MISCARILE CUTIEI TORACICE
Miscarile cutiei toracice asigura patrunderea si iesirea aerului din plaman atat in conditii obisnuite de repaus sau efort fizic minim, cat si in conditii de inspir sau expir fortat, ca urmare a expansiunii si retractiei toraco-pulmonare realizate de contractia si relaxarea muschilor respiratori.
Forta motrice a inspirului o constituie contractia urmatorilor muschi inspiratori: intercostali externi, diafragm, supracostali, pectorali, scaleni, stenocleidomastoidian, mare dintat. Forta maxima dezvoltata de catre acestia este de pana la 10 kg/cm, cu scurtarea pana la 50% a fibrei musculare.
Gradarea fortei de contractie se poate obtine prin variatia numarului de unitati motorii, intr-o mai mica masura, si prin variatii ale frecventei de contractie.
Masurarea activitatii electrice din muschii inspiratori a aratat ca aceasta este dependenta atat de numarul de fibre musculare activate, cat si de frecventa de excitatie, constatandu-se ca, pentru o anumita forta pe care o dezvolta muschiul, activitatea electrica creste liniar cu viteza de scurtare.
In ventilatia de repaus intervine contractia muschilor intercostali externi si diafragm, determinand cresterea de volum a cutiei toracice prin marirea diametrelor acesteia.
Diametrul antero-posterior se mareste datorita orizontalizarii coastelor (de la a II-a, pana la a VI-a) si miscarilor de la nivelul articulatiei primei coaste cu sternul.
Prima pereche de coaste se articuleaza anterior cu sternul (prin articulatia manubrio-sternala) si posterior cu coloana vertebrala, alcatuind operculul toracic, in inspir, manubriul sternal este impins in sus si inainte, luand o pozitie de 1° pana la 16° fata de orizontala. Aceasta miscare mareste diametrul antero-posterior al jumatatii superioare a toracelui si antreneaza expansionarea portiunii anterioare a varfului pulmonar. Amplitudinea miscarii este redusa in timpul respiratiilor de repaus si prezinta variatii individuale in legatura cu profunzimea respiratiei. Anchiloza care se poate instala la nivelul acestei articulatii poate explica eventualele afectiuni prin hipoventilatia zonei.
Contractia muschilor intercostali externi imprima coastelor a II-a - a VI-a o miscare de rotatie si orizontalizare in jurul unui ax paralel cu gatul lor.
Faptul ca fiecare coasta este mai lunga si cu o directie mai oblica decat cea superioara explica de ce sternul, executand o miscare din articulatia manubrio-sternala, este impins inainte, marind diametrul antero-posterior al cutiei toracice.
Contractia muschilor intercostali externi antreneaza in mod obligatoriu ridicarea coastelor, deoarece contractia concomitenta a muschilor scaleni face din prima coasta un punct superior fix. Dispozitia oblic in jos si inainte a fibrelor intercostalilor externi usureaza, de asemenea, miscarea de ridicare a coastelor.
Diametrul transversal al cutiei toracice se mareste datorita unei miscari de rotatie care are loc atat la nivelul coastelor a II-a - a VII-a, cat si al coastelor de la a VII-a la a X-a.
Portiunea medie a coastelor a II-a - a VI-a, fiind mai ridicata fata de capete, favorizeaza cresterea diametrului transversal prin rotirea in jurul unui ax oblic antero-posterior.
Miscarea de rotatie pe care o efectueaza coastele de la a VlI-a Ia a X-a se face in jurul unui ax care anterior strabate linia mediana, iar posterior gaturile coastelor, largind astfel unghiul realizat de coaste cu coloana vertebrala si marind diametrul transvers al portiunii inferioare a toracelui.
Cresterea idametrului vertical, cranio-caudal, este consecinta alungirii exclusiv in jos a cavitatii toracice, care rezulta din coborarea plan-seului format de muschiul diafragm. Acest muschi este considerat principalul muschi inspirator, deoarece, prin actiunea sa, asigura vehicularea unei cote importante din volumele respiratorii (60% din cantitatea de aer ventilat intr-o respiratie profunda).
