Αναπνοή

εφημερίδα ΚΑΙ dropdown:

import_contactsβλέπε, επίσης: |Αναπνοή Biot |Αναπνοή Cheyne-Stokes |Αναπνοή Kausmaul|Αναπνοή, αερόβια|Αναπνοή, Ατακτική|Αναπνοή, αυτόνομος έλεγχος|Αναπνοή, εκούσια ρύθμιση| Αναπνοή, κυτταρική| Αναπνοή, μεταβολική ρύθμιση|Αναπνοή, πρώτη|δυσλειτουργική αναπνοή| Αναπνοής, έργο| Αναπνοής, μηχανική|Αναπνοής, μύες| Άπνευση| υπεραερισμός| μηχανική της αναπνοής| Μικρή Αναπνοή| Αναπνοή και stress|κόπωση αναπνευστικών μυών|
"εν τω εισπνείν και εκπνείν είναι το ζην".
Η αναπνοή είναι συνυφασμένη με τη ζωή. Η ζωή αρχίζει και τελειώνει με την αναπνοή. Στη βίβλο αναφέρεται ότι ο  θεός "φύσηξε" στην μύτη του Αδάμ την πνοή της ζωής και, συμπλήρωσε ότι πήρε μέρος της αναπνευστικής συσκευής του Αδάμ (το πλευρό του) για να φτιάξει την Ευα. Κατά τον 5ο και 4ο πΧ, αιώνα, ο Ιπποκράτης παρέδιδε ότι ο σκοπός της αναπνοής είναι να ψύχει την καρδιά, αλλά μόνο τον 180 αι., μΧ., αναγνωρίστηκε ο αληθής ρόλος της αναπνοής, καθώς οι Χημικοί της εποχής διαπίστωσαν ομοιότητες μεταξύ της αναπνοής και της καύσεως, αν και πίστευαν ότι και τα δύο φαινόμενα απελευθέρωναν μια αίσθηση φωτιάς το "φλόγιστον". Κατά τις αντιλήψεις τους ούτε η φωτιά ούτε η ζωή μπορούσαν να διατηρηθούν εάν ο αέρας κρρένυται με "φλόγιστον". (βλέπε: ιστορία της αναπνοής).    Η βασική-αν και όχι μοναδική λειτουργία του αναπνευστικού συστήματος είναι η αναπνοή με την οποία αποσκοπείται η διάθεση στον οργανισμό του αναγκαίου για την αερόβια μεταβολική του δραστηριότητα ποσού Ο2 (περίπου 250ml/min) και η απαγωγή της ποσότητας του CO2 (περίπου 224 ml/min). Η κατανάλωση Ο2 και η παραγωγή CΟ2 εξαρτώνται από το μεταβολισμό. Ο ρυθμός μεταβολισμού εξαρτάται από τις σύμφυτες ιδιότητες των διαφόρων οργανισμών, όπως το μέγεθος, η πολυπλοκότητά τους, καθώς, βέβαια, και το είδος της τροφής που καταναλώνουν. Έτσι, ενώ για τον ελέφαντα, η κατανάλωση Ο2 δεν υπερβαίνει τα 0.155 cm3g-1h-1, για το μικρό οικιακό ποντικό απαιτούνται 13.7 cm3g-1h-1. Η αναπνοή ολοκληρώνεται σε 4, οργανωμένες εν σειρά, λειτουργίες: τον πνευμονικό αερισμό, την οξυγόνωση του αίματος των πνευμονικών τριχοειδών (διάχυση αερίων δια της κυψελιδοτριχοειδικής μεμβράνης), τη μεταφορά του οξυγονωθέντος αίματος δια της πνευμονικής και συστηματικής κυκλοφορίας και, τέλος, τη διάχυση των αναπνευστικών αερίων προς (ή από) τους περιφερικούς ιστούς. Έκπτωση οποιασδήποτε από τις λειτουργίες αυτές συνεπάγεται διαταραχή της μεγάλης ή μικρής αναπνοής, με αποτέλεσμα ανεπάρκεια ανταλλαγής αερίων, στους περιφερικούς ιστούς.

Οι μονοκυττάριοι οργανισμοί εξασφαλίζουν το αναγκαίο Ο2 και αποβάλλουν το παραγόμενο CΟ2 με μικροδιανομή μεταξύ του εξωτερικού και εσωτερικού τους περιβάλλοντος, που στηρίζεται στους νόμους διαχύσεως των αερίων. Με την αύξηση, όμως, του μεγέθους και της πολυπλοκότητας των οργανισμών, η τοπική μικροδιανομή των αερίων και η διάχυση δια της επιφάνειάς τους δεν είναι πλέον αρκετή για την ικανοποίηση των μεταβολικών τους αναγκών. Στους πολυκυττάριους οργανισμούς παρεμβάλλονται δύο πρόσθετα, ισχυρά, συστήματα για την εξυπηρέτηση της ανταλλαγής των αερίων: Ένας εξωτερικός εναλλάκτης αερίων (πνεύμονες και υποστηρικτικά όργανα) και ένα σύστημα μακροδιανομής  καρδιαγγειακό + αίμα και υποστηρικτικά όργανα). Με τα συστήματα αυτά εμπλουτίζεται το εσωτερικό περιβάλλον, από το οποίο τα κύτταρα ανταλλάσσουν αέρια με μηχανισμούς τοπικής διαχύσεως.  Είναι ενδιαφέρον να εξετασθεί ο κύκλος του Ο2 και να συζητηθούν τα συστατικά του μέρη.

