Volumele și capacitățile respiratorii

La fiecare respirație liniștită intră și iese o cantitate de aer numită volum curent. Dacă inspirăm cât putem de mult după o inspirație obișnuită, adăugăm un volum inspirator de rezervă. Dacă expirăm forțat după o expirație obișnuită, eliminăm un volum expirator de rezervă. Chiar și după o expirație maximă rămâne aer în plămâni: volumul rezidual.

O capacitate respiratorie este o sumă a unor volume. De exemplu, capacitatea vitală este suma volumului inspirator de rezervă, a volumului curent și a volumului expirator de rezervă. Poți să o înțelegi ca aerul care poate fi mobilizat între o inspirație maximă și o expirație maximă. Capacitatea pulmonară totală include și volumul rezidual. Aceste volume nu au aceeași valoare la toți oamenii; depind de dimensiunea corpului, vârstă, condiția fiziologică și metoda de măsurare.

Un desen cu curba respirației te ajută mai mult decât memorarea unor cifre izolate. Marchează întâi respirația obișnuită, apoi rezervele de deasupra și dedesubt, iar la bază aerul care rămâne. Nu încerca să măsori volumul rezidual suflând într-un aparat simplu: aerul rămas în plămâni nu poate fi expirat complet. Măsurătorile respiratorii folosite medical au nevoie de interpretare în context.

Spirometria și mărimile ei

Spirometrul înregistrează într-o spirogramă mișcările aerului în și din plămâni. Există patru volume și patru capacități, o capacitate fiind suma a două sau mai multor volume:

Valorile sunt medii la adultul tânăr și variază cu sexul, vârsta, înălțimea și gradul de antrenament. Spirometria simplă măsoară VC, VIR, VER, CV și CI; VR, CRF și CPT nu pot fi măsurate direct și se determină prin diluție cu heliu sau prin pletismografie. O respirație liniștită schimbă doar 500 ml din CPT de 6000 ml (aproximativ 8%); restul, mai ales VR și CRF, formează un rezervor care păstrează compoziția aerului alveolar aproape constantă între respirații. La efort, VC crește de câteva ori, folosind VIR și VER. Ventilația-minut este $VC\cdot f$; pentru VC de 500 ml și frecvență de 12 respirații pe minut este $6000$ ml/min, adică 6 L/min.

Testele dinamice măsoară și viteza aerului. Capacitatea vitală forțată (CVF) este aerul expirat cât mai repede după o inspirație maximă, iar volumul expirator maxim pe secundă (VEMS) este fracțiunea expirată în prima secundă. Raportul VEMS/CVF (indicele Tiffeneau) este de aproximativ 80% la adultul sănătos. În bolile obstructive (astm, bronhopneumopatia cronică obstructivă) calibrul căilor scade, iar raportul coboară sub 70%; în bolile restrictive (fibroza pulmonară) plămânul se destinde greu, CV și CPT scad, iar raportul rămâne normal sau crește.

Exemplu rezolvat 1: calculul capacităților. O spirogramă arată VC 450 ml, VIR 2500 ml, VER 900 ml și VR 1300 ml.

1. $CV=VIR+VC+VER=2500+450+900=3850$ ml.
2. $CPT=CV+VR=3850+1300=5150$ ml.
3. $CRF=VER+VR=900+1300=2200$ ml.
4. $CI=VC+VIR=450+2500=2950$ ml.
5. VR intră în CPT și CRF, dar nu în CV.

Exemplu rezolvat 2: interpretarea a două cazuri. Valoarea prezisă pentru CV a pacienților este 4600 ml.

1. Pacientul A: CVF 4000 ml, VEMS 1400 ml. $1400/4000=0,35=35\%$, sub 70%: sindrom obstructiv, de exemplu criză de astm. CVF este aproape normală (87% din 4600), dar aerul iese greu.
2. Pacientul B: CVF 2400 ml, VEMS 2100 ml. $2100/2400=0,875=87,5\%$, raport normal; CVF este $2400/4600\approx 52\%$ din prezis. Plămânul se destinde puțin: sindrom restrictiv, de exemplu fibroză pulmonară.

Spirometria se efectuează în repaus, cu persoana așezată, iar manevra se repetă de cel puțin trei ori pentru a verifica reproductibilitatea măsurătorilor.

Problemele numerice cer volumul care lipsește: $VR=CPT-CV$; $VER=CRF-VR$; $VIR=CI-VC$. Valorile din enunț au prioritate față de valorile medii. CV se compară cu valoarea prezisă pentru sex, vârstă și înălțime: sub 80% din prezis este considerată scăzută. CRF este volumul la care forțele elastice ale plămânului (de retracție) și ale toracelui (de expansiune) se echilibrează. Nu amesteca volumele cu capacitățile: CV nu conține VR, iar CRF este aerul rămas în plămâni după o expirație obișnuită, nu după una maximă.

Bolile modifică mărimile în sens diferit. În emfizem, alveolele pierd elasticitatea, aerul rămâne în plămân, iar VR și CPT cresc, în timp ce VEMS scade. În fibroza pulmonară CPT și CV scad. CV scade după vârsta de 35–40 de ani, iar VR crește. Culcat, CRF scade, fiindcă abdomenul împinge diafragma în sus. Ventilația-minut nu este ventilația alveolară: din fiecare VC, aproximativ 150 ml umplu spațiul mort anatomic (Ventilația alveolară și spațiul mort).

Exemplu în format de admitere (complement simplu). Un subiect are VC 500 ml, VIR 2400 ml, VER 1000 ml și capacitatea pulmonară totală 5300 ml. Care este volumul său rezidual?

• a) 900 ml
• b) 1000 ml
• c) 1400 ml
• d) 1900 ml
• e) 3900 ml

Răspuns: c. $CV=2400+500+1000=3900$ ml, iar $VR=5300-3900=1400$ ml. a) 900 ml rezultă dacă se scade și VC a doua oară ($5300-4400$). b) 1000 ml este VER. d) 1900 ml rezultă din $5300-3400$, scăzând numai VIR și VER. e) 3900 ml este CV, nu VR.

Greșeli frecvente

• Greșit: După expirația maximă plămânii sunt complet goi.
  Corect: Rămâne volumul rezidual.
• Greșit: Capacitatea vitală include volumul rezidual.
  Corect: Capacitatea totală îl include; capacitatea vitală nu.
• Greșit: Spirometria simplă măsoară și volumul rezidual.
  Corect: VR, CRF și CPT se determină prin diluție cu heliu sau pletismografie.
• Greșit: Un raport VEMS/CVF scăzut arată un plămân restrictiv.
  Corect: Arată un sindrom obstructiv; în sindromul restrictiv scade CV, iar raportul este normal sau crescut.

Înainte și după