ANATOMIA ȘI FIZIOLOGIA APARATULUI CARDIOVASCULAR [303294]

ANATOMIA ȘI FIZIOLOGIA APARATULUI CARDIOVASCULAR

Aparatul cardiovasculare este alcătuit din inimă și vasele de sânge: artere, [anonimizat]-o vastă rețea în tot corpul. [anonimizat], a nutrienților, a produșilor metabolici și a hormonilor.

I.1. [anonimizat]-cavitar, [anonimizat], cât, [anonimizat] ”[anonimizat], [anonimizat]”. [Ioan D. Haulică, „Fiziologie umană”, ediția a 2-a, [anonimizat], 1999, pag 245]

I.1.1. [anonimizat], [anonimizat].

[anonimizat], dinspre dreapta spre stânga. Ținând cont de această orientare, 1/3 [anonimizat] 2/3 la stânga planului mediosagital al corpului.

Fig. 1. Inima in situ

Sursa: [anonimizat], editura ”Litera”, 2014

I.1.2. Configurație externă [[anonimizat], compendiu]

[anonimizat] a [anonimizat]. [anonimizat] 800 cm3, iar greutatea crește proporțional cu vârsta ajungând la o valoare de 250 – 300 g la un adult.

[anonimizat]: trei fețe: o față în raport cu scheletul toracic (fața sternocostală), o față în raport cu diafragmul (fața diafragmatică) și o față în raport cu plămânii (fața pulmonară); trei margini: anterioară, posterioară și dreaptă; o bază; un vârf.

Fața sternocostală (anterioară) [anonimizat] a sternului și a coastelor. [anonimizat], în porțiunea inferioară. [anonimizat], cei doi ventriculi fiind separați prin șanțul interventricular anterior. Regiunea atrială a [anonimizat].

[anonimizat],

se observă două prelungiri denumite auricule (urechiușe), sâng și drept.

Fața diafragmatică (inferioară) [anonimizat]. [anonimizat] o porțiune foarte mică. Cei doi ventriculi sunt separați aici prin intermediul șanțului interventriculat posterior. [anonimizat], la dreapta vârfului inimii.

[anonimizat] o împarte, de sus în jos în două zone: [anonimizat], corespunzătoare ventriculului stâng și zona atrială ce corespunde atriului stâng.

Marginea dreaptă este netedă și separă fața anterioară de cea inferioară a cordului. Este în raport direct cu pleura și cu fața medială a plămânului drept.

Marginile anterioară și posterioară nu sunt bine evidențiate.

[anonimizat], spre stânga.

Baza inimii este poziționată înapoi, puțin spre dreapta și în sus, fiind alcătuită din fața posterioară a atriilor, separate de șanțul interatrial. Acesta împarte baza în două câmpuri: câmpul drept, ce corespunde atriulul drept și câmpul stâng, ce corespunde atriului stâng.

I.1.3. Configurația internă [http://anatomie.romedic.ro/inima-cordul]

Cordul este divizat la interior în patru cavități, două atrii și doi ventriculi, cu structuri ușor diferite.

Atriile sunt situate la baza inimii, au formă cubică și sunt alcătuite din șase pereți cu o grosime mai mică decât cei ai ventriculilor. De asemenea, capacitatea atriilor este mai mică decât a ventriculilor, iar la nivelul acestora sângele ajunge la inimă prin intermediul venelor. Fiecare atriu prezintă un auricul, stâng, respectiv drept.

Ventriculii sunt situați spre vârful inimii și au formă piramidal-triunghiulară. Dimensiunea acestora este semnificativ mai mare decât a atriilor, au pereți groși, ce nu sunt netezi, prezentînd pe fața internă trabecule și cordaje tendinoase.

Atriile sunt separate de ventriculi prin septele atrioventriculare și comunică cu acestea prin orificiile atrioventriculare, prevăzute cu valve: mitrală (bicuspidă), la nivelul orificiului atrioventricular stâng și tricuspidă, la nivelul orificiului atrioventricular drept.

Atriul drept împreună cu ventriculul drept alcătuiesc inima dreaptă sau posterioară, ce are rolul de a capta sângele neoxigenat din corp și a-l trimite spre plămâni.

La nivelul atriului drept se află orificiul de vărsare al venei cave superioare, al venei cave inferioare, prevăzut cu valva lui Eustachio și cel al sinusului coronar.

Ventriculul drept prezintă orificiul trunchiului arterei pulmonare și orificiul atrioventricular drept, prevăzut cu valva tricuspidă. Orificiul trunchiului arterei pulmonare prezintă valva pulmonară ce este alcătuită din trei cuspe semilunare (în cuib de

rândunică): una anterioară și două posterioare.

Atriul și ventriculul stâng alcătuiesc inima stăngă sau anterioară, ce conține sânge

oxigenat, ajuns de la plămîni și are rolul de a-l trimite în tot corpul.

Atriul stâng prezintă cele patru orificii ale venelor pulmonare, două drepte și două stângi.

Ventriculul stâng este cavitatea cea mai mare a cordului, având rolul de a pompa sângele în întreg organismul. Vârful ventriculului stâng coincide cu vârful inimii. Baza prezintă orificiul

aortei, prevăzut cu valva aortei, alcătuită din trei cuspe semilunare (în cuib de rândunică): una posterioară și două anterioare, și orificiul atrioventricular, prevăzut cu valva mitrală.

I.1.4. Structura inimii

Din punct de vedere structural, inima este alcătuită din trei tunici: epicardul, miocardul și endocardul.

Epicardul este foița viscerală a pericardului seros, fiind netedă și lucioasă. Tapetează complet suprafața externă a inimii, de la vârf spre bază, trecând peste originea vaselor mari pentru a înveli la interior pericardul fibros.

Miocardul este mușchiul propriu-zis al inimii, în structura căruia se disting două varietăți de țesut muscular: țesut cardiac și țesut nodal. Țesutul cardiac este alcătuit din fibre musculare cardiace și reprezintă miocardul adult, contractil, iar țesutul

nodal constituie miocardul embrionar sau aparatul

de conducere al inimii.

Miocardul este constituit din fibre musculare caridace, un sistem excitoconductor (cardionector) și un schelet fibros, care împreună cu endocardul formează sistemul valvular.

Fibrele musculare ale miocardului adult sunt de tip particular, posedă proprietățile funcționale ale fibrelor musculare netede: contracții automate și involuntare, însă au structura unui mușchi striat.

Miocardul prezintă grosimi diferite, astfel la nivelul atriilor este subțire, încât mușchiul atrial este translucid. La nivelul ventriculului drept este mai gros, iar la nivelul ventriculului stâng are grosimea cea mai mare deoarece acesta este responsabil pentru pomarea sângelui în întregul corp.

Musculatura atrială este complet individualizată de cea a ventriculilor. Fibrele miocardice atriale sunt dispuse circular, în timp ce fibrele musculaturii ventriculare sunt dispuse spiralat spre vârful inimii, alcătuind vortexul.

Legătura anatomică și funcțională dintre musculatura atriilor și ventriculilor este realizată prin sistemul cardionector, care determină automatismul cardiac.

Miocardul embrionar alcătuiește sistemul excitoconductor care este ”ansamblul anatomo-histologic intracardiac implicat în inițierea și propagarea impulsului sistolic.” [Ioan D. Haulică, „Fiziologie umană”, ediția a 2-a, editura Medicală, București, 1999 pag 251] Acesta cuprinde următoarele structuri:

Nodulul sinoatrial Keith-Flack, este situat în atriul drept, în vecinătatea vărsării venei cave suerioare, în sulcus terminalis. Este alcătuit dintr-o aglomerare de celule tranziționale și celule nodale, peacemaker (P) cu formă ovalară ce sunt lipsite de elemente contractile, fiind dotate cu automatism. ”Nodulul sinusal îndeplinește rol de generator electric primar, care impune ritmul fiziologic al bătăilor cardiace.” [Ioan D. Haulică, „Fiziologie umană”, ediția a 2-a, editura Medicală, București, 1999, pag 251]

Nodulul atrioventricular Aschoff-Tawara este localizat deasupra orificiului atrioventricular drept. Acesta este format din celule asemănătoare celor din nodulul sinoatrial, la care se adaugă și celule Purkinje, ramificate ce au rol în conducere. Exista trei fascicule internodale, anterior, mijlociu și posterior, considerându-se că cel anterior (Bachmann), situat la marginea anterioară a septului interatrial, este implicat în sincronizarea interatrială.

