Wondershare EdrawMind
Galleria mappe mentale Fisiologia-Apparato Respiratorio
- 16
Fisiologia-Apparato Respiratorio
Questa è una mappa mentale sulla fisiologia del sistema respiratorio, inclusa la ventilazione polmonare, la ventilazione polmonare e la ventilazione dei tessuti, il trasporto dei gas nel sangue, la regolazione dei movimenti respiratori, ecc.
Modificato alle 2024-01-27 13:29:51
- Breve storia del tempo
Questa è una mappa mentale su una breve storia del tempo. "Una breve storia del tempo" è un'opera scientifica popolare con un'influenza di vasta portata. Non solo introduce i concetti di base della cosmologia e della relatività, ma discute anche dei buchi neri e dell'espansione dell'universo. questioni scientifiche all’avanguardia come l’inflazione e la teoria delle stringhe.
- Il coraggio di essere odiato
Dopo aver letto "Il coraggio di essere antipatico", "Il coraggio di essere antipatico" è un libro filosofico che vale la pena leggere. Può aiutare le persone a comprendere meglio se stesse, a comprendere gli altri e a trovare modi per ottenere la vera felicità.
- Appunti di lettura di Il coraggio di non piacere.
"Il coraggio di essere antipatico" non solo analizza le cause profonde di vari problemi nella vita, ma fornisce anche contromisure corrispondenti per aiutare i lettori a comprendere meglio se stessi e le relazioni interpersonali e come applicare la teoria psicologica di Adler nella vita quotidiana.
Fisiologia-Apparato Respiratorio
- Breve storia del tempo
Questa è una mappa mentale su una breve storia del tempo. "Una breve storia del tempo" è un'opera scientifica popolare con un'influenza di vasta portata. Non solo introduce i concetti di base della cosmologia e della relatività, ma discute anche dei buchi neri e dell'espansione dell'universo. questioni scientifiche all’avanguardia come l’inflazione e la teoria delle stringhe.
- Il coraggio di essere odiato
Dopo aver letto "Il coraggio di essere antipatico", "Il coraggio di essere antipatico" è un libro filosofico che vale la pena leggere. Può aiutare le persone a comprendere meglio se stesse, a comprendere gli altri e a trovare modi per ottenere la vera felicità.
- Appunti di lettura di Il coraggio di non piacere.
"Il coraggio di essere antipatico" non solo analizza le cause profonde di vari problemi nella vita, ma fornisce anche contromisure corrispondenti per aiutare i lettori a comprendere meglio se stessi e le relazioni interpersonali e come applicare la teoria psicologica di Adler nella vita quotidiana.
- Consigliato per te
- Profilo
Fisiologia Sezione 1 Struttura di base e funzione di trasporto materiale della membrana cellulare
- 12
respirare
Panoramica
respirazione esterna
ventilazione polmonare
Scambi gassosi tra gli alveoli e l'ambiente esterno
ventilazione polmonare
scambi gassosi tra alveoli e capillari polmonari
trasporto del gas
Trasporto di ossigeno e anidride carbonica nel sangue
respirazione interna
ventilazione dei tessuti
scambio di gas tra le cellule dei tessuti e i capillari dei tessuti
Metabolismo ossidativo nelle cellule dei tessuti
ventilazione polmonare
organo
vie respiratorie
Naso, faringe, laringe, trachea, bronchi
Alveoli, spazio pleurico, diaframma, torace
Principi di ventilazione polmonare
Il potere della ventilazione polmonare
potere diretto
La differenza di pressione tra l'aria alveolare e l'atmosfera esterna
La pressione atmosferica è costante e la pressione intrapolmonare cambia - l'espansione e la contrazione dei polmoni cambia la pressione intrapolmonare - l'espansione e la contrazione ritmica del torace cambia i polmoni - causato dalla contrazione e dal rilassamento dei muscoli respiratori
forza motrice
Movimenti respiratori ritmici causati dalla contrazione e dal rilassamento dei muscoli respiratori
movimento respiratorio
definizione
L'espansione e la contrazione ritmica del torace causata dalla contrazione e dal rilassamento dei muscoli respiratori è chiamata movimento respiratorio
processi
Movimento inspiratorio
processo attivo
Contrazione dei muscoli inspiratori (diaframma e muscoli intercostali esterni)
La cavità toracica si allarga e il volume polmonare aumenta
La pressione intrapolmonare diminuisce al di sotto della pressione atmosferica
l'aria esterna fluisce nei polmoni
esercizio di espirazione
processo passivo
rilassamento dei muscoli inspiratori
La forza di retrazione dei polmoni raccoglie e tira il torace
Diminuzione dei volumi del torace e dei polmoni
La pressione intrapolmonare è superiore alla pressione atmosferica
modulo
Contrazione muscolare
respirazione addominale
Principalmente attività di rilassamento e contrazione del diaframma
Versamento pleurico, pleurite, respirazione addominale nei neonati e nei bambini piccoli
respirazione toracica
Principalmente rilassano e contraggono le attività dei muscoli intercostali esterni
Gravidanza tardiva, enorme massa addominale, ascite, flatulenza, peritonite, respirazione toracica
Respira con calma e respira forte
respiro calmo
12-18 volte/minuto
Respira forte
Respira forte
Si contraggono il diaframma e i muscoli intercostali esterni, si contraggono i muscoli sternocleidomastoideo e scaleno
Espira con forza
I muscoli inspiratori si rilassano e i muscoli espiratori (muscoli addominali e muscoli intercostali interni) si contraggono
pressione intrapolmonare
pressione del gas negli alveoli
Inalare
Aumento del volume polmonare
Ridotta pressione intrapolmonare
al di sotto della pressione atmosferica
gas nei polmoni
espirare
Volume polmonare ridotto
aumento della pressione intrapolmonare
sopra la pressione atmosferica
Gas che lascia i polmoni
pressione intrapleurica
cavità pleurica
Uno spazio chiuso, potenziale, privo di gas e di piccola quantità di fluido sieroso tra la pleura viscerale sulla superficie polmonare e la pleura parietale sulla parete interna del torace
pressione intrapleurica
pressione negativa
La pressione intrapleurica alla fine della respirazione tranquilla è inferiore di 3-5 mmHg alla pressione atmosferica e alla fine dell'inspirazione è inferiore di 5-10 mmHg alla pressione atmosferica.