            φυσιολογικός αναπνευστικός ρυθμός
•1-3 χρονών      23-35 αναπνόες ανά λεπτό
•3-6 χρονών      20-30 αναπνόες ανά λεπτό
•6-12 χρονών    18-26 αναπνόες ανά λεπτό
•12-17 χρονών  12-20 αναπνόες ανά λεπτό
•Ενήλικες           12-20 αναπνόες ανά λεπτό

Ο αναπνεόμενος όγκος σε κάθε αναπνοή (VT)είναι περίπου 500 ml. Από τα οποία, μόνο 350 ml είναι ωφέλιμος όγκος, διότι ο υπόλειπος παραμένει στους αμιγείς αεραγωγούς μέσα κι έξω από τους πνεύμονες και δεν συμμετέχουν στην ανταλλαγή αερίων.

Επομένως, ο κυψελιδικός αερισμός είναι:

V'A= f X VT = 12(20) Χ 350 =4200 (7000) ml.

Ταυτόχρονα η πνευμονική αιμάτωση (Q') είναι 60 Χ 80 =4800 ml.  Επομένως, ο R= V/Q = 0.8     .... 1.2

Η ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΑΝΑΠΝΟΗΣ: Προκειμένου ένα θηλαστικό να πάρει αναπνοή, οι εισπνευστικοί μύες πρέπει να αναπτύξουν επαρκή αρνητική πίεση (: χαμηλότερη της ατμοσφαιρικής), και να υπερνικήσουν την ελαστικόττηα (την τάση να συμπτύσσονται) των πνευμόνων και του θωρακικού τοιχώματος, δηλαδή τα ελασατικά φορτία του πνεύμονος και του θωρακικού τοιχώματος, καθώς επίσης και την αντίσταση των ιστών και στη ροή αέρος στους αεραγωγούς. Για να επιτευχθούν οι μεταβολές αυτές απαιτείται ικανή διέγερση από τα κέντρα που διέποπυν τους ειπσνευστικούς μύες, να υπα΄χει ανατομική και λειτουργική ακεραιότητα των εμπλεκομένων οργάνων, να υπα΄ρχει αδιατάρακτη νευρομυϊκή αγωγή, να υπάρχει άθικτο θωρακικό τοίχωμα, και υγιείς μύες. Αυτό μπορεί σχηματικά να παρασταθεί θεωρώντας την ικανότητα για αναπνοή ως ισορροπία μεταξύ της του φορτίου εισπνοής και της νευρομυϊκής αντιπαραθέσεως.$*Υπό φυσιολογικές συνθήκες το σύστημα πολώνεται προς όφελος της νευρομυϊκής αντιπαραθέσεως δηλαδή υπαρχουν εφεδρείες που επιτρέπουν τη σηματική αύξηση του (ελαστικού και αντιθετικού) φορτίου. Εν τούτοις, κατά την αυτόματη αναπνοή, οι εισπνευστικοί μύες πρέπει να είναι ικανοί να διατηρήσουν τα προαναφερόμενα φορτία και να ρυθμίζουν τον κατά λεπτό αερισμό, με τέτοιο τρόπο ώστε να εξασφαλιστεί ικανή ανταλλαγή αερίων, για τις μεταβολικές και αναδομητικές ανάγκες του ατόμου. Η ικανότητα των αναπνευστικών μυών να συντηρούν το φορτίο αυτό χωρίς την εμφάνιση εξαντλήσεως ονομάζεται "αντοχή" και καθορίζεται από την ισορροπία μεταξύ της προσφερόμενης και της απαιτούμενης ενέργειας. Η προσφορά ενέργειας καθορίζεται, με τη σειρά της, από τη παροχή αίματος στους εισπνευστικούς μύες, και της ποιότητας του αίματος, ως υποστρώματος περιεκτικότητας συγκεντρώσεως Ο2, και της ικανότητας των μυών να απάγουν και να χρησιμοποιούν την αποδιδόμενη ενέργεια και να χρησιμοποιούν τις πηγές ενέργειας και τις αποθήκες τους ενέργειας. Υπό φυσιολογικές συνθήκες, η παροχή ενέργειας είναι επαρκής για την ικανοποίηση των απαιτήσεων, ενώ διατίθεναι σχεδόν ανεξάντλητες εφεδρείες. Οι απαιτήσεις σε ενέργεια αυξάνονται ανάλογα με τη μέση πίεση που αναπτύσσεται από τους εισπνευστικούς μύες, σε κάθε αναπνοή, εκφραζόμενη ως ποσοστό της μέγιστης πιέσεως που μπορεί, εθελοντικά, να αναπτυχθεί στο αναπνευστικό σύστημα (PI/PI,max), τον ακτά λεπτό αερισμό, τον εισπνευστικό χρόνο (TI/TTOT) και τη μέση εισπνευστική ροή (VT/TI) και την αντιστρόφως σχετιζόμενη μυϊκή απόδοση. Κόπωση εμφανίζεται όταν οι απαιτήσεις για ενέργεια υπερβαίνουν τη δυνατόττηα παροχής της, όταν η ισορροπία γέρνει προς την πλευρά των απαιτήσεων. Ο λόγος  TI/TTOT κια η μέση δια-διαφραγματική πίεση, εκφρασμένη ως ποσοστό της μεγίστης (PI/PI,max), καθορίζουν έναν χρήσιμο δείκτη, τον "δείκτη πιέσεως-χρόνου", (TTIdi), που σχείζεται με τον συνολικό χρόνο αντοχής, δηλαδή το χρόνο που το διάφραγμα ανέχεται το επ΄αυτού φορτίο. Εάν ο δείκτης TTΙdi είναι μικρότερος από μια κρίσιμη τιμή, 0.15, το φορτίο μπορεί να καθίσταται ανεκτό επ΄αόριστο, αλλ΄εάν υπερβαίνει το διάστημα 0.15-0.18, το φορτίο μπορεί να γίνει ανεκτό, μόνο για ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα, που καθορίζει το χρόνο αντοχής (endurance time).  Αυτό βρέθηκε να είναι αντιστόφως ανάλογο με το TTidi. Το μέγεθος αυτό, έχει βρεθεί ότι μπορεί να εφαρμοστεί όχι μόνο αναφορικά με το διάφραγμα, αλλά και με το σύνολο εισπνευσιτκό μυϊκό σύστημα:  TTI = PI/PI,max Χ TI/TTOT. Επειδή η αντοχή καθορίζεται από την ισορροπία μεταξύ αναγκών κια αποδόσεως ενέργειας, ο TTI των εισπνευστικών μυών οφείλει να είναι σε συμφωνία με την ισορροία ενέργειας. Δηλαδή ο λόγος PI/PI,max και TI/TTOT, που συνθέτουν which το TTI,

