دانلود مقاله فیزیولوژی تنفس

Hot Point فصل اول
- نقش تغییرات قطر در افزایش حجم قفسه سینه
- دلایل غیر فعال بودن بازدم
- مفهوم کشش سطحی و نقش آن در تنفس
- سورفاکتانت و اعمال آن در یه
- منظور از فشار جنب و فشار آلوئولی و فشار ترانس پولسونر
- حجم‌ها و ظرفیت‌های ریوی
- منظور از فضای مرده
- مقاومت در برابر جریان هوا در درخت برونشی
- عوامل موثر در ایجاد مقاومت مجاری هوایی








فیزیولوژی تنفس
فصل اول
1-1- اصول مکانیک تهویه ریوی
1-2- تنفس (respiration) = به مبادله گاز از خلال یک غشای بیولوژیک گفته می‌شود که در دو سطح انجام می شود:
الف/ تنفس خارجی یعنی تبادل گاز بین حبابچه ها و خون موجود در شبکه مویرگی جدار آن از طریق غضای بین آنها که غشای تنفسی گفته می شود.

ب/ تنفس داخلی یعنی تبادل گاز در اعماق بافت ها بین خون مویرگ‌ها در بافت و فضای بین سلولی و نیز بین فضای بین سلولی و سلول و سرانجام بین سیتوزول و میتوکندری
تهویه (ventilation)= جنبه‌های مکانیک تنفس، از قبیل چگونگی باز و بسته شدن قفسه سینه و ورود و خروج هوا را شامل می شود.

محصول تهویه، دم و بازدم است.

قانون بویل = حاصلضرب فشار (p) و حجم (v) در یک محفظه، عدد ثابتی را تشکیل می دهد.

در نتیجه حجم و فشار با یکدیگر نسبت عکس دارند یعنی با افزایش حجم فشار کاهش می یابد و بالعکس.

مقدار ثابت
نکته مهم – افزایش حجم قفسه سینه در هر سه قطر آن اتفاق می افتد.

1- قطر فوقانی – تحتانی – با انقباض دیافراگم این قطر افزایش می یابد.

2- قطر عرضی – بالا رفتن دنده ها سبب افزایش قطر عرضی و پایین آوردن دنده ها باعث کاهش قطر عرضی می شود (اثر دسته سطلی)
3- قطر قدامی – خلفی – شرط افزایش این قطر حرکت رو به جلوی جناغ و حرکت رو به عقب ستون فقرات یا هر دو این حالات می باشد چون ستون مهره ها ثابت است و چون جناغ در پایین و بالا آزاد است پس بالا رفتن دنده ها سبب جلو آمدن جناغ می شده که قطر قدامی – خلفی را افزایش می دهد.

عضلات تنفس:
به دو دسته عضلات دمی و بازدمی تقسیم می شود.

دم در هر شرایطی فعال است در صورتیکه بازدم فقط در شرایط فعالیت و تنفس عمیق فعال است.

عضلات دمی به 2 دسته عضلات دمی اصلی و فرعی تقسیم می شوند.

عضلات دمی اصلی شامل 1- دیافراگم (که باعث افزایش همه قطرهای قفسه سینه می شود) 2- بین دنده ای خارجی و 3- عضله بالا بردن دنده می باشد.

این سه عضله در هر شرایطی (خواب – بیداری، استراحت و فعالیت در تمام طول عمر به طور ریتمیک و منظم منقبض و منبسط می شوند.

عضلات دمی فرعی که فقط در زمان فعالیت و نیز در زمان دم عمیق فعال می شوند شامل استرنوکلیدو و ماستوئید – اسکالن ها – داندانه‌ای قدامی – سینه ای بزرگ – سینه‌ای کوچک و عضله پره نازال می‌باشد.

عضلات بازدمی : در واقع تمامی این عضلات فرعی هستند و فقط در زمان فعالیت بکار می افتند.

در شرایط استراحت غیر فعال می باشند.

