Θεματολόγιο Πνευμονολογίας

 Ο πνεύμονας είναι ένα σύστhμα ασυμμέτρα διχοτομούμενων κλάδων αεραγωγών, από την τραχεία μέχρι τα βρογχιόλια, τα οποία απολήγουν σε θύσανο αεροχώρων. Έτσι, κατά μέσο όρο, ο αριθμός των θυγατρικών κλάδων κάθε διχοτομήσεως είναι διπλάσιος του αριθμού των μητρικών κλάδων, μέχρι το επίπεδο των βρογχιολίων, τα οποία, προσεγγίζονται μετά 17 περίπου διχοτομήσεις και ανέρχονται στον αριθμό των 130000 (2¹⁷). Ως ”πρωτογενές λοβίδιο” οριζεται η περιοχή του παρεγχύματος, πέρα από ένα τέτοιο βρογχιόλιο (τελικό). Κάθε πρωτογενές λοβίδιο αναλύεται περίπου σε 2000 κυψελίδες, που η καθεμία έχει διάμετρο 3.5 χιλ. Το βοτρύδιο σχηματίζεται, επίσης, από διακλαδώσεις του τελικού βρογχιολίου, προς σχηματισμό 3 τάξεων αναπνευστικών βρογχιολίων, κυψελιδικών πόρων και κόλπων και, τέλος, των κυψελίδων. Επομένως, καταγφράφονται περίπου 23 γενεές διαδοχικών υποδιαιρέχεων, αλλά οι τελευταίες 5 υποδιαιρέσεις δεν είναι αληθείς διχοτομήσεις, επειδή κάθε μητρικός κλάδος μπορεί να δώσει περισσότερους θυγατρικούς.

Ένα πρωτογενές βοτρύδιο στο επίπεδο της FRC έχει όγκο, περίπου, 23 μL και κάθε κυψελίδα διαμέτρου περίπου 200 μ. H διάμετρος των κυψελίδων ήταν γνωστή από το 1731 (!), μετά τον Stephen Hales. 

Κατά την ήρεμη αναπνοή, προωθούνται περίπου 500 ml αέρος, υπό, γενικά, χαμηλή  διατείνουσα πίεση <3 cmH₂O, υπό ροή 1 L/sec ή μεγαλύτερη. Η αναπνοή επιτελείται με την ενεργητική σύσπαση των εισπνευστικών μυών του διαφράγματος και έξω μεσοπλευρίων μυών, και στη ροή αέρος αντιτίθενται δύο –μικρές- αντιστάσεις:

• Αντιστάσεις τριβής στην προώθηση αέρος
• Ελαστικές αντιστάσεις στην  παραμόρφωση των ίδιων των ιστών.

Το έργο που απαιτείται για την υπερνίκηση των αντιστάσεων αυτών, αποθηκεύεται –ουσιωδώς- στους ίδιους τους ιστούς, ως ελαστική παραμόρφωση, που αποδίδεται για την σχεδόν παθητική επίτευξη της εκπνοής. Το σύστημα είναι κατασκευασμένο, όπως οι φυσήτηρες των παλιών σιδηρουργών, όπως το περιέγραψε ο  Leonardo da Vinci, αλλά πριν απ΄αυτόν ο Ιπποκράτης (:παρόμοιον είναι ταις φύσαις ταις εν τοις χαλκίεις). Η ευκολία με την οποία κινούνται οι φυσητήρες, ονομάζεται ενδοτικότητα, όπως ενδοτικότητα ονομάζεται η μεταβολή του πνευμονικού όγκου ανάλογα με την πίεση που ασκείται στο παρέγχυμα των πνευμόνων. Η πίεση που ασκείται για να μεταβληθεί ο όγκος δεν χρειάζεται να είναι μεγάλη, για εξοικονόμηση ενέργειας.

  Εάν, στο δικυψελιδικό μοντέλο του πνεύμονος,  στο οποίο θεωρούμε μέτρο επιφανειακής τάσεως 20 mN/m, εφαρμόσουμε το νόμο Laplace, πρέπει να δεχτούμε ότι ο άερας στην κυψελίδα Β, θα προωθηθεί στην κυψελίδα Α, της οποίας ο όγκος θα αυξηθεί περαιτέρω, ενώ η Β θα καταστεί μικρότερη μέχρι να συγκλεισθεί τελείως. Για να αποφευχθεί αυτό, έχει προνοηθεί η παρουσία της επιφανειοδραστικής ουσίας, που είναι μίγμα λιπιδίων (διπαλμιτοϋλική φωσφατιδυλοχολίνη), με την ιδιότητα να επαλείφει κοιλότητες και να μειώνει την επιφανειακή τους τάση, τόσο περισσότερο, όσο περισσότερο μικραίνει ο όγκος τους.

 Επομένως, χάρη στην επιφανειοδραστική ουσία, δεν χρειάζεται να ασκηθούν τρομερές πιέσεις, προκειμένου να αυξηθεί ο πνευμονικός όγκος, να εισρεύσει φρέσκος αέρας και να διευκολυνθεί περαιτέρω ανταλλαγή αερίων. Η επιφανειοδραστική ουσία μπορεί ή να είναι ατελής, όπως επί του συνδρόμου αναπνευστικής δυσχέρειας των νεογνών, ή να καταστραφεί, συνεπεία παθολογικών καταστάσεων ή παρατεταμένης χορηγήσεως υψηλών μιγμάτων Ο₂ (: σύνδρομο αναπνευστικής δυσχέρειας ενηλίκων).