. Resistenze delle vie respiratorie V = Palv/Rp Definizione:

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1 . Resistenze delle vie respiratorie V = Palv/Rp Definizione:
alta Rp bassa Rp valgono le stesse leggi dell’emodinamica (Legge di Leonardo e di Poiseuille) la Rp è alta nelle vie respiratorie di conduzione (40% del totale). Superficie trasversale totale bassa e poche ramificazioni la Rp è bassa nelle vie respiratorie interne con diametro < 2 mm (20% del totale). Alta Rp del singolo bronchiolo, ma le numerosissime ramificazioni riducono fortemente Rp. Superficie trasversale totale grande nei bronchioli terminali la Rp è  0 (grande superficie e massima compliance polmonare) La bassa Rp nelle vie respiratorie con piccolo diametro è dovuta al fatto che l’aumento di Rp causato dalla diminuzione del raggio dei bronchioli (Rp α 1/r4, Legge di Poiseuille) è sovracompensato dall’effetto delle ramificazioni che sono numerosissime e diminuiscono molto Rp. In altre parole l’effetto delle ramificazioni è maggiore dell’effetto della riduzione del raggio dei bronchioli. Respiratorio_2

2 Fattori fisici che influenzano la Rp al flusso aereo
la trazione laterale del tessuto elastico polmonare diminuisce Rp durante l’inspirazione Rp durante l’espirazione Rp Rp diminuisce all’aumentare del volume polmonare I leucotrieni sono fattori chemiotassici rilasciati da vasi danneggiati che attivano i leucociti a raggiungere la regione danneggiata (o invasa da batteri) e a produrre anticorpi. Fattori neuroendocrini e paracrini che influenzano Rp la NA inibisce la muscolatura liscia polmonare, diminuisce Rp (broncodilatazione via b2-AR) l’ACh eccita la muscolatura liscia polmonare, aumenta Rp (broncocostrizione via M3) aumenti di CO2 causano broncodilatazione che assieme alla vasocostrizione arteriolare polmonare migliorano l’ossigenazione del sangue reazioni allergiche rilasciano istamina e aumentano Rp (asma allergico) Respiratorio_2

3 Volumi e capacità polmonari
Lo spirometro Volumi e capacità polmonari Respiratorio_2

4 Ventilazione polmonare
E’ la quantità d’aria immessa nelle vie respiratorie al minuto ventil polm = Vcorr x freq resp = 500 ml x 12 resp/min 6 litri/min min max 500 x 3 = 1.5 l/min volume corrente 4500 x 45 ~ 200 l/min capacità vitale Ventilazione alveolare la ventilazione alveolare è la quantità d’aria sostituita ad ogni minuto nella regione polmonare dove avvengono gli scambi gassosi l’unità respiratoria dove avvengono gli scambi gassosi è solo una frazione dei costituenti dell’apparato respiratorio ne consegue che: ventil alv < ventil polm ventil alv = freq resp x (Vcorr – Vspazio morto) = 12 resp/min x (500 – 150) ml = 4200 ml/min Respiratorio_2

5 Lo spazio morto anatomico
…. come si misura? Vunità resp = Vcorr – Vspazio morto 350 ml = (500 – 150) ml O2 N2 Nota: Lo spazio morto anatomico è diverso dallo spazio morto fisiologico (che include tutte le vie coinvolte nello scambio gassoso non più funzionanti). Per cui: spazio morto anatomico < spazio morto fisiologico Respiratorio_2

6 FISICA DEGLI SCAMBI GASSOSI
si vuole determinare: la composizione dell’aria negli alveoli come si sciolgono e diffondono l’O2 e la CO2 nei liquidi dei capillari la concentrazione di O2 e CO2 nel sangue Respiratorio_2

7 1 - legge di Boyle e Gay-Lussac
P V = cost P V = nRT n = numero di moli R = costante dei gas T = temp. assoluta 2 - pressione parziale di un gas in una miscela gassosa T = 37o C per tutti i gas corporei In una miscela di n gas: Ptot = P1 + P2 + ……….. + Pn Dalla legge di Boyle e Gay-Lussac: Pgas  [Cgas]  T Esempio: Nell’aria: N2 = 79%, O2 = 21% e la Ptot = 760 mmHg quindi PN2 = 760 x 0.79 = 600 mmHg PO2 = 760 x 0.21 = 160 mmHg Ptot = 760 mmHg Respiratorio_2

8 3 - pressione dei gas nei liquidi (legge di Henry)
All’equilibrio: Pgas fase gassosa fase liquida Cgas = Pgas x coeff. solubilità legge di Henry Il coefficiente di solubilità dipende dalle interazioni del gas con il liquido. Per l’H2O a 0oC i coefficienti di solubilità sono: O ml gas/ml H2O CO CO N H CO2 O2  24 4 - diffusione di un gas dall’alveolo al capillare Il coefficiente di diffusione D di un gas che diffonde dall’alveolo al capillare è definito come: D = DP x S x A d x  P.M. Respiratorio_2

9 DP = gradiente di pressione S = solubilità del gas nel plasma
Conclusione: La CO2 diffonde nel plasma  20 volte meglio dell’O2 e quindi richiede minori gradienti di pressione (DP) per spostare volumi di CO2 paragonabili a quelli di O2 DP = gradiente di pressione S = solubilità del gas nel plasma A = area della superficie di scambio d = spessore delle pareti da attraversare P.M. = peso molecolare del gas I cui termini indicano: CO2 O2  24 il rapporto di diffusione S/ P.M. sarà: Se il rapporto di solubilità tra la CO2 e l’O2 vale: = 24 x 5.66 / 6.63 = 20.3 sapendo che:  CO2 =  44 = 6.63  O2 =  32 = 5.66 5 – tensione di vapore dell’H2O è la pressione dell’H2O in fase gassosa (PH2O) è proporzionale alla temperatura A 0o C PH2O mmHg 37o C mmHg 100o C mmHg Respiratorio_2

10 6 – pressioni parziali dei gas inspirati, alveolari ed espirati
aria atmosferica aria umidificata (37oC) gas aria alveolare aria espirata N % % % % O % % % % CO % % % % H2O % % % % Tot % % % % Respiratorio_2