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marco1989
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 Inserito il - 24 novembre 2010 : 09:57:49
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ciao a tutti
sto studiando il lavoro che i muscoli inspiratori devono compiere per espandere a sufficienza torace e polmone per assicurare un corretto ingresso d aria nei polmoni e quindi una corretta ventilazione.
tra i fattori che influenzano il lavoro muscolare sono:
le resistenze al flusso dell area (normalmente se non si hanno patologie esse sono trascurabili)
e la distensibilità dei polmoni (compliance polmonare): la dstensibilità dei polmoni è influenzata 1) dalla facilità con cui il tessuto elastico del polmone si lascia stirare e 2) dalla tensione superifciale del liquido (penso che sia acqua) che ricopre i polmoni.
la mia domanda è perchè questa tensione superficiale dell acqua si oppone all espansione degli alveoli e quindi dei polmoni?
ciao a tutti grazie in anticipo
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elving
Utente Junior
240 Messaggi |
Inserito il - 24 novembre 2010 : 10:18:33
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ti faccio un esempio pratico:
prendi due vetrini, metti qualche goccia d'acqua sulla superficie di uno e copri con l'altro. difficilmente riuscirai a separarli poichè la tensione superficiale dell'acqua tende a farli aderire...potranno solo scorrere l'uno sull'altro.
ora immagina cosa avviene se le pareti di un alveolo,ovviamente umide, aderissero le une con le altre. lo sforzo muscolare per separarle sarebbe enorme (il primo vagito!!). non a caso, i due foglietti pleurici sono tenuti insieme dal liquido pleurico e non si separeranno mai, a meno di eventi non fisiologici.
fortunatamente, all'interno degli alveoli è presente il surfactant, una sostanza lipoproteica secreta dagli pneumociti di classe II che diminuisce la tensione superficiale e impedisce agli alveoli più piccoli di collassare |
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marco1989
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49 Messaggi |
Inserito il - 24 novembre 2010 : 10:52:52
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ciao grazie mille per la risposta!
quindi se ho capito bene la tensione superficiale tende ad avvicinare le pareti dell alveolo e a "chiuderlo", però grazie al surfactante questa forza del acqua viene ridotta e non c è una "chiusura dell alveolo".
il libro prende poi d' esempio la legge di laplace:
P = 2 tensione superficiale/ raggio alveolo
ma la P che pressione è?? non capisco
grazie scusa per il disturbo |
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marco1989
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49 Messaggi |
Inserito il - 24 novembre 2010 : 10:59:31
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la tensione superficiale è data dalle molecole d acqua che tendono tutte ad avvicinarsi come calamite, e quindi tendono a tarscinare con se le pareti degli alveoli! giusto???
garzie ancora |
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Lucaleo
Nuovo Arrivato
100 Messaggi |
Inserito il - 24 novembre 2010 : 15:40:19
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Quella legge ti dice che quale pressione devi opporre perché l'alveolo non collassi sotto l'effetto della tensione superficiale. Se ci fai caso più l'alveolo è piccolo minore è il raggio maggiore è la forza con cui tende a collassare. Quindi è importante che il surfactante si distribuisca in maniera consona alla dimensione dell'alveolo!!
Comunque, per capire l'importanza della tensione superficiale ti basti pensare che un polmone immerso in acqua (e riempito di acqua) si espande svariate volte più facilmente di uno messo in aria!! |
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marco1989
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49 Messaggi |
Inserito il - 24 novembre 2010 : 16:55:42
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okok grazie a elving e lucaleo per le risposte.. ho capito praticamente tutto, ma l unica cosa che non mi è chiario è perchè la tensione superficiale rappresenta un resistenza alla distensibilità dei polmoni a seguito alla contrazione dei muscoli inspiratori.
alla fine quando si parla di tensione superficiale ci si riferisce alla tendenza che il liquido ha a far collassare gli alveoli il che è impedito tuttavia dal surfactante.
insomma che c entra la tensione superficiale degli alveoli con l opposizione del polmone ad espandersi?? |
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Lucaleo
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100 Messaggi |
Inserito il - 24 novembre 2010 : 17:21:36
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Prova a pensarla così, da un punto di vista più fisico:
un alveolo rivestito da un film di acqua che si trovi pervio e disteso è in una situazione di altissima energia potenziale in quanto le molecole d'acqua tenderebbero a disporsi in modo da esporre meno superficie possibile all'aria. Dunque per esporre meno superficie possibile all'aria le molecole d'acqua tendono a far collassare l'alveolo. Un alveolo collassato è in una situazione di bassissima energia potenziale, dunque si trova nella condizione naturalmente favorita.