شامل عضله بین دنده ای قدامی و عضلات جدار شکمی
نکته مهم
دلایل غیر فعال بودن بازدم:
1.

وزن دنده ها – این عامل فقط در حالت عمودی بدن مثل شرایط ایستاده موثر است.

2.

خاصیت بازگشت ارتجاعی ریه ها – این عامل نقش اصلی را در غیر فعال بودن بازدم ایفا می ک ند.

عوامل موثر در بازگشت ارتجاعی ریه ها:
1.

رشته یا الیاف ساختمانی (ریه دارای الیاف الاستین و کلاژن است).

کشش سطحی (Surface Tension)
منظور از کشش سطحی ، نیرویی است که در سطح آب وجود دارد.

اگر ملکولهای عمقی آب را در نظر بگیریم این ملکولها همواره در معرض نیروهای پیوستگی ملکولهای اطراف خود قرار داشته و به همه جهات کشیده می شوند پس نیروهای وارده بر آنها همدیگر را خنثی می کنند اما ملکولهای سطحی از طرفین همدیگر را جذب می کنند و به ردیف زیری بشدت متصل هستند و از جهت بالا جذب نمی‌شوند که این پیوستگی شدید ملکولهای سطحی باعث ایجاد نیرویی در سطح می شود که به آن کشش سطحی می گویند.

پس، کشش سطحی نیرویی است که روی خط فرضی به طول 1 سانتی متر در سطح مایع عمل می کند و واحد آن dyn/cm است در صورتیکه سطح کروی مانند حبابچه باشد، نیروهای که بر نقاط موجود.

در سطح وارد می شوند با یکدیگر زاویه ای می سازند که برایندی به طرف مرکز حبابچه خواهد داشت و سبب فشاری به طرف داخل می شود و سرانجام این کشش باعث روی هم خوابیدن حبابچه ها می شود.

پس کشش سطحی، نیروی بازگشت ارتجاعی را افزایش می دهد.

یکی از عواملی که سبب جمع شدن ریه بعد از دم و بازدم می شود همین کشش سطحی است.

نقشهای سورفکتانت : 1.

کاهش کشش سطحی در حبابچه‌ها.

سورفکتانت مخلوط پیچیده ای از چندین فسفولیپد و پروتئین و یو نها می باشد.

مهمترین اجزای آن عبارتند از : دی پالمیتوئیل فسفاتیدیل کولین: اپوپروتئین های سورفکتانت و Ca.

فسفولپیدها مسئول کاهش کشش سطحی هستند.

سورفکتانت با قرار گرفتن روی لایه سطحی ملکولی آب در حبابچه بخش هیدروفیل آن در لایه سطحی حل شده و بخش هیدرو خوب آن در بیرون قرار بگیرد.

ارتباط بین مولکولهای اب لایه سطحی را با یکدیگر قطع کرده و کشش سطحی را کم می کند.

سورفکتانت بوسیله سلولهای اپی تلیال حبابچه ای نوع II که حدود 10 درصد سلولهای سطحی حبابچه‌ای را تشکیل می دهند.

ساخته می شوند 2.

تثبیت اندازه حبابچه ها: اگر حبابچه کوچکی را در نظر بگیریم فشار موجود در حبابچه کوچک بیشتر از حبابچه بزرگ است.

طبق قانون لاپلاس: ـــــــــــــــــــ = فشار پس هر قدر شعاع کوچکتر شود فشار بیشتر خواهد شد پس در حبابچه‌های کوچک فشار بیشتری در مقایسه با حبابچه های بزرگ داریم در ریه های طبیعی بین حبابچه ها ارتباط وجود دارد (هم از طریق مجاری حبابچه ای و نیز سوراخهای کُهن که در آلونولها هستند) با وجود این ارتباطات و دانستن این نکته که فشار در حبابچه کوچک بیشتر از حبابچه بزرگ است، انتظار می‌رود که حبابچه کوچک بدلیل فشار بیشتر هوای داخل خود را به حبابچه بزرگ تخلیه کند که به این پدیده ناپایداری حبابچه ای گویند.