Fasciculul Hiss pleacă din nodulul atrioventricular și este situat la nivelul porțiunii membranoase a septului interventricular. Acesta se separă, la nivelul septului interventricular în două ramuri, drept și stâng, care se îndreaptă spre ventriculul omonim. Fasciculul este format în special din celule Purkinje de dimeniuni mari.

Rețeaua Purkinje este o rețea subendocardică de fibre Purkinje ale cărei ramuri pătrund în miocard, continuând cele două ramuri ale fasciculului Hiss.

Fasciculele musculare atriale și ventriculare sunt inserate pe formațiuni conjunctive ce alcătuiesc scheletul fibros al inimii. Acesta este format din patru inele fibroase și două trigonuri fibroase.

Pe scheletul fibros se mai inseră valvele orificiilor atrioventriculare (valva bicuspidă și tricuspidă) și valvele semilunare ale orificiilor aortic și pulmonar.

Fig. 8. Scheletul fibros al cordului (atriile îndepărtate)

Sursa: Pierre Kamina, Atlas de anatomie,editura ”Litera”, 2014

Endocardul este tunica ce căptușește fața internă a miocardului. La nivelul orificiului atrioventricular, acoperă scheletul fibros al valvulelor, iar la nivelul orificiilor atriale se repliază și formează valvulele sigmoide. În cazul vaselor ce vin sau pleacă de la inimă, endocardul se continuă cu intima acestor vase. Endocardul inimii drepte este complet independent de cel al inimii stângi, iar endocardul atrial este mai gros decât cel ventricular.

I.2. Fiziologia aparatului cardiovascular

I.2.1. Proprietățile cordului

Miocardul, fiind din punct de vedere morfologic un mușchi striat, are proprietăți comune cu mușchii striați scheletici: conductibilitate (funcția dromotropă), excitabilitate (funcția batmotropă), contractilitate (funcția inotropă) și tonicitate (funcția tonotropă). Principala proprietate a miocardului este automatismul (ritmicitatea), care nu se regăsește la nici un alt tip de fibră musculară.

Automatismul cardiac este proprietatea inimii de a se contracta ritmic, ca urmare a unor impulsuri contractile intrinseci, generate la nivelul sistemului excitoconductor. Această prorietate este demonstrată de faptul că, deși privată de orice influențe nervoase sau scoasă din organism, inima continuă să se contracte ritmic, atât timp cât i se asigură o perfuzie coronariană adecvată.

Explicația producerii automatismului???

Proprietatea fundamentală a miocardului este realizată prin intermediul sistemului excitoconducător.

Nodulul sinoatrial Keith Flack, alcătuit din celule peacemaker (P) generatoare de impulsuri, posedă cea mai ridicată frecvență de descărcare a impulsului cardiac din tot țesutul embrionar (aproximativ 100 impulsuri/minut). Datorită influenței inhibitoare a nervului vag, frecvența de generare a impulsurilor scade în repaus la 70-80 impulsuri/minut. La sportivii de performanță, în urma antrenamentului fizic susținut, rata de descărcare scade la 60-70 impulsuri/minut în stare de repaus, pentru ca în timpul efortului, frecvența cardiacă să ajungă la 70-80 bătăi/minut.

Nodulul atrioventricular Aschoff-Tawara este divizat, din punct de vedere funcțional, în trei zone: zona atrio-nodală (superioară), zona nodală propriu-zisă (mediană) și zona nodo-hisiană (inferioară), singura zonă ce prezintă proprietatea de automatism și care generează stimul cu o frecvență mai redusă, de 40-60 impulsuri/minut.

Fasciculul Hiss este alcătuit din celule cu automatism mai scăzut, fiind capabil să descarce impulsuri cardiace cu o frecvență de 20-40 impulsuri/minut, în regiunea trunchiului și a ramurilor proximale și 10-20 impulsuri/minut în zona ramurilor distale.

Rețeaua Purkinje are automatismul cel mai scăzut, 10-15 impulsuri/minut.

În condiții fiziologice, frecvența cardiacă (60-70 impulsuri/minut) este dictată de nodulul sinoatrial, denumit și centrul de comandă, iar ritmul cardiac este ritm sinusal. Nodulul sinoatrial are cea mai mare frecvență a descărcărilor, în comparație cu celelalte formațiuni ale miocardului embrionar, astfel impulsurile generate de acesta migrează rapid și blochează validarea impulsurilor celorlalți noduli.

În cazul lezării nodulului sinoatrial funcția de centru de comandă va fi preluată de nodulul atrioventricular, care va asigura o frecvență cardiacă de 40-60 impulsuri/minut și va imprima un ritm nodal, patologic. Dacă legătura dintre acesta și fasciculul Hiss este întreruptă, frecvența cardiacă va fi controlată de fasciculul Hiss și se va instala ritmul idioventricular, caracterizat printr-o frecvență cardiacă de 20-25 bătăi/minut.

Deși automatismul cardiac este intrisec, acesta poate fi influențat de o serie de factori extracardiaci precum:

Temperatura: creșterea temperaturii determină reșterea automatismului;

Cantitatea de oxigen: scăderea cantității de oxigen determină diminuarea automatismului;

pH-ul sanguin: creșterea alcalinității determină creșterea automatismului (tahicardie), iar creșterea acidității determină scăderea automatismului (bradicardie). [notite curs + Prof. Dr. Gh. Badiu, Prof. Dr. I. Teodorescu Exarcu, „Fiziologie umană”, Editura Medicală, București, 2014]

Conductibilitatea este proprietatea cordului de a transmite impulsul (unda de excitație) generat la nivelul nodulului sinoatrial. Unda de excitație (depolarizarea) se transmite din aproape în aproape, sub forma unui câmp de unde radiare ce cuprinde toate celulele miocardului adult și embrionar; transmiterea este un fenomen pur electric. [Prof. Dr. Gh. Badiu, Prof. Dr. I. Teodorescu Exarcu, „Fiziologie umană”, Editura Medicală, București, 2014, pag 55]

Conductibilitatea poate fi specifică, realizată prin țesutul excitoconductor cu viteze mari și nespecifică, ce se realizează prin miocardul contractil cu viteze mici. [Simona Gusti, Valeriu Nestianu, Alice Gusti, „Fiziologia aparatului cardiovascular”, editura Aius, Craiova, 1997, pag 60]

Popagarea depolarizării la nivelul structurilor cardiace determină apariția contracției miocardice și favorizează îndeplinirea funcției de propulsie a sângelui în sistemul vascular. . [Ioan D. Haulică, „Fiziologie umană”, ediția a 2-a, editura Medicală, București, 1999, pag 264]

Dromotropismul la nivelul atriilor se produce prin propagarea undei de excitație de la nodulul sinoatrial, radiar, „ca pata de ulei”. Aceasta cuprinde mai întâi întreg atriul drept, fie prin miocardul atrial (conducere nespecifică), cu o viteză de aproximativ 3 m/s, fie prin tracturile internodale (conducere specifică), cu o viteză de 0,8-1 m/s. Apoi, după o durată de 0,01-0,02 sec., de la începutul depolarizării atriului drept, unda de excitație ajunge la atriul stâng. Astfel, durata activării ambelor atrii este de 0,08-0,11 sec. [Ioan D. Haulică, „Fiziologie umană”, ediția a 2-a, editura Medicală, București, 1999, pag 265]

Unda de excitație ajunge la nivelul nodulului atrioventricular după aproximativ 0,04 sec., pe calea tracturilor internodale.

Tractul internodal anterior pornește din partea stângă a vârfului nodulului sinoatrial și după ce parcurge o scurtă distanță se împarte în două ramuri. Una dintre ramuri, fasciculul Bachmann, merge de-a lungul părții dorsale a tractului și se ramifică în tot atriul stâng, iar cea de-a doua ramură, se curbează în jos, spre septul interatrial și ajunge în zona atrionodală superioară.

Tractul internodal mijlociu pleacă din regiunea postero-dorsală a nodulului sinusal și trece posterior de vena cavă superioară, spre vârful septului interatrial. În drumul său, trimite câteva ramuri în atriul stâng, iar majoritatea ramurilor se îndreaptă spre zona atrionodală postero-superioară.