Ora ti rendi conto che espandere il polmone vuol dire espandere gli alveoli e aumentare la superficie libera che si interfaccia con l'aria, dunque per fare questo è necessario imprimere una forza in quanto sposti il sistema ad una condizione di energia potenziale più elevata.
Ricordati che IL SURFACTANTE DIMINUISCE MA NON ANNULLA la tensione superficiale, dunque questa sarà sempre una determinante della forza che si oppone all'espansione del polmone.
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marco1989
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Inserito il - 24 novembre 2010 : 17:41:50
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ciao lucaleo ti ringrazio ancora per il tuo tempo!
allora se ho ben capito bene durante l inspirazione ovviamente si esapndono anche gli alveoli. nello stesso tempo anche il liquido che riveste gli alveoli si espande e di conseguenza la tensione superficiale che si oppone a questa espansione degli alveoli aumenta ancora di piu, e quindi i muscoli inspiratori che muovono la gabbia toracica che si trascina i polmoni, fanno piu fatica ad espandere i polmoni.
ritornando alla legeg di laplace che ti avevo chiesto prima: ma la pressione (p= 2t/r) dovrebbe essere la pressione che la tensione superficiale esercita al centro dell alveolo tentando di farlo "chiudere"
quindi per non farlo chiudere ci deve essere una pressione dell aria sulla superficie interna dell alveolo che deve essere uguale alla pressione della tensione superficiale (alla p della formula di laplace).
se poi la pressione dell aria fosse superiore alla pressione della tensione superificiale sull alveolo allora l alveolo si espande!
ciao grazie ancora per il tuo tempo ma mi sta facendo capire molte cose che da solo non ci sarei mai arrivato! |
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Lucaleo
Nuovo Arrivato
100 Messaggi |
Inserito il - 24 novembre 2010 : 19:16:29
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ancora una cosa:
nell'atto dell'inspirazione nell'alveolo la pressione è negativa di circa -2 cmH2O perché il polmone che si espande funge come un soffietto che si apre e risucchia aria. Dunque la forza che si oppone alla tendenza al collasso (quella della legge di Laplace) non deriva dalla pressione interna all'alveolo ma dalla forza esercitata dall'esterno (grazie alla continuità tra pleura parietale e viscerale tenute insieme dalla pressione negativa a cui è sottoposto il fluido che riempe tale cavità, come hai visto nell'altro topic da te aperto).
Non so che libro stai usando ne che facoltà stai frequentando, ma cmq di voglio consigliare di consultare, magari in biblioteca, il Guyton- Fisiologia Medica. Si tratta di un libro estremamente chiaro e molto ricco di grafici, io a medicina l'ho usato per l'esame e mi sono trovato benissimo!! |
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elving
Utente Junior
240 Messaggi |
Inserito il - 24 novembre 2010 : 21:27:37
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ho trovato un pdf che spiega molto bene cosa avviene nell'alveolo, con immagini abbastanza esaustive.
potrebbe tornarti utile!
http://www.unipg.it/~isfisuma/images/Meccanicarespiratoria2.pdf
piccola precisazione: minore è il raggio dell'alveolo, maggiore sarà la pressione necessaria secondo la legge di laplace. il raggio stà a denominatore, pertanto è inversamente proporzionale alla pressione. d'altronde, è più difficile gonfiare un palloncino completamente sgonfio o uno già gonfio a metà?? |
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Caffey
Utente Attivo
Città: Perugia
1496 Messaggi |
Inserito il - 25 novembre 2010 : 16:55:48
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E io aggiungo anche che tanto è più piccolo il raggio, tanto è maggiore l'effetto del surfattante poiché più concentrato.