این پدیده از نظر تئوریک درست است اما در عمل اتفاق نمی‌افتد و یکی از مهمترین دلایل پیشگیری کننده از این مسأله و در واقع تثبیت اندازه حبابچه ها وجود سورفکتانت است.

علت: اگر اندازه حبابچه ای کوچکتر است بدلیل این است که هوای کمتری وارد آن شده است نه اینکه از نظر ساختمانی استعداد دریافت هوای کمتری را دارد پس اگر هوای بیشتری به آن وارد شود اندازه آن نیز بزرگ خواهد بود پس حبابچه های کوچک و بزرگ از نظر سلولهای تشکیل دهنده حدوداً برابرند.

پس تعداد سلولهای تیپ II در آنها برابر است.

در حبابچه های کوچک این تعداد سلول در سطح کمتری پخش شده اند پس غلظت سورفکتانت در حبابچه های کوچک بیشتر از حبابچه های بزرگ بوده در نتیجه کشش سطحی در حبابچه کوچک بیشتر از حبابچه بزرگ.

کاهش خواهد یافت.

بنابراین با تغییر کشش سطحی در ایندو حبابچه، اثر اختلاف فشار آنها تعدیل می شود یعنی حبابچه ای که فشار آن بعلت بزرگ بودن شعاع، در حال کم شدن بود بعلت کم شدن غلظت سورفکتانت کشش سطحی اش افزایش می یابد یا این کمبو رفع شده و در مورد حبابچه های کوچک بلعکس اتفاق می افتد.

کمبود سورفکتانت در ریه ها ، مشکلزا می باشد.

تورادان نارس – سندرم زجر تنفسی نوزادان در افرادیکه تحت حراجی باز سینه قرار گرفته و کم خونی ریه داشته اند، در چند ساعت اول پس از جراحی، مشکل تنفسی ایجاد می شود در افراد مبتلا به آمبولی عروق ریوی 2-2 فشارهای تنفسی 1.

فشار جنب (Pleural pressure) منظور فشار موجود در فضای جنب است.

این فشار در حالت طبیعی به صورت یک مکش مختصر یعنی فشاری اندکی منفی است.

فشار جنب در شروع دم 5- cmH2o است که مقدار کششی است که برای باز نگهداشتن ریه ها در حالت استراحت طبیعی آن ها مورد نیاز است.

در جریان دم طبیعی، بزرگ شدن قفسه سینه سطح ریه ها را با نیروی باز هم بیشتری به سوی خارج می کشد و یک فشار باز هم منفی تولید می کند که به طور متوسط CmH2o 5/7 – است و افزایش حجم ریه در طول دم به میزان 5/0 لیتر است.

نکته مهم فشار جنب در قله ریه بیشتر از قاعده ریه می باشد.

در بازدم فشار جنب به حد اولیه (CmH2o5-) باز می گردد و در پایان بازدم عمیق ممکن است مثبت شود 2.

فشار آلوئولی یا حبابچه ای : منظور فشار داخل حبابچه های ریه است.

در جریان دم حجم ریه و به تبع آن حجم حبابچه افزایش می یابد پس یک فشار منفی حدود 1- تا 2- سانتی متر آب ایجاد می شود.

در انتهای دم بدلیل باز بودن راه های هوایی و به تعادل رسیدن فشار حبابچه ای با فشار جو، فشار حبابچه معادل صفر می شود.

اما در طی بازدم بدلیل خاصیت ارتجاعی ریه که سبب اعمال فشار در جهت جمع شدن حبابچه ها می شود حجم حبابچه کاهش یافته پس فشار حبابچه ها به اندازه 1 تا 2 سانتی متر آب افزایش می یابد البته در انتهای بازدم نیز مجدداً‌ فشار حبابچه به صفر می رسد.