Tractul internodal posterior merge din porțiunea posterioară a nodulului sinoatrial spre septul interatrial și se termină la nivelul porțiunii superioare drepte a nodulului atrioventricular.

[notite curs + Prof. Dr. Gh. Badiu, Prof. Dr. I. Teodorescu Exarcu, „Fiziologie umană”, Editura Medicală, București, 2014]

La nivelul nodulului atrioventricular, impulsul cardiac suferă o întârziere fiziologică în zona nodală, numită „chinga inimii” sau „marea sinapsă a inimii”, impulsul parcurgând astfel nodulul după o durată de 0,11-0,12 sec..

Principala funcție a nodulului atrioventricular, întârzierea propagării impulsului, asigură terminarea sistolei atriale, înaintea începerii sistolei ventriculare. În acest mod se va asigura umplerea completă a ventriculilor.

Dromotropismul la nivelul ventriculilor se realizează specific, pe căi preformate (fasciulul Hiss și rețaua Purkinje) și nespecific, prin intermediul miocardului contractil. Fasciculul Hiss realizează viteze mari de conducere ale impulsului cardiac de 1,5-3 m/s., iar prin rețeaua Purkinje impulsurile sunt conduse cu o viteză de 1-4 m/s.. Activarea nespecifică a miocardului ventricular se realizează din aproape în aproape („ca mucegaiul în pâine”), cu o viteză de 0,4-0,5 m/s, iar ultima regiune depolarizată a miocardului ventricular este și prima regiune repolarizată, repolarizarea producându-se dinspre epicard spre endocard. [Simona Gusti, Valeriu Nestianu, Alice Gusti, „Fiziologia aparatului cardiovascular”, editura Aius, Craiova, 1997, pag 61]

Excitabilitatea sau funcția batmotropă este proprietatea miocardului de a răspunde specific printr-o contracție (sistolă) la stimuli adecvați.

Excitantul electric poate determina o contracție cardiacă numai dacă nu produce leziuni ireversibile, are o anumită intensitate denumită intensitate prag, acționează asupra țesutului un anumit timp și este suficient de brusc astfel încât să nu determine acomodarea țesutului la excitant.

„După valoarea intensității, excitantul poate fi subliminal (sub prag), ce determină numai o depolarizare locală , neurmată de depolarizarea generală a celulei, excitant de prag sau liminal, care produce depolarizarea generală a celulei, apariția potențialului de acțiune și excitant supraliminal, cu o intensitate mai mare decât pragul.” [Simona Gusti, Valeriu Nestianu, Alice Gusti, „Fiziologia aparatului cardiovascular”, editura Aius, Craiova, 1997, pag 52]

Potențialul de repaus (PR) este definit ca fiind fondul fiziologic al echilibrului metabolic stabil. Atunci când potențialul de repaus scade până la valoarea critică denumită prag, se produce o contracție maximală, iar excitanții care depășesc valoarea-prag (supraliminari) determină tot o contracție maximală, indiferent de intensitatea lor. Această particularitate poartă denumirea de ”legea tot sau nimic” [notite curs]

La nivelul miocardului contractil se deosebesc mai multe faze sau perioade ale excitației:

Perioada refractară absolută (PRA) are o durată de 250-300 ms, până ce potențialul atinge valoare de -55 mV. Această perioadă se datorește faptului că, la sfârșitul potențialului de acțiune, ușurința cu care Na+ traversează sarcolema (membrana fibrei musculare cardiace) este maximă, (iar aplicarea unui nou stimul depolarizant nu poate mări în plus permeabilitatea membranei pentru Na+) și cordul este total inexcitabil;

Perioada răspunsului local gradat (PRE) urmează după PRA, iar în această fază, excitanții aplicați pot determina răspunsuri gradate, însă nu declanșează potențiale de acțiune; [Simona Gusti, Valeriu Nestianu, Alice Gusti, „Fiziologia aparatului cardiovascular”, editura Aius, Craiova, 1997, pag 53]

Perioada refractară relativă (PRR) durează de 50 ms, până ce potențialul se apropie de valorile de repaus. Pe parcursul acestei faze scade permeabilitatea membranei pentru Na+, iar aplicarea unui nou stimul depolarizant poate determina o nouă creștere a permeabilității membranei pentru Na+ și, ca urmare, un nou PA (dar de amplitudine mai mică). Doar stimulii foarte puternici pot determina o contracție, însă cu intensitate redusă;

Perioada supranormală (PSN) sau a excitabilității exagerate (PE), are o durată de 50 ms, iar pe parcursul acesteia, chiar și stimulii subliminari pot determina o contacție cardiacă; [Simona Gusti, Valeriu Nestianu, Alice Gusti, „Fiziologia aparatului cardiovascular”, editura Aius, Craiova, 1997, pag 53]

Perioada de revenire completă (PRC) include toate fazele enumerate, până se ajunge la potențialul de repaus stabil.

Timp de 300 ms (0,3 sec), miocardul este inexcitabil. Existența PRA lungi menține ritmul cardiac, împiedicând apariția unei noi sistole (contracție cardiacă) înainte de a se fi scurs timpul necesar pentru refacerea potențialului contactil cardiac. [notite curs]

Contractilitatea este proprietatea miocardului de a se contracta (scurta) atunci când este stimulat prin impulsuri generate în sistemul excitoconductor (celulele Pacemaker). Răspunsul miocardului la stimul constă în creșterea tensiunii la nivelul fibrei, urmată sau nu de scurtare, proprietate denumită inotropism.

Această funcție a miocardului va fi înțeleasă mai bine, după o scurtă prezentare a structurii fibrei musculare cardiace.

Sarcoplasma cuprinde 2 formațiuni specifice și bine individualizate: miofibrilele și reticulul sarcoplasmic (la care se adaugă o serie de organite comune, mitocondrii, enzime).

Reticulul sarcoplasmic este alcătuit dintr-un sistem canalicular intracitoplasmatic complex cu 2 componente: sistemul tubular transversal (sistemul T) și sistemul longitudinal (sistemul L).

Sistemul T reprezintă invaginații ale sarcolemei la nivelul membranei Z a sarcomerului (câte un tub pentru fiecare sarcomer). Acestea traversează fibra musculară dintr-o parte în alta, comunicând cu lichidul extracelular și formând împreună cu sistemul L diade sau, mai rar, triade.

Sistemul T conține mari cantități de mucopolizaharide încărcate electronegativ, ce leagă Ca2+ și asigură conducerea excitației de la suprafața sarcolemei în profunzimea substratului miofibrilar contractil.

Sistemul L este format dintr-o rețea complexă de canale intracitoplasmatice (ce nu comunică nici cu sarcolema, nici cu exteriorul celulei), dispuse strâns în jurul miofibrilelor. La extremități prezintă dilatații (cisterne) ce înconjoară sistemul T și participă la formarea diadelor, respectiv a triadelor.

Sistemul L prezintă un aparat enzimatic ce permite introducerea activă a Ca2+ în lumenul cisternei. La acest nivel se stocheză, se eliberează și se recaptează Ca2+ în timpul contracției și relaxării musculare.

Substratul morfologic al contracției este reprezentat de miofibrile. Acestea ocupă cea mai mare parte din citoplasmă (sarcoplasmă), fiecare celulă conținând 300 – 600 de miofibrile. Sunt componentele cele mai importante ale fibrei musculare, fiind organizate în sarcomere.

Sarcomerul este unitatea morfo-funcțională a miofibrilei și este reprezentat de totalitatea formațiunilor cuprinse între 2 membrane Z succesive. În repaus are o lungime de 2,2 µ.

La microscopul optic, în lumină polarizată, sarcomerul apare format dintr-o alternanță de discuri clare (I – izotrope) și întunecate (A – anizotrope), situate la același nivel în miofibrilele alăturate, ceea ce conferă aspectul striat transversal caracteristic fibrelor musculare.

La microscopul electronic, discurile clare apar străbătute la jumătatea lor de o membrană Z întunecată, ce traversează sarcoplasma tuturor miofibrilelor și se inseră pe fața internă a sarcolemei fibrei musculare, solidarizând toate miofibrilele în timpul contracției.

Discul întunecat apare străbătut de o membrană luminoasă H (stria lui Hensen), străbătută, la rândul său de o membrană mai întunecată M.

