Monodists-Choristers-Wind Instrument Musicians and the Role of Ergospirometry in Their Respiratory Function

Περιεχόμενα

Γ ΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. ANATOMIA ΚΑΤΩΤΕΡΗΣ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗΣ ΟΔΟΥ
1.1 Τραχεία -Βρόγχοι
1.2 Πνεύμονες
1.4 Η λειτουργία των αναπνευστικών μυών και οι μεταβολές των πνευμόνων κατά τις αναπνευστικές κινήσεις

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. Η ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΑΝΑΠΝΟΗΣ
2.1 Η μηχανική του αερισμού των πνευμόνων
2.2 Το μηχανικό έργο της αναπνοής
2.3 Η σπιρομέτρηση
2.4 Η επίδραση της άσκησης στους μυς και στην απόδοσή τους
2.4.1 Η σημασία της προπόνησης με άσκηση μέγιστης αντίστασης
2.4.2 Η υπερτροφία των μυών
2.4.3 Η επίδραση του καπνίσματος στον αερισμό των πνευμόνων κατά τη μυϊκή δραστηριότητα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. Η ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΣΤΟΥΣ ΜΟΥΣΙΚΟΥΣ ΠΝΕΥΣΤΩΝ ΚΑΙ ΣΤΟΥΣ ΧΟΡΩΔΟΥΣ/ΜΟΝΩΔΟΥΣ
3.1 Γενικά
3.2 Μουσικοί πνευστών οργάνων
3.3 Χορωδοί - μονωδοί
3.4 H ευεργετική επίδραση της μουσικής στις αναπνευστικές παθήσεις

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4. ΕΡΓΟΣΠΙΡΟΜΕΤΡΙΑ

ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ
5.1 Σκοπός
5.2 Δείγμα και Διαδικασία

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
6.1 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΟΜΑΔΑ
6.2 Εργοσπιρομετρία

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. ΣΥΖΗΤΗΣΗ

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

«Η μουσική ηρεμεί την ψυχή και γιατρεύει την καρδιά», όπως λένε. Όταν οι κλασικοί τραγουδιστές και οι καθηγητές φωνητικής ερωτώνται «τι χρειάζεσαι για να τραγουδήσεις καλά;», η λίστα των απαντήσεων ξεκινάει σχεδόν πάντα με την απάντηση «καλή αναπνοή». Όμως, παρά τη σκληρή και πολύπλευρη δουλειά εξακολουθεί να υπάρχει ένα μεγάλο χάσμα μεταξύ της έρευνας της αναπνοής στο τραγούδι και της επιρροής της στο στούντιο διδασκαλίας. Υπάρχουν τρεις κύριοι λόγοι γι’ αυτή την έλλειψη αλληλεπίδρασης. Καταρχάς, οι καθηγητές φωνητικής συχνά θεωρούν ότι είναι δύσκολη η πρόσβαση σε έννοιες, τεχνικές και στον εξοπλισμό που χρησιμοποιείται στις μελέτες για την αναπνοή. Αυτή η έλλειψη εξοικείωσης καθιστά δύσκολη για τους εκπαιδευτικούς την ερμηνεία και την εφαρμογή των ευρημάτων της έρευνας στο στούντιο. Δεύτερον, το πεδίο εφαρμογής του «συστήματος αναπνοής», όπως αυτό θεωρείται, είναι συχνά πολύ στενό, παραμελώντας την αναπνευστική συμβολή των στοιχείων που συνδέονται άμεσα με την αναπνοή. Τέλος, το να αντιλαμβάνεται κανείς την αναπνοή απλώς ως παροχή αέρα για τη φώνηση αναιρεί τον ρόλο της ως σύνδεσμο μεταξύ φώνησης, συναισθήματος και μουσικής γραμμής, ένα ρόλο που είναι ζωτικής σημασίας στο τραγούδι και στη διδασκαλία του. Αυτό έχει οδηγήσει ορισμένες παιδαγωγικές προσεγγίσεις να απορρίπτουν τις μελέτες ως μη ρεαλιστικές.

Η αναπνοή κατέχει έναν κεντρικό ρόλο ως ενδιάμεσο μεταξύ φώνησης, συναισθήματος και μουσικής. Ωστόσο οι εκπαιδευτές, οι οποίοι ευχαρίστως συζητούν όσον αφορά τα μέρη, το φορμάντο του τραγουδιστή καθώς και τη σχέση μεταξύ του θυρεοαρυταινοειδή και του κρικοθυρεοειδή μυ, δεν έχουν κάτι να πουν όσον αφορά την ανάκρουση, τη συνεισφορά του όγκου του θώρακα ή το επίπεδο εκπνοής κατά την ανάπαυση. H ανάλυση της λειτουργίας ενός συστήματος του οργανισμού μπορεί να αποδειχθεί εξαιρετικά περίπλοκη διαδικασία. Σήμερα, ισχυροί ηλεκτρονικοί υπολογιστές και φθηνά λογισμικά προσφέρουν στους καθηγητές φωνητικής την ευκαιρία να βιώσουν από πρώτο χέρι πώς αυτά σχετίζονται με τη διδασκαλία τους και τον τραγουδιστή που στέκεται μπροστά τους. Ωστόσο, ο εξοπλισμός για τη μέτρηση της αναπνοής είναι επί του παρόντος εξειδικευμένος, βαρύς και δαπανηρός, και λίγοι καθηγητές έχουν την ευκαιρία να τον χρησιμοποιήσουν επικουρικά στη μάθηση. Ωστόσο η πρόοδος στην τεχνολογία εντοπισμού με αισθητήρα, που τροφοδοτείται από την τεράστια βιομηχανία διασκέδασης και εικονικής πραγματικότητας, καθιστά όλο και πιο πιθανό μελλοντικά η πρόσβαση στη μέτρηση της αναπνοής να γίνει τόσο εύκολη όσο είναι η ακουστική μέτρηση σήμερα. Η ευκαιρία να παίξουν με αναπνευστική εγγραφή θα παρέχει ένα εντυπωσιακό εργαλείο μάθησης, αλλά θα προϋποθέτει οι εκπαιδευτικοί να αποκτήσουν μια εκτίμηση της πειθαρχίας της αναπνευστικής έρευνας, ακριβώς όπως πολλοί έχουν αποκτήσει μια εκτίμηση της ακουστικής. Ευτυχώς, μια βασική κατανόηση της ανάλυσης αναπνοής δεν είναι δύσκολο να αποκτηθεί και προσφέρει στους καθηγητές φωνητικής πρόσβαση σε μελέτες που απαντούν απευθείας στις ερωτήσεις τους.

Εκτός από τους χορωδούς-σολίστες σε καθημερινή άσκηση του αναπνευστικού τους συστήματος υποβάλλονται και οι επαγγελματίες μουσικοί πνευστών οργάνων. Ένα πνευστό όργανο παράγει ήχο μέσω μιας στήλης αέρα που δονείται. Όταν ο μουσικός φυσάει μέσα από το επιστόμιο, αυτό δονεί τον αέρα που στη συνέχεια δημιουργεί μουσικό ήχο. Τα πνευστά όργανα χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: ξύλινα και χάλκινα. Τα χάλκινα δημιουργούν ήχο μέσω της ταλάντωσης των χειλιών του μουσικού στο επιστόμιο. Τα ξύλινα πνευστά όργανα παράγουν ήχο ρυθμίζοντας το μήκος της στήλης αέρα που δονείται. Το κλαρινέτο είναι ένα παράδειγμα ξύλινου πνευστού οργάνου και παίζεται φυσώντας αέρα απευθείας στην άκρη του οργάνου. Η γκάιντα είναι ένα άλλο όργανο που ανήκει επίσης στην οικογένεια των πνευστών οργάνων. Το κλειδί βρίσκεται στην ισχύ του πνεύμονα που ευθύνεται για το παίξιμο της γκάιντας. Οι τεχνικές που εμπλέκονται στο παίξιμο των πνευστών μουσικών οργάνων είναι η τεχνική της αναπνοής και η τεχνική του δακτυλισμού για τον έλεγχο του τόνου.

