Curs 9 - subiecte de sinteza

1. Fiziologia căilor respiratorii superioare: caracteristici morfo-funcționale, roluri

2.1. Fiziologia căilor respiratorii superioare (CRS)

CRS conțin: fosele nazale, faringele și glota

CRI se compun din:
A. CRI centrale: laringe, trahee, arbore bronșic → până la bronhiola cu Ø = 2 mm (ultima cu cartilaj)
B. CRI periferice (fără cartilaj, cu ↑ musculatură netedă): de la bronhiola cu Ø < 2 mm → până la bronhiola terminală (Ø ≈ 0,2 mm)

1. Fosele nazale

A. Fosele nazale:
• cornetul inferior și mijlociu → asigură funcția respiratorie
• cornetul superior și partea superioară a septului nazal → asigură funcția olfactivă

Rolul foselor nazale:

1. Curățarea aerului de particule cu > 10μm

2. Încălzirea și umidifierea aerului → asigurată de vascularizarea mare a mucoasei nazale și de glandele acinare cu celule mucoase și seroase

3. Zona superioară: olfacție → receptorii olfactivi (calea aferentă = nervul I, centru = sistemul limbic)

4. Zona inferioară: zonă reflexogenă → strănut (aferență = nervul V, centru = bulbar), bogat vascularizată

1. Faringele

B. Faringele are Ø ≅ 12 mm și 2 roluri majore:

1. Zonă reflexogenă cu rol major în controlul trecerii corecte a aerului și a alimentelor ⇒ asigură: • trecerea aerului din/spre laringe • trecerea alimentelor spre esofag, prin reflexul de deglutiție având: – calea aferentă = nervul X – centrul = bulbul rahidian – calea eferentă = nervul IX

2. Rol în apărarea antibacteriană ⇒ asigurată de Inelul Waldeyer = țesut limfatic bogat format de amigdalele: linguale, palatină și faringiană, care se continuă cu țesutul limfatic asociat bronhiilor (BALT)

1. Glota

C. Glota:
• localizată între corzile vocale inferioare și fața internă a cartilajului aritenoid
• rol major în fonație
• modificările de diametru ale glotei depind de musculatura intrinsecă laringiană (inervată de nervul X), astfel:
– glota este parțial deschisă - în repaus respirator și în expir normal
– glota este larg deschisă - în inspir forțat
– glota se micșorează în vorbire
– închidere voluntară a glotei în expir forțat din manevra Valsalva

2. Fiziologia căilor respiratorii inferioare centrale: caracteristici morfo-funcționale, roluri

2.2. Fiziologia căilor respiratorii inferioare (CRI)

A. Căile respiratorii inferioare centrale
Componente: laringe, trahee, arbore bronșic până la bronhiola cu Ø = 2 mm

2. Laringele și Traheea

A1. Laringele: conduce aerul spre trahee

A2. Traheea (Ø = 20 mm, lungime = 10-12 cm)
• Structură: 15-20 inele cartilaginoase în formă de “U” incomplet posterior, completate de o membrană elastică
⇒ tub rigid dar care are și capacitatea de a se întinde ⇒ previne colapsul traheei

2. Rolurile traheei

Roluri trahee:

• conduce aerul spre/din bronhii

• clearance mucociliar → mișcarea cililor celulelor epiteliale → transportă particulele depuse pe mucus (inclusiv bacteriile) spre orofaringe, unde sunt înghițite

2. Arborele bronșic – diviziuni morfofuncționale

A3. Arborele bronșic rezultă prin diviziunea dihotomică a bronhiilor ⇒ “Generații”

• În raport cu structura (diametrul) - generația a 3-a de bronhii se continuă cu bronhiolele, cu Ø tot mai mic (bronhiola cu Ø ≈ 2 mm fiind ultima care mai are cartilaj)

• În raport cu funcția lor, există:

1. Zona de conducere a aerului (16 generații)

2. Zona respiratorie = teritoriu de schimb gazos (ultimele 7 generații)

2. Zona de conducere a aerulu

1. Zona de conducere a aerului

• Componente: bronhii lobare, segmentare, intersegmentare și bronhiole, până la bronhiola terminală (Ø ≈ 0,2 mm)