Diafragmul este alcatuit dintr-o portiune centrala tendinoasa si din tesut muscular dispus circumferential. Are forma de hemisfera (cu diametrul egal cu 20 cm), cu bolta orientata spre cavitatea toracica, cu o suprafata de aproximativ 270 cm2.
Functional i se disting doua portiuni: costo-sternala si lombara (crurala). In timpul inspirului, portiunea costo-sternala are o miscare in jos si inainte, coborand viscerele abdominale si determinand cresterea capacitatii partii inferioare a toracelui. Rezistenta opusa de muschii abdominali la intinderea peretelui limiteaza miscarea viscerelor abdominale in jos, iar contractia in continuare a diafragmului va avea ca urmare ridicarea coastelor inferioare si impingerea inainte a sternului. Portiunea lombara actioneaza numai pentru marirea diametrului vertical al toracelui.
In cursul unei respiratii normale, nivelul diafragmului variaza cu 1,2-1,5 cm, dar cursa sa poate sa depaseasca 10 cm in respiratiile ample.
Considerand ca toate zonele diafragmului coboara in mod egal in timpul unui inspir, s-a evaluat ca la o deplasare de l cm a diafragmului, capacitatea toracica creste cu aproape 270 cm3, antrenand spre plaman un volum egal de aer.
Forma hemisferica a diafragmului a permis calcularea prin legea Laplace a tensiunii dezvoltate de muschi: 0,5 kg/cm. Stiind care este forta maxima exercitata de muschii striati (10 kg/cm), rezulta ca o coborare de 0,5 mm a muschiului este suficienta pentru a echilibra presiunea transdiafragmatica.
Pozitia diafragmului sub forma unui plan care separa cavitati cu regimuri presionale usor influentabile, structura sa functionala si relatiile de vecinatate sunt factori care pot usor modifica pozitia medie a muschiului si amplitudinea excursiilor, cu consecinte importante asupra eficientei ventilatiei.
Dispozitia in bolta a diafragmului este favorizata de clinostatism, de presiunea viscerelor abdominale creata prin contractia muschilor abdominali si de tractiunea exercitata de presiunea intratoracica, care este mai mica decat cea atmosferica. Atunci cand este paralizat, se deplaseaza mult in sus, deoarece urmeaza pasiv depresiunea presionala intratoracica (miscare paradoxala).
Pozitia ortostatica, in special daca musculatura abdominala este relaxata, tractioneaza in jos diafragmul, dar impiedica sau ingreuiaza ascensiunea. Aceasta situatie devine patologic accentuata la persoanele cu musculatura abdominala slaba si/sau cu ptoza viscerala.
Ventilatia fortata presupune o serie de modificari. Pe de o parte, in inspirul profund coloana vertebrala nu mai constituie punct fix. Aceasta va efectua o miscare de extensie accentuand orizontalizarea coastelor si, prin cresterea suplimentara a volumului toracic, va permite antrenarea unei cantitati suplimentare de aer. Pe de alta parte, sunt cointeresati si alti muschi, in afara de intercostalii externi si diafragm. Muschii inspiratori accesori sunt considerati: muschii pectorali, marele dintat, sterno-cleidomastoidianul, trapezul, scalenul, micul dintat posterior, micul dintat superior.
Incetarea stimularii muschilor respiratori este urmata de revenirea, la dimensiunile anterioare inspiratiei, a tuturor elementelor elastice ale sistemului toraco-pulmonar. Ca urmare, presiunea din interiorul sistemului capata o valoare superioara celei atmosferice, conducand aerul din interior spre exterior. Expiratia de repaus apare astfel ca o miscare pasiva.