H εύλογη υπόθεση είναι πως η επαγγελματική ενασχόληση με τα πνευστά μουσικά όργανα και τη μονωδία επιδρά θετικά στη λειτουργία του αναπνευστικού συστήματος, εφόσον αποτελεί έναν τρόπο συνεχούς εξάσκησής του. Το αποτέλεσμα θα μπορούσε να είναι η βελτιωμένη αναπνευστική λειτουργία τόσο των μουσικών πνευστών οργάνων όσο και των μονωδών. Οι υπάρχουσες μελέτες δεν έχουν καταλήξει σε οριστικά συμπεράσματα ως προς την επίδραση που έχει η επαγγελματική ενασχόληση με πνευστό μουσικό όργανο ή τη μονωδία στην αναπνευστική λειτουργία. Διαπιστώνονται βέβαια επιδράσεις στο αναπνευστικό σύστημα, οι οποίες στην πλειονότητά τους είναι ευεργετικές και αφορούν κυρίως στη ζωτική χωρητικότητα και στη μέγιστη εκπνευστική ροή. Ωστόσο, σημαντικές διαφορές στις μεθοδολογικές προσεγγίσεις των σχετικών μελετών μπορεί να ευθύνονται για την έλλειψη ομοφωνίας ως προς τις επιδράσεις στο αναπνευστικό σύστημα. Σε κάθε περίπτωση επισημαίνεται η ευρύτερη ευεργετική επίδραση της συστηματικής ενασχόλησης με τη μουσική στη γενική κατάσταση υγείας του ανθρώπου.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. ANATOMIA ΚΑΤΩΤΕΡΗΣ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗΣ ΟΔΟΥ

1.1 Τραχεία -Βρόγχοι

Η τραχεία είναι ένας σωλήνας με μήκος περίπου 13cm. Διαθέτει ινοελαστικό τοίχωμα μέσα στο οποίο βρίσκονται χόνδρινα ημικρίκια, που αποτελούνται από υαλοειδή χόνδρο και χρησιμεύουν για να διατηρείται ο αυλός της τραχείας ανοικτός. Η τραχεία ξεκινά στον τράχηλο κάτω από τον κρικοειδή χόνδρο στο ύψος του σώματος του 6ου αυχενικού σπονδύλου. Τελειώνει μέσα στη θωρακική κοιλότητα στο ύψος της στερνικής γωνίας (κάτω χείλος του 4ου θωρακικού σπονδύλου), όπου διακλαδίζεται σε δεξιό και αριστερό κύριο βρόγχο. Κατά τη βαθιά εισπνοή ο διχασμός της τραχείας κατεβαίνει μέχρι το επίπεδο του 6ου θωρακικού σπονδύλου [1,2]. Οι σχέσεις της τραχείας στο άνω μεσοθωράκιο είναι οι ακόλουθες:

Πρόσθιες

Το στέρνο, ο θύμος, η αριστερή ανώνυμη φλέβα, η αρχή του βραχιονοκεφαλικού στελέχους (ανώνυμης αρτηρίας) και της αριστερής κοινής καρωτίδας και το αορτικό τόξο.

Οπίσθιες

Ο οισοφάγος και το αριστερό παλίνδρομο (κάτω) λαρυγγικό νεύρο.

Δεξιές πλάγιες

Η άζυγη φλέβα, το δεξιό πνευμονογαστρικό νεύρο και ο υπεζωκότας.

Αριστερές πλάγιες

Το αορτικό τόξο, η αριστερή κοινή καρωτίδα και η αριστερή υποκλείδια αρτηρία, το αριστερό πνευμονογαστρικό νεύρο, το αριστερό φρενικό νεύρο και ο υπεζωκότας.

Κύριοι βρόγχοι

Ο δεξιός κύριος βρόγχος είναι ευρύτερος, βραχύτερος και φέρεται πιο κάθετα από τον αριστερό. Έχει μήκος 2,5 cm περίπου. Προτού εισέλθει στην πύλη του δεξιού πνεύμονα χορηγεί τον άνω λοβαίο βρόγχο. Μετά την είσοδό του στην πύλη χορηγεί το βρόγχο του μέσου και το βρόγχο του κάτω λοβού.

Ο αριστερός κύριος βρόγχος είναι πιο στενός, μακρύτερος και φέρεται πιο οριζόντια από το δεξιό και έχει μήκος 5 cm περίπου. Φέρεται προς τα αριστερά, κάτω από το αορτικό τόξο και μπροστά από τον οισοφάγο. Με την είσοδό του στην πύλη του αριστερού πνεύμονα υποδιαιρείται στον άνω και τον κάτω λοβαίο βρόγχο (βρόγχο του άνω και βρόγχο του κάτω λοβού)1.

1.2 Πνεύμονες

Στον ζώντα οι δύο πνεύμονες είναι μαλακοί και σπογγώδους σύστασης. Είναι πολύ ελαστικοί και, εάν διανοιγεί η θωρακική κοιλότητα, τότε αμέσως συρρικνώνονται στο 1/3 και λιγότερο του όγκου τους. Στην παιδική ηλικία έχουν ρόδινο χρώμα, αλλά με την πάροδο της ηλικίας αποκτούν σκοτεινότερη χροιά και είναι στικτοί λόγω της εισπνοής μορίων σκόνης, τα οποία παγιδεύονται από τα φαγοκύτταρα του πνεύμονα. Αυτό είναι ιδιαίτερα εμφανές στους κατοίκους των μεγάλων πόλεων και στους ανθρακωρύχους. Οι πνεύμονες βρίσκονται δεξιά και αριστερά από το μεσοπνευμόνιο. Χωρίζονται ο ένας από τον άλλο με την καρδιά τα μεγάλα αγγεία και άλλα όργανα του μεσοπνευμονίου. Καθένας από τους δύο πνεύμονες έχει σχήμα κωνικό και καλύπτεται από περισπλάγχνιο υπεζωκότα. Προσφύεται στο μεσοθωράκιο με τη ρίζα του και έτσι κρέμεται μέσα στη σύστοιχη κοιλότητά του υπεζωκότα [1,2].

Κάθε πνεύμονας εμφανίζει μια αμβλεία κορυφή, η οποία προέχει προς τα άνω στον τράχηλο περί τα 2,5 cm ύπερθεν της κλείδας, μια κυρτή πλευρική επιφάνεια, η οποία αντιστοιχεί στο θωρακικό τοίχωμα, και μια υπόκοιλη μεσοπνευμόνια επιφάνεια, η οποία προσαρμόζεται στο περικάρδιο και τα άλλα όργανα του μεσοπνευμονίου. Περίπου στη μεσότητα αυτής της επιφάνειας βρίσκεται η πύλη του πνεύμονα, που είναι και η θέση εισόδου στον πνεύμονα των βρόγχων, αγγείων και νεύρων, τα οποία αποτελούν τη ρίζα του πνεύμονα [1,2].

