Ogni respiro che fai: il processo di respirazione spiegato

Introduzione

La prima domanda posta in una situazione di emergenza è: “La persona respira?”. Spesso è anche la prima domanda posta sui neonati e l’ultima domanda sui morenti., Perché respirare è così importante? Cosa c’è nel respiro di cui abbiamo bisogno così tanto? Cosa succede quando smettiamo di respirare? Queste potrebbero sembrare domande ovvie, ma i meccanismi della respirazione sono spesso poco conosciuti e la loro importanza nelle valutazioni e nella diagnostica della salute spesso manca. Questo articolo descrive l’anatomia e la fisiologia della respirazione.,

Collaborare con le piante verdi

Abbiamo bisogno di energia per alimentare tutte le attività del nostro corpo, come contrarre i muscoli e mantenere un potenziale di riposo nei nostri neuroni, e dobbiamo lavorare per ottenere l’energia che usiamo.

Le piante verdi prendono la loro energia direttamente dalla luce solare e la convertono in carboidrati (zuccheri). Non possiamo farlo, ma possiamo usare l’energia immagazzinata nei carboidrati per alimentare tutte le altre reazioni nei nostri corpi. Per fare questo, dobbiamo combinare lo zucchero con l’ossigeno., Abbiamo quindi bisogno di accumulare sia zucchero che ossigeno, il che ci richiede di lavorare. In effetti, spendiamo gran parte della nostra energia ottenendo lo zucchero e l’ossigeno di cui abbiamo bisogno per produrre energia.

Noi fonte di carboidrati da piante verdi o animali che hanno mangiato piante verdi, e noi fonte di ossigeno dall’aria. Le piante verdi rilasciano ossigeno come prodotto di scarto della fotosintesi; usiamo quell’ossigeno per alimentare le nostre reazioni metaboliche, rilasciando anidride carbonica come prodotto di scarto. Le piante utilizzano il nostro prodotto di scarto come fonte di carbonio per i carboidrati.,

Rompere i legami chimici

Per ottenere energia dobbiamo rilasciare l’energia contenuta nei legami chimici di molecole come gli zuccheri. Gli alimenti che mangiamo (come carboidrati e proteine) vengono digeriti nel nostro tratto gastrointestinale in molecole (come zuccheri e aminoacidi) che sono abbastanza piccole da passare nel sangue. Il sangue trasporta gli zuccheri alle cellule, dove i mitocondri rompono i loro legami chimici per rilasciare l’energia che contengono. Le cellule hanno bisogno di ossigeno per essere in grado di eseguire tale processo. Come ogni cellula del nostro corpo ha bisogno di energia, ognuno di loro ha bisogno di ossigeno.,

L’energia rilasciata è immagazzinata in un composto chimico chiamato adenosina trifosfato (ATP), che contiene tre gruppi fosfatici. Quando abbiamo bisogno di energia per svolgere un’attività, l’ATP viene suddiviso in adenosina difosfato (ADP), contenente solo due gruppi fosfatici. Rompere il legame chimico tra il terzo gruppo fosfato e ATP rilascia un’elevata quantità di energia.

Respirazione interna ed esterna

I nostri polmoni forniscono ossigeno dall’aria esterna alle cellule attraverso il sangue e il sistema cardiovascolare per permetterci di ottenere energia., Mentre respiriamo, l’ossigeno entra nei polmoni e si diffonde nel sangue. Viene portato al cuore e pompato nelle cellule. Allo stesso tempo, lo spreco di anidride carbonica dalla rottura degli zuccheri nelle cellule del corpo si diffonde nel sangue e poi si diffonde dal sangue nei polmoni e viene espulso mentre espiriamo. Un gas (ossigeno) viene scambiato con un altro (anidride carbonica). Questo scambio di gas avviene sia nei polmoni (respirazione esterna) che nelle cellule (respirazione interna). Fig 1 riassume lo scambio di gas nell’uomo.,

Portare l’aria nei polmoni

Il nostro sistema respiratorio comprende una zona di conduzione e una zona respiratoria. La zona di conduzione porta l’aria dall’ambiente esterno ai polmoni tramite una serie di tubi attraverso i quali viaggia l’aria. Questi sono:

• cavità Nasale;
• Faringe (parte della gola dietro la bocca e la cavità nasale),
• Laringe (casella vocale),
• Trachea (Trachea);
• Bronchi e bronchioli.,

Oltre a condurre l’aria ai polmoni, questi tubi anche:

• Riscaldare l’aria in entrata;
• Filtrare piccole particelle da esso;
• Inumidire per facilitare lo scambio di gas nei polmoni.

