Fractal 20 21 22 23 24 Sistemul respirator

Fractal 20 21 22 23 24

Sistemul respirator -un fractal cu 223 ramuri Conţine 223~ 8 milioane saci alveolari

20 -216~60. 000 bronhiole 217 -223~8 milioane saci alveolari

Plămânii= baloane elastice 1929 von Neergaard a introdus lichid fiziologic în plămâni Elimină interfaţa gaz-lichid Permite studiul numai a părţii datorate ţesutului elastic (efort mai mic la respiraţie) Plămânii= baloane elastice+ lichid Mai mult de 50% din efort trebuie depus pentru a depăşi tensiunea superficială a lichidului

Necesitatea prezenţei surfactanţilor: În absenţa surfactantului alveolele mici scad, alveolele mari cresc (la fel ca la spume) Alveolele colapsează Legea lui Laplace Balon de săpun: 2 interfeţe gaz-lichid - P=4σ/r Alveolă: 1 interfaţă gaz-lichid - P=2σ/r

Celulele alveolare de tipul II secretă surfactantul pulmonar format din: 80% fosfolipide 5%proteine 40% din fosfolipide din dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) Surfactantul pulmonar micşorează tensiunea superficială a apei de la 0, 072 N/m 2 la 0, 025 N/m 2 Absenţa sa conduce la sindromul respirator al nou-născuţilor prematur (IRDS). În anii 1970 era a doua cauză de deces la nou-născuţi în lume Datorită cercetării au fost produşi surfactanţi artificiali şi în prezent IRDS este pe locul şapte ca şi cauză de deces. Surfactanţii obişnuiţi determină o tensiune superficială care nu depinde de aria interfeţei gaz-lichid.

Dar tensiunea superficială a lichidului din plămâni depinde de aria interfeţei gaz-lichid

Cum se formează stratul subţire al balonului de săpun? În realitate este vorba de un sandwich format din apă între două “felii” de molecule de săpun. Observăm cum coada hidrofobă a moleculelor de săpun este în exteriorul stratului de apă.

Moleculele de săpun se auto-asamblează singure. Dacă le introducem în apă, coada hidrofobă fuge de apă (energia de interacţie cu apa e pozitivă), iar capul hidrofil este atras de ea (energia de interacţie cu apa e negativă). Moleculele se auto-organizează astfel ca să minimizeze energia.

Observăm cum coad hidrofobă a molecu surfactant pulmonar exteriorul stratului d

Dacă umflăm baloanele de unde mai apar molecule de apă ca să mărească suprafaţa balonului? În interiorul stratului de apă există conglomerate sferice de molecule de săpun care vor furniza materia primă pentru suprafaţa balonului.

Concentraţia critică de micele

Gel cristal-lichid Tranziţie la Tm =41 o. C În anii 1960 primele preparate erau ineficiente. De ce? -DPPC în corpul uman era sub formă de gel şi nu difuza Surfactantul pulmonar conţine şi alte fosfolipide nesaturate şi neutre (colesterol) care mixate scad temperatura de tranziţie şi DPPC devine mai fluid

Suportă variaţii ale temperaturii corpului între 13 -44 o C Temperatura 37 o C colesterol 8% Scădere la 19 o C creştere la 15% 14 o C 18%

Surfactantul pulmonar conţine şi proteine care ajută la foldarea bistratului de DPPC în timpul compresiei (expiraţie) şi expansiunii (insipiraţie)

Evolutiv plămânii îşi au originea în intestin. Surfactanţii pulmonari iniţial au avut altă funcţie de emusificatori. Surfactant pulmonar - DPPC Emulsificator intestinal –bila (acizi biliari) Emulsiile sunt sisteme formate din cel puţin 2 lichide nemiscibile (de ex. apă şi ulei) si surfactanți care le omogenizează.

Emulsie – maioneza: ulei în apă – unt: apă în ulei