Το πρόσθιο χείλος είναι λεπτό και υπερκαλύπτει από μπροστά την καρδιά, θέση όπου στον αριστερό πνεύμονα δημιουργείται η καρδιακή εντομή. Το οπίσθιο χείλος είναι αμβλύ και φέρεται δίπλα στην σπονδυλική στήλη 1.

Λοβοί και σχισμές

Ο δεξιός πνεύμονας είναι ελαφρώς μεγαλύτερος από τον αριστερό και με τη λοξή και την οριζόντια μεσολόβια σχισμή υποδιαιρείται σε τρεις λοβούς, τον άνω, το μέσο και τον κάτω λοβό. Η λοξή (μεσολόβια) σχισμή φέρεται από το κάτω χείλος προς τα άνω και πίσω τόσο κατά την πλευρική όσο και κατά την έσω επιφάνεια μέχρις ότου δημιουργήσει εντομή στο οπίσθιο χείλος, περί τα 6,25 cm κάτω από την κορυφή. Η οριζόντια σχισμή (οριζόντιος κλάδος της μεσολόβιας σχισμής) υπάρχει μόνο στο δεξιό πνεύμονα και πορεύεται οριζόντια προς τα πίσω στην πλευρική επιφάνεια στο ύψος του 4ου πλευρικού χόνδρου, για να συναντήσει τη λοξή σχισμή στη μέση μασχαλιαία γραμμή. Έτσι δημιουργείται ο μέσος λοβός, τριγωνικού σχήματος που αφορίζεται από την οριζόντια και τη λοξή σχισμή. Ο αριστερός πνεύμονας με παρόμοια λοξή (μεσολόβια) σχισμή υποδιαιρείται σε δύο λοβούς, τον άνω και κάτω λοβό. Δε διαθέτει οριζόντια σχισμή [1,2].

Βρογχοπνευμονικά τμήματα

Κάθε λοβιαίος βρόγχος, ο οποίος φέρεται σε ένα λοβό του πνεύμονα, χορηγεί κλάδους που ονομάζονται τμηματικοί βρόγχοι. Κάθε τμηματικός βρόγχος φέρεται σε ένα ανατομικώς και λειτουργικώς ανεξάρτητο τμήμα του λοβού που ονομάζεται βρογχοπνευμονικό τμήμα. Ένα βρογχοπνευμονικό τμήμα έχει πυραμοειδές σχήμα με την κορυφή στραμμένη προς την ρίζα του πνεύμονα. Κάθε βρογχοπνευμονικό τμήμα περιβάλλεται από στρώμα συνδετικού ιστού και εκτός από τον (τμηματικό) βρόγχο του δέχεται κλάδο της πνευμονικής αρτηρίας και φλέβας, βρογχικά αγγεία λεμφαγγεία και νεύρα του αυτόνομου νευρικού συστήματος [1,2]. Τα βρογχοπνευμονικά τμήματα σε κάθε πνεύμονα είναι τα ακόλουθα:

Δεξιός πνεύμονας

Άνω λοβός

- Κορυφαίο
- Οπίσθιο
- Πρόσθιο

Μέσος λοβός

- Έξω
- Έσω

Κάτω λοβός

- Κορυφαίο
- Έσω βασικό
- Πρόσθιο βασικό
- Έξω βασικό
- Οπίσθιο βασικό

Αριστερός πνεύμονας

Άνω λοβός

- Κορυφαίο
- Οπίσθιο
- Πρόσθιο
- Άνω (γλωσσίδα)
- Κάτω (γλωσσίδα)

Κάτω λοβός

- Κορυφαίο
- Έσω βασικό
- Πρόσθιο βασικό
- Έξω βασικό
- Οπίσθιο βασικό

Η γενική διάταξη των βρογχοπνευμονικών τμημάτων είναι πολύ σημαντικη΄από κλινική άποψη. Η ρίζα του πνεύμονα σχηματίζεται από δομές που εισέρχονται ή εξέρχονται από τη πύλη του πνεύμονα. Αποτελείται από τον κύριο βρόγχο, την πνευμονική αρτηρία, τις πνευμονικές φλέβες, λεμφαγγεία, βρογχικά αγγεία και νεύρα. Περιβάλλεται από σωληνώδες έλυτρο του υπεζωκότα ο οποίος μεταβαίνει από το μεσοπνευμόνιο τοιχωματικό υπεζωκότα στον περισπλάχνιο υπεζωκότα που περιβάλλει το σύστοιχο πνεύμονα

Αγγείωση των πνευμόνων

Οι βρόγχοι και οι κλάδοι τους αρδεύονται από τις βρογχικές αρτηρίες, οι οποίες είναι κλάδοι της θωρακικής αορτής. Οι αρτηρίες αυτές επίσης αρδεύουν το συνδετικό ιστό του πνεύμονα και τον περισπλάγχνιο υπεζωκότα. Οι βρογχικές φλέβες, οι οποίες αναστομώνονται με τις πνευμονικές φλέβες, εκβάλλουν στην άζυγο και τις ημιάζυγες φλέβες.

Οι κυψελίδες παραλαμβάνουν φλεβικό (αποξυγονωμένο) αίμα από τους τελικούς κλάδους των πνευμονικών αρτηριών. Το οξυγονωμένο αίμα που εγκαταλείπει τα κυψελιδικά τριχοειδή φέρεται μέσα στους κλάδους των πνευμονικών φλεβών, οι οποίες ακολουθούν το συνδετικό ιστό που βρίσκεται στα διαφράγματα μεταξύ των βρογχοπνευμονικών τμημάτων ως τη ρίζα του πνεύμονα. Από τη ρίζα κάθε πνεύμονα εξέρχονται δύο πνευμονικές φλέβες [2.3].

Λεμφική αποχέτευση των πνευμόνων

Τα λεμφαγγεία σχηματίζουν ένα επιπολής και ένα εν τω βάθει πλέγμα. Το επιπολής πλέγμα βρίσκεται κάτω από τον περισπλάγχνιο υπεζωκότα, ενώ το εν τω βάθει πλέγμα πορεύεται κατά μήκος των βρόγχων και των πνευμονικών αρτηριών από την περιφέρεια προς την πύλη του πνεύμονα (ή τη ρίζα του πνεύμονα). Τα λεμφαγγεία του εν τω βάθει πλέγματος εκβάλλουν στα πνευμονικά λεμφογάγγλια που βρίσκονται μέσα στον πνεύμονα κοντά στην πύλη του.

Η λέμφος από τα πνευμονικά λεμφογάγγλια και από το επιπολής πλέγμα εκβάλλει στα βρογχοπνευμονικά λεμφογάγγλια της πύλης. Ακολούθως η λέμφος εκβάλλει στα βρογχομεσοπνευμόνια στελέχη. Τα δύο στελέχη αριστερό και δεξιό, ανεβαίνουν εκατέρωθεν της τραχείας και εκβάλλουν στην ανώνυμη φλέβα ή το μείζονα θωρακικό πόρο ή τον ελάσσονα θωρακικό πόρο [1,2].