• Rol: asigură conducerea aerului în/din plămân

• NU au loc schimburi gazoase ⇒ “spațiu mort anatomic” (≈ 150 ml)

2. Zona respiratorie

2. Zona respiratorie = teritoriu de schimb gazos (ultimele 7 generații):

• Componente: → bronhiole respiratorii (3 generații) → se continuă cu ductele alveolare (3 generații) → se termină cu sacii alveolari (ultima generație = 23)

• NU face parte din căile respiratorii

• Rol: asigură schimburile gazoase

3. Fiziologia căilor respiratorii inferioare periferice: caracteristici morfo-funcționale, roluri

B. Căile respiratorii inferioare periferice

Cuprind bronhiolele cu Ø < 2 mm → până la bronhiola terminală cu Ø ≅ 0,2 mm

3. Caracteristici structurale ale căilor periferice

b) Zona de conducere a aerului cu bronhiolele cu Ø între 2 mm și 0,2 mm:

• NU mai conțin cartilaj

• Număr ↑↑ de fibre musculare netede

• Nu mai sunt prezente glande mucoase

• Celulele epiteliale sunt cubice + au foarte puțini cili

⇒ ↑ Risc de închidere sub acțiunea agenților BC (Ach, SNVP)

3. Particularități funcționale ale bronhiolelor

• pe măsură ce se dihotomizează, unghiul de bifurcație se reduce ⇒ căile respiratorii mici sunt paralele ⇒ suprafață totală mare ⇒ flux laminar ⇒ rezistență la flux ↓

• nu mai au cartilaj ⇒ ↑ risc de colaps (menținute deschise de fibre elastice peribronșice)

• fibre musculare netede ↑↑ ⇒ influențate major de factorii BC/BD

3. Bronhiole terminale, respiratorii și zona respiratorie

• Bronhiolele terminale = a 3-a generație de bronhiole – au ↑ fibre musculare netede – ultimele care fac parte din căile respiratorii

• Bronhiolele respiratorii = segmentul de tranziție între căile respiratorii și alveole

• Zona respiratorie începe din locul unde bronhiolele terminale se continuă cu bronhiolele respiratorii → se continuă cu ductele alveolare → sacii alveolari

3. Factori bronhodilatatori și bronhoconstrictori

Factori bronhodilatatori (BD)

• SNVS, adrenalina, β-agoniștii (rec. β2)

• Parasimpaticolitice (atropina)

• Miofilin

Factori bronhoconstrictori (BC)

• SNVP (vagul), acetilcolina, metacolina (rec. muscarinici)

• β-blocante

• Leucotriene (LT) + Prostaglandine (PG)

• Histamina (Rec. H1)

4. Structura peretelui traheo-bronșic: importanța fiziologică a componentelor

2.1.1. Structura peretelui traheo-bronșic

Peretele traheo-bronșic conține următoarele elemente:

1. Cartilaj în formă de “U”

2. Fibrele musculare netede (fmn)

3. Mucoasa cu diferite tipuri de celule

4. Sistemul imun asociat mucoaselor = BALT

5. Glande traheo-bronșice

6. Fibrele nervoase

4. Cartilajul și fibrele musculare netede

1. Cartilaj în formă de “U”, completat în partea posterioară de o membrană fibro-musculară

• se reduce progresiv de-a lungul arborelui bronșic → devine fragmentat în bronhiile mici → dispare în bronhiolele cu Ø < 2 mm

• rol: se opune închiderii (colapsului) căilor respiratorii

2. Fibrele musculare netede (fmn): completează posterior cartilajul

• devin tot mai numeroase în căile respiratorii mici (distale)

• pe măsură ce se reduce cartilajul ⇒ ↑ risc de bronhoconstricție la acest nivel

4. Mucoasa traheo-bronșică

3. Mucoasa cu diferite tipuri de celule: epiteliale ciliate, caliciforme, nediferențiate

Rolurile mucoasei traheo-bronșice:
a) Barieră pentru particulele/noxele din aer
b) Clearance-ul muco-ciliar
c) Rol în imunitate realizată prin celulele dendritice = celule prezentatoare de antigen (APC)

4. BALT, Glande și Fibre nervoase

4. Sistemul imun asociat mucoaselor = BALT (Bronchial-Mucosa-Associated Lymphoid Tissue)

• Structură: ganglioni limfatici, agregate limfatice, limfocite solitare, celule dendritice

