Funkcje oddechowe płuc:

Płuca odpowiedzialne są za wymiany gazów pomiędzy powietrzem i krwią przepływających przez sieć naczyń włosowatych otaczających pęcherzyki płucne. Płuca pobierają tlen ze środowiska i przekazują go przez krew do komórek z jednoczesnym odebraniem dwutlenku węgla z komórek do krwi i usunięciem go na zewnątrz.

Pozaoddechowe funkcje płuc:

· Filtracyjna – układ krzepnięcia i fibrynolizy

· Wpływa na przemiany enzymatyczne i hormono – humoralne (elastaza, inaktywacja: PG, NA, serotoniny, enkefalin, bradykinin, progesteronu)

· Wydzielnicza – surfaktant, EDRF, endotelina, PAF

· Metaboliczna – metabolizm leków: metoksyfluran, halotan 30%, izofluran 100%, fentanyl (30% pierwsze przejście), lidokaina, propranolol 75-35%

· Ochrona przed infekcjami

Anatomia funkcjonalna pluc:

Ukł. Odedchowy: płuca i drogi oddechowe oraz klatka piersiowa i wraz z mięśniami oddechowymi. Górny odcinek dróg oddechowych: jama nosowa, jama ustna, gardło, krtań. Dolny odcinek: tchawica, oskrzela główne.

JAMA NOSOWA
Jama nosowa to pierwszy odcinek dróg oddechowych. Podzielona jest na dwie części przegrodą nosa zbudowaną z kości oraz chrząstki. Wokół jamy nosowej znajdują się przestrzenie wypełnione powietrzem, tzw. zatoki oboczne nosa - często występują stany zapalne tych zatok. Od tyłu jama nosowa łączy się poprzez nozdrza tylne z jamą gardła. Wewnątrz wysłana jest silnie unaczynioną błoną śluzową pokrytą licznymi rzęskami - migawkami, w przedniej części błonę śluzową jamy nosowej pokrywają grube, krótkie włoski. W jamie nosowej możemy wyróżni okolicę węchową, w błonie śluzowej tej okolicy znajdują się zakończenia nerwów węchowych. Powietrze, które przechodzi przez jamę nosową, zostaje:
- oczyszczone z kurzu dzięki śluzowi, rzęskom i włoskom pokrywającym tę jamę;
- ogrzane;
- nawilżone.
GARDŁO
Gardło jest odcinkiem, w którym krzyżują się drogi oddechowe i pokarmowe. Jama gardła dzieli się na 3 części:
- górną - nosową , która łączy się z jamą nosową; w bocznej ścianie części nosowej gardła po obu stronach znajdują się otwory - ujścia trąbek słuchowych;
- środkową - ustną, leżącą bezpośrednio za jamą ustną;
- dolną - krtaniową, w której znajduje się wejście do krtani.
KRTAŃ
Jest to narząd położony między gardłem a tchawicą. Zbudowana jest z 9 chrząstek, połączonych ze sobą więzadłami i mięśniami, które służą do unoszenia i opuszczania krtani. Jedna z chrząstek - nagłośnia - zamyka wejście do krtani w czasie połykania pokarmu. W ten sposób drogi oddechowe są zabezpieczone przed niepożądanym wyniknięciem cząstek pokarmowych. Wnętrze krtani jest wysłane nabłonkiem z ruchomymi rzęskami. Rzęski poruszają się w kierunku gardła, usuwając pyły lub inne zanieczyszczenia, dostające się do krtani wraz z wdychanym powietrzem. Krtań jest narządem głosotwórczym. Wewnątrz krtani pomiędzy chrząstkami są rozpięte tzw. fałdy głosowe, które ograniczają przestrzeń, zwaną głośnią. Jest to właściwy aparat głosowy. Dolne fałdy głosowe są zwane strunami głosowymi. Fałdy głosowe mogą się przemieszczać względem siebie dzięki odpowiednim mięśniom, powodując powiększanie lub zwężanie szpary głośni.
Szpara głośni może by szeroka, wtedy przechodzące przez nią powietrze nie powoduje powstawania żadnego dźwięku. Przy wąskiej wycieśnionej szparze głosowej, przechodzące przez nią powietrze wywołuje drgania strun głosowych i powstawanie dźwięku. Wysokość dźwięku zależy od stanu napięcia strun głosowych, natężenia zaś dźwięku - od szybkości przepływającego przez szparę głosową powietrza.
TCHAWICA
Ma kształt rury o dużej sprężystości, długości około 10-13cm. Od góry połączona jest z krtanią, u dołu przechodzi w dwa oskrzela. Ściana tchawicy zbudowana jest z chrzęstnych pierścieni połączonych ze sobą za pomocą więzadeł. Każda chrząstka ma kształt podkowy. Tchawica wewnątrz jest wysłana błoną śluzową pokrytą nabłonkiem z rzęskami. Śluz wydzielany przez gruczoły śluzowe oraz falujące ruchy rzęsek ułatwiają wychwytywanie wdychanych wraz z powietrzem drobin pyłów, które usuwane są z dróg oddechowych w czasie odruchu kaszlu.
OSKRZELA
Są naturalnym przedłużeniem tchawicy. Zbudowane podobnie jak tchawica z podkowiastych chrząstek, połączonych ze sobą więzadłami, wysłane nabłonkiem z ruchomymi rzęskami. Oskrzela główne rozgałęziają się na oskrzela o mniejszej średnicy, które dają początek jeszcze węższym oskrzelikom. Najdrobniejsze z oskrzelików zakończone są pęcherzykami płucnymi. W ścianach oskrzelików nie występują chrząstki. System rozgałęzień każdego z oskrzeli głównych tworzy tzw. drzewo oskrzelowe doprowadzające powietrze do każdego z płuc. Podstawowe zadania tchawicy i oskrzeli to:
- transport powietrza do płuc;
- ogrzewanie i nawilżanie tego powietrza;
- oczyszczanie powietrza z ciał obcych.
PŁUCA
Płuca są narządem parzystym o gąbczastej strukturze, leżącym wewnątrz klatki piersiowej. Mają kształt zbliżony do spłaszczonych stożków. Płuco lewe - w związku z ułożeniem serca - jest nieco mniejsze od prawego.
Płuca są pokryte cienką, błyszczącą błoną, tzw. opłucną, której wilgotna powierzchnia ułatwia ruch płuc w czasie oddechu, nie pozwalając na tarcie ścian. Zbudowane są z milionów pęcherzyków płucnych. Każdy pęcherzyk jest opleciony gęstą siecią naczyń krwionośnych włosowatych. W pęcherzykach płucnych odbywa się wymiana gazowa między wypełniającym je powietrzem a krwią. Przenikanie gazów przez ściany pęcherzyków płucnych jest możliwe, gdyż składają się one z pojedynczej warstwy komórek. Płuca są narządem parzystym o gąbczastej strukturze;
• Leżą wewnątrz klatki pierzowej;
• Mają kształt zbliżony do spłaszczonych stożków.
Płuco lewe jest nieco mniejsze od prawego w związku z ułożeniem serca.
• Pokryte są cienką, błyszczącą błoną tzw. Opłucną, której wilgotna powierzchnia ułatwia ruch płuc w czasie oddechu, nie pozwalając na tarcie ścian;
• Zbudowane są z milionów pęcherzyków płucnych, z których każdy opleciony jest gęstą siecią naczyń krwionośnych włosowatych. W pęcherzykach płucnych odbywa się wymiana gazowa między wypełniającym je powietrzem a krwią. Przenikanie gazów przez ściany pęcherzyków płucnych jest możliwe, gdyż składają się one z pojedynczej warstwy komórek.