Νεύρωση των πνευμόνων

Στη ρίζα κάθε πνεύμονα βρίσκεται το πνευμονικό πλέγμα που αποτελείται από φυγόκεντρες και κεντρομόλες αυτόνομες νευρικές ίνες. Το πλέγμα σχηματίζεται από κλάδους του συμπαθητικού στελέχους και δέχεται επίσης παρασυμπαθητικές ίνες από το πνευμονογαστρικό νεύρο. Οι συμπαθητικές φυγόκεντρες νευρικές ίνες προκαλούν βρογχοδιαστολή και αγγειοσυστολή. Οι παρασυμπαθητικές φυγόκεντρες νευρικές ίνες προκαλούν συστολή των βρόγχων αγγειοδιαστολή και αύξηση της έκκρισης των αδένων.

Κεντρομόλα ερεθίσματα που αρχίζουν από το βλεννογόνο των βρόγχων και από τασεοϋποδοχείς των κυψελιδικών τοιχωμάτων φέρονται προς το κεντρικό νευρικό σύστημα με τα συμπαθητικά και τα παρασυμπαθητικά νεύρα[2,3]

1.3 Η μηχανική της αναπνοής

Η αναπνοή περιλαμβάνει δύο φάσεις: την εισπνοή και την εκπνοή, οι οποίες επιτυγχάνονται με τη διαδοχική αύξηση και ελάττωση της χωρητικότητας της θωρακικής κοιλότητας. Ο ρυθμός της αναπνοής είναι περίπου 16-20 κατά λεπτό στο φυσιολογικό άτομο σε κατάσταση ηρεμίας. Ο ρυθμός είναι ταχύτερος στα παιδιά και βραδύτερος στα ηλικιωμένα άτομα.

Εισπνοή

Εισπνοή σε κατάσταση ηρεμίας

Η θωρακική κοιλότητα μπορεί να παρομοιαστεί με ένα κουτί που εμφανίζει μία μόνο είσοδο στην κορυφή του. Η είσοδος είναι ένας σωλήνας που αντιστοιχεί στην τραχεία. Η χωρητικότητα του κουτιού αυτού μπορεί να αυξηθεί, αν αυξηθούν όλες του οι διάμετροι, πράγμα που θα έχει ως αποτέλεσμα αέρας υπό ατμοσφαιρική πίεση να εισέλθει στο κουτί μέσα από το σωλήνα 1.

Κάθετη διάμετρος

Θεωρητικά η οροφή θα μπορούσε να ανυψωθεί και το έδαφος να κατέβει χαμηλότερα. Η οροφή σχηματίζεται από τη μεμβράνη του Sibson και παραμένει σταθερή. Από την άλλη πλευρά το έδαφος σχηματίζεται από το ευκίνητο διάφραγμα. Όταν το διάφραγμα συστέλλεται οι θόλοι του αποπλατύνονται και το επίπεδο του διαφράγματος κατέρχεται.

Προσθιοπίσθια διάμετρος

Όταν οι προς τα κάτω επικλινείς πλευρές ανυψωθούν αντίστοιχα προς τα στερνικά πέρατά τους, τότε η προσθιοπίσθια διάμετρος της θωρακικής κοιλότητας αυξάνεται και το κατώτερο τμήμα του στέρνου προβάλλει προς τα εμπρός. Αυτό επιτυγχάνεται με τη σταθεροποίηση της πρώτης πλευράς η οποία γίνεται με τη συστολή των σκαληνών μυών. Με τον τρόπο αυτό όλες οι πλευρές φέρονται προς τα άνω προς την πρώτη πλευρά και συμπλησιάζουν η μία την άλλη.

Εγκάρσια διάμετρος

Οι πλευρές συντάσσονται μπροστά μεν με το στέρνο, μέσω των πλευρικών χόνδρων και προς τα πίσω με τη σπονδυλική στήλη. Επειδή οι πλευρές ακολουθούν καμπύλη πορεία προς τα κάτω και εμπρός γύρω από το τοίχωμα του θώρακα μοιάζουν με το χερούλι ενός κουβά. Συνεπώς, αν οι πλευρές ανυψωθούν (όπως το χερούλι του κουβά) τότε η εγκάρσια διάμετρος της θωρακικής κοιλότητας θα αυξηθεί. Αυτό πράγματι μπορεί να επιτευχθεί με τη σταθεροποίηση της πρώτης πλευράς και την ανύψωση των άλλων πλευρών που επιτυγχάνεται με τη συστολή των μεσοπλευρίων μυών [2,3].

Ένας πρόσθετος παράγοντας που δεν πρέπει να παραβλέπεται είναι το αποτέλεσμα που έχει η κάθοδος του διαφράγματος προς τα κοιλιακά σπλάγχνα και επίσης ο μυϊκός τόνος των μυών του προσθίου κοιλιακού τοιχώματος. Καθώς κατά τη διάρκεια της εισπνοής το διάφραγμα κατέρχεται, η ενδοκοιλιακή πίεση βαθμιαία αυξάνεται. Αυτή η αύξηση της ενδοκοιλιακής πίεσης αντισταθμίζεται από αντίστοιχη χαλάρωση των μυών του πρόσθιου κοιλιακού τοιχώματος. Έρχεται όμως μια στιγμή που η περαιτέρω χαλάρωση των κοιλιακών μυών δεν είναι δυνατή και τότε το ήπαρ και τα άλλα σπλάχνα της άνω κοιλίας δρουν ως πλατφόρμα που αντιστέκεται στην περαιτέρω κάθοδο του διαφράγματος. Αν τώρα η συστολή του διαφράγματος συνεχισθεί τότε το τενόντιο κέντρο του υποστηρίζεται από τα κοιλιακά όργανα, ενώ οι μυϊκές ίνες του συνεχίζουν να βραχύνονται εξαιτίας της συστολής και έτσι βοηθούν τους μεσοπλεύριους μυς στην ανύψωση των κατώτερων πλευρών [1,4,5].

Εκτός από το διάφραγμα και τους μεσοπλεύριους μυς και άλλοι λιγότερο σημαντικοί μύες συστέλλονται κατά τη διάρκεια της εισπνοής και βοηθούν την ανύψωση των πλευρών. Στους μυς αυτούς περιλαμβάνονται οι ανελκτήρες μύες των πλευρών και οι οπίσθιοι άνω οδοντωτοί μύες [1,3].

1.4 Η λειτουργία των αναπνευστικών μυών και οι μεταβολές των πνευμόνων κατά τις αναπνευστικές κινήσεις

Βίαιη εισπνοή

Κατά τη βαθιά βίαιη εισπνοή η χωρητικότητα της θωρακικής κοιλότητας αυξάνεται στο μεγαλύτερο δυνατό βαθμό. Κάθε μυς που μπορεί να προκαλέσει ανύψωση των πλευρών, περιλαμβανομένων του πρόσθιου σκαληνού, του μέσου σκαληνού και του στερνοκλειδομαστοειδούς μυός, ενεργοποιείται. Σε περιπτώσεις εργώδους αναπνοής όλοι αυτοί οι μύες ενεργούν εντονότερα και παράλληλα οι ωμοπλάτες σταθεροποιούνται με την ενέργεια του τραπεζοειδούς μυός, του ανελκτήρα της ωμοπλάτης και των ρομβοειδών μυών επιτρέποντας έτσι στον πρόσθιο οδοντωτό και τον ελάσσονα θωρακικό μυ να ανέλκουν τις πλευρές. Αν τα άνω άκρα σταθεροποιηθούν σε ένα τραπέζι ή στην πλάτη μιας καρέκλας, τότε και η στερνική έκφυση του μείζονος θωρακικού μυός μπορεί να υποβοηθήσει τη λειτουργία της εισπνοής [1,6,7].

