scara animala o serie de adaptari, in vederea captarii lui din aerul atmosferic si a transportului pana la nivelul celulelor carora le este predat. Aparatul respirator are sarcina de a asigura trecerea de Oz din atmosfera in sange si a C02 rezultat din oxidarile celulare, din sange in atmosfera. Sangelui si respectiv hemoglobinei din globulele rosii le revine rolul de transportor al gazelor respiratorii. Schimbul de gaze (02 si C02) dintre organism si mediul ambiant se numeste respiratie. Organul specializat in schimburile gazoase intre organism si aerul atmosferic este plamanul care ofera o suprafata mare, foarte subtire si foarte bine irigata cu sange.
 * Mecanica respiratiei**

Aerul intra si iese din plamani datorita diferentei de presiune care se creeaza intre aerul atmosferic si interiorul plamanului, prin variatiile de volum ale cavitatii toracice. Plamanii sunt organe pasive din acest punct de vedere, ei urmeaza doar miscarile toracelui. Solidaritatea functionala dintre torace si plaman este asigurata prin cavitatea pleurala. Nu este o cavitate reala, ci una virtuala pentru ca intre foita pleuralae viscerala si parietala nu exista un spatiu, ci o lama de lichid foarte subtire. intre aceste doua lame fine de lichid se exercita o forta hidraulica, ce obliga plamanii sa se destinda, cand volumul cutiei toracice creste.

Plamanii pot cu usurinta sa urmeze miscarile cutiei toracice datorita structurii lor elastice. Punerea in actiune a cutiei toracice in variatiile sale ritmice de volum este asigurata prin contractiile ritmice ale musculaturii respiratiei. Diafragma inchide complet cavitatea toracica in partea inferioara astfel ca plamanii se gasesc intr-o adevarata cavitate pneumatica. In repaus, diafragma este bombata in sus si tinde sa se aplatizeze cand se contracta marind astfel diametrul vertical al cavitatii toracice. Totodata, coastele se ridica prin intrarea in contractie a muschilor intercostali externi. Ridicarea coastelor de la 1-5 mareste diametrul transversal.

Se realizeaza astfel cresterea volumului cavitatii toracice urmata de cresterea spatiului intrapulmonar. Scade astfel presiunea in interiorul plamanilor si, potrivit legilor gazelor, se asigura intrarea in plamani a circa 500 cm3 aer. S-a produs astfel inspiratia. Imediat urmeaza expiratia. Prin relaxarea muschilor inspiratori, cutia toracica revine la dimensiunile initiale, spatiul intrapulmonar se micsoreaza, presiunea creste si conform acelorasi legi ale gazelor, aerul este expirat. Cele doua componente ale respiratiei, inspiratia si expiratia, se succed, fara pauza, de 14-16 ori pe minut, alcatuind frecventa respiratorie. Deplasarea volumului de aer din plamani spre exterior si introducerea de aer in plamani se numeste ventilatie pulmonara.

Frecventa si amplitudinea miscarilor respiratorii variaza foarte mult in functie de necesitatile in 02 si de cantitatea de C02 acumulata. Cresterea frecventei si a amplitudinii respiratorii presupune existenta mecanismelor de reglare si a musculaturii respiratorii suplimentare care intra in actiune Ia comanda sistemului nervos. Cantitatile de aer inspirate si expirate in asemenea conditii sunt crescute, deoarece plamanii dispun de rezerve respiratorii.

Capacitatea totala pulmonara este de 5.000 cm3. Ea cuprinde patru volume:
 * volumul curent, reprezentat prin aerul care intra si iese printr-o respiratie normala;
 * volumul inspirator de rezerva, reprezentat prin aerul care poate fi introdus printr-o respiratie fortata, facuta la sfarsitul unei inspirati normale;
 * volumul expirator de rezerva, cuprinde aerul care poate fi expirat fortat la sfarsitul unei expiratii normale;
 * volumul rezidual care umple alveolele si nu poate fi scos din plamani decat prin deschiderea cutiei toracice.

Volumul curent de 500 cm3 aer este suficient pentru conditiile de repaus cand necesitatile de 02 sunt mici, dar creste considerabil in efort fizic. in aceste conditii, printr-o singura respiratie se ventileaza 3.000-4.000 cm3 de aer, care reprezinta capacitatea vitala (formata prin insumarea volumului curent + volumul inspirator de rezerva + volumul expirator de rezerva). Determinarea capacitatii vitale se face cu ajutorul spirometrului si reprezinta cantitatea de aer care poate fi expirata fortat, dupa ce s-a facut o inspiratie fortata. De valoarea capacitatii vitale depinde in mare masura posibilitatea de adaptare a functiei respiratorii.

Cantitatea de aer care trece prin plamani intr-un minut se numeste debit respirator si se afla inmultind aerul curent cu frecventa respiratorie. in conditii de repaus, este de 81/min (500 x 14 - 16 = 7.000 - 8.000 cm3). in efortul fizic, mobilizand rezervele si crescand frecventa, se poate ajunge la 140-150 litri pe minut, dovedind capacitatea mare de adaptare a functiei respiratorii.