Wyodrębnia się trzy strefy ukł. oddechowego o odmiennych funkcjach:

- Strefa przewodząca- górne drogi oddechowe i pierwsze 16 rozgałęzień; powietrze transportowane do kolejnych odcinków ukł. Odd; nie zachodzi wymiana gazowa; powietrze ulega ogrzaniu, nawilżeniu i oczyszczeniu

- strefa przejściowa- kolejne rozgałęzienia oskrzeli od 17 do 20 generacji; dalsze nawilżanie, ogrzanie, oczyszczenie; częściowa wymiana gazowa

- strefa oddechowa- przewody pęcherzykowe od 20 generacji i pęcherzyki płucne; największa wymiana w pęcherzykach oplecionych naczyniami włosowatymi; wymiana zachodzi zgodnie z gradientem ciśnień parcjalnych gazów oddechowych – tlen dyfunduje z powietrza zawartego w pęcherzykach płucnych do krwi, co2 przeciwnie

Jama opłucnej

Wewnętrzna powierzchnia klatki piersiowej i zewnętrzna powierzchnia płuc pokryte są błonami surowiczymi zwanymi opłucnymi. Przylegają one do siebie a wąska przestrzeń między nimi stanowi jamę opłucnej. Wypełnia ją niewielka ilość płynu opłucnowgo:

-ślizganie się powierzchni obu opłucnych względem siebie ->zmniejszenie siły tarcia podczas ruchów oddechowych

-przyleganie obu opłucnych dzięki siłom koherezji ->podążanie tkanki płucnej za ruchami klatki piersiowej

W jamie występuje ciśnienie rozciągające tkankę plucną. W rozciągniętej tk.pł. występują siły retrakcji powodujące jej zapadanie się. Przeciwstawne działanie sił retrakcji i sprężystości klatki piersiowej powoduje wytworzenie ciśnienia w jamie opłucnej.

W jamie opłucnej nie występuje powietrze w warunkach fizjologicznych, w warunkach patologicznych jeśli występuje – odma opłucnowa.

Mechanika oddychania związana jest z rytmicznymi zmianami wymiarów klatki piersiowej, ze sprężystością zmianami wymiarów klatki piersiowej, ze sprężystością płuc, określoną rolą opłucnej oraz zmieniającym się w kolejnych fazach oddychania ciśnieniem powietrza w jamie klatki piersiowej, w jamie opłucnowej oraz miąższu płucnym. Wentylacja płuc to proces przepływu powietrza przez płuca. Jest możliwy dzieki ruchom klatki piersiowej w fazie wdechu i wydechu.
Wdech jest fazą czynną, powstaje w wyniku skurczu mięśni wdechowych. Ich skurcz powoduje zwiększenie objętości klatki piersiowej w 3 wymiarach: górno-dolnym, poprzecznym, przednio-tylnym. W konsekwencji maleje ciśnienie w jamie opłucnej. Powoduje to zwiększenie objętości tkanki płucnej, powiększenie objętości pęcherzyków płucnych, spadek ciśnienia wewnątrz pęcherzykowgo. Spadek ten wytwarza gradient ciśnien między pęcherzykami a atmosferą skierowany w stronę pęcherzyków. Gdy osiągnie odpowiedni poziom następuje ruch powietrza. Ustaje gdy wyrówna się ciśnienie.

Spokojny wydech jest fazą bierną. Następuje w wyniku rozkurczu mięśni wdechowych. Wymiary klatki piersiowej ulegają zmniejszeniu i powracają do wartości spoczynkowych. Zwiększa się ciśnienie w jamie opłucnej , tkanka płucna zmniejsza swoją objętość ->zwiększenie ciśnienia w pęcherzykach płucnych. Wytwarza Si ę gradient ciśnień skierowany z pęcherzyków do atmosfery ->ruch powietrza z pęcherzyków do atmosfery. Trwa do momentu wyrównania ciśnień.