پس، فشار حبابچه ای در طی دم منفی، در طی بازدم مثبت ولی در انتهای دم و بازدم صفر است.

فشار ترانس پولمرنر: اختلاف فشار درون حبابچه ای از فشار جنب را فشار ترانسر پولمونری یا فشار دو سوی ریه گویند که در واقع نموداری از نیروهای ارتجاعی در ریه هاست که تمایل دارند ریه ها را در هر لحظه از تنفس.

روی هم بخوانند و موسوم به فشار بازگشت ارتجاعی می باشد.

اگر این فشار مثبت تر شود.

سعی در باز کردن حبابچه ها و اگر منفی تر شود سعی در بستن حبابچه ها دارد.

فشار جنب – فشار آلوئولی = فشار ترانس پولمونر کومپلیانس یا پذیرش ریه: به میزان اتساع ریه (یعنی افزایش حجم) به ازای هر واحد افزایش فشار بین دو سوی ریه در صورتیکه زمان کافی برای رسیدن به حالت تعادل وجود داشته باشد کومپلیانس گویند.

کومپلیانس کلی طبیعی در ریه روی هم در یک انسان بالغ متوسط تقریبا 200 میلی لیتر به ازای هر سانتی متر آب فشار است یعنی هر بار که فشار بین دو سوی ریه به میزان 1 سانتی متر اب افزیش یابد ریه ها پس از 10 تا 20 ثانیه، 200 میلی لیتر متسع می‌شود.

شکل ص 738 – دیاگرام کومپلیانس در یک شخص طبیعی.

نکات مهم در مورد دیاگرام کومیلیانس شامل 2 دیاگرام کومپلیانس دمی و بازدمی است.

در محور افقی بجای فشار ترانس پولمونری فشار جنب را جایگزین می کنیم چون با انجام دم مرحله ای با ایست تنفسی موقت، فشار حبابچه ای صفر می شود پس فشار ترانس پولمونری همان فشار جنب با علامت مثبت است.

منحنی کومپلیانس به صورت خطی نیست منحنی های دم و بازدم مسیرهای متفاوتی داشته و برهم منطبق نیستند علت خطی نبودن منحنی کمپلیانس: اگر تنها عوامل شرکت کننده در بازگشت ارتجاعی مربوط به ریه ها بود یعنی عینا شرایط یک فنر را داشتند طبق قانون هوک در متر می‌بایست رابطه کاملا خطی با تغییرات نیروی وارده برقرار می کردند اما علاوه بر این عوامل، غلبه بر نیروی چسبندگی بافت های دیگر دوریه، قفسه سینه و فشارشکم از یکطرف و مقاومت مجاری هوایی در برابر ورود هوا از طرف دیگر عوامل مهمی هستند که بر کیفیت دم و بازدم موثرند.

نکته مهم – مهمترین عامل مقاومت در برابر عبور هوا تغییرات قطر مجاری است.

مقایسه دیاگرام های کومپلیانس ریه های پرشده از هوا و سالین (شکل ص 738 گایتون) فشارهای بین دو سوی ریه که برای منفی کردن ریه های پر شده از هوا مورد نیاز است حدود 3 برابر بیشتر از فشاری مورد نیاز برای منفی‌کردن ریه های پر شد از محلول سالین هستند پس می توان نتیجه گرفت که نیروهای ارتجاعی بافت که تمایل دارند باعث رویهم خوابیدن ریه های پر شده از هوا شوند فقط نمودار 3/1 الاستیسیته کل ریوی هستند در حالیکه نیروهای کشش سطحی نمودار 3/2 هستند ریه های پر شده از محلول نمکی بدلیل فقدان کشش سطحی، کومپلیانس بالاتری دارند.

کومپلیانس مجموع ریه و قفسه سینه کمی بیشتر از نصف کومپلیانس ریه ها به تنهایی یعنی 110 میلی لیتر به ازای هر سانتی متر است برای مجموع ریه و قفسه سینه