Quel PDF sono le lezioni dei miei professori e posso garantirti che sono molto esplicative. Se nn capisci qualcosa a riguardo chiedi perché ovviamente li conosco più che bene!
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[...] Hunc igitur terrorem animi tenebrasque necessest
non radii solis neque lucida tela diei
discutiant, sed naturae species ratioque. [...]
Titus Lucretius Carus |
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marco1989
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49 Messaggi |
Inserito il - 25 novembre 2010 : 17:41:28
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ciao a tutti, vi ringrazio moltissimo per il tempo che mi state dedicando.
allora ho inviato un email al mio professore di fisiologia dicendo:
che gli alveoli non collassano perchè l aria intralevolare distende la parete degli alveoli, per questo durante la fase tra una espirazione e una inspirazione gli alveoli non collassano perchè c è un residuo di aria nei polmoni (volume corrente e volume si riserva espiratoria). avevo infatti pensato che la tensione superficiale tende a chiedere gli alveoli, mentre l aria presente negli alveoli tende a dilatare gli alveoli-------- ovviamente il mio ragionamento era sbagliato.
il professore mi ha risposto: "Gli alveoli non collassano poiché la pressione intrapleurica è minore di quella atmosferica" come dici tu lucaleo se ho capito bene.
a quel punto io gli ho riscritto: "non ho capito perchè gli alveoli non collassano perchè la pressione intrapleurica è minore di quella atmosferica: la pressione intrapleurica è negativa perchè è la risultante della tendenza della gabbia toracica ad espandersi, e del polmone a ritrarsi passivamente (due forze uguali e opposte). Infatti durante l inspirazione la pressione intrapleurica diminuisce perchè i muscoli inspiratori espandono ancor piu la gabbia toracica e polmoni e di conseguenza la tendenza del polmone a retrarsi aumenta. se ho capito bene la pressione intrapelurica negativa del liquido pleurico spiega dunque il motivo per cui gabbia toracica e polmoni rimangono uniti."
e il professore di nuovo: "si sta un po’complicando la vita nel cercare di capire che cosa vuol dire pressione intrapleurica negativa (e sta andando un po’ fuori strada nell’interpretazione"
allora quelloc he vi chiedo: 1)il concetto di pressione intrapleurica l ho capita o no?? cioè le due pleure rimangono unite penso per la tensione superficale del liquido intrapleurico!
2) che significa: ""Gli alveoli non collassano poiché la pressione intrapleurica è minore di quella atmosferica"
p.s x lucaleo: sto studiando anche io sul guyton, ma per problemi miei non ho potuto seguire le spiegazioni di fisiologia per questo sto incontrando molte difficoltà!
grazie a tutti per il vostro tempo |
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Lucaleo
Nuovo Arrivato
100 Messaggi |
Inserito il - 25 novembre 2010 : 18:29:53
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Allora stai a medicina!
La pressione tra le due pleure è sempre minore di 0 (dove 0 è 760mmHg) grazie al potente sistema linfatico drenante, alla tendenza del polmone a collassare e della parete toracica ad espandersi naturalmente. La tensione superficiale del film liquido che riempe lo spazio interpleurico unitamente alla pressione negativa (quest'ultimo è il fattore determinate) tengono espanso il polmone e permettono al polmone di seguire la gabbia toracica durante l'espansione. Dunque in ispirazione si espande anche il polmone!. Ci sono un paio di bei grafici sul Guytono:
-Uno ti mostra come durante l'inspirazione la pressione interpleurica divenga più negativa mentre durante l'espirazione divenga meno negativa (aumenta!).
-L'altro ti mostra come durante l'inspirazione nell'alveolo che si espande la pressione diminuisca fino a -2cmH2O (l'aria entra per differenza di pressione), poi all'apice dell'espansione la pressione torni nuovamente a zero (stop al flusso di aria perchè il polmone smette di espandersi) e infine durante l'espirazione gli alveoli diminuiscano volume e la pressione aumenta fino a 2cmH2O (l'aria esce per differenza di pressione con l'esterno) fino a che, all'apice dell'espirazione la pressione torni a zero.
