Θεματολόγιο Πνευμονολογίας

[βλ.: μηχανική της κυψελίδας]. 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. 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_{ατοσφαιρική}>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.

Κατά την ήρεμη εκπνοή, δεν καταναλώνεται ενέργεια, αλλά η εκπνοή επιτελεί­ται παθητικά, εκτός και εάν έχουν ενεργοποιηθεί οι εκπνευστικοί μύες. Οι εκπνευ­στι­κοί μύες ενεργοποιούνται σε αερισμό μεγαλύτερο των 20 l/min. Η υπεύθυνη για την ήρεμη εκπνοή δύναμη ελαστικής επαναφοράς έχει αποθηκευτεί κατά τη διάρ­κεια της προηγούμενης εισπνοής, με τη μορφή της ελαστικής παραμορ­φώ­σεως των ελαστικών και κολλαγονικών στοιχείων του πνευμονικού παρεγxύματος. Οσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη ελαστικής επαναφοράς, τόσο μεγαλύτερος είναι ο πνευμονικός όγκος και τόσο αρνητικότερη η ενδοθωρακική πίεση. Οι παραγό­με­νες ροές αέρος, κατά μήκος των ενδοπνευμονικών και εξωπνευμονικών αερα­γω­γών εξαρτώνται όχι μόνο από τις αναπτυσσόμενες πιέσεις και τους πνευμο­νι­κούς όγκους, αλλά και από τις φυσικές ιδιότητες των πνευμόνων, όπως η ελαστι­κό­τητα και οι ασκούμενες στις επιφάνειες των κυψελίδων δυνάμεις επιφανειακής τάσεως.

Υπό δυναμικές συνθήκες, επεμβαίνουν πολύπλοκοι παράγοντες, όπως οι αντιστάσεις στη ροή και οι δυνάμεις συνοχής. Οι αντιστάσεις ροής, πάλι, εξαρτώνται από τη γλοιότητα του εισπνεόμενου μίγματος αέρος, τη διάμετρο του αεραγωγού και τον τύπο της ροής, δηλαδή, εάν πρόκειται περί γραμμι­κής ροής (όπως στους μικρούς, περιφερι­κούς αεραγωγούς) ή περί στροβι­λώ­δους ροής (όπως στους μεγά­λους, κεντρικούς αεραγωγούς και μπροστά στους διχασμούς των βρόγχων).

Καμπύλη πιέσεως – όγκου

 Η κλίση της γραμμής που συ-σχετίζει τη μεταβολή του πνευμο­νι­κού όγκου, την οποία συνεπάγεται  η κατά μία μο­νά­δα μεταβολή της πιέσεως, εκφράζει τη διατασιμότη­τα των πνευ­μόνων και εκφέρεται σε μονάδες l/cm Η₂Ο. Προσ­διορίζει πόσο ευένδοτοι ή αν­ένδοτοι εί­ναι οι πνεύμονες, το θωρακικό τοίχωμα ή ολό­κληρο το σύστημα. Η πνευ­μονική διατασι­μό­τητα δεν είναι σταθερή. Μεταβάλλεται, όχι μόνο σε παθο­λο­γικές, αλλά και σε φυσιολογικές καταστάσεις, ανάλογα με τον αμέσως προ της μετρήσεως πνευμονικό όγκο και τον τρόπο που έχει προέλθει, δηλαδή εάν το σύστημα ευρίσκεται σε διαδικασία εισπνοής ή εκπνοής. Στους μικρούς πνευμο­νι­κούς όγκους, η διατασιμότητα του πνεύμονος είναι μεγάλη, εφ΄όσον απαιτείται εφαρμογή μικρής πιέσεως για να επιτευχθεί μεγάλη σε όγκο μεταβολή. Αντίθετα, στους μεγάλους πνευμονικούς όγκους, όπως κοντά στο επίπεδο της TLC, μικρή μεταβολή όγκου, συνεπάγεται μεγάλη μεταβολή πιέσεως, ώστε οι πνεύμονες είναι σχετικά άκαμπτοι.

Ο εισπνεόμενος αέρας προωθείται μέσω διαδοχικών γενεών αεραγωγών, κι­νού­μενος με συμβατική ροή, με δαπάνη ενέργειας, όπως περιγράφτηκε προη­γου­μένως. 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.   

βλεπε:

Πνευμονική διατασιμότητα

Πνευμονική διατασιμότητα, ειδική

Πνευμονική διατασιμότητα, μέτρηση

Πνευμονική διατασιμότητα, κλινική σημασία