Meccanica Respiratoria e Pressione Polmonare (Fisiologia 45)

Meccanica Polmonare e Misurazione in Paziente Ventilati Meccanicamente

• L'obiettivo di questa lezione è comprendere come misurare e interpretare i parametri della meccanica polmonare in pazienti sottoposti a ventilazione meccanica.
• Si analizzerà come vengono misurate la pressione resistiva (Pres), la pressione elastica (Pel) e come queste informazioni aiutano a determinare lo stato dei polmoni.

Occlusione a Fine Inspirazione: Una Tecnica di Misurazione

• Una tecnica fondamentale per valutare la meccanica polmonare è l'occlusione a fine inspirazione.
• Fase Inspiratoria: Il ventilatore fornisce un flusso d'aria graduale aumentando la pressione (PIP, Peak Inspiratory Pressure) e incrementando il volume polmonare.
• Occlusione: Al termine dell'inspirazione, una valvola chiude le vie aeree bloccando il flusso d'aria.
• Caduta Iniziale di Pressione: Dopo l'occlusione, si osserva una brusca diminuzione della pressione fino al valore della pressione resistiva (Pres). Questa pressione è correlata alla resistenza delle vie aeree.
• Plateau di Pressione: Dopo la caduta iniziale, la pressione si stabilizza su un valore più basso, noto come pressione elastica (Pel). La Pel riflette il volume d'aria nei polmoni ed è utilizzata per calcolare la compliance statica (Volume/Pel).

Interpretazione delle Misurazioni

• Pressione Resistiva (Pres): Dipende dalla resistenza delle vie aeree. Maggiore è la resistenza, maggiore è la caduta iniziale di pressione.
• Pressione Elastica (Pel): Dipende dalla compliance polmonare.
• PEEP (Positive End-Expiratory Pressure): Se presente, deve essere sottratta dal plateau di pressione per calcolare correttamente la Pel.

Alterazioni della Meccanica Polmonare

• Aumento della Resistenza: Si manifesta con una maggiore caduta iniziale di pressione e una maggiore pressione resistiva.
• Riduzione della Compliance: Si manifesta con una pressione elastica più elevata a parità di volume, determinando un plateau di pressione più elevato.
• Combinazione di Aumento della Resistenza e Riduzione della Compliance: Si osserva sia una caduta iniziale di pressione maggiore sia un plateau di pressione elevato.

Relazione Pressione-Volume (P-V)

• La relazione P-V fornisce una comprensione completa delle proprietà elastiche del sistema respiratorio misurando la pressione a diversi volumi polmonari.
• Il paziente deve essere paralizzato durante queste misurazioni per evitare interferenze causate da sforzi inspiratori.

Compliance Statica e Dinamica

• Compliance Statica: Rappresenta la vera compliance, misurata quando il sistema è a riposo senza flusso d'aria.
• Compliance Dinamica: Calcolata dividendo il volume corrente per la pressione a fine inspirazione, quando il flusso d'aria è zero. In condizioni normali, queste due compliance dovrebbero coincidere.

Costanti di Tempo nel Sistema Respiratorio

• La costante di tempo (τ) è un parametro fondamentale nella meccanica respiratoria definita come il prodotto tra Resistenza (R) e Compliance (C).
• Un aumento di R, C, o entrambi, allunga la costante di tempo rallentando sia l'inspirazione che l'espirazione.
• Una riduzione di R, C, o entrambi, accorcia la costante di tempo rendendo l'inspirazione e l'espirazione più veloci.

Disomogeneità delle Costanti di Tempo e "Pendelluft"

• All'interno dei polmoni possono esistere regioni con costanti di tempo diverse.
• Le unità omogenee si riempiono uniformemente.
• La resistenza e la compliance differenziali determinano la ridistribuzione di flusso (Pendelluft) tra le diverse regioni polmonari.

Scambi Gassosi: Principi e Meccanismi

• Gli scambi gassosi avvengono principalmente negli alveoli, grazie alla loro ampia superficie di scambio con i capillari.
• Gli adattamenti evolutivi in diverse specie (es. vermi, insetti) mostrano diversi meccanismi di scambio gassoso.

