Ventilacija pluća

Zrak se u pluća ili iz njih kreće zbog gradijenta (razlike) pritiska između atmosfere i pluća. Stvaranje gradijenta pritiska je posljedica kontrakcije respiratorne muskulature koja uzrokuje promjenu volumena grudnog koša.

Po Boylovom zakonu pritisak gasa je obrnuto proporcionalan volumenu u kojem se nalazi. Porast volumena grudnog koša vodi sniženju pritiska u plućima i obrnuto smanjenje volumena grudnog koša vodi povećanju pritiska.

Prilikom udisaja, u inspiriju, volumen grudnog koša se povećava, pritisak se smanjuje te zrak sa mjesta većeg pritiska (iz atmosfere) ulazi u pluća. U ekspiriju se volumen grudnog koša smanjuje, pritisak u plućima se povećava te zrak izlazi u pluća, jer je sad pritisak u plućima veći nego u atmosferi. Ventilacija  se sastoji od 2 procesa: udisaja (inspirija) i izdisaja (ekspirija). Udisaj je aktivni proces koji nastaje kontrakcijom dijafragme i vanjskih interkostalnih misića. Dijafragma je glavni respiratomi mišić. To je pločasti mišić koji odvaja abdominalnu od torakalne šupljine. Ima oblik kupole čiji je konveksitet okrenut prema torakalnoj šupljini. Kada se kontrahira, konveksitet se izravnava, spušta  prema dolje pri čemu se torakalna šupljina i pluća šire u uzdužnom smjeru.

Pomjeranje dijafragme za 1 cm mijenja volumen torakalne šupljine za 250-300 cm³. U toku ekspirija, dijafragma se nalazi na nivou IV-V rebra, a u toku inspirija  u nivou VII-VIII rebra.

U nastanku mirnog inspirija pored dijafragme učestvuju vanjski interkostalni mišići. Njihove niti su postavljene tako da idu od gore i natrag prema dole i naprijed, i kada se kontrahuju podižu rebra prema gore. Na taj način se torakalna šupljina  širi u anteroposteriornom promjeru.

Kontrakcijom ovih mišića širi se zid grudnog koša (torakalne šupljine), koji za sobom povlači pleuru parijetalis. Ona usljed negativnog interpleuralnog pritiska (koji tada postaje još negativniji), povlači pleuru visceralis. Ovo dovodi do širenja pluća, u njima se povećava volumen, što prema Bojlovom zakonu (pV = const. tj proizvod pritiska i volumen uvijek mora biti konstantan – to znači ako se smanji pritisak mora se povećati volumen i obratno) dovodi do smanjivanja intraalveolarnog pritiska, te on postaje negativniji u odnosu na atmosferski pritisak. Zbog nastale razlike pritisaka omogućena je struja zraka iz atmosfere u pluća.

Za razliku od inspirija, mirni ekspirij je potpuno pasivan proces koji nastaje relaksacijom dijafragme i vanjskih interkostalnih misića. Zbog smanjivanja volumena pluća dolazi do povećanja intraalveolarnog pritiska koji nadvladava atmosferski pritisak i zrak izlazi iz pluća.

U toku forsiranog inspirija i ekspirija uključuje se i dodatna muskulatura – to je rezervna respiratorna muskulatura.

Rezervnu inspiratomu muskulaturu čine mišići koji učestvuju u podizanju grudnog koša: m. sternocleidomastoideus,  mm.scaleni,  mm.serrati i mm. pectorali.

U rezervnu ekspiratomu muskulaturu spadaju: mišići prednjeg trbušnog zida- trbušna presa (potiskuje organe abdomena prema gore, a samim time i dijafragmu guraju prema gore) unutrašnji interkostalni mišići-njihove niti su raspoređene tako da idu od gore i naprijed prema dole i natrag.  Kada se kontrahuju,vuku rebra prema dole.