1 / 46

Prof. dr Vladimir Jakovljevi ć Predsednik Društva fiziologa Republike Srbije ,

FIZIOLOGIJA RESPIRATORNOG SISTEMA (1) PLUĆNA VENTILACIJA PLUĆNA CIRKULACIJA RAZMENA GASOVA. Prof. dr Vladimir Jakovljevi ć Predsednik Društva fiziologa Republike Srbije , Council Member International Atherosclerosis Society Sreda, 04. 1 2 . 2013. god. PLUĆNA VENTILACIJA.

alvaro
Download Presentation

Prof. dr Vladimir Jakovljevi ć Predsednik Društva fiziologa Republike Srbije ,

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. FIZIOLOGIJA RESPIRATORNOG SISTEMA (1) PLUĆNAVENTILACIJA PLUĆNA CIRKULACIJA RAZMENA GASOVA Prof. dr Vladimir Jakovljević Predsednik Društva fiziologa Republike Srbije, Council Member International Atherosclerosis Society Sreda, 04. 12. 2013. god

  2. PLUĆNAVENTILACIJA

  3. Disanje (def.) je proces kojim se tkivima stavljaju na raspolaganje odgovarajuće količine gasova (kiseonika i ugljendioksida) neophodnih za normalno funkcionisanje organizma. Proces disanja obuhvata četiri funkcionalne komponente: • plućna ventilacija • razmena gasova između alveola i krvi • transport gasova u krvi • regulacija disanja

  4. BIOMEHANIKAPLUĆNEVENTILACIJE Plućaserastežuiskupljaju (pasivno) pratećipromenedijametragrudnogkoša. Dijametargrudnogkošasemenjaaktivnošćudisajnemuskulature: a. promenomvertikalnogdijametra – dijafragma (kontrakcijadijafragmepovlačidonjupovršinuplućauinspirijumu) – normalno (mirno) disanje b. promenomA-Pdijametra – pomoćnadisajnamuskulaturapodižeispuštarebra

  5. Pomoćnadisajnamuskulatura: A. Inspiracijskimišići: • mm. intercostales externi (podižurebranagoreiupolje) • mm. sternocleideomastoidei (podižugrudnukost) • mm. serrati anteriores (podižurebranagore) • mm. scaleni (podižuprvadvarebranagore)

  6. Pomoćnadisajnamuskulatura: B. Ekspiracijskimišići • mm. intercostales interni (spuštajurebranadoleipremagrudnojkosti) • mm. recti abdominis (povlačedonjarebranavišeipovećanjempritiskautrbušnojdupljipodižudijafragmu)

  7. Pleuralni pritisak (pritisak između dva lista pleure): • u inspirijumu - 7.5 cmH2O • u ekspirijumu – 5 cmH2O Alveolarni pritisak (pritisak unutar alveola): • u inspirijumu -0.5 cmH2O • u ekspirijumu +0.5 cmH2O

  8. Rastegljivost(komplijansa) pluća – stepen širenja pluća pri povećanju transpulmonalnog pritiska. Normalna vrednost rastegljivosti oba plućna krila iznosi oko 200 ml/cmH2O Veličinu rastegljivosti pluća određuju elastična svojstva pluća: • elastična svojstva plućnog parenhima-1/3 • elastična svojstva uzrokovana površinskim naponom tečnosti koja oblaže unutrašnje zidove alveola -2/3. Rastegljivost(komplijansa) grudnogkoša i pluća – stepen širenja grudnog koša i pluća pri povećanju transpulmonalnog pritiska. Normalna vrednost rastegljivosti grudnog koša i pluća iznosi oko 110 ml/cmH2O

  9. Elastičnasvojstvauzrokovanapovršinskimnaponomtečnostikojaoblažeunutrašnjezidovealveolačine2/3 ukupnihelastičnihsilakojetežedakolabirajupluća (slika!!!) Površinskinapontečnostiualveolamatežidakolabiraalveole. Pritisakkojitežidakolabiraalveole (nastajeusledprisustvaslojatečnostiualveolama) povećava: • povećanjepovršinskognapona • smanjenjedijametraalveole (formula)

  10. Surfaktant(sekretujugaepitelnećelijealveola) smanjujepovršinskinapon. Surfaktantsesastojiod: fosfolipida (dipalmitoil-lecitin – aktivnasupstanca) – imajuhidrofilniihidrofobnideo proteina (apoprotein) jonakalcijuma

  11. Unormalnimuslovimaudisanjejeaktivanproces (ekspiracijajepasivanproces) paseenergijapotrebnazadisanjekoristisamozaudisanje (2-3% BMR). Radpriudisanju: • radzaistezanje (savladavanjeelastičnihsilapluća) – najvećideo • radzasavladavanjetkivnogotpora (viskoznostplućaigrudnogkoša) • radzasavladavanjeotporaudisajnimputevima

