Circolo Polmonare e Resistenze Vascolari (Fisiologia 37)

Il Circolo Polmonare: Un Sistema a Bassa Resistenza e Alta Capacità

• Il circolo polmonare è un sistema vascolare unico, caratterizzato da una notevole capacità di accogliere grandi volumi di sangue senza significativi aumenti di pressione.
• Questa proprietà è fondamentale per proteggere il circolo polmonare da un eccessivo aumento del postcarico.
• La gittata cardiaca può aumentare anche di 5 volte senza causare un corrispondente aumento di pressione nel circolo polmonare.

Distribuzione delle Resistenze nel Circolo Polmonare

• A differenza del circolo sistemico, nel circolo polmonare le resistenze non sono concentrate nelle arteriole, ma nei capillari alveolari (circa il 40% della resistenza totale).
• Vasi Alveolari: Sono i capillari che scorrono all'interno dei setti interalveolari. La loro compressione è influenzata dalle variazioni di pressione alveolare durante l'espansione dei polmoni.
• Vasi Extra-alveolari: Sono i vasi che scorrono nell'interstizio, sottoposti alla pressione pleurica. La loro resistenza diminuisce all'aumentare del volume polmonare, a causa della trazione delle fibre connettivali che li distendono.

Resistenza Totale del Circolo Polmonare e Volume Polmonare

• La resistenza totale del circolo polmonare è data dalla somma delle resistenze dei vasi alveolari e extra-alveolari (considerati in serie).
• Questa resistenza varia in base al volume polmonare:
  • Volumi Polmonari Piccoli: Elevata resistenza dovuta alla compressione dei vasi extra-alveolari.
  • Volumi Polmonari Grandi: Elevata resistenza dovuta alla compressione dei vasi alveolari.
  • Volume di Riposo: Resistenza minima.

Effetti della Respirazione sul Circolo Polmonare

• Inspirazione:
  • Distensione dei vasi extra-alveolari (diminuzione della resistenza).
  • Compressione dei vasi alveolari (aumento della resistenza).
  • Aumento del ritorno venoso, grazie all'abbassamento della pressione pleurica e delle tensioni nell'atrio e nel cuore destro.
  • Il sangue pompato dal ventricolo destro si accumula nei capillari polmonari.
• Espirazione:
  • Compressione dei vasi extra-alveolari (aumento della resistenza).
  • Distensione dei vasi alveolari (diminuzione della resistenza).
  • Il sangue accumulato durante l'inspirazione nei capillari polmonari può ora raggiungere l'atrio e il ventricolo sinistro.

Interdipendenza Ventricolare

• Durante l'inspirazione, l'aumento del flusso verso il ventricolo destro toglie spazio al ventricolo sinistro.

Edema Polmonare

• In caso di edema polmonare, l'accumulo di liquido nell'interstizio aumenta la compressione dei capillari, con conseguente aumento della loro resistenza.

Risposta all'Ipossia: Vasocostrizione Polmonare

• Circolo Sistemico: Una bassa concentrazione locale di ossigeno (pO2) induce vasodilatazione.
• Circolo Polmonare: Al contrario, una bassa concentrazione locale di ossigeno induce vasocostrizione. Questa risposta paradossale è fondamentale per l'efficienza degli scambi gassosi.

Scambi Gassosi e Rapporto Ventilazione/Perfusione (V/Q)

• Scambio di Gas: Il sangue non ossigenato che arriva nei capillari alveolari, a bassa pO2 e alta pCO2, scambia gas con l'aria alveolare, ricevendo O2 e cedendo CO2.
• Composizione dell'Aria Alveolare: La pCO2 e la pO2 dipendono dal bilancio tra l'entrata e l'uscita di O2 e CO2 (ventilazione/perfusione).

Vasocostrizione Ipossica: Un Meccanismo di Compensazione

• Quando alcuni alveoli sono ipoventilati, il circolo polmonare attua la vasocostrizione ipossica, diminuendo il flusso di sangue verso queste zone.
• Questo garantisce che la maggior parte del sangue venga indirizzata verso gli alveoli ben ventilati.

Meccanismi della Vasocostrizione Ipossica

• Mediatori Locali
• Modulazione dei Canali del Potassio (K+)
• Apertura dei Canali del Calcio (Ca2+)

Ipertensione Polmonare: Cause e Fattori Contributivi

• L'ipertensione polmonare può derivare da diverse cause, tra cui patologie polmonari croniche, bronchite ed esposizione cronica all'alta quota.

Effetto della Gravità sulla Perfusione Polmonare

• In posizione eretta, la gravità influenza la distribuzione della perfusione polmonare.
• Gradiente di Pressione: La pressione diminuisce salendo verso l'apice del polmone e aumenta scendendo verso la base.
• Pressione Media: La pressione media nel polmone (considerando un'altezza di 25 cm) è di circa 16 mmHg, misurata a metà altezza.
• Perfusione Basale: Le basi polmonari sono molto più perfuse, con una pressione di circa 24 mmHg.

Le Zone di West: Descrizione della Perfusione Polmonare

• Lo studioso West ha descritto tre zone di perfusione polmonare, basate sulla relazione tra pressione arteriosa, venosa e alveolare.
• Zona 1 (Apici): generalmente non perfusa o poco perfusa, con pressione arteriosa inferiore a quella alveolare.
• Zona 2 (Intermedia): la perfusione è variabile, e aumenta scendendo.
• Zona 3 (Basi): la perfusione è massimale, con pressioni arteriosa e venosa maggiori della pressione alveolare.