συγκαταλέγονται μεταξύ των ενεργειακών απαιτήσεων: άυξηση οποιοδήποτε που θα πολήξει σε αύξηση του ΤΤΙ, θα προκαλέσει, επίσης, αύξηση των ενεργειακών απαιτήσεων.$
O αριθμητής της σχέσεως, Pi/PiMAXυ, δηλαδή η μέση πίεση που αναπτύσσεται σε κάθε αναπνοή, καθορίζεται από το ελαστικό και αντιστατικό φορτίο που επιβάλλονται στους αναπνευστικούς μύες. Ο παρονομαστής, η μέγιστη εισπνευστική πίεση, καθορίζςεται από την νευρομυϊκή αντιπαράθεση, δηλαδή τη μεγίστη εισπνευστική μυϊκή ενεργοποίηση που μπορεί να αντιπαρατεθεί, οπότε, συνεπάγεται ότι η Pi/PiMAX καθορίζεται από την ισορροπία μεταξύ φορτίου και μυϊκής αντιπαραθέσεως. Αλλά η PI/PimAX είναι, ταυτόχρονα ένας από τις εκτιμήτριες των ενεργειακών απαιτήσεων, κι επομένως, οι δύο ισορροπίες δηλαδή μεταξύ φορτίου/αντιπαραθέσεως, από τη μια και παροχής/απαιτήσεων ενέργειας από την άλλη, στην ουσία συνδέονται, διαμορφώνοντας ένα σύστημα. Σχηματικά, όταν ο μοχλός ( ο 'πετιενός της ζυγαριάς') της ισορροπίας κλείνει προς τά άνω ή, τουλάχιστον, ευρίσκεται σε οριζόντιο επίπεδο, ο αυτόματος αερισμός μπορεί να συνεχίζεται επ΄αόριστο.$ Η ικανότητα, επομένως, ενός ατόμου να αναπνέει επ΄αόριστο, εξαρτάται από τις λεπτές ενδοσχέσεις πολλών διαφορετικών παραγόντων. Φυσιολογικά, η πολύπλοκη αυτή ενδοσχέση μετακινεί την ισορροπία αρκετά προς τα επάνων,, ώστε εξασφαλίζονται ευρείες αναπνεσυτικές εφεδρείες, για τους υγιείς. Αλλ΄εάν η ισορροπία μετακινηθεί, για οποιδήποτε λόγο προς τα κάτω, δεν μπορεί, πλέον, να διατηρηθεί ο αυτόματος αερισμός και εμφανίζεται αναπνευστική ανεπάρκεια.