La cavità nasale ha un gran numero di piccoli capillari che portano sangue caldo al naso freddo. Il calore del sangue si diffonde nell’aria fredda che entra nel naso e lo riscalda.,

Il rivestimento della faringe e della laringe (che formano il tratto respiratorio superiore) e il rivestimento della trachea (tratto respiratorio inferiore) hanno piccole cellule con piccoli peli o ciglia. Questi peli intrappolano piccole particelle sospese nell’aria, come la polvere, e impediscono loro di raggiungere i polmoni.

Il rivestimento della cavità nasale, del tratto respiratorio superiore e del tratto respiratorio inferiore contiene cellule caliciformi che secernono muco. Il muco inumidisce l’aria come viene in, rendendolo più adatto per l’ambiente interno del corpo., Intrappola anche le particelle, che le ciglia poi spazzano verso l’alto e lontano dai polmoni in modo che vengano inghiottite nello stomaco per la digestione, piuttosto che rimanere intrappolate nei polmoni. Questo meccanismo di spostamento delle particelle intrappolate in questo modo è noto come scala mobile mucociliare.

I polmoni sono un po ‘ come palloncini: non si gonfiano da soli, ma lo fanno solo se l’aria viene soffiata in loro. Possiamo soffiare nei polmoni e gonfiarli – che è una delle due tecniche utilizzate per la rianimazione cardiopolmonare-ma ciò non accade nella normale vita quotidiana delle persone sane., Dobbiamo inalare ed espirare l’aria da soli. Come facciamo?

Controllo del volume d’aria nei polmoni

Abbiamo due polmoni (destra e sinistra) contenuti nella cavità toracica (torace). Circondano i polmoni sono costole, che non solo li proteggono dai danni, ma servono anche come ancore per i muscoli intercostali. Sotto i polmoni c’è un muscolo a forma di cupola molto grande, il diaframma. Tutti questi muscoli sono attaccati ai polmoni dalle membrane parietali e viscerali (chiamate anche pleura parietale e viscerale).,

La membrana parietale è attaccata ai muscoli e la membrana viscerale è attaccata ai polmoni. Il liquido tra queste due membrane, liquido pleurico, li attacca insieme proprio come lastre di vetro diventano bloccati insieme quando bagnato.

Poiché la membrana viscerale copre e fa parte dei polmoni ed è bloccata dal liquido pleurico alla membrana parietale, quando i muscoli del torace si muovono, i polmoni si muovono con loro., Se l’aria entra tra le membrane, si scollano e, sebbene i muscoli possano ancora contrarsi e rilassarsi, non sono più attaccati al polmone – di conseguenza, il polmone collassa. Questa raccolta anormale di aria nello spazio pleurico è chiamata pneumotorace. Se il liquido liquido pleurico viene infettato, la persona sviluppa pleurite.

Quando i muscoli intercostali si contraggono, si muovono verso l’alto e lontano dalla cavità toracica. Quando il diaframma si contrae, si sposta verso l’addome., Questo movimento dei muscoli fa sì che i polmoni si espandano e si riempiano di aria, come un soffietto (inalazione). Viceversa, quando i muscoli si rilassano, la cavità toracica diventa più piccola, il volume dei polmoni diminuisce e l’aria viene espulsa (espirazione).

Equalizzazione della pressione

Quando i muscoli toracici si contraggono, il volume dei polmoni si espande quindi c’è improvvisamente meno pressione al loro interno. L’aria già nei polmoni ha più spazio, quindi non spinge contro le pareti polmonari con la stessa pressione. Per equalizzare la pressione, l’aria si precipita fino a quando la pressione è la stessa dentro e fuori., Al contrario, quando i muscoli si rilassano, il volume dei polmoni diminuisce, l’aria nei polmoni ha meno spazio ed è ora ad alta pressione, quindi l’aria viene espulsa fino a quando la pressione non viene equalizzata. In breve:

• Quando il volume (V) aumenta, la pressione (P) diminuisce, con conseguente afflusso di aria nei polmoni – inaliamo;
• Quando V diminuisce, P aumenta, con conseguente aria spremuta dai polmoni – espiriamo.

Scambio di gas

Il lavoro della zona di conduzione è quello di far entrare aria nei polmoni mentre si riscalda, si inumidisce e si filtra lungo la strada., Una volta che l’aria si trova nella zona respiratoria (composta dai dotti alveolari e dagli alveoli), può avvenire lo scambio di gas esterno (Fig 2).

I polmoni contengono sottili strati di cellule che formano sacche d’aria chiamate alveoli, ognuna delle quali è circondata da capillari sanguigni polmonari che sono collegati alle arterie polmonari che escono dal cuore. Gli alveoli sono tenuti aperti da secrezioni liquide (tensioattivo polmonare) in modo che non aderiscano quando l’aria viene espulsa dai polmoni., I bambini prematuri non hanno abbastanza tensioattivo polmonare, quindi hanno bisogno di un po ‘ spruzzato nei loro polmoni.