Pressione intrapleurica = pressione atmosferica (-pressione di retrazione polmonare)
Se respiri con calma e la pressione atmosferica è 0
Pressione intrapleurica = - Pressione di retrazione polmonare
significato
Espandi i polmoni
dilatazione della vena cava e del dotto toracico
Favorevole al ritorno del sangue venoso e del fluido linfatico
resistenza alla ventilazione polmonare
Resistenza elastica (70%) e compliance
Conformità
resistenza elastica
La forza di un corpo elastico contro la deformazione causata da forze esterne si chiama resistenza elastica
Chiamata anche retrazione polmonare, è la resistenza all'inspirazione e la capacità di espirare.
Conformità
La facilità con cui il tessuto elastico si deforma sotto l'azione di forze esterne
Grande cedevolezza, piccola resistenza elastica Piccola cedevolezza, grande resistenza elastica
Resistenza elastica polmonare e compliance polmonare (0,2 L/cmH2O)
compliance polmonare
conformità statica
Compliance misurata senza flusso d'aria nel tratto respiratorio
Compliance polmonare C (L) = variazione del volume polmonare/variazione della pressione transpolmonare
Quando si respira con calma, la resistenza elastica dei polmoni è minore e la respirazione è meno faticosa.
Effetto del volume polmonare totale sulla compliance polmonare
Compliance specifica = compliance polmonare/capacità polmonare totale
Utilizzato per confrontare la resistenza elastica polmonare di individui con diversi volumi polmonari totali
La respirazione calma inizia con la capacità funzionale residua
Compliance specifica = compliance polmonare durante la respirazione tranquilla/capacità funzionale residua
Fonti della resistenza elastica polmonare
Tensione superficiale alveolare 2/3
La forza originata dall'interfaccia liquido-aria sulla superficie interna degli alveoli che riduce la superficie del liquido
La tensione superficiale alveolare contribuisce alla retrazione polmonare
La forza di retrazione degli alveoli piccoli è elevata, mentre la forza di retrazione degli alveoli grandi è ridotta.
tensioattivo polmonare
Una miscela di lipidi (90% dipalmitoil lecitina DPPC) e proteine (10% proteina legante il tensioattivo SP) sintetizzati e secreti dalle cellule epiteliali alveolari di tipo II
effetto
Ridurre la tensione superficiale alveolare e ridurre il ritorno alveolare
Ridurre la resistenza inspiratoria e ridurre il lavoro inspiratorio
Mantenere la stabilità degli alveoli di diverse dimensioni
Durante l'espirazione, gli alveoli si restringono, la densità del surfattante polmonare aumenta, l'effetto di riduzione della tensione superficiale aumenta, la forza di retrazione polmonare diminuisce ed è più facile espandersi, prevenendo così il collasso alveolare e viceversa.
Prevenire l'edema polmonare
Ridurre la tensione superficiale alveolare, indebolire l'effetto di aspirazione della tensione superficiale sui capillari polmonari (plasma) e sul liquido interstiziale polmonare (fluido interstiziale), impedire la penetrazione del liquido negli alveoli e prevenire l'insorgenza di edema polmonare
Gruppi speciali
neonati
Il tensioattivo polmonare inizia a essere sintetizzato e secreto a sei o sette mesi
Bambino prematuro
Mancanza di surfattante polmonare
Alveoli e atelettasie estremamente ristretti
Attira il plasma dai capillari polmonari negli alveoli, formando una membrana trasparente sulla parete interna degli alveoli, ostacolando lo scambio di gas
Sindrome da distress respiratorio neonatale (NRDS)
Congestione polmonare, fibrosi del tessuto polmonare e diminuzione del surfattante polmonare
Diminuzione della compliance polmonare
Maggiore resistenza elastica
Difficoltà a respirare
enfisema
Le componenti elastiche dei polmoni vengono notevolmente distrutte, la forza di retrazione dei polmoni è ridotta, la compliance aumenta, la resistenza elastica è ridotta ed è difficile espirare.
componente elastica dei polmoni
Fibre elastiche del polmone e fibre di collagene
Maggiore è l'espansione polmonare, più forte è l'effetto di trazione e maggiore è la forza di retrazione polmonare e la resistenza elastica.
Resistenza elastica toracica e compliance toracica (0,2 L/cmH2O)
Ispirazione finale tranquilla
La capacità polmonare rappresenta il 67% della capacità polmonare totale
Non c'è deformazione del torace e nessuna resistenza elastica.
Espira con calma o profondamente
La capacità polmonare è inferiore al 67% della capacità polmonare totale
Il torace viene tirato verso l'interno e si restringe
resistenza elastica verso l'esterno
La forza dell'inspirazione, la resistenza dell'espirazione
Fai un respiro profondo
La capacità polmonare è del 67% maggiore della capacità polmonare totale
Il torace viene tirato verso l'esterno per espandersi
resistenza elastica verso l'interno
Resistenza all'inspirazione, forza all'espirazione
Resistenza elastica totale e compliance totale dei polmoni e del torace (0,1 L/cmH2O)
Resistenza anelastica (30%)
Resistenza delle vie aeree (80-90%)
La resistenza causata dall'attrito tra le molecole di gas e tra le molecole di gas e la parete delle vie aeree quando il gas fluisce attraverso le vie respiratorie.
