La respirazione polmonare, nota anche come ventilazione, è costituita dai due componenti ventilazione alveolare e Ventilazione dello spazio morto insieme. La ventilazione dello spazio morto è la proporzione del volume corrente che non è coinvolta nello scambio di anidride carbonica (CO2) con ossigeno (O2).
La ventilazione dello spazio morto deriva dal fatto che il volume d'aria che si trova nel sistema a monte delle vie respiratorie dopo l'inalazione (inspirazione) (nasale e faringe, trachea e bronchi) viene espirato nuovamente direttamente durante la successiva espirazione senza entrare in contatto con gli alveoli essere.
Cos'è la ventilazione dello spazio morto?
Le vie respiratorie o l'apparato respiratorio sono costituite dai polmoni o dagli alveoli, che costituiscono la parte funzionale della respirazione, e dal cosiddetto spazio morto a monte, che è costituito dal naso e dalla gola, dalla trachea e dai bronchi.
L'importanza funzionale dello spazio morto risiede principalmente nel condizionamento dell'aria aspirata mediante riscaldamento - in casi estremi anche tramite raffreddamento - e arricchimento con vapore acqueo fino a saturazione nonché nel filtraggio di solidi (polvere) e germi patogeni.
La respirazione non è caratterizzata da un flusso d'aria continuo attraverso i polmoni, ma è caratterizzata da un sistema alternato di inspirazione (inspirazione) ed espirazione (espirazione). La parte dell'aria inspirata che si trova nello spazio morto dopo l'inspirazione viene espirata direttamente durante la successiva espirazione senza entrare in contatto con gli alveoli.
La ventilazione dello spazio morto comprende anche la parte della respirazione che corrisponde all'eventuale parte fisiologicamente non operativa dei polmoni. Questi possono essere alveoli che hanno perso la capacità di scambiare gas a causa di malattie o altre influenze.
Funzione e compito
La ventilazione dello spazio morto - almeno la ventilazione anatomica dello spazio morto - risulta automaticamente dal fatto che lo spazio morto viene riempito con l'aria inalata dopo che è avvenuta l'inspirazione, così come lo sono gli alveoli dei polmoni. L'unica differenza è che il volume d'aria nello spazio morto non può partecipare allo scambio di gas. Ciò significa che l'aria inspirata ed espirata nello spazio morto non differisce in termini di pressione parziale di ossigeno e anidride carbonica, ma solo in termini di temperatura e umidità relativa e assoluta.
Nelle persone sane, la funzione della ventilazione dello spazio morto è quella di utilizzare lo spazio morto anatomico per il condizionamento fisiologico dell'aria respirabile in relazione alla temperatura e all'umidità relativa e per filtrare granelli di polvere e germi patogeni.
Se il corpo è soggetto a un carico elevato con elevata richiesta di ossigeno e si avvia la massima ventilazione, la ventilazione dello spazio morto influisce un po 'sulle prestazioni massime dei polmoni, poiché dopo l'espirazione l'aria ancora nello spazio morto, che ha già un contenuto di ossigeno inferiore rispetto all'aria ambiente, con un contenuto di anidride carbonica più elevato allo stesso tempo ragioni anatomiche devono essere inalate nuovamente.
Nella fase di riposo, senza stress fisico o psicologico, la ventilazione dello spazio morto costituisce una parte considerevole della ventilazione complessiva. Il volume d'aria inalata con un respiro (volume corrente) è di circa 0,5 litri durante la fase di riposo, di cui circa 0,15 litri sono rappresentati dallo spazio morto anatomico, corrispondente al 30%.
La quota relativa della ventilazione dello spazio morto nella ventilazione totale diminuisce drasticamente con requisiti di prestazioni elevate, perché il volume corrente può aumentare fino a un valore molto più alto quando si utilizza il volume di riserva espiratorio e inspiratorio, mentre il volume dello spazio morto assoluto rimane quasi costante per ragioni anatomiche.
La dimensione assoluta dello spazio morto funzionale, compreso lo spazio morto fisiologico, può essere calcolata utilizzando la formula di Bohr. La dimensione assoluta dello spazio morto, incluso lo spazio morto fisiologico, è quindi una funzione del volume corrente e delle pressioni parziali di anidride carbonica dell'aria inspirata ed espirata.
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La ventilazione dello spazio morto deve sempre essere vista in relazione alla ventilazione alveolare, poiché entrambe sono fisicamente collegate. Gli alveoli non possono essere riempiti d'aria senza che l'aria passi prima attraverso lo spazio morto anatomico, temperandolo, portandolo al 100% di umidità relativa e filtrando i componenti solidi come granelli di polvere ed eventuali germi. A meno che l'aria non venga inalata attraverso un tubo o un'incisione nella trachea (cricotiroidotomia).
La determinazione dello spazio morto funzionale può, tuttavia, fornire indicazioni della presenza di uno spazio morto alveolare se lo spazio morto funzionale si distingue dallo spazio morto anatomico. Nelle persone che hanno un sistema respiratorio sano, non c'è spazio morto alveolare, quindi lo spazio morto anatomico è quasi identico allo spazio morto funzionale. Se è stabilito che lo spazio morto funzionale supera chiaramente lo spazio morto anatomico in termini di volume, ciò è un'indicazione della presenza di uno spazio morto alveolare. Ciò equivale a diagnosticare il malfunzionamento di parti del sistema alveolare.
Vi è poi il sospetto di enfisema polmonare o fibrosi polmonare, che è causata da processi infiammatori cronici del tessuto intermedio nell'area degli alveoli e porta ad una distruzione irreversibile delle membrane alveolari.
La fibrosi polmonare è innescata da germi patogeni o da noxae come polveri inorganiche o organiche (ad esempio anche spray), come effetto collaterale indesiderato di alcuni farmaci o da insufficienza cardiaca sinistra e molto altro.
I disturbi della ventilazione restrittiva o ostruttiva che impediscono la respirazione sono dovuti a malattie polmonari, disturbi del centro respiratorio, malattie o lesioni ai muscoli respiratori o problemi nell'area dello spazio morto anatomico.
Poiché la ventilazione alveolare non può essere eseguita indipendentemente dalla ventilazione dello spazio morto, i disturbi della ventilazione influenzano sempre la ventilazione generale, indipendentemente dalla causa.
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