• Rol major în apărare

5. Glande traheo-bronșice → secretă mucus (funcție stimulată de vag, iritanți, factori inflamatori)

6. Fibrele nervoase

• Sunt de tip senzitiv și motor

• Componente: SNVP (vag), SNVS, Sistem NANC (NO + VIP)

5. Clearance-ul muco-ciliar: caracteristici, componente, factori care îl influențează

2.3. Clearance-ul muco-ciliar

• Proces fiziologic de curățare a aerului inhalat de particulele cu Ø < 3 μm

• Implică două componente: (1) stratul de mucus și (2) cili celulelor epiteliale

Este un mecanism foarte eficient:

• 90% din particule sunt eliminate în decursul primei ore

• Clearance-ul 100% are loc în decurs de 6-12 h

5. Stratul de mucus

1. Stratul de mucus

• produs de: celulele caliciforme, celulele glandelor mucoase

• cantitate: 10 ml/zi - 100 ml/zi, producție stimulată de: vag, iritația căilor respiratorii, inflamație

Prezintă 2 straturi:

• vâscos (gel fibro-reticular = “faza de gel”) - la suprafața mucoasei

• seros (fluid periciliar = “faza de sol”) - în profunzime

5. Ciliile celulelor epiteliale

2. Cili celulelor epiteliale

• mișcarea cililor asigură transportul mucusului în sens anterograd, începând de la bronhiolele terminale înspre laringe

• cili prezintă mișcări rapide spre înainte, cu frecvența = 10 - 20/s

• viteza de deplasare: – în căi respiratorii mici: v = 0,5 - 1 mm/min – în trahee: v = 5 mm/min

• prin mișcarea cililor ⇒ “mecanism escalator”

5. Factori care influențează clearance-ul muco-ciliar

Factori care modifică transportul muco-ciliar:

Factori inhibitori:

• Fumul de țigară

• Poluanți gazoși (SO₂, NO₂, O₃), hiperoxie prelungită

• Anticolinergice, Anestezice, Antidepresive

• Aer uscat, Temperaturi extreme

• Avitaminoza A

Factori activatori:

• Adrenergice (α și β agoniști)

• Mucolitice, Colinergice, Miofilina

• Soluții saline hipertonice/izotone

• Aerul umed

6. Fiziologia surfactantului alveolar

Card de ancorare / Mindmap

Surfactantul alveolar

• Produs de: celulele alveolare de tip II (începând cu luna 6-7 de gestație)

• Structură: fosfolipide, proteine, apoproteine, Ca²⁺

• Rol principal: scade tensiunea superficială la nivelul alveolelor

• Funcții cheie:

  1. Reduce lucrul mecanic respirator

  2. Menține alveolele „uscate”

  3. Previne colapsul alveolar în expir

  4. Curățare alveolară + imunitate locală

Absența surfactantului = incompatibilă cu viața!!

6. Structura și rolul principal al surfactantului

3.3. Fiziologia surfactantului alveolar

• Reprezintă produsul de secreție al celulelor alveolare de tip II începând cu luna 6-7 de gestație

• Rol major: modifică tensiunea superficială locală în timpul respirației

• Structură: fosfolipide, proteine, apoproteine și ioni de Ca²⁺

6. Funcțiile surfactantului (1)

Funcțiile surfactantului:

1. Scade tensiunea superficială la suprafața alveolelor ⇒ reduce lucrul mecanic respirator

• În expir: când volumul alveolei scade, moleculele de surfactant se adună formând un strat continuu ⇒ tensiunea superficială scade odată cu micșorarea alveolei ⇒ previne colabarea alveolei

• În inspir: moleculele se dispersează ⇒ tensiunea superficială crește și se opune inflației excesive

6. Funcțiile surfactantului (2)

Funcțiile surfactantului (continuare):

2. Menține „uscate” alveolele, opunându-se filtrării lichidelor din capilare în alveole

3. Permite emulsionarea particulelor inhalate

4. Dizolvă și neutralizează gazele poluante

5. Asigură curățarea alveolelor de particulele de mici dimensiuni ⇒ preluare de clearance-ul muco-ciliar

6. Importanța clinică - variații și patologie

Variațiile surfactantului și condiții patologice:

• Cu cât alveolele au dimensiuni mai mici ⇒ cu atât presiunea intraalveolară tinde să crească

• La nou-născuții prematuri → producție redusă ⇒ sindromul de detresă respiratorie (colaps alveolar în expir)

• La adulți → poate apărea în: edem pulmonar, fumat, oxigenoterapie prelungită, aspirație de lichide

• Concluzie: absența surfactantului este incompatibilă cu viața!!