Sarcomerul este compus din miofilamente contractile (actina și miozina) constând din proteine contractile și proteine reglatoare ale contracției (troponina și tropomiozina).

Proteinele contractile reprezintă 10 – 15% din totalul proteinelor fibrei și sunt de 2 tipuri:

Filamente de miozină, groase ce ocupă benzile A;

Filamente de actină, subțiri ce ocupă benzile I exclusiv, prelungindu-se în benzile întunecate A, până la nivelul zonei H.

Miozina este componenta miofilamentelor groase (diametru = 100 Å și lungime 1,5 µ), ținute separat printr-un aranjament de evantaie laterale ce au centrul la nivelul membranei M și este formată din 2 porțiuni:

O porțiune liniară, fără activitate ATP-azică sau cu capacitate de a reacționa cu actina numită meromiozină ușoară (LMM; greutate moleculară = 150 000) – ca o ”coloană vertebrală” cuprinzând aprox. 300 de molecule polipeptidice;

O porțiune globulară, în unghi drept reprezentată de meromiozina grea (HMM; g.m. = 350 000). HMM este formată din două subfragmente: S2 (HMM-S2) și S1 (HMM-S1); S2 este atașat de fragmentul S1 printr-o articulație ce funcționează pe principiul balamalei. S1 prezintă situsuri de legare cu actina, aranjate în așa fel încât să se poată prinde ca niște ”căngi de acroșaj” de filamentele de actină (punți actomiozinice), care prin schimbarea gradului de angulare fac să gliseze filamentele de actină printre cele de miozină.

Actina este componenta miofilamentelor subțiri (diametru = 60 Å și lungime de 1µ) ce se prinde pe membrana Z, iar cu celălalt capăt rămâne liberă. Aceasta se află sub 2 forme: globulară (depolimerizată) și fibrilară (polimerizată).

Forma fibrilară realizează un aranjament helicoidal al celor două lanțuri polipeptidice cu o rotație completă din 70 în 70 de nm, cuprinzând 13 molecule de actină, cu un sulcus ocupat de tropomiozină, și periodic, la fiecare 365 Å, aflându-se câte un complex troponinic (corespunzând spațial subfragmentului S1 al miozinei).

Tropomiozina este o moleculă proteică liniară, ce formează un filament continuu care trece prin centrul filamentului actinic, cu 2 lanțuri helicoidale. Este dispusă de-a lungul șanțurilor longitudinale realizate de helixul actinei și acoperă 7 situsuri active de pe actină, astfel, în repaus, blochează situsurile active ale actinei, împiedicând formarea punților actomiozinice

Troponina se situează la punctele de inflexiune ale filamentelor subțiri de actină. Ea are 3 componente:

troponina C – leagă cu mare afinitate Ca⁺⁺, imediat ce concentrația acestuia în sarcoplasmă crește peste 10⁻⁷ mol/L;

troponina T – leagă troponina de tropomiozină;

troponina I – inhibă activitatea ATP-azică, inhibând astfel interacțiunea dintre actină și miozină.

Rolul complexului troponină/tropomiozină este de a realiza controlul interacțiunii actină-miozină, deci al contracției miocardice.

Contracția cardiacă se realizează prin două fenomene:

Cuplarea excitație – contracție

Contracția propriu-zisă

În repaus concentrația Ca⁺⁺ este scăzută (10⁻⁷ moli/l), punțile transversale de miozină nu sunt atașate de actină și troponina C nu fixează Ca⁺⁺. În timpul excitație însă, crește concentrația de Ca⁺⁺ (10⁻⁵ moli/l) și astfel se declanșează contracția.

În timpul contracției cardiace discul A nu își modifică dimensiunile, zona H se micșorează, iar membranele Z se apropie. Miofilamentele de actină și miozină nu își modifică dimensiunile, miofilamentele de actină se întrepătrundu-se între cele de miozină. [notite curs]

Tonicitatea este proprietatea miocardului de a menține o stare de tensiune în fibrele sale și pe timpul diastolei. Această proprietate conferă mușchiului o stare de semicontracție care persistă și după denervare sau scoaterea inimii din organism.

Explicația fiziologică a aceste proprietăți este încă insuficientă, bazându-se pe existența probabile a unei componente intrinseci și a unei componente extrinseci.

Factorii intrinseci fac referire la tensunea din elementele contractile și elastice ale mușchiului cardiac, lungimea sarcomerului în diastolă fiind mai mică decât alungirea sa maximă de 2,2 microni. Factorii extrinseci sunt reprezentați de inervația vegetativă a miocardului, în special simpatică, demonstrându-se faptul că simpatectomia determină scăderea tonusului cardiac, iar stimularea simpaticului crește tonusul cardiac. [notite curs + Prof. Dr. Gh. Badiu, Prof. Dr. I. Teodorescu Exarcu, „Fiziologie umană”, Editura Medicală, București, 2014, pag. 68]

[Simona Gusti, Valeriu Nestianu, Alice Gusti, „Fiziologia aparatului cardiovascular”, editura Aius, Craiova, 1997, pag 79]

I.2.2. Activitatea electrică a inimii [notite curs + Prof. Dr. Gh. Badiu, Prof. Dr. I. Teodorescu Exarcu, „Fiziologie umană”, Editura Medicală, București, 2014]

Mecanismele de formare a impulsului ce precedă contracția cardiacă, adică fenomenele electrice ale inimii, sunt studiate, cu ajutorul electrocardiogramei, atât la nivelul celulelor cardiace, cât și la nivelul întregului cord în timpul ciclului cardiac.

Potențialul de repaus este rezultatul polarizării electrice a membranei (sarcolemei), ce este încărcată pozitiv pe fața externă și negativ pe cea internă. Sarcolema conține canale ce traversează membrana celulară, fiind formate din proteine ce determină specificitatea canalului. Astfel, există canale specifice pentru: Na⁺, K⁺, Ca⁺⁺ și Cl⁻.

Electropozitivitatea de pe fața externă a membranei este datorată Na⁺ din afara celulei, care există aici într-o concentrație mult mai mare decât în interiorul celulei (de 5-10 ori mai mulți decât în mediul intracelular).

Electronegativitatea feței interne a sarcolemei este determinată în special de prezența anionilor (proteine – COO-, SO2-4, PO3-4, lipide), a căror concentrație intracelulară este de 30 de ori mai mare decât în mediul extracelular.

Având în vedere încărcarea electrică a membranei, între interiorul și exteriorul acesteia se produce o diferență de potențial numită potențial membranar de repaus. Acesta are o valoare de -80 mV la nivelul celulelor atriale adulte și o valoare de -90 mV la nivelul celulelor ventriculare adulte și a celulelor Purkinje.

Diferență de potențial este menținută constantă cu ajutorul pompei de Na+ – K+. Aceasta scoate permanent din celulă 3Na+ prin meanism activ și introduce în celulă 2K+ prin mecanism pasiv.

Potențialul de acțiune (PA) este starea membranei, generată de acțiunea excitantului, care devine mult mai labilă și revine la starea de repaus după încetarea acțiunii excitantului.

Potențialului de acțiune i se descriu 5 faze:

Faza 0 – Depolarizarea rapidă

Începe din momentul acțiunii excitantului, care produce o micșorare a potențialului de repaus până la valoarea critică (- 60 mV). În această fază crește permeabilitatea membranei pentru Na⁺, care intră masiv în celulă prin canale ionice rapide, iar celula este total inexcitabilă (PRA). Graficul este o linie dreaptă, depolarizarea depășind cu + 15 – +20 mV valoarea de 0 mV, fenomen cunoscut sub numele de overshoot.

Faza 1 – Începutul repolarizării

Se închid porțile de activare ”m” pentru Na⁺ și se activează canalele de K⁺ și/sau Cl⁻, care intră în celulă. Membrana celulară atinge o valoare a potențialului de 0 mV, iar

graficul este o curbă ușor descendentă către 0 mV.

Faza 2 – Faza de platou

Se deschid canalele lente de Ca⁺⁺ și Na⁺. Ca⁺⁺ are rolul de a opri fenomenul de depolarizare și în fenomenul de cuplare a excitatiei cu contracția. Graficul este un platou ușor descendent de la 0 mV la – 20 mV.