Pojemność płuc (objętość):
- Objętość oddechowa – il. Wdychanego i wydychanego powietrza w czasie spokojnego oddechu – ok. 500cm3
- Objętość dopełniająca – dodatkowa ilość powietrz, którą można pobrać przy maksymalnym wdechu - ok. 2500cm3
- Objętość zapasowa – ilość powietrza, którą można usunąć z pęcherzyków przy maksymalnie pogłębionym wydechu ok. 1200cm3
- Objętość zalegająca – ilość powietrza, która zalega w pęcherzykach nawet przy maksymalnym wydechu wynosi ok. 1200cm3
- Całkowita pojemność płuc wynosi 5400cm3 - to cała objętość powietrza zawartego w płucach. Dzieli się ją na:
a). pojemność wdechową, którą określa pojemność powietrza wciąganego do płuc w czasie najgłębszego wdechu, po spokojnym wydechu.
b). pojemność zalegającą czynnościową - pojemność powietrza pozostająca w płucach przy spokojnym wydechu

SPIROMETRIA
Oznacza pomiar oddychania. Podczas badania spirometrycznego  mierzy się pojemność płuc, czyli objętość powietrza jaką można nabrać podczas najgłębszego wdechu lub wydychając z płuc podczas najsilniejszego wydechu. Drugą cechą płuc badaną podczas spirometrii jest szybkość wydechu czyli maksymalna objętość powietrza jaką badany wydycha podczas pierwszej sekundy gwałtownego wydechu.Wykonując spirometrię można zbadać czy pojemność płuc jest taka jakiej się można spodziewać w danym wieku czy lepsza np. jeśli uprawiało się sport. Może być też sytuacja odwrotna. Badanie spirometryczne może wykazać, że rezerwy płucne są mniejsze niż spodziewane. Inaczej mówiąc płuca są starsze niż wiek kalendarzowy.  Główną przyczyną przedwczesnego starzenia się płuc jest dym tytoniowy. Tylko u co czwartego palacza papierosów dym tytoniowy powoduje przedwczesne starzenie się płuc.

Spirometria- rodzaje objętości::

- Vt- objętośc oddechowa: ilość powietrza wprowadzana do układu oddechowego w czasie spokojnego oddychania (Vt= 500ml)

-IRV- zapasowa objętość wdechowa: ilość powietrza wprowadzana do ukl. Oddech. Podczas maks. Wdechu wykonyw. Z poziomu spokojnego wdechu (IRV=3300 ml)

-ERV- zapasowa objętość wydechowa: ilość powietrza usuwana z ukł. oddech. Podczas maks. Wydechu wykon. Z poziomu spokojnego wydechu (ERV=1000ml)

-RV- objętość zalegająca: ilość powietrza pozostająca w płucach na szczycie maks. Wydechu (RV= 1200ml)

Pojemność- FRC- czynnościowa pojemność zalegająja: ilość powietrza pozostająca w plucahc na szczycie spokojnego wydechu (FRC= 2200ml)

Wentylacja – I etap oddychania, odruchowe usuwanie powietrza z płuc przez wydech i napełnianie ich przez wdech. Zmiany objętości płuc zapewniające wymianę gazów między przestrzenią pęcherzykową a otoczeniem.
Także ilość powietrza wchodząca do płuc i wychodząca z nich w jednostce czasu (wentylacja płuc wynosi u dorosłego człowieka średnio 6- na min). Dla określenia wymiany gazów większe znaczenie ma wentylacja pęcherzyków płucnych. Wentylacja poszczególnych obszarów płuc jest nierównomierna, a przeplyw powietrza jest wiekszy w częściach dolnych, przypodstawnych pluc niż w częściach szczytowych.Tym samym podczas wdechu pęcherzyki przypodstawne bardziej zwiększają swoją objętość niż pęcherzyki szczytowe płuc.

Etapy wentylacji:

1. Wdech

   1. Skurcz przepony

   2. Skurcz mięśni międzyżebrowych

   3. Uniesienie żeber ku górze i na boki, a także uniesienie się mostka

   4. Spadek ciśnienia w pęcherzykach płucnych, w skutek czego do płuc przedostaje się powietrze z otoczenia

2. Wydech

   1. Rozkurcz przepony

   2. Rozkurcz mięśni międzyżebrowych

   3. Opadnięcie klatki piersiowej pod wpływem własnego ciężaru

   4. Opadnięcie mięśni brzusznych

Krążenie płucne, krążenie małe -część układu krążenia obejmująca: prawy przedsionek serca, prawą komorę serca, pień płucny, tętnice płucne i żyły płucne (prowadzące krew do lewego przedsionka serca). W krążeniu płucnym (małym), odwrotnie niż w krążeniu dużym, tętnice prowadzą krew odtlenowaną, a żyły krew utlenowaną. Krążenie płucne ma swój początek w prawej komorze, kończy się natomiast w lewym przedsionku. Pień płucny uchodząc z prawej komory, ulega podziałowi na dwie tętnice płucne tworzące sieć naczyń oplatających pęcherzyki płucne. W obrębie naczyń włosowatych płuc zachodzi wymiana gazowa, której efektem jest utlenowanie krwi żylnej dopływającej do płuc. Z kapilar płucnych krew spływa do systemu naczyń żylnych, które łączą się w najczęściej cztery duże żyły płucne. Te ostatnie uchodzą ostatecznie do lewego przedsionka.

Stosunek przepływu krwi do wentylacji płuc- Wentylacja i perfuzja nie zachodzą w płucach równomiernie.

