Apparato respiratorio: Modificazioni fisiologiche indotte dall’età Facoltà di scienze motorie Università degli studi di verona Corso di laurea speciclistica in scienze dell’attività motoria preventiva ed adattata Apparato respiratorio: Modificazioni fisiologiche indotte dall’età

Di Prampero “La locomozione umana su terra, in acqua, in aria”, 1985 vmax = Ėmax C . Va max = (F * VO2max) C Equazione Di Prampero La velocità massima per ogni forma di locomozione è data dal rapport tra la potenza metabolica massima del soggetto divisa per il costo energetico della locomozione in questione: Vmax=Emax/C Nel caso del alvro aerobico prolungato la massima potenza muscolare dipende dal VO2max e dalla frazione di esso utilizzabile per tempi prolungati: Vamax=F*VO2max/C Per lavori di durata fino ai 20-25 min questa è 1 Per prove fra i 30 min e l’ora coincide con soglia anaerobica Di Prampero “La locomozione umana su terra, in acqua, in aria”, 1985

5-15% per decade → Invecchiamento → Sedentarietà → Co-morbilità Come evidenziato dalle ralazioni precedenti, l’invecchiamento comporta fisiologicamente una diminuzione della fitness aerobica. Infatti il massimo consumo d’ossigeno, che è il principale e più utilizzato indice di fitness si riduce di circa il 10% per decade dopo i 30 anni. Il Vomax definisce la massima intensità di esercizio che può essere sostenuta per tempi superiori al minuto. La differenza tra il VO2 a riposo ed il VO2max è detta riserva funzionale ed indica

Contrazione muscolare ventilazione Delivery O2-CO2 Contrazione muscolare VO2 VCO2 mitocondri polmoni Cuore circolo muscolo Circolo polmonare Circolo periferico Risposte fisiologiche: ↑ f reclutamento ↑Gp dilatazione ↑QCO2 ↑ Vt ↑FC ↑QO2

CONSUMO DI OSSIGENO determinanti fisiologici _ . . VO2 = Q * (CaO2 - CvO2) Q = FC * Gp CaO2 = [Hb] * 1,34 * SaO2 CvO2 = [Hb] * 1,34 * SvO2 . _ _

SaO2: determinanti fisiologici

atmosfera mitocondri aria alveoli ventilazione capillari arterie - Diffusione - VA/Q shunt tessuti atmosfera mitocondri

Ventilazione Alveolare Diffusione O2 Ventilazione/Perfusione shunt PaO2: determinanti fisiologici Ventilazione Alveolare Diffusione O2 Ventilazione/Perfusione shunt

PaO2: determinanti fisiologici - Ventilazione Alveolare VE * FECO2 = VD * FICO2 + VA * FACO2 VCO2 = VA * FACO2 VA = VCO2 / FACO2 FACO2 = VCO2 / VA Equazione del gas alveolare: La ventilazione alveolare si calcola grazie ad un equazione basata sugli scabi di CO2, l’equazione di Bohr, che consente il calcolo dello spazio morto fis: Equazione di Bohr: VD/VT=(PaCO2-PECO2)/PaCO2 Da cui VA= VCO2/PACO2 Equazione del gas alveolare: PAO2= PIO2 –(PACO2/R) + F (fattore di corr) FAO2 = FIO2 – (FACO2 / R)

ridotta compliance parenchimale PaO2: determinanti fisiologici - Ventilazione Alveolare ridotta compliance parenchimale ridotta compliance toracica  aumento lavoro resp.  enfisema  ateletassia aria Nell’anziano la ventilazione alveolare risulata ridotta a causa degli effetti della ridotta compliance parenchimale dovuta al danneggimaento prevaletne della componente elastica polmonare e della compliance della gabbia toracica (artrosi, obesità). Alla ridotta elasticità conseguono: Diminuita compliance in fase inspiratoria, sia per effetto diretto della perdita di elasticità, sia, indirettamente per l’aumento del volume iniziale del polmone (vedi punto 2) e di conseguenza aumento del lavoro respiratorio un minore ritorno elastico polmonare in fase di espirazione, con una pressione pleurica meno negativa e quindi un aumento della quantità di aria contenuta nei polmoni (enfisema), il che aumenta lo spazio morto fisiologico una ridotta ventilazione delle basi polmonari, nelle quali,all’aumento della pressione pleurica per effetto idrostatico si aggiunge la ridotta tendenza al collassamento, col risultato di una ipoventilazione delle basi alveoli capillari arterie tessuti atmosfera mitocondri

VO2 = (PAO2-PaO2) * DL PaO2 = PAO2 – (VO2 / DL) PaO2: determinanti fisiologici - Diffusione VO2 = (PAO2-PaO2) * DL DL = area * D spessore PaO2 = PAO2 – (VO2 / DL) DL spessore area PaO2 PAO2 spessore area PaO2 PAO2 La costante di diffusione D dei gas è direttamente proporzionale alla solubilità del gas ed inversamente alla radice quadrata del peso molecolare, inoltre è direttamente proporzionale alla temperatura, ma questo non interessa nell’organismo umanao perchè la temperatura interna è costante. Quando si midura la capacità di diffusione polmonare con il monossido di carbonio (che è la tecnica classica): DLCO=VCO/PACO In questo caso DL comprende due componenti: 1/DL=1/DM + 1/(Vc * ) DM è la conduttanza di membrana, ha a che vedere col numero di capillari reclutati. Vc è la conduttanza legata al volume dei capillari e dipende dalla vasodilatazione (engorgement).  Descrive la velocità di legame del gas con l’Hb ed è descritto dal diagramma PA, Pc su tempo (scambi limitati dalla perfusione, scambi limitati dalla diffusione, effetti del tempo di transito)

PaO2: determinanti fisiologici - Diffusione - VA/Q aria alveoli capillari arterie tessuti atmosfera mitocondri

PaO2: determinanti fisiologici - VA/Q Il rapporto ventilazione perfusione è ideale (i.e. =1) nella porzione media del polmone. L’ineguaglianza ventilazione perfusione aumenta verso le basi (maggiore perfusione) e verso gli apici (maggiore ventilazione), a causa di un aumento proporzionalmente più marcato della perfusione rispetto a quello della ventilazone dall’apic e alla base dei polmoni. L’ineguaglianza è più grave nell’anziano, con basi non ventilate. VA/Q= 8.63*R(CaO2-CvO2)/PACO2 Deriva da: VA=VCO2/PACO2 e Q=VO2/(CaO2-CvO2)

PaO2: determinanti fisiologici - Shunt aria alveoli capillari arterie tessuti atmosfera mitocondri

DISPNEA Atrofia muscolare (m. acccessori) Deformazione toracia e del rachide Irrigidimento albero bronchiale e vascoalre