Faza 3 – Repolarizarea finală

Polaritatea celulei revine la starea de repaus, -80 mV și respectiv -90 mV. Se reactivează canalele de K⁺ care este expulzat rapid din celulă până se restabilește polaritatea de repaus.

Faza 4

Se produce refacerea echilibrului chimic și electric al sarcolemei cu ajutorul pompei de Na⁺/K⁺. Celula revine la starea de repaus pe care și-o ca menține un timp nedefinit, fiind întreruptă numai de intervenția unui nou stimul.

I.2.3. Activitatea mecanică a inimii

Fenomenele electrice de la nivelul inimii, determină activitatea mecanică a acesteia. În urma propagării potențialului de acțiune, de la nivelul nodulului sinoatrial spre nodulul atrioventricular și rețeaua Purkinje, iar mai apoi în toată masa miocardului ventricular, se inițiază ciclul cardiac (revoluția cardiacă).

Ciclul cardiac este definit ca fiind alternanța unor perioade de contracție cardiacă (sistolă), cu perioade de relaxare cardiacă (diastolă), adică intervalul de timp cuprins între începutul unei bătăi cardiace și începutul următoarei bătăi cardiace.

Durata unei revoluții cardiace, la o frecvență medie de 70 bătăi/ minut, este de 0,8 s, considerând ca punct de plecare sistola atrială (de către fiziologi) sau sistola ventriculară (de către clinicieni).

Sistola realizează evacuarea sângelui din cavitățile inimii, având o fază de tensionare a pereților miocardici și una de golire a acestor cavități. În timpul diastolei, cavitățile inimii se umplu cu sânge, aceasa fiind împărțită într-o fază de relaxare a pereților cardiaci și o fază de umplere a cavităților.

Circulația sângelui în interiorul inimii se realizează conform gradienților presionali, determinați de contracția ritmică a musculaturii atriilor și ventriculilor, într-un sens unic, imprimat de aparatul valvular.

Sistola atrială urmează perioadei de umplere ventriculară și are o durată scurtă de 0,10 s, iar debutul său coincide cu vârful undei P de pe electrocardiogramă. În acest timp, presiunea intraatrială crește progresiv, lent, cu 4-6 mmHg în atriul drept și cu 7-8 mmKg în atriul stâng. Astfel, sângele este împins în ventriculi și refluarea acestuia în marile vene este împiedicată prin contracția concomitentă a fibrelor dispuse circular în jurul orificiului de vărsare al acestor vene în atrii. Sistola atrială are o eficacitate redusă și asigură o umplere ventriculară de doar 30%, de aceea nu este indispensabilă pentru umplerea ventriculelor, inima putând funcționa în condiții de repaus fără contracția atriilor, dar nu și în condiții de efort.

Diastola atrială survine la sfârșitul sistolei atriale și are o durată de 0,70 s. În această perioadă se produc modificări presionale determinate de activitatea ventriculară. Astfel, presiunea în atriul drept variază de la -5 mmHg până la +3 mmHg, iar în atriul stâng de la 0 mmHg până la -7 mmHg. În timpul diastolei atriale, sângele care ajunge la cord se acumulează în atrii pentru că valvulele atrioventriculare sunt închise.

Sistola ventriculară durează 0,27 s și cuprinde două faze:

Perioada de contracție izovolumetrică (preejecție)

Începe în momentul închiderii valvulelor atrio-ventriculare și durează până la deschiderea valvulelor sigmoide (0,05 s), în acest timp, ventriculii fiind cavități complet închise. Presiunea intraventriculară crește progresiv până atinge valori superioare celei din artera aortă și artera pulmonară.

Perioada de ejecție

Debutează în momentul în care presiunea intraventriculară depășește presiunea din interiorul arterelor și se deschid valvulele sigmoide aortice și pulmonare. Sângele este împins din ventriculi în artera aortă respectiv pulmonară, ejecția realizâdu-se în două moduri:

Ejecție rapidă – durează 0,09 s, de la deschiderea valvelor semilunare până ce crește presiunea intraventriculară la valoare maximă, 120-150 mmHg în VS și 25-30 mmHg în VD. În această fază se expulzează peste 50 % din sângele aflat în ventriculi.

Ejecția lentă – durează 0,13 s până ce valorile presiunii intraventriculare scad sub cele ale presiunii din artere, ceea ce determină închiderea valvulelor sigmoide.

Diastola ventriculară are o durată de 0,53 s, cuprinzând mai multe faze:

Protodiastola

Reprezintă perioada de timp (0,04 s) în care se egalează presiunea ventricule – artere, cuprinsă între sfârșitul ejecției lente și închiderea valvulelor sigmoide.

Perioada de relaxare izovolumetrică

În această fază ventriculii sunt cavități complet închise, valvulele atrio-ventriculare și sigmoide fiind închise. Presiunea intraventriculară scade raăid, până devine egală cu presiunea din atrii. Această fază are o durată de 0,8 s.

Perioada de umplere rapidă

Presiunea intraventriculară continuă să scadă, iar când ajunge la valori inferioare față de presiunea intraatrială, valvulele atrio-ventriculare se deschid și sângele umple rapid ventriculii imp de 0,11 s.

Perioada de umplere lentă („diastasis”)

Această ultimă fază a diastolei ventriculare durează 0,19 s, timp în care, sângele curge foarte lent în ventriculi.

Ambele perioade de umplere, asigură umplerea pasivă a 70% din capacitatea ventriculară. Ultima fază a perioadei de umplere, coincide cu sistola atrială, care asigură activ, restul de umplere ventriculară.

Diastola generală durează 0,42 s și este perioada când, atât atriile cât și ventriculii se relaxează (stare de repaus mecanic). Aceasta începe la sfârșitul sistolei ventriculare și durează până la începutul sistolei atriale a ciclului cardiac următor. În decurs de 24 ore, atriile sunt în activitate 3,5 – 4 ore și 20 ore în repaus, iar ventriculii sunt în activitate 8,5-10 ore și 13,5-15,5 ore în repaus.

Debitele cardiace sunt parametri funcționali ce reflectă activitatea mecanică a inimii.

Aprecierea activității inimii se face prin debitul sistolic (debitul bătaie) și debitul cardiac (debitul pe minut).

Debitul sistolic reprezintă volumul de sânge expulzat la fiecare sistolă de ventriculi, în artera aortă, respectiv în artera pulmonară. La adulți, în condiții de repaus, debitul sistolic are valori ce pot varia între 70-90 ml. Variația debitului sistolic se face în funcție de:

Lungimea fibrei musculare

Rezistența vasculară

Tonusul cardiac

Stimularea simpatică (mărește forța de contracție a ventriculilor și frecvența cardiacă)

Debitul cardiac se obține înmulțind debitul sistolic cu frecvența cardiacă (numărul de bătăi/minut) și este cel mai fidel parametru al funcției cardiace. Valoarea acestuia varaiză, în repaus și clinostatism, în funcție de sex, 4,5 l/minut la femeie și 5,5 l/minut la bărbat.

Debitul cardiac prezintă modificări fiziologice, fiind influențat de vriații ale frecvenței cardiace. Acesta poate avea valori crescute în timpul digestiei, stări de excitație crescută, efort fizic intens (poate atinge 30-40 l/minut), temperaturi ambientale ridicate (peste 30℃), sau în sarcină, iar valori scăzute se pot constata în clinostatism, somn sau după o poziție inspiratorie prelungită.

Debitul pe minut este influențat în afară de frecvența cardiacă și de forța de contracție a inimii.

Zgomotele cardiace sunt produse de activitatea mecanică a inimii și pot fi auzite, cu ajutorul unui stetoscop sau cu urechea, sau înregistrate grafic dacă sunt captate utilizând microfoane, realizând astfel o fonocardiogramă.

Zgomotele cardiace sunt produse de mișcarea valvelor (în special închiderea acestora),

vibrația pereților inimii la trecerea sângelui și de vibrația marilor vase la trecerea sângelui.

Cele patru zgomote cardiace sunt:

Zgomotul 1 și 2 – perceptibile stetacustic, în condiții normale;

Zgomotul 3 și 4 – foarte slabe, în general imperceptibile stetacustic, dar posibil de înregistrat pe fonocardiogramă

[notite curs + Prof. Dr. Gh. Badiu, Prof. Dr. I. Teodorescu Exarcu, „Fiziologie umană”, Editura Medicală, București, 2014, pag 76-82]

I.2.3. Circulația sistemică și circulația pulmonară

Circulația sângelui se realizează printr-un sistem închis de tuburi, într-un singur sens, de la inimă spre țesuturi și de la țesuturi spre inimă. Arborele vascular este constituit din vase de calibru diferit: artere, arteriole, capilare, vene și venule.