Wentylacja poszczególnych obszarów płuc jest nierównomierna, a przeplyw powietrza jest wiekszy w częściach dolnych, przypodstawnych pluc niż w częściach szczytowych.Tym samym podczas wdechu pęcherzyki przypodstawne bardziej zwiększają swoją objętość niż pęcherzyki szczytowe płuc. Przepływ krwi w częściach trzyszczytowych jest znacznie mniejszy niż w częściach dolnych, przypodstawnych płuc. Zw. Jest to z w pływem sily grawitacji, która powoduje przesunięcie większej ilości krwi do naczyn krwionośnych dolnych partii pluc niż do naczyn zlokaliz. W szczytach płuc. Warunkiem optymalnej wymiany gazów oddechowych jest takie dostosowanie procesów wentylacji płuc i przepływu krwi w kapilarach płucnych aby stosunek wentylacji pęcherzykowej do przepływu krwi w naczyniach krwionośnych pluc był zbliżony do 1. W pozycji stojącej i/lub siedzącej występuje zarówno nierównomierność wentylacji jak i perfuzji poszcz. Obszarów płuc. Oba te procesy SA najintensywniejsze w przypodstawnych częściach płuc, ale przepływ krwi jest znacznie intensywniejszy niż wentylacja, której przebieg zmienia się w stosunkowo niewielkim stopniu. W częściach przyszczytowych płuc istnieje przewaga wentylacji nad przepływem płucnym i część powietrza doprowadzanego do pęcherzyków w szczytach płuc nie uczestniczy w wymianie gazowej, w dolnych częściach płuc przeplyw krwi ma przewagę nad wentylacja pecherzykową, co powoduje ze część krwi przepływając ej przez naczynia włosowate oplatające te pęcherzyki jie uczestniczy w wymianie gazowej.

Dyfuzja gazów w płucach zachodzi w pęcherzykach płucnych wymiana gazów pomiędzy powietrzem i krwią przepływającą przez sieć naczyń włosowatych otaczających pęcherzyki. Dyfuzja tlenu odbywa się z pęcherzyków w kierunku krwi, natomiast tlenku węgla(IV) – odwrotnie. Cząsteczka tlenu, aby dostać się z obszaru pęcherzyka płucnego do cząsteczki hemoglobiny w erytrocycie, musi przenikać przez warstwę surfaktantu, komórki nabłonka oddechowego pęcherzyka, przez płyn międzykomórkowy miąższu płucnego, śródbłonek naczyniowy włośniczki płucnej, osocze, w którym zawieszone są krwinki i błonę komórkową erytrocytu. Dyfuzja gazów oddechowych zachodzi zgodnie z gradientem ciśnień cząsteczkowych tych gazów w poprzek błony pęcherzykowo- kapilarnej. Cząsteczki tlenu dyfundują ze światła pęcherzyka do krwi, czyli z obszaru o wyższym ciśnieniu do obszaru o niższym cisnieniu.
Podobną drogę, tylko w kierunku odwrotnym, ma do przebycia tlenek węgla(IV) czyli z osocza krwi przepływającej przez naczynia kapilarne (otaczajace pęcherzyki) do swiatła pęcherzyków płucnych. Czynnikiem, który szczególnie wpływa na szybkość dyfuzji gazów w powyższych warunkach, jest różnica ich stężeń, względnie ciśnień cząstkowych (parcjalnych) w obu środowiskach. Dyfuzja gazów w płucach jest podstawowym elementem wymiany gazowej ustroju z otoczeniem. Zablokowanie dyfuzji prowadzi do śmierci wskutek uduszenia (surfaktant).Powierzchnia wymiany wynosi od 70 do natomiast ilość powietrza docierająca do pęcherzyków w trakcie wdechu to 450 ml. Gazy oddechowe dyfundują w płucach przez tzw. błonę dyfuzyjną utworzoną z: surfaktantu, pneumocytów, błony podstawnej pęcherzyków płucnych, błony podstawnej naczynia włosowatego, śródbłonka naczyń włosowatych. Błona dyfuzyjna ma grubość około 0,5 μm.
Dyfuzja gazów w tkankach

Dyfuzja gazów w tkankach – krew tętnicza dopływająca do tkanek ma większą prężność tlenu i mniejszą prężność dwutlenku węgla w porównaniu z odpływającą krwią żylną. Zgodnie z gradientem ciśnień tlen zgromadzony w erytrocytach przenika do komórek, dwutlenek węgla zaś w kierunku przeciwnym - z komórek do osocza. Cząsteczki tlenu dyfundują przez błonę komórkową krwinek czerwonych do osocza, następnie przez ścianę naczyń włosowatych do płynu międzykomórkowego i w końcu przedostają się do komórek.
W zależności od intensywności metabolizmu występują duże różnice w prężności tlenu w poszczególnych tkankach. W tkankach o intensywnym metabolizmie prężność tlenu w komórkach jest mała i jednocześnie te tkanki zużywają więcej tlenu. Dlatego też krew z nich odpływająca zawiera mniej tlenu i więcej dwutlenku węgla. Stopień zużycia tlenu określa się tzw. różnicą tętniczo-żylną w zawartości tlenu. W okresie aktywności ruchowej zwiększa się pojemność minutowa serca i wentylacja minutowa płuc, co ma na celu zapewnienie mięśniom wystarczającej ilość tlenu do pracy. W trakcie wysiłku fizycznego zużycie tlenu przez organizm może zwiększyć się kilkakrotnie.

Transport gazów oddechowych:
Transport tlenu:
- ok. 3% tlenu, który dostaje się do krwi fizycznie rozpuszcza się w osoczu
- ok. 97% tlenu transportowane jest w erytrocytach w połączeniu z hemoglobiną powstaje tzw. oksyhemoglobina. Cząsteczka hemoglobiny składa się z czterech połączonych ze sobą łańcuchów białkowych dwa α (alfa) i dwa β (beta). Każdy z łańcuchów białkowych jest z cząsteczką związku organicznego zwanego henem (hem)
W środku cząsteczki hemu znajduje się atom żelaza dwu wartościowego Fe2+, który przyłącza nietrwale jedną cząsteczkę tlenu, nie zmieniając przy tym swojej wartościowości.
Transport CO2
- Ok. 10% dwutlenku węgla rozpuszcza się w osoczu
- Ok. 20% dwutlenku węgla transportowane jest w połączeniu z białkami osocza i z białkową częścią hemoglobiny.
- Ok. 70% dwutlenku węgla transportowane jest w osoczu w formie jonów wodorowęglanowych HCO3-, które powstają w erytrocytach z H2O i CO2
Regulacja oddychania

