Fisiologia

Malattie polmonari costruttive e restrittive

Questo ci permette pure di differenziare tra malattie polmonari costruttive e restrittive. Perché vediamo che entrambe sono caratterizzate dalla diminuzione della capacità vitale, ma la differenza è che nelle costruttive (che interessano a noi, ad esempio la broncocostrizione da esercizio) hanno una importante diminuzione di volume forzato espiratorio.

Respirazione esterna - è lo scambio di gas a livello degli alveoli. È importante capire il concetto delle pressioni parziali dell'ossigeno, per capire meglio la fisiologia respiratoria.

Si può calcolare dalla pressione parziale del gas nel suo intero, nel nostro caso la pressione atmosferica totale (760mmHg) a livello del mare, moltiplicata per la concentrazione dello specifico gas.

Quindi moltiplicare la pressione atmosferica per la percentuale del gas e vediamo le pressioni parziali. È importante conoscere la pressione parziale perché è uno dei fattori che

determinanola di usione dei gas.- Come tutte le di usioni, anche qui si va dall’alta concentrazione alla bassa concentrazione. Poiin realtà, a livello polmonare, abbiamo diversi fattori da considerare:- La super cie dell’area in cui avviene lo scambio=A- Lo spessore della membrana attraverso il quale si di ondono igas=T- I coe cienti di di usione del gas=D- In ne quanto appena detto sul di erenziale di pressione= P1-P2- in base a tutti questi paramenti possiamo calcolare la di usione,attraverso la legge della di usione di Fick.

Scambio alveolare- abbiamo l’alveolo con la sue super cie, dove la pressione parziale di O2 è di 100mmHg, mentrela pressione parziale di CO2 è 40 mmHg. Poi abbiamo uno strato monocellulare che è ilcapillare polmonare, strettamente a contatto per favorire il processo di di usione.- A livello polmonare, siccome la pressione parziale di O2 del sangue venoso è 40 e la pressioneparziale di CO2 è 45, è

Il rapporto è >1 con la ventilazione maggiore del flusso. - La cosa importante che succede durante l'esercizio fisico è che la profusione dell'apice aumenta tantissimo grazie al reclutamento capillare. E questo fa diminuire lo spazio morto siologico.

Trasporto dell'ossigeno - il 98% dell'ossigeno nel sangue è legato alla emoglobina (Hb), che quando si lega all'ossigeno si chiama ossiemoglobina (HbO2), quando invece non è legata all'ossigeno ma allo ione idrogeno si chiama deossiemoglobina (HHb).

Si può calcolare la capacità di trasporto dell'ossigeno nel sangue in base alla concentrazione di emoglobina moltiplicata per 1,34 ml O2/gHb (ml di O2 per g di Hb). Infatti:

• Uomo: 20ml O2 per 100ml sangue (15g Hb/100 ml di sangue x 1,34 ml)
• Donna: 17 ml O2 per 100 ml di sangue (13g Hb/100 di sangue x 1,34 ml)

Il rimanente 2% dell'ossigeno nel sangue è disciolto nel plasma e nel citoplasma degli eritrociti.

Respirazione

interna- in questo caso la pressione parziale che, chiaramente un po si prede tra polmone e capillari, vain senso inverso. Dove l'O2 va verso le cellule, mentre la CO2 va dalle cellule al circolo. Perché vediamo che la pressione parziale di ossigeno che arriva è di 95 mentre dentro le cellule è 40, ela pressione parziale di CO2 che arriva è 40 mentre dentro le cellule è 45.- Questo concetto è molto importante; il differenziale di O2 e CO2 aumenta con l'esercizio, in più aumenta anche la temperatura a livello muscolare, quindi vediamo come la saturazione dell'emoglobina diminuisce.flfi fi ff ff ffi fi ff ff ff ff ff ff fi fi ff fl ff fl ff fi ff ff fl ff- Cioè a parità di pressione parziale O2, l'affinità tra emoglobina e ossigeno diminuisce. Quest'oro facilita il rilascio dell'ossigeno dall'emoglobina verso il muscolo.- In più anche l'acidità (che aumenta

L'enzima anidrasi carbonica catalizza una reazione tra CO2 e H2O formando acido carbonico (H2CO3), che poi si scinde immediatamente in ione idrogeno e ione bicarbonato. Questo avviene all'interno dell'eritrocita e gli ioni bicarbonato vengono rilasciati nel plasma mentre lo ione idrogeno si combina con l'emoglobina e quindi non fa abbassare il pH plasmatico. Per compensare la perdita di ioni bicarbonato (carica negativa), dobbiamo acquisire una carica positiva che avviene dallo ione cloro che entra nel globulo rosso. Questo processo si chiama "chloride shift".