Variazioni della Perfusione in Base alla Postura

• Decubito Laterale Destro: La zona 1 corrisponde alla parte laterale del polmone sinistro, mentre la zona 3 è la parte laterale del polmone destro.
• Effetto del Decubito: La differenza di altezza tra le zone polmonari è minore rispetto alla posizione eretta.

Distribuzione del Flusso Polmonare

• Dei 5 litri al minuto di gittata cardiaca, la maggior parte viene indirizzata verso le zone più basse (basi polmonari), mentre gli apici ricevono un flusso minimo.

Pressioni Respiratorie: Unità di Misura e Riferimento

• Le pressioni respiratorie sono misurate rispetto alla pressione atmosferica (espresse in cmH2O).
• Pressione Alveolare: è la pressione all'interno degli alveoli polmonari.
• Pressione Pleurica: è la pressione nello spazio pleurico.
• Pressione Addominale: in alcuni casi è rilevante per lo studio dei movimenti respiratori.

Variazioni di Pressione Durante la Respirazione

• Pressione Pleurica: subatmosferica a fine inspirazione e prima dell'espirazione e si riduce ulteriormente durante l'inspirazione.
• Pressione Alveolare: scende durante l'inspirazione e risale durante l'espirazione raggiungendo la pressione atmosferica.

Meccanica Respiratoria: Statica e Dinamica

• Statica: Analizza le relazioni tra pressione e volume polmonare e le forze elastiche che garantiscono l'espansione polmonare.
• Dinamica: Studia le relazioni tra pressione e flusso dell'aria.

Concetti Chiave: Compliance e Relazioni Pressione-Flusso

• Compliance: una misura della facilità con cui i polmoni si espandono e si contraggono.
• Relazioni Pressione-Flusso: relazionano pressione e flusso, e sono fondamentali per comprendere la meccanica respiratoria dinamica.

Introduzione all'Anatomia Funzionale

• Prima di approfondire la statica e la dinamica, è necessario rivedere l'anatomia funzionale del sistema respiratorio.

Strutture Respiratorie: Un Sistema a Due Componenti

• Polmoni e Vie Aeree: Includono gli organi dove avvengono gli scambi gassosi e i condotti che permettono all'aria di raggiungerli.
• Parete Toracica: Comprende gabbia toracica, mediastino, diaframma e addome.

Lo Spazio Pleurico

• Pleura Parietale: Riveste la parete toracica.
• Pleura Viscerale: Riveste la superficie esterna dei polmoni.
• Questi foglietti pleurici sono continui.

Muscoli Inspiratori: II Motore della Respirazione

• Diaframma: Agisce sulla parte inferiore della gabbia toracica.
• Scaleni: Sollevano le prime due coste.

Vie Aeree Extratoraciche: II Percorso dell'Aria

• L'aria entra principalmente attraverso il naso.
• Il percorso comprende naso, rinofaringe, orofaringe e laringe, dove le superfici muco-ciliari filtrano le particelle.

Muscoli Dilatatori delle Vie Aeree

• Muscolo Nasale (Parte Alare): Apre le narici.
• Muscoli Dilatatori della Laringe: Allargano il passaggio dell'aria.

Vie Aeree Intratoraciche: Condotti e Difese

• Clearance Mucociliare: Ciglia che muovono il muco e le particelle intrappolate verso la laringe.
• Macrofagi Alveolari: terza linea di difesa per particelle piccole.

Spazio Morto Anatomico e Superficie Alveolare

• Spazio Morto Anatomico: In queste vie aeree non avvengono scambi gassosi; è di circa 150 ml.
• Superficie Alveolare: circa 100 m².

Membrana Alveolo-Capillare: Sottile e Delicata

• Costituita da epitelio, lamina basale ed endotelio capillare; ha uno spessore di circa 1 micron.

Struttura Alveolare: Pneumociti di Tipo I e II

• Pneumociti di Tipo I: Responsabili degli scambi gassosi.
• Pneumociti di Tipo II: Secernono surfattante alveolare, che facilita l'espansione alveolare.

Interstizio Polmonare: Un Involucro Elastico

• L'interstizio è lo spazio che si trova appena sotto la pleura viscerale, contenente fibre elastiche.

Pleura e Cavo Pleurico: Meccanismi di Adesione

• La pleura viscerale riveste i polmoni, quella parietale la gabbia toracica, e sono separate dallo spazio pleurico.
• Il liquido pleurico genera un'adesione tra queste due membrane per ridurre l'accoppiamento.

Liquido Pleurico: Origine, Rimozione e Turnover

• Origine: deriva da capillari sistemici della pleura parietale.
• Rimozione: avviene per assorbimento nei capillari della pleura viscerale e attraverso gli stomi (apertura nella pleura parietale) al sistema linfatico.

Meccanismi di Ingresso e Uscita del Liquido Pleurico

Versamento Pleurico: Cause e Meccanismi

• Aumento della pressione capillare polmonare, aumento della permeabilità del mesotelio, infiammazione, pressione pleurica eccessivamente bassa, passaggio di liquido ascitico, emotorace, chilotorace, insufficienza del drenaggio linfatico, aumento della pressione nella succlavia, edema, danni alle cellule mesoteliali.

Esplora il circolo polmonare, un sistema a bassa resistenza e alta capacità. Scopri come la distribuzione delle resistenze nei capillari alveolari influisce sulla funzione polmonare e sul flusso sanguigno. Approfondisci le differenze con il circolo sistemico e la risposta della gittata cardiaca.