Kompleks oddechowy pnia mozzgu odgrywa zasadnjkiczą rolę w generowaniu rytmu oddechowego, an amodulowanie aktywności tego kompleksu mają wpływ impulsy nerwowe docierające z :

- ukl. Siatkowatego wstępującego pobudzającego

- chemoreceptorow tętniczych

- obszarow chemowrażliwych mózgu

- receptorów obszaru płucnego

RAS- zwiększa się w stanie pobudzenia emocjalnego oraz w stanie czuwania, powoduje nasilenie aktywności kompleksu, zwiększając częstość oddychania; podczas snu aktywność ukł. maleje- zwolnienie częstości oddychania

Chemoreceptory ternicze- w klebkach szyjnych i aortalnych, duży p[przepływ krwi i duże zużyciue o2, są wrażliwe na:

-zmniejszenie prężności o2 we krwi tętniczwej

- wzrost prężności cvo2 we krwi tętniczej

- wzrost stężenia jonów wodoru we krwi tętniczej

Obszary chemowrazliwe mózgu- brzuszna powierzchnia opuszki mózgu- wrażliwe na zmiany stężenia jonów wodoru w plynie mózgowo-rdzeniowym.

Receptory obszaru płucnego:

- receptory SAR- okolicde mięśni gładkich dróg oddechowych, bodźcem pobudzającym jest jest ich rozciąganie, czyli wzrost objętości płuc, a także czynniki kurczące mięśnie oskrzeli- histamina i serotonina-> skrócenie czasu wdechu, dodatkowy efekt przyspieszenie rytmu serca

- receptory RAR- drogi oddechowe pod błoną śluzową, bodziec pobudzający- zmniejszenie objętości pluc w fazie wydechu lub gwałtowne, nadmierne rozciągnięcie płuc w czasie wdechu, dodatkowe pobudzenie przez czynniki drażniące- pyły, dym tytoniowy-> pogłębienie i zwiększenie czestości oddechów, zwężenie oskrzeli

- receptory - tkanka plucna pomiędzy pneumocytami a naczyniami włosowatymi, bodziec pobudzający- zwiększenie przestrzeni zewnątrz kom. W plucach w następstwie zwiększenia ciśnienia w tetnicy płucnej-> splycenie i zwiększenie częstości oddechów, dodatkowo- rozszerzenie naczyn krwionośnych, obniżenie ciśnienia tętniczego, zm,niemszenie napięcia mięśni szkieletowych

- receptory C- tchawica, drzewo oskrzelowe, bodziec pobudzający- subst. Chemiczne- serotonina, histamina-> splycenie oddechu, dodatkowo biorą one udziła w odruchach obronnych- kaszel i kichanie.

NERKI

Funkcje nerek:

*utrzymanie stałej obj. Płynów ustrojowych a w pierwszej kolejności płynu zewnątrzkom w tym osocza.

*Utrzymanie stałej osmolarnośc płynów ustrojowych z uwzględ. szczególnie gospodarki solami sodu, potasu i wapnia

*Oszczędzanie zasad, a wydalanie nadmiaru kwasów. W tym zakresie nerka jako głowny narząd utrzymuje równowagę kwasowo-zas. Org

*Regulacja składu substancji Org. i nieorganicznych w org

*Wydalanie produktów końcowych metabolizmu, które są zbędne lub szkodliwe (np. kwas moczowy, mocznik, kreatynina)

*Produkowanie subst. Hormonalnie czynnych jak: erytropoetyna, renina czy bradykinina

*Przekształcenie 25 hydroksywitaminy D3 do 1.25 – dihydroksywitaminy D3

*Produkcją epidermalnego czynnika wzrostu (EGF). Jest to jedno z ważniejszych źródeł produkcji tego peptydu.

* W przewlekłym stanie głodzenia pobudzenie glukoneogenezy

*Procesy detoksykacyjne (np. kwasu benzoesowego)

Budowa nerki:

Parzysty narząd, o kształcie fasoli połozony zaotrzewnowo po obu stronach kręgosłupa. Otavcza je torebka włóknista. Od strony przyśrodkowej do wnęki nerki wnika moczowód przechodzący w miedniczkę i trzy kielichy do których uchodzą brodawki nerkowe. Wyrózniamy korę i rdzeń nerki zbudowany z 8-18 piramid, których szczyty stanowią brodawki uchodzące do kielichów. W korze znajdują sie ciałka nerkowe Malpighiego, w których odbywa sie filtracja. Podstawowym składnikiem rdzenia są kanaliki nerkowe. Jednostka czynnościowa w nerce jest nefron. W każdej nerce znajduje sie około 1 mln nefronów. Nefrony działają jednocześnie choć każdy z nich pełni swoje funkcje niezależnie. Nefron składa sie ze splotu naczyń włosowatych, zwanych kłębkiem nerkowym, otoczonych torebka Bowmana (kłębek nerkowy i torebka Bowmana tworzą ciałko nerkowe Malpighiego) oraz z kanalików nerkowych. Nefron: kłębuszek nerkowy i kanalik nerkowy.

Kłębuszek nerkowy ma około 200 mikrometrów średnicy. Składa się z sieci na-czyń włosowatych, powstałych z podziału tętniczki doprowadzającej, które następnie łączą się ponownie, tworząc tętniczkę odprowadzającą oraz torebki kłębuszka nerkowego (torebki Bowmana). W kłębuszku nerkowym wyróżnia się biegun naczyniowy (miejsce, gdzie wnika tętniczka doprowadzająca i wychodzi tętniczka odprowadzająca) oraz biegun moczowy, gdzie kłębuszek łączy się z cewką bliższą.
Kanalik nerkowy: kanalik bliższy, petla henlego- gł. regulacja wydalania NaCl, sklada się z ramię zstępujące i ramię wstępujące,które przechodzi w kanalik dalszy- zwrotne wchłanianie NaCl-> cewka zbiorcza, która zbiera mocz, przechodzi ona przez istotę rdzenną i uchodzi na szczycie piramidy nerkowej.