  12. Mrtvi prostor (VD)– zapremina vazduha koja ne učestvuje u razmeni gasova: • anatomski mrtvi prostor - zapremina vazduha koja ostaje u velikim disajnim putevima i ne učestvuje u razmeni gasova • fiziološki mrtvi prostor -zapremina vazduha koja dolazi do alveola ali ne učestvuje u razmeni gasova

  13. Volumen anatomskog mrtvog prostora se određuje posebnom metodom (slika) i izračunava (formula). Volumen anatomskog mrtvog prostora iznosi oko 150 ml. Minutna alveolarna ventilacija (MAV) je zapremina vazduha koja dolazi u alveole za jedan minut. Minutna alveolarna ventilacija se izračunava po formuli: MAV = (VT - VD) x frekvencija disanja

  14. Ulogedisajnihputeva: • sprovođenjevazduhaizatmosferedoalveola (inatrag) • vlaženjevazduhakojiprolazikrozdisajneputeve • grejanjevazduhakojiprolazikrozdisajneputeve • čišćenjevazduhakojiprolazikrozdisajneputeve

  15. PLUĆNACIRKULACIJA

  16. Protokkrvikrozplućnucirkulaciju (približno) jejednakprotokukrozsistemskucirkulaciju - oko5 l/min (razlikaubronhijalnimarterijama – minutnivolumenlevogsrcajeza 1-2% većiodminutnogvolumenadesnogsrca)

  17. Pritisciuplućnojcirkulaciji, zaistiprotok, sumanjiodsistemskecirkulacijezbog: • većegdijametra (osimvelikiharterijaivelikihvena) • većerastegljivosti (prosečno 7 ml/mmHg) Pritisciudesnojkomori: • sistolnipritisak– 25 mmHg • dijastolnipritisak– 0-1 mmHg

  18. Pritisci u plućnoj arteriji: • sistolni pritisak – 25 mmHg • dijastolni pritisak – 8 mmHg • srednji pritisak – 15 mmHg • pulsni pritisak – 17 mmHg Pritisak u kapilarima pluća – 7 mmHg Pritisak u plućnim venama i levoj pretkomori – 1-5 mmHg (prosečno oko 2 mmHg)

  19. Volumen krvi u plućima je 450 ml (oko 9% ukupnog volumena krvi). U plućnim kapilarima se nalazi oko 70 ml krvi (ostatak je približno jednako podeljen u arterijama i venama). Pluća služe i kao rezervoar krvi - volumen krvi plućima se može povećati ili smanjiti za 50% (primer snažnog ekspirijuma).

  20. Zoneprotokakrviuplućnimkapilarima (efekatgradijentahidrostatskogprotiska): • Zona 1 – apikalnidelovipluća (hidrostatskipritisakukapilarimajeza 15 mmHgmanjinegouvisinisrca) – nemaprotokakrvitokomčitavogsrčanogciklusa • Zona 2 – srednjidelovipluća – intermitentniprotokkrvi (krvprotičetokomsistole, tokomdijastolenemaprotokakrvi) • Zona 3 – bazalnidelovipluća (hidrostatskipritisakukapilarimajeza 8 mmHgvećinegouvisinisrca) – kontinuiraniprotokkrvi (krvprotičetokomtokomčitavogsrčanogciklusa) Normalnouplućimapostojezone 2 i 3. Uuslovimafizičkogopterećenja (zbogpovećanjapritiska) dolazidopovećanjaprotokakrviusvimdelovimapluća (uapikalnimdelovimaza 700-800%, ubazalnimdelovimaza 200-300%).

  21. Kapilarna dinamika u plućima (1) Sile koje određuju smer kretanja tečnosti u razmeni materija kroz kapilarnu membranu u plućima (Starlingove sile): • kapilarni pritisak (potiskuje tečnost iz kapilara u međućelijski prostor) je niži nego u sistemskoj cirkulaciji i iznosi oko 7 mmHg • pritisak međućelijske tečnosti (povlači tečnost iz kapilara u međućelijski prostor) je niži nego u sistemskoj cirkulaciji i iznosi oko -8 mmHg

  22. Kapilarna dinamika u plućima (1) Sile koje određuju smer kretanja tečnosti u razmeni materija kroz kapilarnu membranu u plućima (Starlingove sile): • koloidno-osmotski pritisak plazme (povlači tečnost iz međućelijskog prostora u kapilare) iznosi oko 28 mmHg • koloidno-osmotski pritisak međućelijske tečnosti (povlači tečnost iz kapilara u međućelijski prostor) je veći nego u sistemskoj cirkulaciji (zbog veće propustljivosti kapilara za proteine plazme!) i iznosi oko 14 mmHg

