Αναπνευστικός κύκλος

Βλέπε: Αναπνευστικός κύκλος

Η απαιτούμενη ενέργεια για την έκπτυξη (εισπνοή) ή σύμπτυξη (εκπνοή) του  πνεύμονος καταβάλλεται, κατά μεν την εισπνοή, από τους αναπνευστικούς μύες, δηλαδή τους έξω μεσοπλεύριους και το διάφραγμα, που συνεπικουρούνται, εάν χρειασθεί, από τους τραπεζοειδείς, τους στερνοκλειδομαστοειδείς και τους σκαληνούς –επικουρικοί, εισπνευστικοί μύες-, κατά δε την ήρεμη εκπνοή, από την αποκατάσταση του μεγέθους των ελαστικών στοιχείων του πνεύμονος, που είχαν υποστεί ελαστική παραμόρφωση, διατεινόμενα κατά την προηγούμενη εισπνοή. Κατά τη δυναμική (βίαιη) εκπνοή, συμμετέχουν, επίσης, οι εκπνευστικοί μύες, δηλαδή οι έσω μεσοπλεύριοι και οι κοιλιακοί μύες.

Η ουδέτερη κατάσταση του αναπνευ­στι­κού συστήματος αντιστοιχεί στον πνευ­μο­νικό όγκο που καταγράφεται στο τέλος της ήρεμης εκπνοής και αντιστοιχεί στη φάση της πλήρους χαλάσεως των αναπνευστικών μυών. Για να αυξηθεί (ή μειωθεί) ο όγκος αυτός, πρέπει να εφαρμοσθεί δύναμη και αυτό, πραγματικά, συμβαίνει στην αρχή της εισπνοής, με τη σύσπαση των εισπνευστικών μυών ή στην εκπνοή, με την αποκατάσταση της παραμορφώσεως  (διατάσεως) των ελαστικών στοιχείων του πνεύμονος και του θώρακος. .

Όπως αναγνωρίζεται στο σχήμα, στους χαμηλούς πνευ­μονικούς όγκους η πίεση ελαστικής επαναφοράς του θω­ρα­κικού τοιχώ­μα­τος (P_w= P_{τοιχωμ))} καθίσταται αρνητική, δηλαδή, ανθίσταται σε περαι­τέρω εκπνοή, λόγω της προοδευτικής κυρτώσεως του διαφράγματος (εκ­πνευ­στική θέση).

Με την πρόοδο της εισπνοής, η πίεση ελαστικής επαναφοράς του πνευμονικού παρεγχύματος αυξάνεται, λόγω της εκπτύξεως των ελαστικών συστατικών του· η αποθηκευμένη, υπό μορφή ελαστικής παραμορφώσεως ενέργεια αποδίδεται για την πραγματοποίηση της επακό­λου­θης παθητικής εκπνο­ής. Οι σχέ­σεις μεταξύ των πιέσε­ων που δρουν στο αναπνευστικό σύστη­μα, σχηματοποιούνται στο παραπλεύρως σχήμα και οι μεταβολές τους στον πίνακα του παρόντος λήμματος.

Επί του πνεύμονος η συμπιέ­ζου­σα P_L (διαπνευμονική πίεση ελαστικής επαναφοράς) εξισορροπείται από μια ίση κι αντίθετη διατείνουσα πίεση, που παράγεται από τη διαφορά των πιέσεων  P_ALV (κυψελιδική πίεση) και P_PL (υπεζωκοτική πίεση):

 

P_L=-(P_pl-P_ALV)à P_L=P_ALV-P_PL à P_alv =P_pl+P_L              {1} 

P_μυών=P_PL-P_W                                                              {2}         

Eπί του θωρακικού τοιχώματος, η πίεση επαναφοράς, P_W, εξισορροπείται από μια διατείνουσα το θώρακα πίεση που παράγεται από τη διαφορά της πιέσεως που προκαλούν οι συσπώμενοι μύες, P_mus και της πλευρικής ή  ενδοϋπεζω­κο­τι­κής πιέσεως, P_PL:

P_W =-(P_mus-P_pl) = P_PL-P_mus à P_mus=P_PL-P_W.    

Επομένως, η πίεση επαναφοράς του αναπνευστικού συστήματος παράγεται από τη διαφορά πιέσεως που ασκούν οι αναπνευστικοί μύες μείον την κυψελιδική πίεση.

P_RS= -(P_mus-P_alv)=P_alv-P_mus à P_mus =P_alv-P_RS           

Στην αρχή της ήρεμης αναπνοής, η μυϊκή σύσπαση ασκεί έλξη επί του θωρακικού τοιχώματος και προκαλεί μείωση της πλευρικής πιέσεως, P_pl, που περιβάλλει τους πνεύμονες και της κυψελιδικής πιέσεως. P_alv.

Στον επόμενο πίνακα, καταχωρούνται οι διαμορφούμενες πιέσεις, και το αποτελέσμά τους, στις διάφορες φάσεις του αναπνευστικού κύκλου, τόσο επί υγιούς πνεύμονος, όσο και σε μεγάλες διαγνωστικές κατηγορίες.

                               PW       P_L         Pmus   Ppl       Palv     Ροή

Φυσιολογικός πνεύμονας

Τέλος εκπνοής        -5         5          0          -5         0          0

Μέση εισπνοής      -3         7          -5         -8         -1         Εισπνοή

Τέλος εισπνοής      -1         9          -8         -9         0          0

Μέση εκπνοής       -3         7          -3         -6         1          Εκπνοή

Αμιγής απόφραξη αεραγωγών

Τέλος εκπνοής        -5         5          0          -5         0          0

Μέση εισπνοής      -3         7          -7         -10       -3         Εισπνοή

Τέλος εισπνοής      -1         9          -8         -9         0          0

Μέση εκπνοής       -3         7          0          -3         4          Εκπνοή

Μείωση πνευμονικής διατασιμότητας

Τέλος εκπνοής        -5         5          0          -5         0          0

Μέση εισπνοής      -3         9          -7         -10       -1         Εισπνοή

Τέλος εισπνοής      -1         13        -12       -13       0          0

Μέση εκπνοής       -3         9          -5         -8         1          Εκπνοή

Εξωπνευμονικής αιτιολογίας  περιοριστικά νοσήματα

Τέλος εκπνοής        -5         5          0          -5         0          0

Μέση εισπνοής      -1         7          -7         -8         -1         Εισπνοή

Τέλος εισπνοής      8          9          -12       -9         0          0

Μέση εκπνοής       -1         7          -5         -6         1          Εκπνοή