Arterele sunt vasele prin care sângele iese din inimă încărcat cu O2, în circulația sistemică, sau cu CO2, în circulația pulmonară. În structura pereților arteriali se găsește țesut elastic, conferindu-le acestora elasticitate. Pe măsură ce calibrul arterial scade, în cazul arteriolelor, țesutul elastic din structură este înlocuit de țesut muscular, ceea ce determină proprietatea acestora de contractilitate. Principalul factor care determină curgerea sângelui este activitatea mecanică a cordului.

Capilarele sunt vase subțiri cu o grosime a peretelui de aproximativ 1 micron. Aestea fac parte din microcirculație, iar principala proprietate a acestora este permeabilitatea, la nivelul lor realizându-se schimbul de O2 și substanțe nutritive.

Venele sunt vasele prin care sângele ajunge la inimă cu O2 sau cu CO2, având o capacitate de trei ori mai mare decât a arterelor. Proprietățile principale ale venelor sunt distensibilitatea (mărirea pasivă a calibrului sub acțiunea presiunii sanguine), determinată de existența în structura peretelui venos a fibrelor elastice și contractilitatea conferită de fibrele musculare netede din pereții acestora. Circulația sângelui în vene este favorizată de activitatea de pompă aspiro-respingătoare a inimii, de valvulele venoase ale venelor situate sub nivelul inimii, de gravitație, în cazul venelor situate deasupra inimii și de pulsația arterelor aflate în același pachet vascular cu venele.

Circulația sângelui în întregul organism se realizează prin două circuite independente unul față de celălalt.

Circulația pulmonară (mica circulație) începe în ventriculul drept de unde sângele încărcat cu CO2 este expulzat în trunchiul pulmonar. Acesta se împarte în cele două artere pulmonare, dreaptă, respectiv stângă, care transportă sângele la plămâni, spre rețeaua capilară din jurul alveolelor. La nivelul capilarelor se realizează schimbul gazos, iar sângele încărcat cu O2 va fi preluat de venele pulmonare, câte două pentru fiecare plămân. Acestea se vor deschide în atriul stâng.

Circulația sistemică (marea circulație) începe în ventriculul stâng, de unde sângele încărcat cu O2 este transportat prin intermediul arterei aorte, spre organe și țesuturi. La acest nivel se realizează schimbul gazos, iar sângele cu CO2 este preluat de cele două vene cave, superioară și inferioară, și transportat în atriul drept.

ANATOMIA ȘI FIZIOLOGIA APARATULUI RESPIRATOR

Aparatul respirator este alcătuit din căi respiratorii extrapulmonare, reprezentate de cavitatea nazală, laringe, faringe, trahee și bronhii principale, precum și din organele respiratorii, plămânii. Rolul aparatului respirator este, în principal, asigurarea funcției respiratorii, a schimbului de gaze dintre organism și mediul înconjurător. Pe lângă acest rol, aparatul respirator generează vocea, condiționează aerul și ajută la preluarea informațiilor necesare formării senzațiilor olfactive.

II.1. Anatomia căilor respiratorii extrapulmonare

Căile respiratorii extrapulmonare sunt reprezentate de: (Grey’s Anatomy, compendiu, notițe curs anatomie)

cai respiratorii superioare: cavitatea nazală și faringele;

căi respiratorii inferioare: laringele, traheea și bronhiile principale.

II.1.1. Căile respiratorii superioare

Cavitatea nazală este primul segment al tractului respirator, fiind situată înapoia piramidei nazale, în profunzimea viscerocraniului, pe linia mediană, deasupra cavității bucale și între cele două orbite.

Aceasta comunică prin intermediul orificiilor narinare, situate anterior, cu exteriorul, iar prin choane, situate posterior, cu nazofaringele.

Cavitata nazală este divizată prin intermediul septului nazal în două coridoare simetrice, numite fose nazale, ce se întind de la orificiile narinare până la choane. Fiecare fosă nazală este împărțită într-un segment anterior, vestibul nazal, și unul posterior, fosa nazală propriu-zisă.

Vestiblul nazal este un conduct oblic, orientat de jos în sus și înapoi, tapetat cu piele ce conține foliculi piloși și glande sebacee.

Fosele nazale propriu-zise sunt cavități delimitate de patru pereți, tapetați cu mucoasă nazală. Acestea sunt împărțite la rândul lor, într-o regiune respiratorie și una olfactivă. Regiunea respiratorie este cea mai întinsă, ocupând toți pereții foselor nazale, cu excepția celui superior, unde se află mucoasa olfactivă.

Pereții laterali ai foselor nazale prezintă trei lamele osoase, situate unele sub altele, numite cornete. Acestea delimitează cu peretele lateral patru canale aeriene: meatul nazal inferior, mijlociu, superior și recesul sfenoetmoidal. Aceste cornete au rolul de a mări suprafața de contact dintre coloana de aer și pereții cavității nazale.

În afară de găzduirea receptorilor olfactivi, cavitatea nazală are rolul de a modifica temperatura și umiditatea aerului respirat, datorită bogatei sale vascularizații. Concomitent, reține particulele din aer prin filtrarea acestuia printre firele de păr din vestibul și le îndepărtează prin captarea lor în mucusul abundent.

Faringele este un conduct musculo-membranos, de forma unei jumătăți de cilindru, ce aparține atât aparatului digestiv, cât și celui respirator, în interiorul său aerul încrucișându-se cu bolul alimentar.

Acesta este dispus între baza craniului și vertebra CVI, la nivelul căreia se continuă cu esofagul, posterior de fosele nazale, cavitatea bucală și laringe.

Faringele este alcătuit dinspre exterior spre interior din trei tunici: externă (aponevroza intrafaringiană), mijlocie (mușchii faringieniși internă (mucoasa faringiană).

Aponevroza inrafaringiană are o extremitate superioară, ce se inseră pe baza craniului și o extremitate inferioară ce se continuă cu tunica meijlocie a esofagului.

Mușchii faringelui sunt reprezentați de trei perechi de mușchi intrinseci, constrictori, care îi îngustează lumenul (constrictorul superior, mijlociu și inferior) și de două perechi de mușchi extrinseci, ridicători, care îl scurtează (faringostafilini, stilofaringieni, pietrofaringieni).

Mucoasa faringiană este alcătuită dintr-un epiteliu ciliat, la nivelul cornetelor nazale precum și în dreptul orificiului superior al faringelui, iar în rest este alcătuită din epiteliu stratificat.

Cavitatea faringiană (endofaringele) este structurat de sus în jos în: rinofaringe (nazofaringe), bucofaringe (orofaringe) și laringofaringe.

Rinofaringele corespunde foselor nazale și este cuprins între baza craniului și vălul palatin. Forma acestuia este cubică, cu șase pereți. La nivelul pereților laterali ai rinofaringelui se găsesc, în partea anterioară, trompele lui Eustachio, ce au rolul de a egala presiunea de o parte și de alta a timpanului. De asemenea, aici se află foseta lui Rosenmuller tapetată cu țesut limfoid.

Orofaringele corespunde cavității bucale, fiind cuprins între vălul palatin și osul hioid. La nivelul acestuia se pot observa amigdalele palatine și rigolele alimentare.

Laringofaringele corespunde laringelui și se întinde între osul hioid și cartilajul cricoid. Acesta are formă de pâlnie cu extremitatea îngustă situată inferior, denumită „strâmtoarea cricoidiană” sau „gura lui Killian”.

II.1.2. Căile respiratorii inferioare

Laringele este un conduct aerian musculo-ligamentar ce are dublă funcție: este atât un instrument de producere a sunetelor, la nivelul său fiind situate corzile vocale, cât și un sfincter de închidere a tractului respirator inferior.

Laringele este localizat în regiunea antero-mediană a gâtului , anterior de faringe, inferior de osul hioid și superior de trahee cu care se continuă. Acesta are formă unui trunchi de piramidă triunghiulară, situat cu baza în sus și este alcătuit din: cartilaje, ligamente, mușchi, mucoasă laringiană.

