Θεματολόγιο Πνευμονολογίας

Όπως περιγράφεται αλλού (αναπνευστικός κύκλος), κατά την εισπνοή συντελείται έκπτυξη του θωρακικού τοιχώματος, οφειλόμενη στις ενεργητικές κινήσεις των πλευρών (αύξηση εγκάρσιου και ωβελιαίου άξονα) και την κατάσπαση του διαφράγματος (αύξηση της κατακόρυφης διαστάσεώς του). Υπεύθυνοι για την κίνηση των πλευρών είναι οι έξω μεσοπλεύριοι μύες, που με τη σύσπασή τους εκτείνουν τις πλευρές και επιφέρουν έκπτυξη του θώρακος μέσω διευρύνσεως της εγκάρσιας και οβελιαίας του διαστάσεως. Αυτό διευκολύνεται λόγω και της πλαγίας συμφύσεως των μυών μεταξύ των πλευρών. Η δράση τους προκαλεί πλευρική αναπνοή. Ενώ η ήρεμη εισπνοή είναι ενεργητική λειτουργία και συντελείται με τη σύσπαση των έξω μεσοπλευρίων μυών και του διαφράγματος, η ήρεμη εκπνοή είναι παθητική λειτουργία και επιτυγχάνεται με την απελευθέρωση δυνάμεων που είχαν αποθηκευτεί λόγω της ελαστικής παραμορφώσεως των ιστών κατά την εισπνοή, που προηγήθηκε (à248). Με την αύξηση του αερισμού, ενεργοποιούνται οι βοηθητικοί αναπνευστικοί μύες, δηλαδή ο στερνοκλειδομαστοειδής, ο τραπεζοειδής και ο πρόσθιος σκαληνός μυς, που ενισχύουν την εισπνοή και οι κοιλιακοί μύες και οι έσω μεσοπλεύριοι, που ενισχύουν τη βίαιη εκπνοή. Κατά την εισπνοή, η ενεργοποίηση των εισπνευστικών μυών ανεγείρει τις πλευρές και το στέρνο, αυξάνοντας, έτσι, την πλάγια και προσθιοπίσθια διάμετρο του θώρακος, ενώ με τη σύσπαση του διαφράγματος επιπεδώνονται οι θόλοι του και ανασπώνται οι κατώτερες πλευρές. Ο όγκος του θωρακικού κλωβού αυξάνεται και η ενδοθωρακική πίεση γίνεται περισσότερο αρνητική (P_ΑΤM>P_PL), έτσι, ώστε προκαλείται εισροή αέρος στους αεραγωγούς και στις κυψελίδες και διάταση του πνεύμονος, που διαρκεί όσο η διαφορά των δύο πιέσεων είναι θετική. Η εισπνευστική προσπάθεια εξελίσσεται με ή χωρίς τη συμμετοχή του διαφράγματος. Στην πρώτη περίπτωση, προκαλείται συμπίεση και αύξηση της πιέσεως των ενδοκοιλιακών σπλάγχνων, ενώ στη δεύτερη, το διάφραγμα παρακολουθεί παθητικά και η κοιλιακή πίεση υφίσταται μεταβολές, παράλληλες με τις μεταβολές της ενδοθωρακικής πιέσεως. Μετά τη συμπλήρωση της εισπνοής, οι εισπνευστικοί μύες χαλαρώνουν, το αναπνευστικό σύστημα οδεύει στην κατάσταση ηρεμίας και η πίεση ελαστικής επαναφοράς αναλαμβάνει την εξέλιξη της εκπνοής.