Questo è un ciclo respiratorio completo. Se non capisci bene come tutto questo possa avvenire è inutile pensare al surfactante, alla legge di laplace e ai vari volumi polmonari. Concentrati su questi due grafici, chiudi gli occhi e immagina: non c'è professore o libro che possa aiutarti a capire meglio se non la tua capacità di immaginare e figurare il sistema nelle sue componenti e nel suo dinamismo.
Fatto questo puoi parlare del perché il polmone tende a collassare:
-è elasticop anche a riposo ed è teso in quanto è mantenuto espanso dalla continuità (fisica non anatomica) con la parete interna del torace (pensa che nello pneuomotorace il polmone assume le dimensioni di un pugno perché nello spazio interpleurico entra aria)
-gli alveoli risentono della tensione superficiale che tende a farli collassare (il surfactante la diminuisce notevolmente ma non l'annulla).
Questi due fattori sono alla base della resistenza all'espansione.
La pressione atmosferica è lo zero del sistema, se la pressione interpleurica fosse allo zero non vi sarebbe più quell'effetto sottovuoto che contribuisce a tenere espanso il polmone.
Se vuoi capire questo immagina questo apparecchio:
un pistone con all'interno un palloncino (floscio) che comunica con una cannuccia con l'esterno (il polmone). La camera del pistone in cui è inserito il palloncino vuoto non comunica con l'esterno(spazio interpleurico). Tiri verso l'esterno lo stantuffo:
-la pressione nella camera diminuisce
-il palloncino si espande (la pressione della camera è minore della pressione nel palloncino)
-espandendosi il palloncino risucchia aria dalla cannuccia (diminuisce la pressione nel palloncino rispetto alla pressione atmosferica)
Questa è l'inspirazione!
Ora immagina che il sistema sia costruito in modo che lo stantuffo sia tirato tanto da espandere il palloncino fino ad un certo volume per poi fermarsi:
il palloncino rimane espanso, ma non vi è differenza di pressione tra il suo interno e l'atmosfera (non vi è flusso d'aria). La pressione della camera però è negativa, ovvero minore dell'atmosferica ed è proprio per questa che il palloncino rimane espanso e non collassa: l'aria che esso contiene non contribuisce al mantenimento dell'espansione, ma la differenza tra la pressione interna al palloncino (quella atmosferica) e la camera.
Immagina che questa sia la situazione di riposo e che il tutto possa ancora espandersi se tiri lo stantuffo verso l'esterno:
ecco, hai costruito un modello di polmone. |
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Caffey
Utente Attivo
Città: Perugia
1496 Messaggi |
Inserito il - 25 novembre 2010 : 19:08:41
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Il surfattante fondamentalmente c'entra poco con il non collasso del polmone che è dato, come ha detto il tuo professore, io in un altro post e Lucaleo, dalla negatività intrapleurica.
Più che altro la tensione superficiale si oppone alla dilatazione del polmone (circa 3/4 della forza di retrazione sono determinati dalla tensione superficiale). Questo non significa che senza surfattante il polmone collassa! Casomai non si dilata!
Il surfattante serve a contrastare la tensione superficiale (la riduce di un 50%) che renderebbe necessario uno sforzo enorme per poter permettere all'aria di entrare. Quando espandi la gabbia toracica il polmone segue ma se non c'è surfattante gli alveoli faticano molto di più ad espandersi ed hai bisogno di generare una depressione intrapleurica spaventosa per far scendere un po' la pressione alveolare e far entrare così aria.
La tensione superficiale è poi responsabile di altri effetti ma adesso concentrati su questo. Quando avrai chiaro il processo passa al resto. |
[...] Hunc igitur terrorem animi tenebrasque necessest
non radii solis neque lucida tela diei
discutiant, sed naturae species ratioque. [...]