Controlo dell'equilibrio acido base - l'equilibrio acido-base è regolato, in maniera più lenta, in situazioni che non hanno a che fare con l'esercizio fisico, attraverso i reni mediante la regolazione della concentrazione plasmatica di ioni bicarbonato nel sangue. A noi interessa la regolazione dell'equilibrio acido-base attraverso la ventilazione. Cosa succede?

L'acidità del sangue dipende dalla concentrazione di ioni idrogeno, quindi da una bilanciata produzione/rimozione di ioni idrogeno.

Gli ioni idrogeno arrivano dalla scissione dell'acido lattico in lattato e ione idrogeno. Quindi se questi ioni non vengono tamponati da qualcosa, vanno ad aumentare l'acidità del sangue. Però ne avremo molti di più se avessimo la risposta ventilatoria dell'esercizio perché se aumento la ventilazione di conseguenza aumento l'espulsione di CO2.

Centri di controllo respiratorio:

• Sono localizzati nel ponte e nel midollo allungato
• Ricevono segnali neurali e morali:
• Comando centrale
• Feedback afferente dai muscoli
• Livelli di CO2 e O2 nel sangue pH del sangue
• Temperatura
• Regolano la frequenza e l'ampiezza degli atti respiratori influenzando i segnali motori (nervo frenico e altri nervi) ai muscoli respiratori

Centri respiratori nel ponte:

• Centro pneumotassico
• Centro apneustico: a sua volta diviso in

centro dorsale e ventrale

Stimoli dei centri respiratori durante l'esercizio

• comando motorio centrale: aree corticali deputate al movimento, stimolano i centri respiratori.
• Propriocettori muscolari, articolazioni e anche pelle (meccanocettori che rispondono a deformazioni della pelle)
• Metaborecettori e chemocettori
• Chemorecettori portici e carotidei (sensibili a CO2 e H2O e a concentrazioni parziali di O2)
• Centri respiratori midollari sensibili a ioni idrogeno nel sangue.
• Termoreattori (si alza soprattutto la frequenza respiratoria)
• Meccanorecettori polmonari (danno risposta per quanto riguarda l'allungamento dei tessuti polmonari)

Effetto della PO2 arteriosa sulla ventilazione

Nel range normale non c'è nessun effetto sulla ventilazione; oltre "soglia ipossia", ovvero dopo che la concentrazione parziale di ossigeno si riduce di molto a causa dell'altitudine. Quindi la concentrazione di ossigeno non è uno stimolo.

Importante per la ventilazione. Effetto della PCO2 arteriosa sulla ventilazione - invece gli effetti evidenti sulla ventilazione si hanno per quanto riguarda le concentrazioni dianidride carbonica arteriosa. C'è una relazione lineare tra concentrazione parziale di CO2 arteriosa e ventilazione.

Effetto del pH arterioso sulla ventilazione - quando il pH scende (acidità alta), abbiamo un forte effetto sulla ventilazione alveolare (aumenta fino a 4 volte in più). Infatti, la ventilazione è uno dei modi per tamponare ioni idrogeno.

Feedback afferente dei muscoli - quando il soggetto ad esempio muove una gamba in maniera passiva la ventilazione aumenta (stimolo meccanorecettore muscolare).

L'esercizio attivo mostra un aumento importante dall'inizio della ventilazione e più progressivo nel tempo. Qui subentra anche il comando centrale che fa aumentare ulteriormente la ventilazione; con l'esercizio aumenta la temperatura.

Risposte respiratorie acute

All'esercizio fisico, i segnali neurali veloci sembrano essere i più importanti, mentre i segnali metabolici servono a regolare in maniera più precisa la ventilazione in esercizi prolungati, in base allo stress metabolico e all'esigenza di tamponare l'acidosi metabolica.

La ventilazione e l'intensità dell'esercizio aumentano linearmente con l'aumento dell'intensità dell'esercizio fino a circa il 50-70% del VO2max. Dopo questo punto, chiamato soglia ventilatoria, la ventilazione aumenta in maniera esponenziale.

In atleti di endurance si nota una significativa diminuzione della PO2 arteriosa vicino al VO2max, ma l'acidosi metabolica (diminuzione di pH) e la soglia ventilatoria avvengono a intensità più alta.

Le soglie sono:

• Prima soglia: perdita di linearità rispetto al carico di lavoro o al consumo di ossigeno (soglia lattato).
• Seconda soglia: perdita di linearità.