Durante l’inalazione, ogni alveolo riceve aria che contiene vari gas: azoto (quasi l ‘ 80%), ossigeno (quasi il 20%) e altri gas tra cui lo 0,04% di anidride carbonica., Esterno lo scambio gassoso avviene, quindi, utilizzando il principio di diffusione:

• l’Ossigeno diffonde da alveoli nei capillari polmonari, a causa dell’elevata concentrazione di ossigeno nei polmoni e una bassa concentrazione nel sangue;
• l’Anidride carbonica diffonde dai capillari polmonari negli alveoli perché c’è un’alta concentrazione di anidride carbonica nel sangue, e una bassa concentrazione nei polmoni;
• Azoto diffonde in entrambi i modi.,

In altre parole: inaliamo, alte concentrazioni di ossigeno che poi si diffonde dai polmoni nel sangue, mentre alte concentrazioni di anidride carbonica si diffonde dal sangue nei polmoni, ed espiriamo. Una volta nel sangue, l’ossigeno è legato all’emoglobina nei globuli rossi, prelevato attraverso la vena polmonare fino al cuore, pompato nel sistema vascolare sistemico e, infine, portato a tutte le cellule del corpo.

Controllo della respirazione

Lo spunto principale che non stiamo respirando non è tanto la mancanza di ossigeno quanto l’accumulo di anidride carbonica., Quando i nostri muscoli svolgono attività, l’ossigeno viene esaurito e l’anidride carbonica – il prodotto di scarto – si accumula nelle cellule. Aumento dell’attività muscolare significa aumento dell’uso di ossigeno, aumento della produzione di ATP formante glucosio e, quindi, aumento dei livelli di anidride carbonica.

L’anidride carbonica si diffonde dalle cellule nel sangue. Il sangue deossigenato viene trasportato dalle vene verso il cuore. Entra nel lato destro del cuore e viene pompato nel sistema polmonare. L’anidride carbonica si diffonde nei polmoni e viene espulsa mentre espiriamo.,

Mentre il sangue deossigenato viaggia nelle vene, i rivelatori nel cervello e nei vasi sanguigni (chemorecettori) misurano il pH del sangue. I chemorecettori periferici – sebbene sensibili ai cambiamenti nei livelli di anidride carbonica e pH, così come i livelli di ossigeno – monitorano principalmente l’ossigeno. I chemocettori centrali, situati nel cervello, costituiscono i centri di controllo per la respirazione, in quanto sono particolarmente sensibili ai cambiamenti del pH nel sangue., Man mano che i livelli di anidride carbonica aumentano, il pH del sangue diminuisce; questo viene raccolto dai chemocettori centrali e, attraverso meccanismi di feedback, i segnali vengono inviati per alterare la respirazione.

Alterare la respirazione

Cambiamo il nostro respiro per abbinare la nostra attività. Quando muoviamo i muscoli scheletrici, usiamo energia e quindi abbiamo bisogno di più zucchero e ossigeno. I muscoli hanno un buon apporto di sangue, portando ossigeno e glucosio e portando via l’anidride carbonica., Mentre i muscoli si muovono di più – ad esempio, se passiamo dal camminare alla corsa-il cuore pompa più velocemente (aumento della frequenza cardiaca) per aumentare l’afflusso di sangue e respiriamo più rapidamente (aumento della frequenza respiratoria) per ottenere più ossigeno nel sangue.

La frequenza respiratoria può essere aumentata o diminuita per adattarsi alla quantità di ossigeno necessaria. Per aumentare la frequenza respiratoria, gli effettori nei polmoni vengono attivati per ventilare (inspirare ed espirare) più velocemente, quindi l’anidride carbonica viene rimossa e l’ossigeno viene portato più rapidamente., Allo stesso tempo, il cervello invia messaggi al cuore per battere più velocemente, pompando sangue ossigenato alle cellule più rapidamente. La profondità della respirazione può anche essere modificata in modo che un volume d’aria più grande o più piccolo venga prelevato nei polmoni.

La frequenza respiratoria è uno dei segni vitali respiratori (Riquadro 1). Per diagnosticare qualsiasi problema respiratorio, questi segni vitali devono essere misurati a riposo e al lavoro (Cedar, 2017). La frequenza respiratoria è difficile da misurare, perché quando ai pazienti viene detto che verrà misurato, di solito iniziano a respirare più lentamente o più velocemente del normale., Può essere utile per gli infermieri dire ai pazienti che misureranno la loro temperatura e quindi misureranno la loro frequenza respiratoria allo stesso tempo.

misurare Accuratamente la frequenza respiratoria e la profondità a riposo dà una misura chiave della funzione polmonare e il flusso di ossigeno., I cambiamenti nella frequenza respiratoria e nella profondità a riposo non solo ci parlano dei cambiamenti fisici nel corpo, ma anche dei cambiamenti mentali ed emotivi, poiché il nostro stato mentale e i nostri sentimenti hanno un effetto sulla nostra respirazione.