7. Volumele pulmonare: definiții, caracteristici, valori normale, variații în disfuncțiile ventilatorii

4.1. Volumele pulmonare

Volume statice măsurabile prin spirometrie lentă:

1. Volumul curent (VT)

2. Volumul inspirator de rezervă (VIR)

3. Volumul expirator de rezervă (VER)

Volum nemăsurabil direct:
4. Volumul rezidual (VR)

7. Volumul curent (VT)

1. Volumul curent (VT, tidal volume)

• Volumul de aer mobilizat într-un ciclu ventilator de repaus (expir sau inspir) între PIR și PER

• Reprezintă 15% din CV

• VT ≈ 500 ml

7. Volumul inspirator de rezervă (VIR)

2. Volumul inspirator de rezervă (VIR)

• Volumul maxim de aer care mai poate fi inspirat forțat după un inspir de repaus, până la poziția inspiratorie maximă (de la PIR → PIM)

• Reprezintă 50% din CV

• VIR ≈ 3000 ml

7. Volumul expirator de rezervă (VER)

3. Volumul expirator de rezervă (VER)

• Volumul maxim de aer care mai poate fi expirat forțat, după un expir de repaus, până la poziția expiratorie maximă (de la PER → PEM)

• Reprezintă 35% din CV

• VER ≈ 1200 ml

7. Volumul rezidual (VR)

4. Volumul rezidual (VR)

• Volumul de aer care rămâne în plămâni la sfârșitul unui expir maxim (în poziția expiratorie maximă - PEM)

• Reprezintă 25% din CPT

• VR ≈ 1200 ml

Rol: VR + VER = CRF (capacitate reziduală funcțională)

7. Determinarea și variații patologice ale volumului rezidual

Determinarea VR: metode indirecte (pletismografie, metoda diluției heliului)

Patologie:

• ↑ VR: hiperinflație → sindroame obstructive (astm, emfizem)

• ↓ VR: fibroze pulmonare, pneumonii, edem pulmonar (disfuncții ventilatorii restrictive)

8. Capacitățile pulmonare: definiții, caracteristici, valori normale, variații în disfuncțiile ventilatorii

4.3. Capacitățile pulmonare

Capacități = sumă de volume

1. Capacitatea pulmonară totală (CPT)

2. Capacitatea inspiratorie (CI)

3. Capacitatea vitală (CV)

4. Capacitatea reziduală funcțională (CRF)

8. Capacitatea pulmonară totală (CPT)

1. Capacitatea pulmonară totală (CPT)

• Volumul de aer conținut în plămâni la sfârșitul unui inspir maxim (în poziția inspiratorie maximă - PIM)

• CPT = CI + CRF = CV + VR

• Valori normale: ≈ 6000 ml (100% ± 20% din valoarea ideală)

Determinarea: combină metoda indirectă pentru VR + spirometrie pentru CV

8. Capacitatea inspiratorie (CI) și Capacitatea vitală (CV)

2. Capacitatea inspiratorie (CI)

• Volumul de aer inhalat în cursul unui inspir maxim care începe după un expir de repaus

• CI = VT + VIR

• CI ≈ 50% din CPT (≈ 3600 ml)

3. Capacitatea vitală (CV)

• Volumul de aer mobilizat într-un ciclu respirator maxim (expir maxim după inspir maxim)

• CV = VIR + VT + VER

• CV ≈ 75% din CPT (≈ 4500 ml)

8. Capacitatea reziduală funcțională (CRF)

4. Capacitatea reziduală funcțională (CRF)

• Volumul de aer care rămâne în plămâni la sfârșitul unui expir de repaus

• CRF = VR + VER

• CRF ≈ 50% din CPT (≈ 2500 ml)

Rol: asigură compoziția constantă a aerului alveolar → condiție necesară pentru schimburile alveolo-capilare

