280 likes | 418 Views
Funkce dýchacího systému. · p ř íjem O 2 · výdej CO 2 ( ABR ) · endokrinní (angiotenzin II ) · smyslová ( č ich) · obranná (makrofágy, IgA) · termoregula č ní · fonace · metabolická (inhalace, detoxikace). Dýchání.
E N D
Funkce dýchacího systému • · příjem O2 • · výdej CO2(ABR) • · endokrinní (angiotenzin II) • · smyslová (čich) • · obranná (makrofágy, IgA) • · termoregulační • · fonace • · metabolická(inhalace, detoxikace)
Dýchání v klidových podmínkách 12-15krát za minutu objem vzduchu 450-500 ml 5-8 litrů vzduchu za minutu přes alveolokapilární membránu každou minutu přestoupí 250 ml O2 a 200 ml CO2 (cca 360 litrů O2 a cca 280 litrů CO2 denně) 300 miliónů alveolů, 70 – 100 m2
Objem [L] Dechové objemy a kapacity 6 5 4 3 2 1 0 TV=500 ml ERV = 1100 ml IRV = 3000 ml RV = 1200 ml (f)VC=5000 ml TLC = 5800 ml FRC = 2300 ml IC = 3500 ml
Respirační stavy Eupnoe: normální f a Vt Tachypnoe: zvýšená resp. frekvence Bradypnoe: snížená resp. frekvence Apnoe: zástava dechových pohybů Hyperventilace: zvýšená f a Vt, vyvolá hypokapnii Hypoventilace: snížená f a Vt, vyvolá hyperkapnii a hypoxii Hyperkapnie: zvýšení pCO2 a koncentrace CO2 ve vydechovaném vzduchu
Respirační stavy Dyspnoe: pocit nedostatku vzduchu • Hypoxie: snížení pO2v tkáních • Příčiny: • Hypoxie • Hypoventilace • Snížení perfuze plic (srdeční selhávání nebo tkání (obstrukce, anemie, srdce) • Intoxikace (nitráty, benzeny, kyanovodík) Asfyxie: dušení
trachea bronchiolus bronchus alveoly
okysličená krev odkysličená krev plicní venula plicní arteriola bronchiol alveoli kapiláry
Výměna plynů krev : plíce odkysličená krev CO2 45 mmHg O2 104 mmHg O2 40 mmHg CO2 40 mmHg CO2 40 mmHg O2 104 mmHg aorta: O2 95 mmHg
Výměna plynů tkáň : krev CO2 40 mmHg O2 104 mmHg O2 40 mmHg O2 CO2 46 mmHg CO2 CO2 45 mmHg CO2 45 mmHg odkysličená krev
Složení vzduchu Atmosféra Alveoly arterie 597 (78%) 569 569 N2 159 (21%) O2 104 98 0.3 (0.04%) C02 40 40 3.7 (cca 1%) H2O 47 47 760 mmHg Celkem 760 mmHg
Procesy spojené s dýcháním ventilace –výměna vzduchu mezi zevním prostředím a alveolárním vzduchem distribuce – vedení vzduchu systémem dýchacích cest až k plicím difúze - výměna plynů mezi krví a vzduchem přes alveolokapilární membránu perfúze – plicní cirkulace, specificky uzpůsobený systém průtoku krevními cévami pro přenos plynů
Dýchací svaly Inspirační: bránice externí interkostální m. sternocleidomastoideus m. serratus anterior mm. scaleni Exspirační: interní interkostální přímé abdominální svaly
Mechanika dýchání vzduch ven vzduch dovnitř hrudník nahoru a dopředu hrudník dolu a dozadu plíce expandují plíce se stahují Exspirium bránice nahoru Inspirium bránice dolu
Inspirace Respiračnícyklus Exspirace 2.0 Alveolární tlak [mmHg] 1.0 [mmHg] 0.0 -1.0 -2.0 Intrapleurální tlak [mmHg] Negativní intrapleurální tlak se při dýchání stává ještě více negativnější Tlaky (inptrapleurální, intrapulmonární, atmosferický) -3.0 -4.0 -5.0 -6.0 750 Objem vzduchu [ml] 500 [ml] 250
Elastické vlastnosti plic vzduch Plnění fyz. roz. plíce jsou pružný orgán, který má tendenci se smršťovat Elasticita (E) –elastický odpor plic, který při nádechu překonávají dýchací svaly Poddajnost (compliance C) popisuje, jaká velikost transpulmonálního tlaku (DP) je nutná pro změnu plicního objemu (DV). 100ml/cm H2O (dýchací pumpa) Povrchové napětí