Μεταβολές του πνεύμονα κατά την εισπνοή

Κατά την εισπνοή η ρίζα του πνεύμονα κατέρχεται και το επίπεδο του διχασμού της τραχείας μπορεί να κατέλθει κατά δύο σπονδύλους. Οι βρόγχοι επιμηκύνονται και διευρύνονται και τα κυψελιδικά τριχοειδή αγγεία διευρύνονται βοηθώντας έτσι την πνευμονική κυκλοφορία. Αέρας εισέρχεται στο βρογχικό δένδρο ως αποτέλεσμα της θετικής ατμοσφαιρικής πίεσης, που ασκείται διαμέσου της ανώτερης αναπνευστικής οδού και της αρνητικής πίεσης που ασκείται στην έξω επιφάνεια των πνευμόνων ως αποτέλεσμα της αυξημένης χωρητικότητας της θωρακικής κοιλότητας. Με τη διάταση των πνευμόνων ο ελαστικός ιστός στα τοιχώματα των βρόγχων καθώς επίσης και ο συνδετικός ιστός διατείνονται. Καθώς το διάφραγμα κατέρχεται, το πλευροδιαφραγματικό κόλπωμα της κοιλότητας του υπεζωκότα διευρύνεται και τα κάτω χείλη των πνευμόνων κατέρχονται και φθάνουν σε χαμηλότερο επίπεδο [1,6,8].

Εκπνοή

Εκπνοή σε κατάσταση ηρεμίας

Η ήρεμη εκπνοή είναι σε μεγάλο βαθμό παθητικό φαινόμενο, που οφείλεται στην ελαστικότητα των πνευμόνων, τη χαλάρωση των μεσοπλεύριων μυών και του διαφράγματος και την αύξηση του τόνου των μυών του προσθίου κοιλιακού τοιχώματος, η οποία έχει ως αποτέλεσμα την προς τα άνω ώθηση του διαφράγματος. Οι κάτω οπίσθιοι οδοντωτοί μύες έχουν κάποιο μικρό ρόλο έλκοντας προς τα κάτω τις κατώτερες πλευρές [1,7].

Βίαιη εκπνοή

Η βίαιη εκπνοή είναι ενεργητική διεργασία η οποία επιτυγχάνεται με την έντονη σύσπαση των μυών του πρόσθιου κοιλιακού τοιχώματος. Ο τετράγωνος οσφυϊκός μυς συσπάται επίσης και έλκει προς τα κάτω τις δωδέκατες πλευρές. Είναι δυνατόν κατά την βίαιη εκπνοή μερικοί από τους μεσοπλεύριους μυς να συσπώνται προκαλώντας κάθοδο και συμπλησίαση των πλευρών. Ο κάτω οπίσθιος οδοντωτός και ο πλατύς ραχιαίος μυς μπορούν επίσης να έχουν μικρό ρόλο στη βίαιη εκπνοή1.

Μεταβολές του πνεύμονα κατά την εκπνοή

Οι ρίζες των πνευμόνων και το σημείο διχασμού της τραχείας ανέρχονται κατά την εκπνοή. Οι βρόγχοι βραχύνονται και συσπώνται. Ο ελαστικός ιστός των πνευμόνων και το σημείο διχασμού της τραχείας ανέρχονται. Ο ελαστικός ιστός των πνευμόνων επανέρχεται στη θέση που είχε πριν την εισπνοή και το μέγεθος των πνευμόνων μικραίνει. Με την προς τα πάνω κίνηση του διαφράγματος όλο και μεγαλύτερες περιοχές του διαφραγματικού και πλευρικού υπεζωκότα έρχονται σε στενή σχέση και το μέγεθος του πλευροδιαφραγματικού κολπώματος ελαττώνεται. Τα κατώτερα χείλη των πνευμόνων συρρικνώνονται και ανέρχονται σε ψηλότερο επίπεδο [1,3,7].

Τύποι αναπνοής

Στα βρέφη και στα μικρά παιδιά οι πλευρές είναι σχεδόν οριζόντιες. Έτσι η αύξηση της χωρητικότητας της θωρακικής κοιλότητας κατά την εισπνοή βασίζεται κυρίως στην κάθοδο του διαφράγματος. Επειδή αυτό συνοδεύεται από σημαντική μετακίνηση του πρόσθιου κοιλιακού τοιχώματος προς τα έσω, η αναπνοή σ’ αυτή την ηλικία αναφέρεται ως κοιλιακός τύπος αναπνοής.

Μετά το δεύτερο έτος της ηλικίας οι πλευρές ακολουθούν πιο λοξή πορεία και ο τύπος της αναπνοής στην ηλικία αυτή είναι ο ίδιος με τον τύπο αναπνοής του ενηλίκου. Είναι ενδιαφέρον ότι στον ενήλικο υπάρχει διαφορά στον τύπο των αναπνευστικών κινήσεων μεταξύ των δύο φύλων. Η γυναίκα τείνει να βασίζεται περισσότερο στις κινήσεις των πλευρών παρά στην κάθοδο του διαφράγματος κατά την εισπνοή. Αυτό αναφέρεται ως θωρακικός τύπος αναπνοής. Αντίθετα ο άνδρας χρησιμοποιεί και τον θωρακικό και τον κοιλιακό τύπο αναπνοής, αλλά κυρίως τον κοιλιακό τύπο αναπνοής 1.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. Η ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΑΝΑΠΝΟΗΣ

2.1 Η μηχανική του αερισμού των πνευμόνων

Οι μύες που προκαλούν την έκπτυξη και τη σύμπτυξη των πνευμόνων

Οι πνεύμονες είναι δυνατό να εκπτύσσονται και να συμπτύσσονται με δύο τρόπους: (α) με την κάθοδο και την άνοδο του διαφράγματος, με αποτέλεσμα την επιμήκυνση και τη βράχυνση της θωρακικής κοιλότητας και (β) με την ανύψωση και την κάθοδο των πλευρών με αποτέλεσμα την αύξηση και την ελάττωση της προσθιοπίσθιας διαμέτρου της θωρακικής κοιλότητας. Φυσιολογικά οι ήρεμες αναπνευστικές κινήσεις επιτελούνται σχεδόν αποκλειστικά με τον πρώτο από τους παραπάνω τρόπους δηλαδή με την κίνηση του διαφράγματος. Κατά την εισπνοή με την συστολή του διαφράγματος η κάτω επιφάνεια των πνευμόνων έλκεται προς τα κάτω. Στη συνέχεια κατά την εκπνοή το διάφραγμα απλώς παύει να συστέλλεται, οπότε η ελαστική επαναφορά των πνευμόνων του θωρακικού τοιχώματος και των ενδοκοιλιακών στοιχείων συμπιέζουν τους πνεύμονες. Εντούτοις, κατά τις έντονες αναπνευστικές κινήσεις οι ελαστικές δυνάμεις δεν είναι αρκετά ισχυρές ώστε να προκαλούν την απαραίτητη ταχεία εκπνοή. Γι’ αυτό και η επιπρόσθετη δύναμη που απαιτείται παρέχεται με τη συστολή των κοιλιακών μυών με αποτέλεσμα την ώθηση του περιεχομένου της κοιλίας προς τα άνω δηλαδή την ανύψωση του διαφράγματος [3,7,8].