W nerkach autoregulacji podlegają 3 parametry

1 ciśnienie w układzie naczyniowym nerek

2 przepływ krwi

3 filtracja kłębuszkowa

Filtracja kłębuszkowa

Pierwszy etap powstawania moczu; w wyniku filtracji powstaje w ciągu doby ok. moczu pierwotnego, który, przepływając przez kanaliki nerkowe, ulega zagęszczeniu do ok. 1,5 l/dobę moczu ostatecznego. filtracja krwi w kłębuszku zachodzi dzięki różnicy w ciśnieniu pomiędzy krwią tętnicza a płynem w torebce Bowmana. Wysokie ciśnienie krwi w naczyniach włosowatych kłębuszka wzmaga ultrafiltrację, zas obniżone ciśnienie zmniejsza. Przesącz kłębuszkowy zawiera takie same składniki jak osocze krwi. Przesączanie kłębkowe jest funkcją przepuszczalności błony filtracyjnej kłębków, ciśnienia osmotycznego białek osocza, wewnątrzkłębkowego ciśnienia hydrostatycznego i ciśnienia krwi w naczyniach doprowadzających krew do kłębka. Polega ono na przechodzeniu wody osocza i wszystkich substancji w niej rozpuszczonych (z wyjątkiem większości białek) z włośniczek, poprzez trójwarstwową błonę filtracyjną, do światła torebki kłębuszka nerkowego (torebki Bowmana). We wszystkich kłębuszkach nerkowych powstaje w ciągu doby około przesączu (moczu pierwotnego). Przesącz zbierany w torebce kłębuszka przechodzi do światła cewek nerkowych, gdzie zachodzi wchłanianie zwrotne (reabsorbcja), będąca drugim - po filtracji kłębuszkowej - procesem (regulowanym przez niektóre hormony i enzymy) przebiegającym na wielką skalę. Podlega mu około 98-99% moczu pierwotnego. Wchłanianiu temu ulega m.in. około wody, chlorku sodu i glukozy. Czynniki wywierające wpływ na przesączanie kłębuszkowe

- ciśnienie tętnicze krwi

- przepływ krwi przez kłębuszki nerek

- stan skurczu tetniczek odprow. I doprowadz. Kłębuszków

- stężenie białek osocza

- aktywność ukł. współczulnego

- ciśnienie w drogach moczowych

Krążenie nerkowe- przepływ krwi w nerkach

Do kłębuszków nerkowych krew dopływa poprzez tętniczki doprowadzające a odpływa przez tętniczki odprowadzające. Ciśnienie w naczyniach kłębuszka jest wyższe niż w naczyniach włosowatych innych narządów i wynosi średnio 6 kPa. Skurcz błony mięśniowej tętnic zmniejsza przepływ krwi przez nerki i przez naczynia kłębuszków nerkowych. Przepływ krwi przez naczynia kłębuszków zależy również od przekaźników chemicznych i hormonów dopływających z krwią tętniczą do kłębuszków. Hormony i przekaźniki działają na komórki mezangium, które kurcząc się zmniejszają przepływ krwi przez naczynia włosowate. Komórki mezangium kurczą się pod wpływem: noradrenaliny, hormonów peptydowych, eikozanoidów.

Nerka unaczyniona jest przez tętnicę nerkową odchodzącą od aorty. tętniczki doprowadzające, które rozgałęziają się w kłębuszek nerkowy, na poziomie którego zachodzi filtracja. Z kłębuszka krew odprowadzana jest przez tętniczkę odprowadzającą (sieć – tętnicza) , która dopiero teraz rozgałęzia się w naczynia włosowate odżywiające miąższ nerki. Krew żylna wraca żyłami nerkowymi do żyły głównej dolnej. Przepływ nerkowy wynosi 1250 mm/min, co stanowi 25% pojemności minutowej serca (przepływ przez korę nerki jest większy niż przez rdzeń). Zużycie tlenu przez nerkę wynosi 18 ml/min. Zużycie tlenu przez korę wynosi 9 ml/100 g/min a przez rdzeń 0,4 ml/100g/min. Skurcz tętniczki doprowadz. Kłebusszka powoduje zmniejszenie nerkowego przepływu krwi i filtracji kłębuszkowej; przeciwnie oddziałuje rozszerzenie tętniczki doprowadz.. Skurcz tetniczek odprowadz. zmniejsza przepływ krwi ale zwiększa filtrację klębuszkową. Skurcz naczyń nerkowych i zmniejszenie przepływu krwi i filtracji powoduje adrenalina, noradrenalina, przeciwnie działają prostaglandyny.

Wytwarzanie moczu

Jedną z podst. Funkcji nerek jest wytwarzanie moczu. Powstaje on w wyniku filtracji osocza w kłębuszku nerkowym, wywołanej różnicą pomiędzy ciśnieniem hydrost. Panującym w kapilarach kłębuszka a cisnieniem wewnątrztorebk.. W ten sposób powstaje 180 l moczu pierwotnego- pramoczu, z którego nastepnie podczas przechodzenia przez kanalik nerkowy jest re absorbowana woda oraz wchłaniane lub wydzielane rożne subst. ( sód, potas, mocznik, kreatynina, glukoza, chlorki, fosforany, aminokwasy, jon wodoru, Amo niak, białka) 99% pramoczu ulega zwrotnemu wchłanianiu w kanalikach, 15 jest wydalany w postaci moczu.

Wchłanianie zwrotne w nerkach

Drugi etap tworzenia się moczu. Polega ona na ponownym wchłanianiu wody, jonów niektórych pierwiastków i innych składników odżywczych zawartch w moczu pierwotnym. Znajdującym się w świetle kanalika do jego Komorek nabłonkowych, następnie do krwi. Zachodzi w kanalikach nerkowych.