Cartilajele alcătuiesc scheletul laringelui și se disting: cartilaje perechi (aritenoide, corniculate, cuneiforme, sesamoide anterioare), cartilaje neperechi (cricoid, tiroid, epiglotic) și cartilaje inconstante (sesamoide posterioare și interaritenoidian). Toate aceste cartilaje sunt de tip hialin, cu excepția epiglotei care este de tip elastic.

Ligamentele laringelui unesc cartilajele între ele și se împart în două grupe: extrinseci, care fixează laringele de organele din jur (membrana tirohioidiană, membrana hioepiglotică, ligamentul glosoepiglotic, ligamentul faringoepiglotic, membrana cricotraheală) și intrinseci, care unesc diferite cartilaje (cricotiroidian, cricocorniculat, tiroepiglotic, aritenoepiglotic, tiroaritenoidian superior și inferior). Prin intermediul acestor ligamente și membrane, laringele este conectat superior cu osul hioid, iar inferior cu traheea.

Laringele posedă o mobilitate deosebită la nivelul gâtului, putând fi deplasat superior și inferior prin acțiunea mușchilor extrinseci și intrinseci. Mușchii extrinseci se inseră cu un capăt pe laringe, iar cu celălalt pe organele din jur (sternotiroidieni, tirohioidieni, stilofaringieni, faringostafilin, constrictor inferior al faringelui). Mușchii intrinseci au ambele capete inserate pe laringe (cricotiroidieni, cricoaritenoidian posterior și lateral, interaritenoidian).

Mucoasa căptușește cavitatea laringelui și se continuă superior cu mucoasa faringelui, iar inferior cu cea a traheei. Aceasta este formată din epiteliu cilindric ciliat, cu excepția corzilor vocale inferioare care sunt alcătuite din epiteliu pavimentos pluristratificat și corion. Mucoasa se ridică pe ligamentele tiroaritenoidian superior și inferior formând două perechi de repliuri cu direcție sagitală, corzile vocale superioare și inferioare.

Traheea este un tub flexibil, fibro-cartilaginos, ce continuă laringele, prin care aerul pătrunde în plămâni în cursul procesului de respirație. Aceasta se întinde de la nivelul vertebrei CVI, până la nivelul discului intervertebral TIV-TV, unde se află originea celor două bronhii principale și are o lungime de 10-12 cm. Traheea are o porțiune cervicală și una toracică.

Traheea cervicală este cuprinsă între marginea inferioară a cartilajului cricoid și planul orizontal ce trece prin incizura jugulară a sternului. Acest segment al traheei stabilește raporturi posterior cu esofagul, anterior cu istmul glandei tiroide, iar lateral cu lobii glandei tiroide și mănunchiul vasculo-nervos al gâtului (artera carotidă comun, nervul vag și vena jugulară internă).

Porțiunea toracică a traheei este situată în mediastinul superior. Raporutrile pe care le realizează aici sunt posterior cu esofagul, anterior cu sternul, timusul și arcul aortei, iar lateral cu cei doi plămâni acoperiți de pleura mediastinală.

Din punct de vedere structural, peretele traheal este alcătuit în regiunea anterioară dintr-un schelet fibro-cartilaginos compus din 15-20 de inele cartilaginoase, incomplete posterior, sub forma literei „C”, care mențin traheea deschisă. Peretele posterior al traheei este alcătuit în principal din fibre musculare netede (mușchiul traheal), având în componență și fibre elastice și colagene.

Bronhiile principale, dreaptă și stângă, își au originea la nivelul discului intervertebral TIV – TV, în urma bifurcării traheei.

„Fiecare bronhie principală intră în alcătuirea pediculului pulmonar și pătrunde în plămîn prin hilul pulmonar.” [Gray’s Anatomy]

Între cele două bronhii se disting o serie de deosebiri astfel bronhia dreaptă este aproape verticală, iar cea stângă aproape orizontală; bronhia dreaptă este mai scurtă (2,5 cm) decât cea stângă (5 cm), însă bronhia dreaptă are un calibru mai mare (1,5 cm) față de cea stângă și de aceea, corpii inhalați tind să se localizeze mai frecvent în plămânul drept.

În ceea ce privește structura bronhiilor primare, aceasta este asemănătoare traheei, fiind alcătuite din inele fibro-cartilaginoase, incomplete posterior, în număr variabil la dreapta (5-7), față de stânga (9-11).

„Bronhiile sunt menținute deschise cu ajutorul unor plăci cartilaginoase discontinue din structura peretelui lor, care lipsesc la nivelul bronhiolelor.” [Gray’s Anatomy]

II.2. Anatomia plămânilor

Plămânii sunt principalele organe ale aparatului respirator, pereche (drept și stâng), fiind situați în cutia toracică, de o parte și de alta a mediastinului.

Principalul rol al plămânilor este acela de a asigura schimbul gazos dintre O2 atmosferic și CO2 de la nivelul organismului.

Cercetări recente, realizate de oamenii de știință de la Universitatea din California, San Francisco, evidențiază un nou rol al plămânilor, aceștia fiind implicați în sinteza de trombocite. Testele efectuate pe șoareci au demonstrat că, la nivelul parenchimului pulmonar se produc peste 10 milioane de trombocite pe oră, ceea ce înseamnă că mai mult de jumătate din producția totală de trombocite se realizează la nivelul plămânilor. Conform coordonatorului studiului, Mark R. Looney „Această descoperire sugerează cu siguranță o funcție mult mai complexă a plămânilor, că aceștia nu sunt doar pentru respirație, ci și un partener cheie în formarea componentelor esențiale ale sângelui”. [http://www.ziaruldesanatate.ro/articole/sanatate/descoperire-plamanii-produc-celule-sangvine/] [http://www.sciencealert.com/an-unexpected-new-lung-function-has-been-discovered-and-it-could-disrupt-decades-of-scientific-thought]

II.2.1. Configurația externă a plămânilor

Plămânii au formă de semicon, au o culoare ce variază odată cu vârsta de la roșu-brun, la făt, până la cenușiu, la adult și sunt de consistență elastică, buretoasă. (compendiu)

La exterior fiecare plămân este învelit de o membrană seroasă numită pleură. Aceasta este alcătuită din două foițe, viscerală (aderentă la suprafața plămânilor) și parietală (aderentă la peretele toracic). Între cele două foițe ale pleurei se delimitează cavitatea pleurală (virtuală), care adăpostește în mod fiziologic o peliculă fină de lichid ce asigură mobilitatea plămânilor în timpul mișcărilor respiratorii. În condiții patologice, cavitatea pleurală poate devenii reală atunci când între foițe se acumulează sânge (hemotorax), lichid (hidrotorax), aer (pneumotorax) sau limfă (chilotorax). (compendiu)

Fiecărui plămân i se descriu două fețe, trei margini, un vârf și o bază.

Fața costală este convexă și corespunde coastelor și spațiilor intercostale cu mușchii intercostali. Pe această față cei doi plămâni prezintă șanțuri adânci numite scizuri, care îi împart în lobi. Plămânul drept prezintă două scizuri, oblică (separă lobul inferior de cel superior și mijlociu) și orizontală (separă lobul mijlociu de lobul superior), care delimitează trei lobi: superior, mijlociu și inferior. Plămânul stâng, datorită extinderii mediastinului mijlociu cu cordul în partea stângă, are doar doi lobi separați de scizura oblică: superior și inferior.