Η πίεση που ασκούν οι εισπνευστικοί μύες δαπανάται για την υπερνίκηση δύο τύπων δυνάμεων: ελαστικών δυνάμεων και δυνάμεων συνοχής. Οι ελαστικές δυνάμεις σχετίζονται με τη μεταβολή του όγκου (παραμόρφωση ελαστικών ιστών), ενώ οι δυνάμεις συνοχής, σχετίζονται με τη ροή (=μεταβολή όγκου ανά μονάδα χρόνου dv/dt, V̇). Μικρή αναλογία της πιέσεως χρειάζεται, επίσης, για την υπερνίκηση των δυνάμεων αδρανείας του συστήματος και ισούται με την επιτάχυνση του ωθούμενου στους αεραγωγούς αέρος και των ιστών (μεταβολή ροής ανα μονάδα χρόνου, d²v/dt², V̈). Όπως έχει και προηγουμένως σημειωθεί, η δύναμη αυτή είναι μικρή και, σε κλινικό επίπεδο, μπορεί να αγνοείται. Οι ελαστικές και οι συ­νεκ­τικές δυνάμεις αντανακλούν διαφορετικές φυσικές ιδιότητες του αναπνευστι­κού συστήματος και καθορίζονται σε διαφορετικές θέσεις. Οι ελαστικές δυνάμεις αφορούν τις κυψελίδες και το θωρακικό τοίχωμα, ενώ οι δυνάμεις συνοχής τους αεραγωγούς. Ο βαθμός παραμορφώσεως του πνεύμο­νος και του θωρακικού τοιχώματος εκφράζεται με τη δύναμη ελαστικής επανα­φοράς του πνεύμονος και του θωρακικού τοιχώματος που σχετίζεται με τον πνευμονικό όγκο. Η πίεση ελα­στικής επαναφοράς του πνεύμονος έχει φορά προς τα μέσα, συνθλίβει τον εμπεριεχόμενο αέρα, είναι εκπνευ­στ­ική και, κατά συνθήκη, θεωρείται θετική. Αντίθετα, η πίεση ελαστικής επανα­φο­ράς του θωρακικού τοιχώματος έχει φορά προς τα έξω, είναι, επομένως, εισ­πνευστική, εκθλίβει τον αέρα, και, κατά συνθήκη, αρνητική. Το ισοζύγιο των δύο αυτών πιέσεων καθορίζει την αναπνευστική φάση του συστήματος. Εάν υπερτερεί η πίεση του τοιχώματος, το σύστημα ευρίσκεται σε φάση εισπνοής, εάν, αντίθετα, υπερτερεί η πίεση επαναφοράς των πνευμόνων, το σύστημα ευρίσκεται σε φάση εκπνοής. Στον πίνακα à248.1 απεικονίζονται οι αλληλουχίες των μεταβολών των διαφόρων πιέσεων, κατά τη διάρκεια του αναπνευστικού κύκλου, σε φυσιολογικές και παθολογικές καταστάσεις.

Ο εισπνεόμενος αέρας προωθείται μέσω διαδοχικών γενεών αεραγωγών, κινούμενος με συμβατική ροή, με δαπάνη ενέργειας  (à248). Στο βοτρυδιακό επίπεδο, ο εισερχόμενος αέρας αναμιγνύεται με τον ήδη υπάρχοντα εκεί, κυψελιδικό αέρα. Στο βοτρυδιακό επίπεδο, η μεταβίβαση του αέρα γίνεται με παθητική, κατά Brown, μοριακή διάχυση.

 Οποιαδήποτε παθολογική κατάσταση που προκαλεί διαταραχή της φυσιολογικής εξελίξεως της μοριακής διαχύσεως, προκαλεί διαταραχή στην αναπνευστική λειτουργία και μείωση της αποτελεσματικότητας της ανταλλαγής αερίων στην κυψελιδοτριχοειδική μεμβράνη. Μεταξύ των διαταραχών αυτών, πρέπει να σημειωθούν η αύξηση της αποστάσεως που πρέπει να διανυθεί με διάχυση όπως πχ., συμβαίνει επί κεντροβοτρυδιακού εμφυσήματος, όπου η καταστροφή των κυψελιδικών τοιχωμάτων απολήγει στη διαμόρφωση ευρύτερων αεροχώρων ή στην κατάργηση της ομοιογένειας της περιοχικής κατανομής αερισμού, που προκαλείται από παθήσεις των μικρών αεραγωγών και των βρόγχων (βλέπε: υπεζωκοτική κοιλότητα).