Zbierany przesącz w torebce Bowmanna jest transportowany do kanalika proksymalnego jako tzw. mocz pierwotny. Tutaj 50-75% przesączu ulega resorpcji zwrotnej czyli wchłanianiu zwrotnemu. Wchłaniane są tu miedzy innymi glukoza, aminokwasy, niektóre białka, woda, mocznik, jony sodu, chloru, wapnia i fosforanów, potasu, witaminy. Wydzielane (sekrecja) do światła kanalika są :leki i pewne barwniki. Część z nich przemieszcza się na zasadzie dyfuzji ( woda, mocznik, kreatynina, jony chloru i węglowodorowe) część w sposób aktywny (z moczu pierwotnego do osocza: aminokwasy, glukoza, kreatyna, kwas askorbinowy, ciała ketonowe, jony sodu, potasu, fosforanowe i siarczanowe).

Wydzielanie kanalikowe

Zachodzi w kanlaikch nerkowych, inaczej sekrecja, polega na przenikaniu z krwi przez komórki nabłonkowe do światla kanalika, a nastepnie do moczu np. potasu i cial azotowych. Do moczu przepływającego przez kanaliki nerkowe wydzielane są zarówno jony, jak i cząsteczki związków nie dysocjujących. Przez komórki nabłonka wydzielane są m.in. jony H+ , K+, aniony organiczne pochodzenia endogennego oraz wiele substancji egzogennych, takich jak: penicylina. Wydzielanie do światła kanalików nerkowych odbywa się na zasadzie biernego wydzielania, czyli dyfuzji zgodnie z gradientem, oraz aktywnego wydzielania. Bierne wydzielanie dotyczy słabych zasad (np. soli amonowych) i słabych kwasów (np. kwasu salicylowego).    Czynne wydzielanie jest związane z nakładem energii.

Sód- przefiltrowany ulega w 70% zwrotnemu wchłanianiu w kanaliku bliższym, 20%- reaborbcja w w ramieniu wstępującym petli henlego, 2-55%- w dalszym kanaliku kretym, 1-25%- korowa ki rdzeniowa czesc kanalika zbiorczego. 170 mmol sodu na dobe- wydalana przez nerki.

Potas- 70 mmol wydalane z moczem, w kłębuszku nerkowym jon potasu całkowicie przesaczany do pramorzu-> reabsorbcja przez transport bierny w kanaliku bliższym oraz czynnie w ramieniu wstepującym pętli henlego i w niewielkich ilościach w kanliku dalszym i zbiorczym.

Wapń- wydalanie wapnia z moczem zależy od jego zapasów w Lorg., nie przekracza 5 mmol/24h, 60%- reabsorbcja w kanaliku bliższym, wchłanianie wapnia zw. Z reabsorbcja sodu oraz wody, nie wymaga energii.

Fosforany- przesaczane w całości przez kłębuszki- 95% do moczu pierwotnego, ulegaja zwrotnemu wchłanianiu, gł. w kanalikach bliższych. Ich wydalanie zwiększa dieta bogato fosforanowa.

Aminokwasy- filtrowane przez kłębuszki,-> wchłaniane zwrotnie prawie w całości 97% w kanaliku bliższym

Kwas moczowy- wydalanie 3-5mmol/ 24h gł. przez nerki, filtracja w kłębuszkach do pramorzu-> reabsorbcja w części kretej kanalika bliższego.

Mocznik- wydalany 75ml/min

Gluzkoza- filtracja kłębuszkowa, wchłanianie zwrotne w kanaliku bliższym.

Mechanizmy zagęszczania i rozcieńczania moczu

W cewkach nerkowych zachodzi również bardzo istotne zjawisko, jakim jest zagęszczanie i rozcieńczanie moczu. Możliwe jest ono na skutek charakterystycznego anatomicznego układu pętli nefronu, naczyń prostych i leżących w ich sąsiedztwie cewek zbiorczych, a także różnej zdolności przepuszczania wody w poszczególnych częściach cewki nerkowej (ramię wstępujące pętli Henlego jest nieprzepuszczalne dla wody, zaś przepuszczalność cewki dystalnej i zbiorczej zależy od aktywności hormonu antydiuretycznego - ADH). Istotną rolę w zagęszczaniu moczu odgrywa również recyrkulacja mocznika i wynikająca z niej zmiana stężenia mocznika w poszczególnych strukturach nerki. Zagęszczanie moczu

Nerki regulują objętość płynów ustrojowych. Jeśli wzrasta ilość wydalanej wody innymi drogami jak, poprzez mocz to zmniejsza sie jego ilość. Pod wpływem wazopresyny ściana kanalika dalszego i zbiorczego staje sie przepuszczalna dla wody która ulega wchłanianiu zwrotnemu. Przy prawidłowym stężeniu we krwi glukoza przesączu kłębkowego jest całkowicie wchłaniana w kanalikach. W przypadku nadmiaru we krwi pojawia sie ona w moczu. Wchłanianiu zwrotnemu ulegają liczne substancje takie jak: aminokwasy, witamina c, kwas moczowy fosforany i siarczany.

Zdolność nerki do zagęszcz. Moczu:

- p[raca wzmacniaczy przeciwprądowych- mechanizm zagęszczania moczu w nerkach, w pętli nefronu, oparty na przeciwstawnym przepływie moczu przez kanaliki nerkowe tworzące pętlę nefronu. Zagęszczanie moczu następuje w wyniku osmozy wody z ramienia zstępującego do przestrzeni okołokanalikowej. Woda nie może natomiast przejść do ramienia wstępującego, które jest dla niej nieprzepuszczalne. Komórki drugiego ramienia aktywnie transportują jony sodowe do przestrzeni okołokanalikowej, powoduje to zwiększenie osmozy wody z ramienia zstępującego.