Fața medială (mediastinală) are o zonă anterioară, ce corespunde mediastinului și o zonă posterioară, ce corespunde coloanei vertebrale. La nivelul acestei fețe se delimitează hilul pulmonar, pe la nivelul căruia intră și ies din plămâni elementele pediculului pulmonar.(Gray’s Anatomy)

În componența pediculului pulmonar intră bronhia principală, artera pulmonară și cele două vene pulmonare, arterele și venele bronșice, limfatice, plexul nervos pulmonar și țesut conjunctiv. (I. Albu) Toate aceste structuri anatomice sunt acoperite de pleură, care inferior de pedicul formează o prelungire triunghiulară, situată între fața mediastinală și mediastin, numită ligament pulmonar. Acesta are rolul de a stabiliza lobul inferior și formațiunile pediculului în timpul mișcărilor respiratorii. (Gray’s Anatomy)

La nivelul hilului plumonar drept, bronhia este dispusă postero-superior, artera anterior de aceasta, iar venele pulmonare inferior de arteră. În interiorul hilului stâng, artera este situată superior, bronhia inferior de ea, una dintre vene este dispusă anterior de bronhie, iar cealaltă posterior. (I. Albu)

Marginea anterioară este ascuțită și corespunde anterior sternului, iar posterior pericardului. La plămânul stâng aceasta prezintă scobitura cardiacă, iar la cel drept este ușor convexă. (I. Albu + compendiu)

Marginea posterioară este netedă, rotunjită și vine în raport cu coloana vertebrală și estremitatea posterioară a coastelor, iar împreună cu marginea anterioară delimitează fața costală de cea medială. (I. Albu + compendiu)

Marginea inferioară delimitează baza plămânului de fața costală și este tăioasă, subțire. (compendiu)

Baza plămânilor este concavă, sprijinindu-se pe diafragm, prin intermediul căruia stabilește numeroase raporturi. Plămânul drept vine în raport cu fața superioară a ficatului, iar plămânul stâng intră în raport cu lobul stâng al ficatului, fundul stomacului și splina. (compendiu)

Vârful plămânilor este acoperit de cupola pleurală (domul pleural), depășește prima coastă și pătrunde în regiunea laterală a gătului. Aici are raport cu artera subclaviculară, nervul vag, plexul brahial și mușchii scaleni. (compendiu)

II.2.2 Structura plămânilor

Din punct de vedere structural, plămânii sunt alcătuiți dintr-o componentă bronhială, o componentă parenchimatoasă, stromă pulmonară, vase și nervi.

Componenta bronhială conduce aerul până la nivelul parenchimului pulmonar, arborizându-se în formațiuni din ce în ce mai mici.

După ce pătrunde în interiorul plămânului, fiecare bronhie principală se împarte în bronhii secundare (lobare), care se distribuie fiecărui lob pulmonar. Acestea la rândul lor, se ramifică dând naștere bronhiilor segmentare (terțiare), destinate segmentelor bronho-pulmonare. (I. Albu)

Plămânul drept are 10 segmente:

Lobul superior

Segment apical

Segment anterior

Segment posterior

Lobul mijlociu

Segment lateral

Segment medial

Lobul inferior

Segment apical

Segment antero-bazal

Segment postero-bazal

Segment medio-bazal

Segment latero-bazal

Plămânul stâng are 9 sau 10 segmente, segmentul medio-bazal fiind inconstant:

Lobul superior

Segment apical

Segment anterior

Segment posterior

Segment lingular superior

Segment lingular inferior

Lobul inferior

Segment apical

Segment antero-bazal

Segment postero-bazal

Segment medio-bazal

Segment latero-bazal (notite curs radiologie)

În interiorul fiecărui segment, bronhiile segmentare se ramifică în mod repetat, formând mai multe generații de bronhii și, în final, bronhiole terminale (lobulare), destinate fiecărui lobul. Rezultatul divizării bronhiolelor terminale sunt bronhiolele respiratorii și ductele alveolare ce se termină cu săculeții aveolari. Aceștia din urmă, au pereții alcătuiți din alveole pulmonare. Totalitatea structurilor derivate din bronhiola respiratorie, împreună cu ea, alcătuiesc acinul pulmonar. (I. Albu)

Componenta parenchimatoasă a plămânului este reprezentată de toatalitatea acinilor pulmonari. La nivelul acestora se produce schimbul gazos, reprezentând astfel unitatea morfo-funcțională a plămânului. (I. Albu)

Componenta stromală este reprezentată de membrana suprapleurală, alcătuită din țesut conjunctivo-elastic, dispusă la suprafața plămânilor. La nivelul hilului pulmonar, aceasta pătrunde în plămâni însoțind arborizațiile bronhiilor și pe cele ale arterelor pulmonare, cea mai mare parte a sa formând septurile intersegmentare. (I. Albu)

Plămânii au o dublă vascularizație, nutritivă și funcțională.

Vascularizația nutritivă a plămânilor este realizată de arterele bronhice, ramuri din artera toracică internă sau din aorta toracică și de venele bronhice tributare venei brahiocefalice (la stânga) și venei azygos (la dreapta). (I. Albu)

Vascularizația funcțională este reprezentată de mica circulație, deservită de trunchiul pulmonar ce se ramifică în cele două artere pulmonare, dreaptă și stângă. Prin intermediul acestora sângele neoxigenat de la nivelul ventriculului drept este transportat la plămâni. La nivel pulmonar fiecare arteră se ramifică în două, respectiv trei artere lobare ce deservesc fiecare lob. Arterele lobare la rândul lor dau naștere ramurilor ce însoțesc bronhiile, ramificându-se în continuare și formând o bogată rețea perialveolară, la nivelul căreia se produce schimbul gazos. Sâgele oxigenat este preluat de vene de calibru din ce în ce mai mare care confluează și formează venele pulmonare, câte două pentru fiecare plămân. Prin intermediul acestora sângele oxigenat este transportat în atriul stâng. (I. Albu)

Inervația plămânilor este asigurată de cele două plexuri pulmonare, anterior și posterior. Acestea sunt alcătuite din fibre simpatice (nervul laringeu recurent) și fibre parasimpatice (nervul vag). (I. Albu)

II.3. Fiziologia aparatului respirator

Respriația este un proces vital ce înglobează totalitatea fenomenelor fizice, chimice și biologice care stau la baza schimburilor de oxigen și dioxid de carbon dintre organism și mediul ambiant. [Ioan D. Haulică, „Fiziologie umană”, ediția a 2-a, editura Medicală, București, 1999 pag 409]

La realizarea actului complex al respirației participă pe de o parte căile aeriene și plămânii, iar pe de altă parte inima. Acesta se desfășoară în trei etape: pulmonară, sanguină și tisulară. [Ioan D. Haulică, „Fiziologie umană”, ediția a 2-a, editura Medicală, București, 1999 pag 409]

Etapa pulmonară sau respirația externă, constă în pătrunderea O2 în plămâni și eliminarea CO2 în atmosferă, realizându-se în două faze: ventilația pulmonară (fază mecanică) și schimburile alveolo-capilare (faza fizico-chimică).

Etapa sanguină presupune transportul gazelor respiratorii prin intermediul sângelui în tot corpul. Aceasta se realizează prin circulația sistemică ce a fost descrisă în capitolul anterior.

Etapa tisulară sau respirația celulară (internă) cuprinde reacțiile de oxidoreducere la care paricipă O2 și care se finalizează cu obținerea CO2 și a energiei. [Ioan D. Haulică, „Fiziologie umană”, ediția a 2-a, editura Medicală, București, 1999 pag 409]

II.3.1. Ventilația pulmonară

Ventilația pulmonară este fenomenul prin care se produce schimbul periodic al gazelor la nivel pulmonar și constă în două etape distincte: inspirul și expirul.

Aceste schimburi gazoase se produc datorită diferenței de presiune dintre atmosferă și plămâni, denumită gradient presional. Astfel, circulația aerului se va face dinspre mediul cu presiune mare, spre mediul cu presiune mică. Gradientul presional este determinat de variația volumului cutiei toracice deoarece, deși sunt organe elastice și ușor distensibile, plămânii nu au strucutri musculare. De aceea aceștia urmează pasiv mișcările peretelui toracic, transmise prin intermediul sistemului pleural.

Frecvența respiratorie reprezintă succesiunea ritmică a celor două faze ale ventiației și are o valoare cprinsă între 12-18 cicluri respiratorii/minut. Aceasta poate varia fiziologic în funcție de:

Vârstă:

nou – născutul: 30-60 cicluri/minut

copii: 30-40 cicluri/minut

adulții: 12-18 cicluri/minut

Sex: femeile au o frecvență mai ridicată decât bărbații (15-18 cicluri/minut)

Activitatea fizică: 30-40 cicluri/minut în timpul efortului fizic intens

(http://www.umfcv.ro/files/r/e/RESPIRATIA.pdf)

Inspirația este procesul activ prin care aerul atmosferic, ce conține o cantitate mai mare de O2 decât aerul alveolar, pătrunde în plămâni.

Expirația este procesul pasiv prin care se elimină din plămâni în mediu un volum de aer aproape egal cu cel inspirat, însă cu o concentrație de CO2 mai crescută. (notite curs recuperare respiratorie)