Resistenza delle vie aeree = differenza tra pressione atmosferica e pressione intrapolmonare/flusso di gas per unità di tempo
Fattori influenzanti
Calibro delle vie aeree (principale)
Fattori influenzanti
pressione transmurale
differenza di pressione tra le vie respiratorie interne ed esterne
La pressione delle vie aeree è elevata, la pressione transmurale è elevata, il calibro delle vie aeree è espanso passivamente e la resistenza delle vie aeree è ridotta
Trazione del parenchima polmonare sulla parete delle vie aeree
L'effetto di trazione delle fibre elastiche delle piccole vie aeree e delle fibre di collagene sulla parete delle vie aeree
Regolazione del sistema nervoso autonomo
Nervo simpatico
La muscolatura liscia delle vie aeree si rilassa, il diametro aumenta e la resistenza delle vie aeree diminuisce
nervo parasimpatico
La muscolatura liscia delle vie aeree si contrae, il diametro si riduce e la resistenza delle vie aeree aumenta
L'influenza dei fattori chimici
Catecolamine
rilassamento della muscolatura liscia delle vie aeree
prostaglandine
Istamina e leucotrieni
broncocostrizione
endotelina
contrazione della muscolatura liscia delle vie aeree
Perché le persone asmatiche hanno più difficoltà a espirare che a inalare
Inalare
Aumento della pressione negativa nella cavità pleurica e aumento della pressione transmurale
La componente elastica dell'espansione polmonare potenzia l'effetto di trazione sulle piccole vie aeree
Aumento dell’attività nervosa simpatica
Il diametro delle vie aeree aumenta e la resistenza delle vie aeree diminuisce
Velocità aerea
Schema del flusso d'aria
resistenza inerziale
La forza che impedisce la ventilazione polmonare a causa dell'inerzia del flusso d'aria e dei tessuti quando il flusso d'aria viene avviato, variato e invertito.
resistenza viscosa
Attrito dovuto allo spostamento relativo dei tessuti durante la respirazione
Valutazione della funzione di ventilazione polmonare
Panoramica
ipoventilazione restrittiva
Paralisi ventilatoria, alterazioni espansive dei polmoni e del torace, pneumotorace
Espansione polmonare limitata
ipoventilazione ostruttiva
Spasmo della muscolatura liscia bronchiale, corpi estranei nelle vie aeree, eccessiva secrezione delle ghiandole della mucosa tracheale e bronchiale e compressione da parte di tumori all'esterno delle vie aeree che causano riduzione del calibro o ostruzione delle vie aeree
volume polmonare e capacità polmonare totale
volume polmonare
La quantità di gas che i polmoni possono trattenere in diverse condizioni
Volume corrente (TV)
definizione
La quantità di aria inspirata o espirata con ciascun respiro
valore normale
400~600 ml
Volume supplementare inspiratorio (IRV)
definizione
Al termine della tua inspirazione silenziosa, fai del tuo meglio per inspirare quanta più aria possibile
valore normale
1500-2000 ml
significato
Riservare il volume per l'ispirazione della reazione
volume supplementare espiratorio (ERV)
definizione
Calmati alla fine dell'espirazione, quindi espira più forte che puoi.
valore normale
900~1200 ml
significato
Riflette il volume di riserva dell'espirazione
Volume d'aria rimanente (RV)
definizione
La quantità di aria che rimane nei polmoni al termine della massima espirazione e non può più essere espirata
valore normale
1000~1500 ml
significato
Prevenire il collasso alveolare in condizioni di basso volume polmonare
Capacità polmonare
Il volume di gas combinato di due o più elementi nel volume polmonare
Volume inspiratorio profondo (IC)
definizione
Quantità massima di aria che può essere inalata durante la fine dell'espirazione silenziosa
La somma del volume corrente e del volume inspiratorio supplementare
significato
Uno degli indicatori del massimo potenziale di ventilazione
Può essere ridotto quando si verificano lesioni nel torace, nella pleura, nel tessuto polmonare e nei muscoli respiratori.
Capacità funzionale residua (FRC)
definizione
La quantità di aria rimanente nei polmoni al termine dell'espirazione silenziosa
La somma del volume residuo e del volume espiratorio
valore normale
2500 ml
significato
significato fisiologico
Ammortizza le variazioni della pressione parziale dell'ossigeno alveolare e della pressione parziale dell'anidride carbonica durante la respirazione. La pressione parziale dell'aria alveolare e dell'ossigeno nel sangue arterioso non fluttua notevolmente con la respirazione, il che è vantaggioso per la ventilazione polmonare.
significato patologico
I pazienti con enfisema presentano un aumento della capacità funzionale residua e una diminuzione delle lesioni parenchimali polmonari.
Capacità vitale, capacità vitale forzata e capacità espiratoria forzata
Capacità vitale (VC)
definizione
La quantità massima di aria che può essere espirata dai polmoni dopo aver inspirato quanto più intensamente possibile
Volume corrente, volume inspiratorio supplementare, somma del volume espiratorio supplementare
valore normale
Uomini: 3500 ml, donne: 2500 ml
significato
Riflette la capacità massima dei polmoni per la ventilazione primaria
Capacità vitale forzata (FVC)
definizione
Dopo un'inspirazione massima, prova ad espirare la massima quantità di aria il più rapidamente possibile
Volume espiratorio forzato (FEV)
definizione
Cerca di espirare il più rapidamente possibile dopo un'inspirazione massima. La quantità di gas che può essere espirata entro un certo periodo di tempo.
valore normale
FEV1/FVC 83%, FEV2/FVC 96%, FEV3/FVC 99%
significato
malattia polmonare cronica ostruttiva (asma)
FEV1/FVC diminuisce e il volume d'aria rimanente aumenta
Malattia polmonare cronica restrittiva (fibrosi polmonare)
Sia il FEV1 che l'FVC diminuiscono, il FEV1/FVC può essere sostanzialmente normale e il volume d'aria rimanente diminuisce.