Ο δεύτερος τρόπος για την έκπτυξη των πνευμόνων είναι η ανύψωση του θωρακικού κλωβού. Με αυτό τον τρόπο οι πνεύμονες εκπτύσσονται γιατί, στη φυσιολογική θέση ηρεμίας, οι πλευρές έχουν κλίση προς τα κάτω και έτσι επιτρέπεται στο στέρνο να οπισθοχωρεί προς την κατεύθυνση της σπονδυλικής στήλης. Όταν όμως ο πλευρικός κλωβός ανυψώνεται οι πλευρές κατευθύνονται σχεδόν προς τα εμπρός, με αποτέλεσμα τη μετατόπιση και του στέρνου προς την ίδια κατεύθυνση, μακριά από την σπονδυλική στήλη. Με αυτόν τον τρόπο η προσθιοπίσθια διάμετρος του θώρακα αυξάνεται κατά 20% περίπου κατά τη διάρκεια της μέγιστης εισπνευστικής κίνησης σε σύγκριση με τη θέση εκπνοής. Γι’ αυτό, οι μύες που ανυψώνουν το θωρακικό κλωβό χαρακτηρίζονται ως εισπνευστικοί μύες, ενώ εκείνοι που κατεβάζουν το θωρακικό κλωβό χαρακτηρίζονται ως εκπνευστικοί μύες. Οι κυριότεροι μύες που ανυψώνουν τον πλευρικό κλωβό είναι οι έξω μεσοπλεύριοι μύες. Υπάρχουν όμως και άλλοι επικουρικοί εισπνευστικοί μύες, οι ακόλουθοι: (α) οι στερνοκλειδομαστοειδείς μύες, οι οποίοι ανυψώνουν το στέρνο, (β) οι πρόσθιοι οδοντωτοί μύες, οι οποίοι ανυψώνουν πολλές από τις πλευρές και (γ) οι σκαληνοί μύες, οι οποίοι ανυψώνουν τις δύο πρώτες πλευρές.

Οι μύες που καθέλκουν τον πλευρικό κλωβό κατά την εκπνοή είναι: (α) οι ορθοί κοιλιακοί μύες, οι οποίοι έλκουν με δύναμη προς τα κάτω τις κατώτερες πλευρές ενώ συγχρόνως μαζί με άλλους κοιλιακούς μυς εξασκούν πίεση στα κοιλιακά σπλάχνα με αποτέλεσμα την ανύψωση του διαφράγματος και (β) οι έσω μεσοπλεύριοι.

Προς τα αριστερά, οι πλευρές κατά την εκπνοή στρέφονται προς τα πρόσω και κάτω, ενώ οι έξω μεσοπλεύριοι μύες βρίσκονται σε κατάσταση χάλασης και με την κατεύθυνση προς τα πρόσω και κάτω. Κατά την συστολή τους έλκουν τις ανώτερες πλευρές προς τα πρόσω σε σχέση με τις κατώτερες πλευρές και με αυτόν τον τρόπο εξασκείται δύναμη στις πλευρές για την ανύψωσή τους με αποτέλεσμα την εισπνοή. Οι έσω μεσοπλεύριοι ενεργούν ακριβώς με τον αντίθετο τρόπο δηλαδή ως εκπνευστικοί μύες, γιατί εκτείνονται μεταξύ των πλευρών κατά την αντίθετη κατεύθυνση και προκαλούν ακριβώς την αντίθετη κίνηση [1,8].

Η διακίνηση του αέρα μεταξύ ατμόσφαιρας και πνευμόνων και οι πιέσεις που προκαλούν αυτή την κίνηση.

Οι πνεύμονες έχουν ελαστικότητα η οποία προκαλεί την σύμπτωσή τους σαν μπαλόνι και την έξοδο όλου του αέρα που περιέχουν μέσα από την τραχεία, όταν δεν υπάρχει καμιά δύναμη που να τους διατηρεί φουσκωμένους. Επίσης δεν υπάρχουν σημεία σύνδεσης μεταξύ των πνευμόνων και του θωρακικού τοιχώματος εκτός από το σημείο των πυλών των πνευμόνων από το μεσοπνευμόνιο. Οι πνεύμονες «επιπλέουν» μέσα στη θωρακική κοιλότητα, όπου περιβάλλονται από μια πολύ λεπτή στοιβάδα πλευριτικού υγρού που χρησιμεύει ως λιπαντικό για τις κινήσεις τους μέσα στη θωρακική κοιλότητα. Επιπρόσθετα με τη συνεχή άντληση αυτού του υγρού προς τα λεμφαγγεία διατηρείται μια ελαφρά αναρροφητική δύναμη μεταξύ του σπλαχνικού και του τοιχωματικού πετάλου του υπεζωκότα. Με τον τρόπο αυτό οι δύο πνεύμονες διατηρούνται προσκολλημένοι στο θωρακικό τοίχωμα σαν να ήταν κολλημένοι σ’ αυτήν την επιφάνεια, μπορούν όμως να διολισθαίνουν ελεύθερα με καλή λίπανση κατά τη διεύρυνση και τη στένωση της θωρακικής κοιλότητας [1,7,9].

Η ενδοθωρακική πίεση και οι μεταβολές της κατά τις αναπνευστικές κινήσεις

Η ενδοθωρακική πίεση είναι η πίεση που επικρατεί μέσα στον σχισμοειδή χώρο που υπάρχει μεταξύ των δύο πετάλων του υπεζωκότα. Φυσιολογικά υπάρχει μια μικρή αναρρόφηση, δηλαδή η πίεση αυτή είναι ελαφρά αρνητική. Η φυσιολογική ενδοθωρακική πίεση κατά την έναρξη της εισπνοής είναι περίπου -5 εκατοστόμετρα υδατικής στήλης που αντιστοιχεί στη δύναμη που απαιτείται για τη διατήρηση των πνευμόνων ανοικτών στο επίπεδο ηρεμίας τους. Στη συνέχεια κατά τη διάρκεια της φυσιολογικής εισπνοής, η διερεύνηση του θωρακικού κλωβού έλκει την επιφάνεια των πνευμόνων με ακόμα μεγαλύτερη δύναμη και δημιουργεί ακόμα περισσότερο αρνητική πίεση που φτάνει, κατά μέσον όρο στα -7,5 εκατοστόμετρα υδατικής στήλης [7,9].

Η ενδοπνευμονική (ή ενδοκυψελιδική) πίεση

Η ενδοπνευμονική πίεση είναι η πίεση του αέρα μέσα στις κυψελίδες των πνευμόνων. Όταν η γλωττίδα παραμένει ανοικτή χωρίς να διακινείται αέρας προς τα έσω ή προς τα έξω, οι πιέσεις σε όλα τα τμήματα του αναπνευστικού δένδρου μέχρι και τις κυψελίδες είναι ακριβώς ίσες προς την ατμοσφαιρική πίεση, η οποία θεωρείται ως 0 εκατοστόμετρα υδατικής στήλης. Προκειμένου να υπάρξει ροή αέρα προς τους πνεύμονες κατά την εισπνοή, η πίεση μέσα στις κυψελίδες πρέπει να ελαττώνεται σε τιμή ελαφρά μικρότερη από την ατμοσφαιρική. Κατά την εισπνοή παρατηρείται μια ελάττωση της ενδοπνευμονικής πίεσης κατά -1 εκατοστόμετρο υδατικής στήλης περίπου κατά τη φυσιολογική εισπνοή. Αυτή η πολύ ελαφρά αρνητική πίεση επαρκεί για τη μετακίνηση του 0,5 λίτρου αέρα περίπου προς τους πνεύμονες μέσα σε χρονικό διάστημα 2sec που απαιτούνται για την εισπνοή [7,9].