Leggi dei Gas

• La Legge di Boyle, di Charles, di Gay-Lussac, e l'Equazione di stato dei gas ideali forniscono i fondamenti per la comprensione degli scambi gassosi.
• La legge di Dalton descrive la pressione parziale dei diversi gas in una miscela.
• La legge di Henry descrive la solubilità dei gas nei liquidi, come il sangue.

Solubilità di Ossigeno e Anidride Carbonica nel Sangue

• La solubilità dell'anidride carbonica nel sangue è significativamente maggiore rispetto a quella dell'ossigeno.

Diffusione e Legge di Fick

• Gli scambi gassosi avvengono per diffusione, seguendo la legge di Fick.
• Il flusso di diffusione dipende dalla differenza di pressione parziale tra alveoli e capillari, dall'area della superficie di scambio e dal coefficiente di diffusione; e inversamente dallo spessore della membrana.

Fattori che Influenzano la Diffusione

• L'area della superficie di scambio, lo spessore della membrana alveolo-capillare e la solubilità dei gas sono importanti fattori che influenzano la diffusione.

Capacità di Diffusione del Polmone (DL)

• La capacità di diffusione del polmone (DL) rappresenta la quantità di gas che diffonde in un minuto per ogni mmHg di differenza di pressione parziale.

Valori di PO2 e PCO2 nell'Apparato Respiratorio

• Vengono presentati i valori tipici di PO2 e PCO2 in diverse parti dell'apparato respiratorio (aria inspirata, aria alveolare, sangue arterioso e venoso).

Spazio Morto

• Lo spazio morto rappresenta una parte dell'aria inspirata che non partecipa agli scambi gassosi negli alveoli.
• Solo una frazione dell'aria inspirata raggiunge gli alveoli per gli scambi.

Composizione dell'Aria in Diverse Zone

• La composizione dell'aria in diverse zone dell'apparato respiratorio (ambiente, vie aeree, alveoli) varia a causa degli scambi gassosi e della presenza di spazio morto.

Gradienti di Pressione

• I gradienti di pressione (PO2 e PCO2) tra alveoli e capillari guidano gli scambi gassosi attraverso la diffusione.

Tempo di Transito e Shunt Anatomico

• Il tempo di transito è il tempo necessario per un globulo rosso di attraversare i capillari alveolari.
• Lo shunt anatomico si riferisce al flusso di sangue venoso che non passa attraverso i capillari alveolari, miscelandosi al sangue arterioso.

Fattori che Influenzano la Velocità di Raggiungimento dell'Equilibrio

• La velocità con cui si raggiunge l'equilibrio tra aria alveolare e sangue è influenzata da diversi fattori, tra cui la velocità di legame con l'emoglobina e l'affinità dell'emoglobina per i gas.

Scambi limitati da diffusione/perfusione

• Questo è un concetto che richiede approfondimento nelle prossime lezioni.

Emogasanalisi: Uno Strumento Chiave nella Valutazione Respiratoria

• L'emogasanalisi è una tecnica per valutare lo stato degli scambi gassosi e l'equilibrio acido-base nel sangue.
• La procedura si basa sul prelievo di un campione di sangue arterioso, per la misurazione di pH, bicarbonato, PCO2, PO2, SaO2, temperatura ed emoglobina.

Anidride Carbonica (CO2) e Ossigeno (O2)

• Le sezioni riguardano gli aspetti metodologici (capnografia per CO2 e analisi per O2) e le strategie di misurazione nei diversi momenti del ciclo respiratorio.

Interpretazione del Capnogramma

• La lettura di un capnogramma e i significati di un capnogramma normale, ipertensivo e ipoventilatorio.

Diffusione dei Gas a Livello Alveolare: Dinamica e Fattori Influenzanti

• Questa sezione descrive la dinamica della diffusione di O2 e CO2 nei capillari alveolari, sottolineando i fattori che influenzano il processo (gradiente di pressione, area di scambio, spessore della membrana e solubilità).

Questo quiz esplora i concetti fondamentali della meccanica respiratoria, inclusi la pressione elastica, la compliance polmonare e le relazioni pressione-volume. Testa le tue conoscenze sull'argomento e verifica la tua comprensione dei meccanismi che regolano la funzione polmonare e la ventilazione.