capacità polmonare totale (TLC)
definizione
La quantità massima di gas che i polmoni possono contenere
La somma della capacità vitale e della capacità residua
valore normale
Uomini adulti 5000 ml, donne 3500 ml
significato
Capacità polmonare totale ridotta durante l'ipoventilazione restrittiva
Determinazione del volume d'aria rimanente funzionale
Metodo di diluizione dell'elio
Ventilazione polmonare e ventilazione alveolare
ventilazione polmonare
definizione
La quantità totale di aria inspirata o espirata al minuto
Il prodotto del volume corrente (500 ml) e della frequenza respiratoria (12-18 volte/min)
valore normale
6~9 l/min
ventilazione alveolare
spazio morto fisiologico
spazio morto anatomico
Parte del gas inalato rimane nelle vie respiratorie tra il naso o la bocca e i bronchioli terminali e non partecipa agli scambi gassosi tra gli alveoli e il sangue.
spazio morto alveolare
Il gas che entra negli alveoli non può essere scambiato tutto con il sangue a causa della distribuzione non uniforme del flusso sanguigno nei polmoni. Il volume degli alveoli che non può essere scambiato è chiamato spazio morto alveolare.
definizione
La quantità di aria fresca inalata negli alveoli al minuto
(volume corrente – volume dello spazio morto) × frequenza respiratoria
valore normale
4,2~6,3 l/min
Curva portata-volume massimo espiratorio
definizione
Dopo che il soggetto ha inspirato con tutta la sua forza, cerca di espirare il più rapidamente possibile fino al volume rimanente. Il volume dell'aria espirata e la portata vengono simultaneamente registrati e disegnati in una curva portata-volume massimo espiratorio (MEFV).
misurazione della reattività delle vie aeree
Chiamato anche test di provocazione bronchiale (BPT)
Test che misura il grado di contrazione dei bronchi in risposta all'inalazione di una sostanza irritante.
Inalare una certa quantità di stimolante (istamina o acetilcolina) mediante nebulizzazione e confrontare gli indicatori della funzione di ventilazione polmonare prima e dopo l'inalazione, come il FEV1
PC20
La concentrazione dello stimolante che provoca una diminuzione del 20% del FEV1
Determinare la diagnosi e la prognosi dell’asma (reazione eccessiva dovuta all’infiammazione delle vie aeree)
Lavoro di respirazione
Il lavoro svolto dai muscoli respiratori per superare la resistenza alla ventilazione e ottenere la ventilazione polmonare durante i movimenti respiratori
Ventilazione polmonare e ventilazione tissutale
Principi di base dello scambio gassoso
diffusione del gas
Panoramica
Ci sono differenze parziali di pressione in diverse aree e c'è un trasferimento netto di molecole di gas da aree ad alta pressione ad aree a bassa pressione.
differenza di pressione parziale del gas
La pressione parziale di un gas è uguale alla pressione totale della miscela di gas moltiplicata per la percentuale in volume del gas nella miscela di gas
La differenza di pressione parziale del gas è la differenza nella pressione parziale di un determinato gas tra due aree. È la forza trainante per la diffusione del gas e un fattore chiave nel determinare la direzione della diffusione del gas.
Peso molecolare e solubilità dei gas
Il coefficiente di diffusione dell'anidride carbonica è circa 20 volte quello dell'ossigeno
L’anidride carbonica è 24 volte più solubile nel plasma dell’ossigeno
temperatura
Area di diffusione e distanza
Pressione parziale dei gas respiratori e dei gas in diverse parti del corpo umano
Composizione e pressione parziale dell'aria respiratoria e dell'aria alveolare
Aria respirabile
Aria ispirata
Aria
L'altopiano ha una bassa pressione atmosferica e una bassa pressione parziale del gas
Vapore acqueo respiratorio
espirare
Aria inspiratoria e parte dell'aria alveolare nello spazio morto
Pressione parziale dei gas sanguigni e dei gas tissutali
ventilazione polmonare
processo di ventilazione polmonare
ossigeno
Sangue venoso (PO2 40 mmHg) → Alveoli (PO2 102 mmHg) → Scambio di gas (alveoli con sangue) → Sangue arterioso
diossido di carbonio
Sangue venoso (PCO2 46 mmHg) → Alveoli (PCO2 40 mmHg) → Scambio di gas (sangue agli alveoli)
Fattori che influenzano la ventilazione polmonare
spessore della membrana respiratoria
Membrana respiratoria (barriera aria-sangue)
Strato liquido contenente tensioattivo polmonare → Strato di cellule epiteliali alveolari → Strato di membrana basale epiteliale → Spazio tra membrana basale epiteliale e membrana basale capillare → Strato di membrana basale capillare → Strato di cellule endoteliali capillari
Quanto più spessa è la membrana respiratoria, tanto più tempo occorre per la diffusione e tanto minore è la quantità di gas scambiato per unità di tempo.
significato
fibrosi polmonare, edema polmonare
La membrana respiratoria si ispessisce e la distanza di diffusione aumenta
La velocità di diffusione del gas diminuisce
Diffusione ridotta
zona della membrana respiratoria
Maggiore è l'area di diffusione, maggiore è la velocità di diffusione
significato
Atelettasia, consolidamento polmonare, enfisema, lobectomia, chiusura e ostruzione dei capillari polmonari
L'area della membrana respiratoria diminuisce
Tasso di diffusione diminuito
rapporto ventilazione/flusso sanguigno
definizione
Il rapporto tra la ventilazione alveolare al minuto e il flusso sanguigno polmonare al minuto
valore normale
4,2/5=0,84
significato
Il rapporto aumenta
Iperventilazione o relativa mancanza di flusso sanguigno
Parte del gas alveolare non riesce a scambiarsi completamente con il gas sanguigno
Ingrandimento dello spazio morto alveolare
Il rapporto diminuisce
Ventilazione insufficiente o flusso sanguigno relativamente elevato
Parte del sangue scorre attraverso gli alveoli poco ventilati e i gas nel sangue venoso misto non possono essere completamente rinnovati.