Κατά τη διάρκεια της εκπνοής συμβαίνουν οι αντίθετες μεταβολές: η ενδοπνευμονική πίεση αυξάνεται στο +1 εκατ. υδατικής στήλης και με αυτόν τον τρόπο 0,5 λίτρου αέρα εκδιώκεται από τους πνεύμονες κατά τη διάρκεια των 2 ή 3sec που απαιτούνται για την εκπνοή.

Η διαπνευμονική πίεση

Ως διαπνευμονική πίεση ορίζεται η διαφορά πίεσης μεταξύ των κυψελίδων και της εξωτερικής επιφάνειας των πνευμόνων. Στην ουσία αποτελεί μέτρο των ελαστικών δυνάμεων στους πνεύμονες, οι οποίοι τείνουν να προκαλέσουν τη σύμπτωση των πνευμόνων σε κάθε σημείο της έκπτυξής τους και δημιουργούν την πίεση επαναφοράς.

Η ενδοτικότητα των πνευμόνων

Ενδοτικότητα των πνευμόνων ονομάζεται ο βαθμός κατά τον οποίο οι πνεύμονες εκπτύσσονται ανά μονάδα αύξησης της διαπνευμονικής πίεσης. Η φυσιολογική ολική ενδοτικότητα και των δύο πνευμόνων μαζί στο μέσο ενήλικα άνθρωπο είναι περίπου 200ml/cm υδατικής στήλης. Όταν η διαπνευμονική πίεση αυξάνεται κατά 1 cm υδατικής στήλης, ο όγκος των πνευμόνων αυξάνεται κατά 200ml.

Οι ελαστικές δυνάμεις του πνευμονικού ιστού καθορίζονται κατά κύριο λόγο από τις ίνες ελαστίνης και κολλαγόνου που διαπλέκονται μέσα στο παρέγχυμα των πνευμόνων. Στον πνεύμονα που βρίσκεται σε θέση σύμπτωσης αυτές οι ίνες βρίσκονται σε κατάσταση μερικής συστολής και συσπείρωσης, ενώ στον πνεύμονα που βρίσκεται σε θέση έκπτυξης οι ίνες βρίσκονται σε κατάσταση μερικής έκτασης και μερικής αποσυσπείρωσης με συνέπεια την επιμήκυνσή τους [1,3,9].

Οι ελαστικές δυνάμεις που προκαλούνται από την επιφανειακή τάση είναι περισσότερο σύνθετες. Εντούτοις αυτές αντιπροσωπεύουν τα δύο τρίτα περίπου των ολικών ελαστικών δυνάμεων που ασκούνται στους φυσιολογικούς πνεύμονες. Οι διαπνευμονικές πιέσεις που απαιτούνται για την έκπτυξη των πνευμόνων, όταν είναι γεμάτοι με αέρα είναι περίπου τριπλάσιες από εκείνες που απαιτούνται για την έκπτυξη των πνευμόνων, όταν είναι γεμάτοι με φυσιολογικό διάλυμα χλωριούχου νατρίου. Από αυτό συμπεραίνεται ότι οι ελαστικές δυνάμεις των ιστών, οι οποίες τείνουν να προκαλέσουν σύμπτωση των πνευμόνων που είναι γεμάτοι με αέρα, αντιπροσωπεύουν μόνο το ένα τρίτο της ολικής ελαστικότητας των πνευμόνων, ενώ οι δυνάμεις της επιφανειακής τάσης αντιπροσωπεύουν περίπου τα δύο τρίτα. Επίσης οι ελαστικές δυνάμεις της επιφανειακής τάσης των πνευμόνων μεταβάλλονται σε πολύ μεγάλο βαθμό, όταν η ουσία που ονομάζεται επιφανειοδραστικός παράγοντας, ελλείπει από το υγρό που επαλείφει τις κυψελίδες 9.

2.2 Το μηχανικό έργο της αναπνοής

Σημειώνεται ότι κατά τη φυσιολογική ήρεμη αναπνοή μυϊκή συστολή επιτελείται μόνο κατά τη διάρκεια της εισπνοής, ενώ η εκπνοή αποτελεί εντελώς παθητική διεργασία που προκαλείται με την ελαστική επαναφορά των πνευμόνων και των δομικών στοιχείων του θωρακικού κλωβού. Έτσι οι αναπνευστικοί μύες φυσιολογικά επιτελούν μηχανικό έργο μόνο για την πραγματοποίηση της εισπνοής και καθόλου για την εκπνοή 9.

Το μηχανικό έργο της εισπνοής έχει τρεις συνιστώσες: (α) το έργο που απαιτείται για την έκπτυξη των πνευμόνων έναντι της ελαστικότητάς τους, που ονομάζεται έργο ενδοτικότητας ή ελαστικό έργο, (β) το έργο που απαιτείται για την υπερνίκηση του ιξώδους των πνευμόνων και των στοιχείων του θωρακικού τοιχώματος, που ονομάζεται έργο αντίστασης των ιστών, και (γ) το έργο που απαιτείται για την υπερνίκηση της αντίστασης των αεραγωγών οδών κατά τη διακίνηση του αέρα προς τους πνεύμονες, που ονομάζεται έργο αντίστασης αεραγωγών (σχήμα 3) 9.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Σχήμα 1. Το μηχανικό έργο της αναπνοής.

Πηγή: Guyton, Ιατρική Φυσιολογία.

Η σκιασμένη περιοχή με τη σειρά της διαιρείται σε τρία διαφορετικά τμήματα, τα οποία αντιπροσωπεύουν τα τρία διαφορετικά έργα που επιτελούνται κατά τη διάρκεια της εισπνοής και αναλύονται παρακάτω:

Το έργο ενδοτικότητας. Η σκιασμένη με στίγματα περιοχή αντιπροσωπεύει το έργο ενδοτικότητας που απαιτείται για την έκπτυξη των πνευμόνων έναντι των ελαστικών δυνάμεων. Υπολογίζεται ως το γινόμενο του όγκου της έκπτυξης και της μέσης πίεσης που απαιτείται για την πρόκληση της έκπτυξης.

Το έργο αντίστασης των ιστών. Η επιφάνεια που παριστάνεται με κάθετες γραμμές είναι ανάλογη προς το έργο που απαιτείται για την υπερνίκηση του ιξώδους των πνευμόνων και του θωρακικού κλωβού.

Το έργο αντίστασης των αεραγωγών οδών. H επιφάνεια του σχήματος 3 με την οριζόντια γράμμωση αντιπροσωπεύει το έργο που απαιτείται για την υπερνίκηση της αντίστασης προς την ροή του αέρα μέσα από τις αεραγωγούς οδούς.

Το επιπρόσθετο έργο που απαιτείται για την έκπτυξη και σύμπτυξη του θωρακικού κλωβού. Σημειώνεται ότι η ενδοτικότητα του συστήματος πνεύμονας – θώρακας είναι ελάχιστα μεγαλύτερη από τη μισή μόνο των πνευμόνων. Κατά συνέπεια απαιτείται διπλάσια σχεδόν ενέργεια για τη φυσιολογική έκπτυξη και σύμπτυξη του όλου συστήματος σε σύγκριση με αυτή που απαιτείται για την έκπτυξη μόνο των πνευμόνων.