  23. Капиларна динамика у плућима (2) Neto-filtracionipritisakiznosi 1 mmHg. Višaktečnostikojisefiltrirauplućniintersticijumseotklanja: • limfnimsudovima • isparavanjemprekoalveola

  24. FIZIČKI PRINCIPI RAZMENE GASOVA Difuzija kiseonika i ugljen-dioksida kroz respiratornu membranu

  25. Procesdifuzijegasovasesastojiodslobodnogkretanjamolekulagasakrozrespiratornumembranu. Izvorenergijezadifuzijugasovakrozrespiratornumembranujekinetičkaenergijasamihgasova. Neto-difuzijanekoggasakrozrespiratornumembranuzavisiodkoncentracijskoggradijentaizmeđudvestranemembrane.

  26. Ukolikopostojirazlikaukoncentracijamarastvorenihgasovasajedneidrugestranerespiratornemembranedoćićedoneto-difuzijegasova. Veličinaneto-difuzijegasova(D) krozrespiratornumembranuzavisiod: ΔP – razlikeupritiscimagasovasajedneidrugestranemembrane A – površinerespiratornemembrane S – rastvorljivostigasa d – debljinerespiratornemembrane MW – molekulskemasegasa Relativnidifuzionikoeficijentizarespiratornegasoveutelesnimtečnostima (akoseuzmedajedifuzionikoeficijentzakiseonik 1):

  27. Parcijalnipritiscigasovau: • atmosferskomvazduhu • vazduhukojisenalaziudisajnimputevima • alveolarnomvazduhu

  28. PovećanaventilacijaalveolapovećavaPAO2. PovećanopreuzimanjekiseonikaukrvsmanjujePAO2. NormalnavrednostjePAO2 u alveolama ≈ 104 mmHg.

  29. PovećanaventilacijaalveolasmanjujePACO2. PovećanooslobađanjaugljendioksidaizkrviplućnihkapilaraualveolepovećavaPACO2. NormalnavrednostjePACO2 ≈ 40 mmHg.

  30. Respiratorna membrana (struktura): 1. sloj tečnosti koji iznutra oblaže alveolu (sadrži surfaktant) 2. epitelna ćelija alveola 3. bazalna membrana epitela 4. uzani intersticijalni prostor između alveolarnog epitela i kapilarne membrane 5. bazalna membrana kapilara 6. endotelna ćelija kapilara Ali i gasovi moraju proći i kroz plazmu i membranu eritrocita!

  31. Difuzioni kapacitet respiratorne membrane za ugljendioksid je 400-500 ml/min/mmHg (???). Kako je ΔP za ugljendioksid manja od 1 mmHg, neto-difuzija ugljendioksida nije izmerena do sada. U uslovima fizičkog opterećenja dolazi do povećanja difuzionog kapaciteta respiratorne membrane (i do 3x): • otvaranjem do tada zatvorenih kapilara • popravljanjem odnosa ventilacija/perfuzija

  32. Uticajodnosaventilacija/perfuzija(VA/Q) na PAO2iPACO2 • VA/Q = 0jer u bazama pluća nema ventilacije alveola pa su PAO2iPACO2jednakivrednostimakojeimajuuvenskojkrvisistemskecirkulacije • VA/Q = ∞jer u vrhovima pluća nema perfuzije kapilara pa su PAO2iPACO2jednakivrednostimakojeimajuuovlaženomudahnutomvazduhu • VA/Q = normalanjer je u srednjim delovima pluća dobra ventilacija alveola i dobra perfuzija kapilara, pa su vrednosti PAO2 ≈ 104 mmHg i PACO2 ≈ 40 mmHg.

  33. Fiziološki šant Kada je odnos VA/Q manji od normalnog (deo venske krvi se ne oksigeniše), krv koja protiče kroz neventilirane kapilare se naziva – fiziološki šant. Primeri fiziološkog šanta su krv koja protiče kroz bronhijalne krvne sudove i bazalni delovi pluća (slaba ventilacija). Veličina fiziološkog šanta se izračunava po formuli (gornja slika)

  34. Fiziološki mrtvi prostor Kada je odnos VA/Q veći od normalnog, deo ventiliranog vazduha dospelog u alveole se ne koristi za razmenu gasova jer je perfuzija slaba - fiziološki mrtvi prostor (uzaludna ventilacija). Primer fiziološkog mrtvog prostora su apikalni delovi pluća (zona 1) – slaba pefuzija. Veličina fiziološkog mrtvog prostora se izračunava po Borovoj jednačini (donja slika)