Aerul expirat are o compozitie diferita fata de cel inspirat; este mai sarac in 02. Luand contact cu suprafata alveolara, aerul inspirat cedeaza o parte din 02 sangelui, care ii ofera in schimb C02- Este un schimb de gaze din aerul alveolar spre sange (02) si din sange spre aerul alveolar (C02). Aceste schimburi se fac dupa legile generale ale gazelor.
 * Schimbul de gaze la nivel pulmonar, sangvin si tisular**

Factorul care determina sensul in care se face schimbul este presiunea partiala pe care gazul o dezvolta in amestec. De la presiune mai mare (100 mm Hg), 02 din aerul alveolar trece in sangele venos unde se afla sub o presiune mai scazuta (40 mm Hg). C02, in sangele venos, se afla sub o presiune partial putin mai mare (46 mm Hg) decat in alveolele pulmonare, dar suficienta sa asigure eliminarea lui, deoarece C02 are un coeficient de difuziune mare. Sangele venos tinde astfel sa ne puna in echilibru cu aerul alveolar. Cand echilibrul s-a stabilit, sangele a devenit arterial.

Gazele din aer difuzeaza prin epiteliul alveolar in sange, in care se dezvolta intr-o oarecare masura. Cantitatea de gaz dizolvata depinde de mai multi factori: coeficientul de solubilizare, presiunea sa partiala, temperatura si reactia sangelui.
 * Transportul gazelor sau etapa sangvina a schimbului de gaze**

Toate gazele prezente in aer se dizolva in sange numai intr-o foarte mica proportie. Din aceasta cauza, cantitatea de oxigen dizolvat n-ar putea satisface nevoile organismului. Cu toate acestea, in mod normal, el nu duce lipsa de oxigen, deoarece hemoglobina, cu care sunt pline hematiile, are proprietatea de a lega, in mod temporar, o mare cantitate de oxigen (o molecula de oxigen la o molecula de hemoglobina).

Asadar, ajungand in sange, oxigenul poate fi transportat cu ajutorul acestuia: pe de o parte, dizolvat, iar pe de alta parte, legat de hemoglobina (oxihemoglobina). La nivelul alveolelor pulmonare exista conditii foarte favorabile incarcarii sangelui cu oxigen, pe cand la nivelul tesuturilor, acesta contribuie la o partiala descarcare a lui.

Pana nu de mult s-a crezut ca oxigenul este folosit de celule pentru arderea unor substante nutritive organice. Nu numai atat, dar plecandu-se de la faptul ca in acelasi timp celulele produc o cantitate aproximativ echivalenta de dioxid de carbon, s-a tras concluzia ca oxigenul luat din aer si transportat pe cale sangvina s-ar combina in celule cu carbonul substantelor organice, formandu-se dioxid de carbon si eliberandu-se energie calorica.
 * Schimbul de gaze la nivel tisular**

Prin urmare, se considera ca procesele de ardere in organism ar fi comparabile pana la un punct cu arderea carbunilor sau a lemnelor intr-o soba. Cercetarile au scos la iveala faptul ca in celule consumul de oxigen si productia de dioxid de carbon - deci „respiratia celulara" - se realizeaza prin procese biochimice complexe si fara legatura directa intre aceste gaze. In celule, energia cumulata in substantele organice nu este eliberata prin procese de oxidare violenta, ca si acelea care se petrec in cazul unor arderi propriu-zise, ci este degajata cate putin.

In esenta, procesele se desfasoara in felul urmator: Cat priveste dioxidul de carbon, acesta rezulta din cu totul alte procese, care duc pana la urma la ruperea lui din molecula de substante nutritive. Dioxidul de carbon degajat trece in sange, in care o parte se dizolva in plasma, alta se transforma in acid carbonic, care se combina cu sodiul, formandu-se bicarbonatul de sodiu, si o alta parte se leaga de diferite substante proteice, in special de hemoglobina, rezultand compusul numit carbohemoglobina. La nivelul alveolelor pulmonare, el insa se desface din toate aceste combinatii, cu aceeasi usurinta cu care a intrat in ele, si difuzeaza in aerul alveolar.
 * din molecula de substanta nutritiva folosita de celula sunt desprinsi (cu ajutorul unei enzime specifice) doi ioni de hidrogen (protoni), eliberandu-se - in acelasi timp - cei doi electroni;
 * acestia din urma sunt imediat preluati si apoi cedati de o intreaga serie de substante (transportori de electroni), ajungand pana la urma la o molecula de oxigen primita de celula de la oxihemoglobina;
 * oxigenul este astfel "activat", devenind capabil sa se combine cu ionii de hidrogen (2H+) in urma carui fapt rezulta o molecula de apa (apa metabolica). Prin urmare, in procesul de respiratie celulara, oxigenul se combina cu hidrogenul, nu cu carbonul, iar produsul care se obtine este apa metabolica, nu C02.