Cortocircuito artero-venoso funzionale
L’efficienza dello scambio di gas sarà ridotta, portando all’ipossia o alla ritenzione di anidride carbonica nel corpo.
L'anomalia V(A)/Q si manifesta principalmente come ipossia
La differenza nella pressione parziale dell'ossigeno tra il sangue arterioso e quello venoso è molto maggiore della differenza nella pressione parziale dell'anidride carbonica
La diminuzione della pressione parziale dell’ossigeno è maggiore dell’aumento della pressione parziale dell’anidride carbonica
Il coefficiente di diffusione dell'anidride carbonica è 20 volte quello dell'ossigeno
L’anidride carbonica si diffonde rapidamente e non viene trattenuta facilmente
La diminuzione della pressione parziale dell’ossigeno nel sangue arterioso e l’aumento della pressione parziale dell’anidride carbonica possono stimolare la respirazione, aumentare la ventilazione alveolare e favorire lo scarico dell’anidride carbonica
capacità di diffusione polmonare
definizione
Il numero di millilitri di gas che si diffonde attraverso la membrana respiratoria al minuto sotto l'azione della differenza di pressione parziale unitaria è chiamato capacità di diffusione polmonare.
significato
Misura della capacità dei gas respiratori di passare attraverso la membrana respiratoria
ventilazione dei tessuti
definizione
Scambi gassosi tra sangue e cellule tissutali nei capillari sistemici
Trasporto dei gas nel sangue
Panoramica
Sia l'ossigeno che l'anidride carbonica vengono trasportati in due forme: disciolti fisicamente e combinati chimicamente (principalmente)
Solo l’1,5% dell’O₂ nel sangue viene trasportato in forma fisicamente disciolta, mentre il restante 98,5% viene trasportato in forma legata chimicamente.
trasporto di ossigeno
Struttura molecolare dell'Hb
1 globina e 4 eme Il centro dell'eme è un ferro ferroso → il ferro ferroso è combinato con O₂ → L'Hb si chiama ossiemoglobina HbO₂ (l'Hb senza O₂ si chiama emoglobina deossigenata Hb).
HbO₂ rosso brillante, Hb viola-blu
La combinazione o dissociazione di Hb e O₂ influenzerà la formazione o la rottura dei legami salini, facendo sì che l'Hb subisca un effetto allosterico, facendo sì che la sua affinità con O₂ cambi di conseguenza.
Caratteristiche del legame dell'Hb all'ossigeno
La reazione di legame è rapida e reversibile
Il legame e la dissociazione non richiedono la catalisi enzimatica e sono influenzati dal PO₂
Il sangue scorre attraverso i polmoni con un elevato PO₂ e l'Hb si combina con l'ossigeno
Il sangue scorre attraverso i tessuti con PO₂ basso e l'HbO₂ viene rapidamente dissociato
La reazione di legame è l'ossigenazione anziché l'ossidazione
Ossigenare anziché ossidare, deossigenare anziché ridurre
La quantità di Hb combinata con O₂
Una molecola di Hb può legare 4 molecole di O₂ e 1gHb può legare la quantità massima di O₂ (1,39 ml). Normalmente, i globuli rossi contengono una piccola quantità di Hb ad alto contenuto di ferro che non può legare O₂ e la quantità effettiva di O₂ legata è. 1,34 ml.
Capacità di ossigeno dell'Hb
definizione
La quantità massima di O₂ a cui l'Hb può legarsi in 100 ml di sangue
valore normale
1,34×15 (concentrazione di Hb nel sangue in 100 ml 15 g/ml) = 20,1 ml/100 ml
Contenuto di Hboxygen
definizione
La quantità di O₂ effettivamente legata all'Hb in 100 ml di sangue
valore normale
sangue arterioso
19,4 ml/100 ml
sangue venoso
14,4 ml/100 ml
Saturazione dell'ossigeno dell'Hb
definizione
La percentuale del contenuto di ossigeno dell'Hb e della capacità di ossigeno dell'Hb
Cianosi
definizione
Il contenuto di Hb nel sangue supera i 5 g/100 ml e la pelle e le mucose diventano viola scuro, fenomeno che indica cianosi.
visibile dentro
ipossia corporea
Cianosi senza ipossia
Policitemia d'alta quota
Ipossia e acianosi
Anemia grave o avvelenamento da monossido di carbonio
La curva di dissociazione dell'ossigeno è a forma di S
L'Hb è un tipo stretto (tipo T), l'HbO₂ è un tipo sciolto (tipo R)
L'Hb si lega all'O₂→il tipo T cambia nel tipo R→L'affinità per l'O₂ aumenta gradualmente
L'Hb si dissocia da O₂ → il tipo R si trasforma in tipo T → l'affinità con O₂ diminuisce gradualmente
curva di dissociazione dell'ossigeno
definizione
La curva che mostra la relazione tra PO₂ del sangue e saturazione di ossigeno dell'Hb, chiamata anche curva di dissociazione dell'ossiemoglobina
La parte superiore della curva di dissociazione dell'ossigeno
Saturazione di ossigeno PO₂Hb nel sangue compresa tra 60 e 100 mmHg
Caratteristiche
La curva è più piatta
All’interno di questo intervallo, la PO₂ ha scarso effetto sulla saturazione di ossigeno dell’Hb o sul contenuto di ossigeno nel sangue.
Discrepanza V/Q, aumento della ventilazione polmonare, mancato aumento del consumo di ossigeno
PO₂ è 100 mmHg, la saturazione di ossigeno nel sangue è 97,4%, il contenuto di ossigeno nel sangue è 19,4/100 ml di sangue
PO₂ è 150 mmHg, la saturazione di ossigeno nel sangue è 100%, il contenuto di ossigeno nel sangue è 20,0/100 ml di sangue
Finché la PO₂ del sangue arterioso non è inferiore a 60 mmHg, la saturazione di ossigeno dell'Hb può essere mantenuta al di sopra del 90% e il sangue può trasportare una quantità sufficiente di O₂ senza causare ipossiemia evidente.