Una vita di respirazione

I nostri segni vitali respiratori non cambiano solo nel corso di una giornata in base alle nostre attività, ma anche nel corso della nostra vita.

Prima della nascita, l’embrione e poi il feto attingono ossigeno dal sangue della madre attraverso la placenta., I cambiamenti di emoglobina avvengono per consentire all’embrione / feto di assumere ossigeno dal sangue a concentrazioni inferiori a quelle che troverà nell’aria dopo la nascita. Subito dopo la nascita, il neonato deve passare dal prelievo di ossigeno dal sangue a gonfiare i polmoni e prendere aria in essi (Schroeder e Matsuda, 1958; Rhinesmith et al, 1957).

I bambini hanno una frequenza cardiaca e una frequenza respiratoria molto più veloci rispetto agli adulti: prendono circa 40 respiri al minuto perché hanno polmoni più piccoli (Royal College of Nursing, 2017)., La frequenza cardiaca e la frequenza respiratoria rallentano con l’avanzare dell’età, in parte perché i polmoni diventano meno in grado di espandersi e contrarsi. Diventando meno elastici con l’età, tutti i nostri muscoli – non solo muscolo scheletrico ma anche muscolo liscio e muscolo cardiaco – riduce la velocità con cui si espandono e si contraggono (Sharma e Goodwin, 2006).

Quando moriamo, uno dei segni della morte è la cessazione della respirazione. L’ossigeno smette di diffondersi nel sangue e, man mano che l’ATP viene esaurito e non siamo in grado di sintetizzarne di più, diventiamo cianotici. Siamo a corto di energia e tutti i processi del corpo cessano., Nel cervello, la differenza di potenziale (misurata in volt) diventa la stessa dentro e fuori i neuroni e l’attività elettrica si ferma. Il cervello cessa ogni attività, compresa l’attività involontaria necessaria per sostenere la vita.

Condizioni respiratorie

È probabile che gli operatori sanitari incontrino pazienti con problemi respiratori in qualsiasi ambiente.,ons sono:

• Asma spesso provocato da certe sostanze chimiche o di inquinamento, l’asma colpisce i bronchioli, che diventano cronicamente infiammato e ipersensibile;
• polmonare ostruttiva Cronica, disturbo spesso causata dal fumo o l’inquinamento;
• la Polmonite – di solito causata da un’infezione batterica, polmonite è il gonfiore dei tessuti in uno o entrambi i polmoni;
• i tumori del Polmone – il tessuto predominante nei polmoni è un tessuto epiteliale, in modo che i tumori polmonari sono principalmente carcinoma carcinomi a cellule squamose, adenocarcinoma, carcinomi a piccole cellule), che sono il cancro del tessuto epiteliale.,

la malattia Polmonare può comparire a qualsiasi età, ma la suscettibilità aumenta con l’età, perché, come abbiamo età:

• L’elasticità dei nostri polmoni diminuisce;
• la Nostra capacità vitale diminuisce;
• il Nostro sangue, i livelli di ossigeno diminuzione;
• Gli effetti stimolanti del biossido di carbonio diminuzione;
• C’è un aumento del rischio di infezione delle vie respiratorie.

Emergenze respiratorie

I pazienti che si deteriorano rapidamente o sono gravemente malati devono essere valutati immediatamente e gli interventi infermieristici possono fare molto per garantire il recupero (Fournier, 2014)., In una situazione acuta, uno dei primi interventi è quello di garantire che le vie aeree (tratto respiratorio superiore) siano chiare in modo che l’aria possa essere aspirata nei polmoni. Questo è il primo passo della lista di controllo ABCDE. ABCDE sta per:

• Vie aeree;
• Respirazione;
• Circolazione;
• Disabilità;
• Esposizione.

L’approccio ABCDE è descritto in modo più dettagliato qui.

L’incapacità di respirare normalmente è estremamente angosciante e più una persona diventa angosciata, più è probabile che la sua respirazione sia compromessa., Se uno dei nostri polmoni collassa, possiamo farcela senza di esso, ma abbiamo bisogno di almeno un polmone funzionante. Abbiamo circa 90 secondi di ATP immagazzinati nei nostri corpi, che usiamo costantemente, quindi dobbiamo essere in grado di ottenere ossigeno.

Una solida comprensione dei segni respiratori vitali e dei modelli respiratori umani (Riquadro 2) è la chiave. Armati di tale know-ledge, gli infermieri possono reagire rapidamente a cambiamenti acuti, potenzialmente salvando vite e ripristinando la salute (Fletcher, 2007).