Faktory ovlivňující elastické vlastnosti plic • Stavba plic – množství elastických vláken ubývá s věkem, snižuje se plicní poddajnost, roste reziduální objem • Povrchové napětí (síla, která má tendenci zmenšit povrch kapaliny) alveolů je snižováno surfaktantem
Plicní surfaktant Snižuje povrchové napětí vnitřku alveol fosfolipid + neutrální lipid (chol) + protein Tvoří se od 20. týdne gestace, plně funkční 36. týden (riziko rds <29.týden) Má význam pro udržení stability alveol Větší vliv v malých sklípcích Povrchové napětí vody: 70 dyn/cm alveol bez surf.: 30 dyn/cm alveol se surf.: 5-10 dyn/cm
r1 r2 Význam surfaktantu pro povrchové napětí Laplace P=2ST/r r1 > r2 p1 < p2 bez surfaktantu by se malé alveoly vyprázdnily do větších
Nosní dutina Anatomický mrtvý prostor Ústní dutina Farynx Larynx Trachea Tracheo-bronchiální strom až po respirační bronchioly cca 150 ml Bronchi Srdce Plíce Žebra Fyziologický mrtvý prostor neperfundovaná část plic
Difúze transport kyslíku a oxidu uhličitého alveolokapilární membránou. Velikost difúze je: · přímo úměrná difúzní ploše · přímo úměrná koncentračnímu gradientu – rozdílu parciálních tlaků plynů na obou stranách membrány · přímo úměrná difúzní konstantě – závisí na vlastnostech plynu (především na jeho rozpustnosti v prostředí – pro CO2 je asi 25x větší než pro O2) · nepřímo úměrná tloušťce membrány – vzdálenost, kterou musí plyn překonat
Difúzní kapacita plic je množství vzduchu ventilovaného při 1 mmHg tlakového gradientu během 1 min normální hodnota je: 21 ml/mmHg/min difúzní kapacita se zvětšuje při cvičení až na 65 ml/mmHg/min: dilatace bronchů a lepší perfuze plic
Transport CO2(40 ml/l krve) volně rozpuštěný v krvi (3 ml/l krvi, asi 7%) navázaný na Hb: karbaminohemoglobin (23%) ve formě bikarbonátů (70%)
Transport CO2 z tkání do krve Chloridový posun v ERY výměna bikarbonátu za chlorid
Transport O2(200 ml/l krve) volně rozpuštěný v krvi (3%) navázaný na hemoglobin: oxyhemoglobin vazba mezi Hb a O2 je volná když: vyšší teplota vyšší pCO2 nižší pH víc 2,3-difosfoglycerátu - silnější metabolizmus (produkt glykolýzy v ERY)
Plicní oběh · nutritivní oběh – slouží k výživě plicní tkáně, tvoří 1 - 2% minutového srdečního objemu, je součástí systémové cirkulace a přivádí do plic okysličenou krev · funkční oběh – je charakteristický nízkým tlakem a odporem v plicním cévním řečišti
Zóna 1: alveol. tlak > kapilární tlak a krev kapilárou neproteče Zóna 2: alveol. tlak < kapilární tlak (v diastole): intermitentní průtok Zóna 3: alveol. tlak < kapilární tlak: souvislý průtok Plicní hemodynamika
dýchání tekutiny • lze? ano, pokud dosáhneme pO2 v tekutině odpovídajícímu ve vzduchu, ale: • limitace: • viskozita tekutiny 50x vyšší než vzduchu – dechová práce neúměrně roste • vymytí surfaktantu (nemožnost následného dýchání vzduchu) • hromadění C02 - není u žaber, protože: • spotřeba O2 a tedy produkce CO2 u studenokrevných živočichů asi 5x nižší • v žábrech protiproudý výměník, tj. poměr ventilace/perfúze 20:1 (v plicích cca 1:1)