  35. VEŽBA:TESTOVI PLUĆNE VENTILACIJE

  36. Ispitivanje funkcije pluća jeodposebnogznačaja, pričemusevršiispitivanje različitih komponenti: ventilacije, distribucije, difuzije i perfuzije pluća. Metoda kojom se ispituje funkcija plućanazivase SPIROMETRIJA. Volumen gasa u plućima je određen: -svojstvima plućnog parenhima i toraksa -snagom respiracijskih mišića -plućnim refleksima -svojstvima disajnih puteva

  37. Aparati za merenje plućnih volumena –SPIROMETRI • Spirometri sa zatvorenim sistemom - u osnovi mere volumene; dezintegracijom (deljenjem) izmerenog volumena po vremenu se izračunava volumenska brzina tj. protok. • Kod otvorenog spirometrijskog sistema se neposredno meri protok vazduha; izmereni protok se integriše po vremenu (pomnoži sa vremenom). Merni deo instrumenta se zove PNEUMOTAHOGRAF. Može biti sa Flajšovim (Fleisch-pneumotach) cevčicama ili Lilijevom (Lilly (screen) pneumotach ) mrežicom, koje imaju poznati otpor. Registrovanjem razlike u pritisku ispred i iza dela sa otporom i deljenja dobijene razlike u pritisku poznatim otporom dobija se protok.

  38. MERENJEIODREĐIVANJEPLUĆNIHVOLUMENAIKAPACITETA 1. Statički plućni volumeni i kapaciteti 2. Dinamički plućni volumeni i ventilacijski kapacitet *Navrednostparametaraplućnefunkcijeutičugodineživota, politelesnamasaispitanika.

  39. Statički plućni volumeni: • Disajni (Tidal) volumen (VT) – zapremina gasa koja se udahne ili izdahne prilikom normalne respiracije – iznosi oko 500 ml. • Inspiracijski rezervni volumen (IRV) – zapremina gasa koja se može udahnuti nakon normalnog inspirijuma – iznosi oko 3000 ml. • Ekspiracijski rezervni volumen (ERV) – zapremina gasa koja se može izdahnuti nakon normalnog ekspirijuma – iznosi oko 1100 ml. • Rezidualni volumen (RV) – zapremina gasa koja ostaje u plućima nakon maksimalnog ekspirijuma – iznosi oko 1200 ml. *На вредност параметара плућне функције утичу године живота, пол и телесна маса испитаника.

  40. Statički plućni kapaciteti: • Inspiracijski kapacitet (IC) – maksimalna zapremina gasa koja se može udahnuti nakon normalnog ekspirijuma (iznosi oko 3500 ml) i izračunava se po formuli: IC = VT + IRV • Funkcionalni rezidualni kapacitet (FRC) – zapremina gasa koja ostaje u plućima nakon normalnog ekspirijuma(iznosi oko 2300 ml) i izračunava se po formuli: FRC = ERV + RV • Vitalni kapacitet (VC) – maksimalna zapremina gasa koja se može ekspirirati nakon maksimalnog inspirijuma (iznosi oko 4600 ml) i izračunava se po formuli: VC = VT + IRV + ERV • Totalni kapacitet pluća (TLC) – maksimalna zapremina gasa kojase nalazi u plućima nakon maksimalnog inspirijuma (iznosi oko 5800 ml) i izračunava se po formuli: TLC = VT + IRV + ERV + RV ili TLC = VC + RV * RV= metoda dilucije helijuma

  41. Dinamički plućni volumeni i ventilacijski kapacitet Za razliku od statičkih plućnih volumena, dinamički plućni volumeni se određuju pri maksimalnom i forsiranom ekspirijumu ili inspirujumu. Mogu se dobiti spirometrijski i izraziti kao promena volumena u funkciji vremena:kriva volumen – vreme ili kao kriva protok – volumen.

  42. Forsirani ekspiracijski volumen u prvoj sekundi (FEV1) predstavlja volumen vazduha koji se iz položaja maksimalnog inspirijuma izdahne u toku prve sekunde forsiranog ekspirijuma i predstavlja prosečan protok vazduha u ovom periodu vremena. Kao izmerena vrednost se uzima najveća ostvarena vrednost od najmanje tri FEV1.

  43. Tifno(Tiffeneau) indekspredstavljaudeovazduhaekspiriranoguprvojsekundi (forsiranogekspirijuma) uodnosunaukupniforsiranivitalnikapacitet. Izračunavasepoformuli: Tifno(Tiffeneau) indeks = FEV1 / FVC * 100% • UfiziološkimuslovimavrednostTifno (Tiffeneau) indeksajevećaod 70 %. Povećanje indeksa iznad normalnih vrednosti ukazuje na povećanu elastičnost pluća(pluća su čvršća), a smanjenje na opstrukciju strujanju vazduha!

  44. HVALA NA PAŽNJI !

More Related