8. Modificările capacităților pulmonare în disfuncțiile ventilatorii

Modificări în DV:

• CPT < 80% → Disfuncție ventilatorie restrictivă (fibroze, pneumonii, edem pulmonar) sau mixtă

• CPT > 120% → Disfuncție ventilatorie obstructivă cu hiperinflație (astm, emfizem)

• CV < 80% → Disfuncție ventilatorie restrictivă (afecțiuni pulmonare, toracice, pleurale, abdominale)

• CRF ↑ → hiperinflație (sindroame obstructive)

• CRF ↓ → disfuncții restrictive

9. VEMS: definiție, valori normale, rol fiziologic, variații în disfuncțiile ventilatorii

4.5. Volumul expirator maxim pe secundă (VEMS, FEV₁)

• VEMS (FEV₁) = Volumul de aer expulzat din plămâni în prima secundă a expirului maximal forțat, după un inspir maximal

• Determinarea: direct, prin spirometrie forțată

• VEMS = 4/5 din CV (≈ 80% din CV)

9. Valori normale și factori care influențează VEMS

Valori normale: VEMS ≥ 80% din valoarea ideală (în funcție de vârstă, talie și sex; la femei ≈ 90% din valoarea bărbaților)

Factori de care depinde VEMS:

1. Forța de contracție a mușchilor respiratori (efort-dependent)

2. Elasticitatea pulmonară

3. Permeabilitatea bronșică

9. Utilitatea clinică a VEMS

Utilitatea determinării VEMS (FEV₁):

1. Parametru de apreciere a funcției ventilatorii

   • VEMS < 80% din ideal → indică severitatea disfuncției ventilatorii (DV)

2. Permite calculul IPB (Indice de Permeabilitate Bronșică) IPB = VEMS / CV × 100

3. Calculul V̇Max indirect = VEMS × 30

9. Indicele Tiffeneau (IPB) și interpretare

IPB = VEMS / CV × 100

• Valori normale: IPB ≥ limita inferioară corespunzătoare vârstei (între 20-29 ani limita inferioară ≈ 75%)

Valoare scăzută a IPB semnifică scăderea permeabilității bronșice și apare în:

• Disfuncții ventilatorii obstructive (astm, emfizem, bronșită cronică)

• Disfuncții ventilatorii mixte (BPOC)

10. Tipuri de fluxuri expiratorii forţate (PEF și FEF 25-75): definiții, caracteristici, valori normale, variații în disfuncțiile ventilatorii

5.1. Tipuri de fluxuri expiratorii forţate

1. Fluxul expirator forţat maxim instantaneu de vârf (PEF / FEFmax)

2. Fluxuri expiratorii forţate instantanee (FEF25%, FEF50%, FEF75%)

3. Fluxul expirator forţat mediu între 25% și 75% din CVF (FEF25-75%)

10. PEF (Peak Expiratory Flow)

1. Fluxul expirator forţat maxim instantaneu de vârf (PEF)

• Fluxul maxim atins în cursul expirului maximal forţat

• Corespunde vârfului curbei expiratorii

• Este un parametru efort-dependent

Valori normale:

• Bărbaţi: 9,5–10 l/s

• Femei: 7–8 l/s

Utilitate: monitorizarea variabilităţii fluxului (ΔPEF > 15% = hiperreactivitate bronşică)

10. FEF 25%, 50%, 75% și FEF 25-75%

2. Fluxuri expiratorii forţate instantanee (FEF25%, FEF50%, FEF75%)

• Se măsoară pe curba flux-volum

• Sunt fluxuri de aer instantanee la eliminarea a 25%, 50% și 75% din CVF

3. Fluxul expirator forţat mediu între 25% și 75% (FEF25-75%)

• Reprezintă fluxul mediu în jumătatea mijlocie a CVF

• Este efort-independent

• Depinde de rezistenţa căilor aeriene distale și de reculul elastic pulmonar

10. Valori normale și interpretare clinică FEF

Valori normale:

• FEF25-75% ≥ 65% din valoarea ideală

Patologic:

• FEF25-75% < 65% → caracterizează sindromul obstructiv distal (obstrucţie a căilor distale – astm, emfizem), chiar și când VEMS este normal

PEF scade în toate tipurile de disfuncţii ventilatorii.