Η σύγκριση των διαφόρων τύπων του μηχανικού έργου. Κατά τη φυσιολογική ήρεμη αναπνοή το μεγαλύτερο μέρος του μηχανικού έργου που επιτελείται από τους αναπνευστικούς μυς χρησιμοποιείται απλά για την έκπτυξη των πνευμόνων. Φυσιολογικά ένα μόνο μικρό ποσοστό από το ολικό έργο χρησιμοποιείται για την υπερνίκηση της αντίστασης των ιστών (ιξώδες των ιστών) και κάτι περισσότερο για την υπερνίκηση της αντίστασης των αεροφόρων οδών. Εξάλλου κατά την πολύ έντονη αναπνοή όταν ο αέρας πρέπει να διακινείται μέσα από τις αεροφόρους οδούς με πολύ μεγάλη ταχύτητα το μεγαλύτερο μέρος του έργου χρησιμοποιείται για την υπερνίκηση της αντίστασης των αεροφόρων οδών [7,9].

Σε πνευμονική νόσο και οι τρεις τύποι μηχανικού έργου αυξάνονται συνεχώς σε πολύ μεγάλο βαθμό. Ιδιαίτερα αυξάνεται το έργο ενδοτικότητας και το έργο αντίστασης των ιστών από νόσους που προκαλούν ίνωση των πνευμόνων το δε έργο αντίστασης των αεροφόρων οδών αυξάνεται ιδιαίτερα από νόσους που προκαλούν απόφραξη των αεροφόρων οδών. Κατά τη διάρκεια της ήρεμης αναπνοής δεν επιτελείται μυϊκό έργο κατά την εκπνοή, γιατί η εκπνοή πραγματοποιείται με την ελαστική επάνοδο των πνευμόνων και του θώρακα. Σε έντονες όμως αναπνευστικές κινήσεις, είτε όταν η αντίσταση των αεροφόρων οδών ή των ιστών είναι αυξημένη, επιτελείται μηχανικό έργο κατά την εκπνοή, το οποίο σε μερικές περιπτώσεις είναι ακόμα και μεγαλύτερο από εκείνο που παράγεται κατά την εισπνοή. Αυτό παρατηρείται κατά κύριο λόγο στο βρογχικό άσθμα στο οποίο συχνά η αντίσταση των αεροφόρων οδών γίνεται πολλαπλάσια κατά την εκπνοή και ελαττώνεται κατά πολύ κατά την εισπνοή [1,9].

Η ενέργεια που απαιτείται για την αναπνοή. Κατά τη φυσιολογική ήρεμη αναπνοή μόνο 3% από το ολικό ποσό ενέργειας που καταναλίσκεται από το σώμα απαιτείται για τον αερισμό των πνευμόνων. Όμως κατά τη διάρκεια πολύ βαριάς μυϊκής εργασίας το ποσό της ενέργειας, που απαιτείται γι’ αυτό το σκοπό, αυξάνεται ως το 50απλάσιο, ιδιαίτερα εάν το άτομο εμφανίζει οποιουδήποτε βαθμού αυξημένη αντίσταση των αεροφόρων οδών είτε ελαττωμένη ενδοτικότητα των πνευμόνων. Κατά συνέπεια ένας από τους περιοριστικούς παράγοντες για την ένταση της μυϊκής δραστηριότητας ενός ατόμου είναι η ικανότητά του να παρέχει ενέργεια στους αναπνευστικούς μυς για την επιτέλεση της διεργασίας της αναπνοής [6,7,9].

2.3 Η σπιρομέτρηση

Μια απλή μέθοδος για τη μελέτη του αερισμού των πνευμόνων είναι η καταγραφή του όγκου του αέρα που εισέρχεται και εξέρχεται από τους πνεύμονες. Η μέθοδος ονομάζεται σπιρομέτρηση. Η σπιρομέτρηση είναι ο ακρογωνιαίος λίθος για τη διάγνωση της ΧΑΠ, ενώ ο βοηθά τον ασθενή να αξιολογεί μόνος του την πορεία της νόσου και την ανταπόκριση του στην θεραπεία, καθώς διατίθενται στο εμπόριο και μικρές φορητές συσκευές.

Διαδικασία

Ο εξεταζόμενος κάθεται στην καρέκλα, η μύτη του είναι κλεισμένη με ένα ρινοπίεστρο και αναπνέει μόνο από το στόμα μέσω του επιστομίου ενός σπιρομέτρου Αναπνέει ήρεμα μερικές φορές, μετά εκπνέει όλο τον αέρα (μέχρι τον υπολειπόμενο όγκο RV). Παίρνει γρήγορα βαθιά εισπνοή (μέχρι την ολική πνευμονική χωρητικότητα TLC) και τέλος εκπνέει απότομα και βίαια μέχρι να φτάσει πάλι σε επίπεδο υπολειπόμενου όγκου 9.

Μετρήσεις

Η γραφική παράσταση της μεταβολής των όγκων συναρτήσει του χρόνου επιτρέπει τη μέτρηση του βίαια εκπνεόμενου όγκου αέρα στο πρώτο δευτερόλεπτο της βίαιης εκπνοής (FEV1). Θεωρείται ο πιο αντιπροσωπευτικός δείκτης της συνολικής αναπνευστικής ικανότητας. Εκφράζεται σε λίτρα ανά δευτερόλεπτο και η φυσιολογική του τιμή είναι μεγαλύτερη του 80%. Μετρώνται επίσης η βίαια εκπνεόμενη ζωτική χωρητικότητα (FVC), η σχέση FEV1/FVC¹ και η μεσοεκπνευστική ροή αέρα (ΜΜFR). Η σχέση FEV1/FVC επιτρέπει τη διάκριση της αναπνευστικής λειτουργίας σε φυσιολογική, αποφρακτική και περιοριστική. Η καμπύλη ροής όγκου παρέχει επιπρόσθετες πληροφορίες για την εισπνευστική φάση της δοκιμασίας, για τη μέγιστη εκπνευστική ροή και για τις στιγμιαίες ροές αέρα σε διάφορα σημεία της εκπνοής. Ενώ η ροή στην εισπνοή και στο 25-30% της βίαιης εκπνοής εξαρτάται από την προσπάθεια του εξεταζόμενου, η ροή το τελευταίο ήμισυ της εκπνοής είναι ανεξάρτητη από την προσπάθεια. Αν οι σπιρομετρικοί δείκτες όγκου και ροής αέρα, που προαναφέρθηκαν, είναι πάνω από το 80% των προβλεπόμενων, η σπιρομέτρηση κρίνεται ως φυσιολογική. Στην περίπτωση που κάποιοι δείκτες είναι παθολογικοί κάτω από 80%, η σπιρομέτρηση μας δείχνει εάν το λειτουργικό σύνδρομο είναι αποφρακτικού τύπου (π,χ, βρογχικό άσθμα, χρόνια βρογχίτιδα, πνευμονικό εμφύσημα) ή περιοριστικού τύπου (π.χ. πνευμονική ίνωση, σαρκοείδωση, μυασθένεια). Μια άλλη επιλογή είναι η χρήση της μέγιστης εκπνευστικής ροής με οριακή τιμή το 70% της προβλεπομένης 9.

[...]

---

¹ Η σχέση μεταξύ του δυναμικά εκπνεόμενου όγκου το πρώτο δευτερόλεπτο και της δυναμικής ζωτικής χωρητικότητας.