La sezione centrale della curva di dissociazione dell'ossigeno
Saturazione di ossigeno nel sangue compresa tra PO₂40~60mmHg
Caratteristiche
La curva è più ripida
O₂ apporto di sangue ai tessuti in condizioni di riposo
La parte inferiore della curva di dissociazione dell'ossigeno
PO₂ nel sangue, saturazione di ossigeno nel sangue compresa tra 15 e 40 mmHg
Caratteristiche
più ripido
Riflette la capacità di riserva del sangue di fornire O₂
Fattori che influenzano la curva di dissociazione dell'ossigeno
P50
PO₂ quando la saturazione di ossigeno nel sangue raggiunge il 50%, il valore normale è di circa 26,5 mmHg
Aumento → la curva si sposta verso destra (la PCO₂ aumenta, il pH diminuisce, la concentrazione di 2,3-DPG aumenta, la temperatura aumenta) → l'affinità dell'Hb con l'ossigeno diminuisce
È necessaria una PO₂ più elevata per raggiungere una saturazione di ossigeno Hb del 50%
Diminuzione → la curva si sposta a sinistra (la PCO₂ diminuisce, il pH aumenta, la concentrazione di 2,3-DPG diminuisce, la temperatura diminuisce) → L'affinità dell'Hb con l'ossigeno aumenta
È necessaria una PO₂ inferiore per raggiungere una saturazione di ossigeno Hb del 50%
Effetto del pH del sangue e della PCO₂
pH
effetto Bohr
Effetti dell'acidità del sangue e della PCO₂ sull'affinità di Hb e O₂
L'aumento dell'acidità favorisce la trasformazione dell'Hb in tipo T e riduce l'affinità per l'O₂
L'acidità diminuisce, il che favorisce la trasformazione dell'Hb nella forma R e aumenta l'affinità per O₂
PCO₂
Un aumento della pressione parziale dell'anidride carbonica → corrisponde ad una diminuzione del pH
significato
Il sangue scorre attraverso i polmoni → La CO₂ si trasferisce dal sangue ai polmoni → La PCO₂ nel sangue diminuisce e il pH aumenta → L'affinità dell'Hb per l'O₂ aumenta → la curva si sposta a sinistra → Viene favorito l'assorbimento di ossigeno e il contenuto di ossigeno nel sangue aumenta
Il sangue scorre attraverso il tessuto → La CO₂ si diffonde dal tessuto al sangue → La PCO₂ del sangue aumenta e il pH diminuisce → L'affinità dell'Hb per l'O₂ aumenta → la curva si sposta verso destra → favorisce la dissociazione dell'HbO₂ e fornisce O₂ al tessuto
Effetto della temperatura
Aumento della temperatura → aumento dell'attività degli ioni idrogeno → diminuzione dell'affinità per l'ossigeno
2,3-bifosfoglicerato nei globuli rossi
Ipossia cronica, anemia, ipossia di alta montagna → Glicolisi migliorata → Aumento del 2,3-DPG dei globuli rossi → Spostamento della curva di dissociazione dell'ossigeno verso destra → Promuovere il rilascio di ossigeno dall'HbO₂
La soluzione anticoagulante citrato-glucosio conserva il sangue per più di 3 settimane → la glicolisi si arresta → la concentrazione di 2,3DPG diminuisce → l'affinità aumenta e non è facile da dissociare, influenzando l'apporto di ossigeno ai tessuti
Effetti del monossido di carbonio
L'affinità tra CO e Hb è circa 250 volte quella dell'O₂
La CO si combina con un eme della molecola Hb, aumentando l'affinità degli altri tre eme per O₂ → la curva di dissociazione dell'ossigeno si sposta a sinistra, ostacolando la dissociazione di Hb e O₂
La combinazione di Hb e CO mostra colore ciliegia, avvelenamento da CO e mancanza di ossigeno senza cianosi.
L'Hb si combina con la CO, la PO₂ può essere normale, non stimolerà il movimento respiratorio e non aumenterà la ventilazione polmonare, ma può inibire il centro respiratorio, ridurre la ventilazione polmonare e aggravare l'ipossia
In caso di avvelenamento da CO, aggiungere il 5% di CO₂ per stimolare i movimenti respiratori e trattarlo con ossigenoterapia iperbarica
altri fattori
trasporto di anidride carbonica
Forme di trasporto dell'anidride carbonica
Soluzione fisica 5%, bicarbonato 88%, emoglobina carbamoile 7%.
Bicarbonati
Nei tessuti, nel plasma o nei globuli rossi, sotto la catalisi dell'anidrasi carbonica, l'anidride carbonica si combina con l'acqua per formare acido carbonico e l'acido carbonico si dissocia in bicarbonato e ioni idrogeno.
Inibitore dell'anidrasi carbonica-acetazolamide
all'interno dell'organizzazione
La CO₂ diffusa nel sangue attraverso la ventilazione dei tessuti viene disciolta nel plasma
piccola porzione
Mancanza di anidrasi carbonica nel plasma
Catalizzata dall'anidrasi carbonica, l'anidride carbonica si combina con l'acqua per formare acido carbonico, che si dissocia in bicarbonato e ioni idrogeno.
Il bicarbonato si combina con gli ioni sodio, NaHCO3
Gli ioni idrogeno sono tamponati
maggior parte
I globuli rossi contengono alte concentrazioni di anidrasi carbonica
Diffusione nei globuli rossi
Effettuare la reazione, la velocità può essere aumentata 5000 volte
Nei polmoni, gli ioni idrogeno e il bicarbonato formano acido carbonico e l’acido carbonico si dissocia in acqua e anidride carbonica
Carbamoile emoglobina HbO₂
regolazione dell'ossigenazione
Aumenta la produzione di HbO₂ nei polmoni, il che favorisce la dissociazione dell'HbCO₂ e il rilascio di CO₂, che rappresenta il 17,5% della CO₂ rilasciata nei polmoni.