Expulzarea fortata a aerului din plamani presupune, pe de o parte, participarea suplimentara a unor structuri (contractia muschilor: abdominali, patratul lombar, intercostali interni, micul dintat posterior, micul dintat inferior, triunghiularul sternului) iar, pe de alta parte, modificarea comportamentului unor structuri implicate anterior (coloana vertebrala executa o miscare de flexie, proportionala cu profunzimea expiratiei). Ultimele doua perechi de coaste servesc ca punct de insertie pentru muschii abdominali si, astfel, se va micsora diametrul antero-posterior. Ascensiunea suplimentara a diafragmului se datoreste, pe de o parte, "aspiratiei' create prin presiunea subatmosferica din torace, iar, pe dealta parte, faptului ca viscerele abdominale sunt impinse in sus prin contractia muschilor abdominali
Modificarea dimensiunilor cutiei toracice este urmata de modificari in acelasi sens ale tesutului pulmonar. Acest fenomen, esential pentru desfasurarea normala a ventilatiei, se datoreste prezentei intre foitele seroasei pleurale a unei cantitati minime si permanent reimprospatate de lichid pleural. Impartirea plamanului in lobi face ca tractiunea exercitata asupra parencnimului sa fie relativ uniforma. Diferentele care apar intre diferite zone se datoresc fie plamanului, fie custii toracice.
Portiunea superioara a toracelui isi creste mai mult capacitatea comparativ cu partea inferioara. Faptul ca pozitia coloanei vertebrale ramane relativ fixa are ca urmare expansionarea partii anterioare. Expansiunea inegala face posibila distingerea urmatoarelor zone:
zona neexpansibila, situata in jurul nilului;
zona de distensibilitate maxima, cu o grosime de aproximativ 3 cm, situata imediat subpleural;
zona intermediara, in care distensibilitatea este mai mare in sectorul dinspre periferie fata de cel orientat central.
Asa cum s-a aratat, cutia toracica nu se destinde uniform, iar efectele cresterii sale de volum se exercita in principal asupra tesutului pulmonar care vine in contact cu partile mobile. Se poate spune ca aceste zone sunt direct expansionate.
Portiunile din plaman care vin in contact cu portiuni mai putin mobile sau statice ale toracelui vor suferi o expansiune indirecta, in sensul ca vor fi destinse numai prin deplasarea altor zone pulmonare. Aceste zone sunt: fata posterioara a varfului pulmonar, fetele posterioare ale plamanilor si suprafetelor pulmonare mediastinale.
Expansiunea tesutului pulmonar este ajutata de alungirea arborelui bronsic si de faptul ca in timpul inspirului hilul face o miscare cu directie anterioara, inferioara si externa. Pe de alta parte, reteaua elastica din vase si sistemele de canale ale arborelui bronsic constituie un sistem elastic continuu, care face ca fiecare element sa fie legat de structurile vecine, in asa fel incat tensiunile dezvoltate intr-un anumit punct sa fie transmise tuturor partilor componente ale sistemului.
Elasticitatea tesutului pulmonar depinde atat de forta vasco-elastica pulmonara, cat si de prezenta surfactantului pulmonar ca factor de reducere a tensiunii superficiale a peliculei lichidiene alveolare si de evitare a tendintei de colabare a plamanului. La acestea se adauga extensibilitatea sau complianta toraco-pulmonara, ca variatie de volum determinata de variatiile presiunii intraalveolare. In conditii normale, cresterea cu 1 cm3 a presiunii alveolare determina o crestere a volumului pulmonar cu 0,22 litri. Aceeasi cresterea a presiunii alveolare realizeaza o variatie de volum toracic doar de 0,13 litri, datorita rezistentei mai mari a custii toracice.
Rolul determinant in realizarea variatiilor de volum pulmonare produse de expansiunea si retractia custii toracice revine insa variatiilor de presiune negativa, subatmosferica, de la nivelul spatiului virtual pleural.
BIBLIOGRAFIE
HARRISON's - "Principles and Practice of Internal Medicine", 15th Edition (2001);
I. HAULICA - "Fiziologia Umana", editia a II-a, Ed. Medicala"