- hiperosmolarność cześci rdzennej nerek

- udział: ADH, ANP, aldosteronu, angiotensyny, PTH

Wydalanie moczu

Etapy:

- przechodzenie moczu przez górne drogi moczowe ( kielichy, miedniczki, moczowody)

- zbieranie się moczu w pęcherzu

- odprowadzanie moczu przez cewkę

Mocz wydostaje się z brodawki do kielichów, a następnie przepływa do miedniczki, która zwęża się ku dolowi i przyśrodkowo przechodzi w moczowód. Moczowody biegną w dół i wchodzą do pęcherza. Warstwa wewn. Błony mięśniowej kielichów i miedniczki nerkowej rozpoczyna falę perystaltyczną idacą do nerki. Mocz ciągle spływa moczowodami do pęcherza, który jest workiem mięśniowym i stanowi jego zbiornik. Sciana pęcherza jest mięśniem, którego skurcz powoduje opróżnienie pęcherza i wydalanie moczu. Jest to czynność świadoma

Mocz wypełniający pęcherz powoduje jego rozciąganie, a także pobudzenie mechanoreceptorów zlokalizowanych w ścianach. Informacje płynące z receptorów są przekazywane do ośrodka oddawania moczu położonego w części krzyżowej rdzenia kręgowego. Jego pobudzenie powoduje wysłanie impulsów nerwowych do mięśnia wypieracza (skurcz) moczu, mięśnia zwieracza wewnętrznego (rozkurcz) i zewnętrznego cewki moczowej (rozkurcz). W efekcie ciśnienie wewnątrz pęcherza ulega podniesieniu i mocz zostaje wydalony przez cewkę moczową na zewnątrz.

Moczowód - odprowadza mocz z miedniczek nerkowych do pęcherza moczowego. Moczowód jest rozciągliwym przewodem długości ok. . i średnicy ok. 0,8cm.
Pęcherz moczowy to kulisty zbiornik moczu o pojemności od 0.3l do 0,6l. Znajduje sie w miednicy mniejszej. Składa sie z dna trzonu i szczytu. Pusty ma kształt miski a pełny jest kulisty.

Cewka moczowa wychodzi z najniżej położonej części pęcherza. połączenie cewki moczowej z pęcherzem jest otoczone okrężnymi włóknami mielinowymi stanowiącymi zwieracz kontrolujący opróżnienie pęcherza moczowego. Cewka moczowa u mężczyzn i u kobiet ma odmienną budowę.

Równowaga kwas.-zasad.

Stałe pH krwi i płynów ustrojowych, które jest niezbędne dla utrzymania aktywności wielu dróg metabolicznych, zapewniają układy buforowe krwi i takanek, płuca i nerki.

Roztwory buforowe- dodany do nich kwas lub zasada w niewielkim stopniu zmienia ich ph, wiązą one lub oddają jony wodoru, najwieksza pojemność wykazuje bufor hemoglobiny, a nastepnie: węglowodanowy, fosforanowy, i białczanowy. Kwasy lotne i nielotne zostają prze te układy zbuforowane we krwi, a nastepnie wydalane przez płuca (co2) i nerki (kwasy nielotne). Wazna rola układ wodorowęglanowy: mocny kwas wypiera z wodorowęglanu co2, który łatwo jest wydalany z org. Przez płuca.

Płuca gł.rola w utrzymaniu prawidłowej równowagi kwas.-zas. – eliminacja w ciągu doby 330-440 l co2.

Nerki mocz ma odczyn kwaśny, ale Może się zmieniać od b.kwasnego do zasadowego, zalezy to od nerkowego wytwarzania jonu wodoru- aktywność anhydrozy węglanowej (nabłonki kanalików) warunkuje ona wytwarzanie kwasu węglowego przez łącznei o2 i co2, kwas węglowy dysocjuje do jonów wodoru i jonów wodorowęglanowych, wodorowęglany przechodzą do krwi, a jony wodoru SA wymieniane na jony sodu i przechodzą do moczu, gdzie mogą:

-wspoldziałać w re absorbowaniu wodorowęg. Z moczu pierwotnego

-zostac wydalone w postaci kwaśności miareczkowej

- wiązać się z amoniakiem i przejść do moczu jako jony amonowe

wodoroeglany – filtrowane przez kłębuszki- w pramorzu stężenie jak w osoczu, ok.90% ulega reabsorbcji w kanaliku bliższym, a 10% w ramienu wstepującym pętli henlego- prawie całkowite wchłanianie. Zasadnicza rola- jon wodoru: w swietle kanalika nerkowego łączy się on z jonem wodorowęglanowym, tworząc kwas węglowy-> dysocjuje on do h2o i co2, które przechodzą do komórek nabłonka, gdzie wytwarza się kwas weglowy-> rozpada się na jon wodorowęglanowy i zostaje odtworzony jon wodoru, który jest wydzielany z powrotem do kanalika.

Wydalanie jonów wodoru- kwaśność miareczkowa-

W moczu kanalikowym jony wodoru przyłączają się do anionów fosforanowych, siarczanowych lub anionów kwasów organicznych-> powstaja kwaśne sole-> wydalane do moczu, a jon sodu powraca do krwi.

Wydalanie jonów wodoru przez nerki- postać jonów amonowych- w nerkach powstaje amoniak w procesie amoniogenezy, nie dyfunduje, jest wydalany z moczem w postaci jonu amonowego 30-60 mmol/24h.

Prawidłowe wskaźniki gospod. Kwas.-zas. Krwi:

pH – 7,36-7,44

pCO2 ( krew tętnicza) 36-44 mmHg

pCO2 (krew żylna) 44-52 mmHg

wodorowęgl. Standard. 22-26 mmol/l

Zaburzenia gospod.

- oddechowe- wywołane pierwotnymi zmianami ciśnienia parcjalnego co2, wzrost jego stężenia -> kwasica oddechowa ( niedostateczna czynność płuc), a szybka eliminacja – zasadowica oddechowa ( nadmierna czynność płuc)

- metaboliczne- pierwotne zmiany stężenia HCO3-, spadek powoduje kwasicę ( ciężka praca fizyczn, niedoleczona cukrzyca, ciężka niewydolność nerek- kwas siarkowy, fosforowy), wzrost zasadowicę metaboliczną

- mieszane- jednoczesna zmiana stężenia HCO3- i ciśnienia pCO2