Titus Lucretius Carus |
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marco1989
Nuovo Arrivato
49 Messaggi |
Inserito il - 25 novembre 2010 : 19:35:02
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allora grazie di nuovo non so come ringraziarvi per tutto il tempo che state dedicandomi!
allora ho finalmente capito che la pressione intrapleurica essendo negativa ha una funzione di risucchio del polmone e quindi distende il polmone. la pressione intrapelurica è comunque il risultato del tentativo dei polmoni di retrarsi elasticamente perchè distesi e dalla gabbia toracia toracica che tende ad espendersi. nonostante queste due forze uguali e opposte la pleura viscerale e parietale non si separano. la tensione superificale del liquido è infatti molto alta.
se la pressione intrapleurica non fosse negativa ma uguale a quella atmosferica nons i sarebbe piu questa azione di risucchio e il polmone collasserebbe.
poi ho capito perchè gli alveoli rimangono distesi per la pressione intrapleurica e non per l aria interna del polmone (infatti la pressione intraplurica essendo negativa ha un effetto di risucchio e il polmone si esapnde).
il surfactante riduce la tensione superficiale ma non la annulla!
p.s lucaleo grazie davvero per tutto quello che hai scritto (grazie anche a caffey che mi risponde pure lui sempre). il ciclo respiratorio l ho capito bene perchè l ho studiatoa nche su un altro libero molto vecchio il vander che lo spiega molto bene!
vi ringrazio a tutti |
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marco1989
Nuovo Arrivato
49 Messaggi |
Inserito il - 26 novembre 2010 : 15:12:14
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CURVA PRESSIONE VOLUME POLMONE (riempito con aria e riempito con soluzione fisiologia)
ciao a tutti di nuovo
a testimonianza di come la tensionse superficiale sia la forza maggiore che si oppone alla distensione del polmone si può fare riferimento alla curva pressione volume delo polmone riempito con acqua e riempito con soluzione fisiologica.
in un polmone riempito d aria, si viene a formare un interfaccia aria-acqua tra il liquido che riveste la superfice interna degli alveoli e l aria contenuta negli alveoli. (in questo casoc he le forze che si oppongono alla distensione del polmone sono: 1)la tensione superificiale del liquido 2)le propieta elastiche del polmone.
in un polmone riempito di soluzione fisiologica, l interfaccia aria acqua ovviamente non si può formare. Il libro dice poi: allora la tensione superficiale non esiste e quindi l unica forza che si oppune all espansione sono le fibre elastiche del parenchima polmonare. PERCHé NON ESISTE PIU LA TENSIONE SUPERFICIALE?????
confrontando il grafico si può notare che nel polmone riempto con soluzione fisiologica (non essendoci la tensione superificale, la somma delle forze che si oppone alla distensione è minore) la pressione intrapleurica che con la sua azione di risucchio distende il polmone, è circa 3 volte minore della pressione intrapleurica che serve per distendere un polmone riempito con aria.
il succo del discorso è che 1) in un polmone pieno d aria c è la tensione superficiale del liquido che riveste gli alveoli e quindi la somma delle forze che si oppongono alla distensione del polmone sono: 1) tensione superficiale del liquido 2)propietà elastiche del parenchima
2)in un polmone pieno di soluzione fisiolocico non c è la tensione superficiale del liquido e quindi le forze che si oppongono alla distensione del polmone è solo le propietà elastiche del parenchima. per questo la pressione intrapleurica è minore.
LA MIA DOMANDA è: perchè il polmone riempito da soluzione fisiologica non presenta la tensione superificiale. alla fine prima che riempi il polmone il liquido che riveste gli alveoli è sempre presente!
grazie di nuovo |
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Caffey
Utente Attivo
Città: Perugia
1496 Messaggi |
Inserito il - 26 novembre 2010 : 15:26:36
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Ma la tensione superficiale si oppone alla distensione perché il film di liquido che riveste gli alveoli è formato da H2O. La molecole di H2O che sono polari si attraggono tra loro in modo molto più forte rispetto all'attrazione aria-H20. E' lo stesso piincipio per cui l'acuqa si organizza in gocce! Le forze acqua-acqua sono più forti di quelle acqua-aria e quindi tende ad occupare la struttura con minore superficie possibile, ovvero la sfera!
Se nell'alveolo butti acqua non c'è più la differenza tra le interazioni acqua-acqua e acqua-aria che è proprio l'effetto della tensione superficiale: è tutta acqua!!!
Se ci buttassi dell'esano, che non è polare, la pressione necessaria per espandere il polmone sarebbe minore rispetto a quella dell'acqua ma comunque maggiore rispetto all'aria: si mantiene infatti la tensione superficiale anche se ovviamente il rapporto tra le forze H2O-H2O e H2O-C6H14 è maggiore rispetto a H2O-H2O/H2O-aria!