Rapido, efficiente, reversibile, senza necessità di catalisi enzimatica
curva di dissociazione dell’anidride carbonica
Curva che mostra la relazione tra contenuto di CO₂ nel sangue e PCO₂
Il sangue scorre attraverso i polmoni e può rilasciare 4 ml di CO₂
Fattori che influenzano il trasporto dell'anidride carbonica
fattore importante
L'Hb si combina con l'O₂?
La combinazione di Hb e O₂ favorisce il rilascio di CO₂ e l'Hb che rilascia O₂ si combina facilmente con CO₂
Effetto Holden
Regolazione dei movimenti respiratori
Centro respiratorio e formazione del ritmo respiratorio
centro respiratorio
midollo spinale
Motoneuroni che innervano i muscoli respiratori, i loro corpi cellulari si trovano nel corno anteriore del midollo spinale nei segmenti cervicali da 3 a 5 (che innervano il diaframma) e nei segmenti toracici (che innervano i muscoli intercostali e addominali)
I neuroni respiratori nel midollo spinale sono stazioni di rilancio che collegano i centri respiratori di alto livello e i muscoli respiratori e integrano i centri primari di alcuni riflessi respiratori.
tronco cerebrale inferiore
ponte
parte superiore
Centro di aggiustamento respiratorio (PC)
Effetto inibitorio sul centro di inalazione lunga
parte inferiore
lungo centro di aspirazione
Produce una facilitazione tonica sull'attività inspiratoria, prolungando l'inspirazione
Il nervo vago può anche favorire la conversione dell'inspirazione in espirazione. Quando la parte inferiore del ponte perde l'inibizione della parte superiore del ponte e l'effetto di promozione del nervo vago, l'inspirazione non può essere convertita in espirazione in tempo, il che avviene. manifestato come una lunga inspirazione respiratoria.
Midollo allungato
centro sibilante
Movimenti respiratori irregolari possono produrre il ritmo respiratorio più elementare
Il midollo allungato è il centro respiratorio fondamentale
La barra del ritmo respiratorio viene generata principalmente nel complesso premidollare di Bauchinger.
Neuroni respiratori (attivazione ritmica spontanea e ritmo correlato al ciclo respiratorio)
Gruppo respiratorio dorsale (DRG) dorsomediale al midollo allungato
Eccita i motoneuroni frenici del midollo spinale, provocando la contrazione del diaframma e l'inspirazione
Gruppo respiratorio ventrale (VRG) nel midollo ventrolaterale
La respirazione calma non ha alcun effetto evidente
Il metabolismo del corpo viene rafforzato e i motoneuroni respiratori del midollo spinale vengono eccitati, il che rafforza l'inspirazione, innesca l'espirazione attiva e aumenta la ventilazione polmonare.
Gruppo Respiratorio Pontino (PRG) dorsale al ponte rostrale
Limitare l'inalazione e promuovere la transizione dall'inspirazione all'espirazione
Biot respira
Prestazione
Dopo uno o più respiri forti, si verifica un arresto respiratorio prolungato, seguito nuovamente da diversi respiri forti, con un periodo compreso tra 10 secondi e 1 minuto.
visibile dentro
Lesioni cerebrali, aumento della pressione del liquido cerebrospinale, meningite
significato
Sintomi critici che precedono la morte
motivo
La lesione ha invaso il centro respiratorio del midollo allungato
cervello superiore
Ipotalamo, sistema limbico, corteccia cerebrale, ecc.
Il movimento respiratorio è duplicemente regolato dalla natura volontaria della corteccia cerebrale e dall’autonomia del tronco encefalico inferiore.
Separazione tra respirazione spontanea e respirazione volontaria
La respirazione ritmica autonoma è anormale o addirittura si interrompe e puoi respirare a piacimento
visibile dentro
Danno alla via respiratoria spontanea che discende dal midollo anterolaterale del midollo spinale
significato
Una volta che il paziente si addormenta, la respirazione si interrompe e richiede un ventilatore artificiale per mantenere la ventilazione polmonare.
In grado di respirare in modo indipendente, incapace di controllare i movimenti respiratori a piacimento
visibile dentro
Danni alle aree motorie della corteccia cerebrale o del tratto corticospinale
Il meccanismo del ritmo respiratorio
Teoria delle cellule pacemaker
Teoria delle reti neuronali
regolazione riflessa della respirazione
riflesso respiratorio chemiocettivo
I fattori chimici si riferiscono a CO₂, O₂, H nel sangue arterioso, nel fluido tissutale e nel liquido cerebrospinale
chemocettori
chemocettori periferici
corpo carotideo e corpo aortico
La concentrazione di PO₂, PCO₂ o H nel sangue arterioso aumenta → vengono stimolati i chemocettori periferici → lungo i nervi del seno (corpo carotideo) e del nervo vago (corpo aortico) → nucleo del tratto solitario del midollo → provoca di riflesso un approfondimento e un'accelerazione della respirazione
Il corpo carotideo regola principalmente la respirazione, mentre il corpo aortico regola principalmente la circolazione.