Riprendi un libro di chimica generale e guardati questo fenomeno.
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[...] Hunc igitur terrorem animi tenebrasque necessest
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Titus Lucretius Carus |
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marco1989
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49 Messaggi |
Inserito il - 26 novembre 2010 : 16:36:06
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ciao caffey
quindi la tensione superficiale ci puà essere solo tra la superficie di un liquido e un materiale di diversa natura come un gas.
ma scusa però le molecole d acqua sono comunque sempre attratte a formare in continuzione legami ad idrogeno, sonos empre attratte, anche se l acqua si trova in un bicchiere.. la tensione superficiale dell acqua come dicp il nome quindi è solo in superficie?? |
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Lucaleo
Nuovo Arrivato
100 Messaggi |
Inserito il - 26 novembre 2010 : 16:49:18
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una molecola d'acqua che non è in superficie interagisce liberamente con le altre molecole tramite interazioni elettrostatiche e dunque si muove liberamente traslazionalmente rotazionalmente e oscillatoriamente. Teoricamente in qualsiasi posizione la si ponga all'interno del liquido dovrebbe trovarsi al minimo possibile di energia libera, cioè nella condizione termodinamicamente favorita.
Una molecola in superficie, da un lato è in contatto con un mezzo (mettiamo che sia aria) con il quale non interagisce, dall'altra sarà in contatto con molecole d'acqua con le quali interagisce e che tendono a attrarla a se.
Capisci come questa molecola si trovi in una situazione di più alta energia libera e di come la molecola tenderà ad interagire il più possibile con le molecole d'acqua e il meno possibile con quelle d'aria.
Se osservi l'acqua in una colonnina trasparente, vedrai come forma il cosiddetto "menisco", ovvero una specie di cupola che si forma proprio perché le molecole d'acuqa tendono a esporsi il meno possibile all'aria. Lo stesso succede ad una goccia che cade su una superficie non assorbente (diviene quasi sferica).
La forza che permette questo è proprio la tensione superficiale.
Ora immagina la cavità alveolare umettata con dell'acqua: la tensione superficiale farà sì che l'acqua venga il meno possibile in contatto con l'aria riducendo la superficie di interscambio.
Se io voglio espandere l'alveolo, devo aumentare la superficie di interfaccia, ma la tensione superficiale si opporrà a questo.
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maryro
Nuovo Arrivato
1 Messaggi |
Inserito il - 20 luglio 2014 : 10:59:55
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Citazione:
Messaggio inserito da Lucaleo
una molecola d'acqua che non è in superficie interagisce liberamente con le altre molecole tramite interazioni elettrostatiche e dunque si muove liberamente traslazionalmente rotazionalmente e oscillatoriamente. Teoricamente in qualsiasi posizione la si ponga all'interno del liquido dovrebbe trovarsi al minimo possibile di energia libera, cioè nella condizione termodinamicamente favorita.
Una molecola in superficie, da un lato è in contatto con un mezzo (mettiamo che sia aria) con il quale non interagisce, dall'altra sarà in contatto con molecole d'acqua con le quali interagisce e che tendono a attrarla a se.
Capisci come questa molecola si trovi in una situazione di più alta energia libera e di come la molecola tenderà ad interagire il più possibile con le molecole d'acqua e il meno possibile con quelle d'aria.
Se osservi l'acqua in una colonnina trasparente, vedrai come forma il cosiddetto "menisco", ovvero una specie di cupola che si forma proprio perché le molecole d'acuqa tendono a esporsi il meno possibile all'aria. Lo stesso succede ad una goccia che cade su una superficie non assorbente (diviene quasi sferica).
La forza che permette questo è proprio la tensione superficiale.
Ora immagina la cavità alveolare umettata con dell'acqua: la tensione superficiale farà sì che l'acqua venga il meno possibile in contatto con l'aria riducendo la superficie di interscambio.
Se io voglio espandere l'alveolo, devo aumentare la superficie di interfaccia, ma la tensione superficiale si opporrà a questo.
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Discussione |
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tensione superficiale negli alveoli