Sensibile alla diminuzione del PO₂, ma insensibile alla diminuzione del contenuto di O₂
Anemia o avvelenamento da monossido di carbonio→Contenuto di ossigeno diminuito, PO₂ normale
Funzione fisiologica
Un basso livello di O₂ nel corpo mantiene l'impulso alla respirazione
chemiorecettore centrale
Area centrale chemiosensibile del midollo allungato
Parte superficiale del midollo allungato ventrolaterale
stimolazione fisiologica
H nel liquido cerebrospinale e nel liquido extracellulare locale
La CO₂ del sangue passa rapidamente attraverso la barriera emato-encefalica → la concentrazione del liquido extracellulare H attorno ai chemocettori aumenta → stimola i chemocettori centrali → la respirazione si approfondisce e accelera e la ventilazione polmonare aumenta
Il sangue H non riesce a penetrare facilmente la barriera emato-encefalica e il pH ha un debole effetto stimolante sui chemocettori centrali.
fenomeno di adattamento
Prestazione
La CO₂ continua ad aumentare Nelle prime ore, la risposta all'eccitazione respiratoria è evidente, quindi in 1-2 giorni la risposta all'eccitazione respiratoria si indebolisce a 1/5.
La CO₂ nel sangue ha un forte effetto motore acuto sul movimento respiratorio e una debole stimolazione cronica.
motivo
I reni regolano il pH del sangue
L'HCO3- del sangue può passare lentamente attraverso la barriera ematoencefalica, indebolendo l'effetto stimolante dell'H sui movimenti respiratori
Funzione fisiologica
Regola la concentrazione di H nel liquido cerebrospinale influenzando la ventilazione polmonare e mantiene un pH stabile nel sistema nervoso centrale
Regolazione del movimento respiratorio tramite CO₂, H e O₂
Livelli di CO₂
I più importanti fattori fisiologici e chimici che regolano i movimenti respiratori
Un certo livello di PCO₂ è necessario per mantenere l'attività di base del centro respiratorio. L'iperventilazione può inibire il movimento respiratorio a causa della maggiore eliminazione di CO₂.
Aumento della concentrazione inspiratoria di CO₂/disturbi della ventilazione polmonare → Aumento della PCO₂ → La respirazione riflessa si approfondisce e accelera → L'escrezione di CO₂ aumenta, la PCO₂ nel sangue ritorna al livello normale
Anestesia con CO₂
La PCO₂ nel sangue è troppo alta, sopprimendo il sistema nervoso centrale → dispnea, mal di testa, vertigini, coma
La CO₂ stimola la respirazione
chemiorecettore centrale
La PCO₂ del sangue arterioso aumenta di 2 mmHg, stimolando i chemocettori centrali e migliorando la ventilazione polmonare.
Effetto principale, risposta lenta
chemocettori periferici
La PCO₂ del sangue arterioso aumenta di 10 mmHg, stimolando i chemocettori periferici e migliorando la ventilazione polmonare.
La risposta respiratoria rapida gioca un ruolo importante
Cheyne-Stokes
Prestazione
Il movimento respiratorio aumenta e diminuisce alternativamente, con un ciclo di 45s~3min
visibile dentro
Insufficienza cardiaca o danno al tronco encefalico
meccanismo
C'è una differenza temporale tra l'aria alveolare e il chemiorecettore PCO₂ e il guadagno di feedback è troppo forte
Concentrazione H
La concentrazione di H nel sangue arterioso aumenta, la respirazione si approfondisce e accelera e la ventilazione polmonare aumenta
Meccanismo normativo
chemiorecettore centrale
Elevata sensibilità ma azione lenta
Chemocettori periferici (primari)
Livello O₂
La PO₂ dell'aria inalata diminuisce, il che provoca di riflesso un approfondimento e un'accelerazione del movimento respiratorio (la PO₂ non si manifesta finché la PO₂ non scende a 80 mmHg, quindi un'ipossia grave è di grande importanza)
Meccanismo normativo
Enfisema grave, cardiopatia polmonare → carenza cronica di O₂, ritenzione di CO₂ → i chemocettori centrali si adattano alla stimolazione della CO₂ → un basso livello di O₂ diventa il principale fattore stimolante per la stimolazione dei chemocettori periferici
La ventilazione polmonare cronica o i disturbi della ventilazione polmonare possono causare depressione respiratoria dovuta all'inalazione di ossigeno puro per alleviare la stimolazione dell'ipossia.
Interazione di CO₂, H, O₂ nella regolazione del movimento respiratorio
Possono essere rafforzati dalla reciproca sinergia o indeboliti dalla reciproca cancellazione.
riflesso di stiramento polmonare
riflesso di espansione polmonare
Quando i polmoni si espandono, i recettori dello stiramento vengono eccitati allungando le vie respiratorie e gli impulsi aumentano. Gli impulsi vengono trasmessi al midollo allungato attraverso il nervo vago e, attraverso l'azione del midollo allungato e del centro respiratorio pontino, l'inspirazione. viene convertito in espirazione.
Il nervo vago viene reciso, i riflessi scompaiono, l'inspirazione non può essere convertita in espirazione in tempo, l'inspirazione si prolunga e la respirazione diventa più profonda e lenta.
La respirazione calma generalmente non partecipa alla regolazione. Solo quando il volume corrente supera i 1500 ml può essere attivato il riflesso di espansione polmonare.
La compliance polmonare diminuisce, l'espansione polmonare stimola l'allungamento delle vie aeree, provocando riflessi, e la respirazione diventa più superficiale e veloce.
riflesso del collasso polmonare
Migliora l'attività inspiratoria o promuove la conversione dell'espirazione in inspirazione quando il polmone è collassato
riflesso respiratorio difensivo
riflesso della tosse
La laringe, la trachea, i bronchi e le mucose ricevono una stimolazione meccanica o chimica → l'impulso viene trasmesso lungo il nervo vago al midollo allungato → tosse (secrezioni respiratorie chiare o corpi estranei)
riflesso dello starnuto
Recettori della mucosa nasale → nervo trigemino afferente al midollo allungato → starnuto (irritanti della cavità nasale chiara)
Riflesso propriocettivo dei muscoli respiratori
Movimento respiratorio e sua regolazione in condizioni particolari
Parametri fisiologici e significato del monitoraggio clinico dello stato respiratorio
saturazione di ossigeno nel sangue
emogasanalisi arteriosa
Ventilazione meccanica