Fizjologia
Ćwiczenia 9 (30.01.15r.)

„Układ oddechowy”

Oddychanie dzielimy na

1. Oddychanie wewnętrzne – oddychanie komórkowe, związane z tworzeniem energii w łańcuchu oddechowym

2. Oddychanie zewnętrzne – wymiana gazowa między powietrzem atmosferycznym a pęcherzykami płucnymi oraz między pęcherzykami płucnymi a krwią przepływającą przez płuca.

Funkcje układu oddechowego

1. Wymiana gazowa

2. Regulacja równowagi kwasowo zasadowej i utrzymanie stałości pH poprzez usuwanie CO₂

3. Poprzez usuwanie pary wodnej bierze udział w gospodarce wodnej organizmu

4. Powodując utratę ciepła, zwłaszcza ciepła parowania pary wodnej, odgrywa rolę w termoregulacji

Drogi oddechowe

1. Górne drogi oddechowe: jama nosowa, gardło, krtań

• Jama nosowa: funkcje - ogrzewanie wdychanego powietrza, nasycanie wdychanego powietrza parą wodną, oczyszczanie powietrza, ochrona za pośrednictwem zmysłu węchu przed silnie działającymi truciznami

• Krtań: funkcje - oddechowa – przewodzenie powietrza wdychanego i wydychanego, obronna odruchowe zamykanie krtani oraz odruch kaszlowy, tworzenie głosu

1. Dolne drogi oddechowe: tchawica, dwa oskrzela główne: oskrzela płatowe, oskrzeliki, pęcherzyki płucne (nie wszystkie oskrzela biorą udział w wymianie gazowej)

• Funkcją oskrzeli do ich 16 rozgałęzienia jest dostarczenie powietrza do strefy wymiany gazowej. Na tym odcinku powietrze jest ogrzewane, nawilżane i oczyszczane. Od 17 rozgałęzienia rozpoczyna się strefa przejściowa, a od 20 – strefa wymiany gazowej.

• Pęcherzyki płucne – nabłonek jednowarstwowy na zewnątrz i otoczone naczyniami włosowatymi. Zbudowane są z pneumocytów typu I które biorą udział w wymianie gazowej oraz z pneumocytów typu II, które syntetyzują surfaktant. W pęcherzykach płucnych znajdują się również makrofagi pęcherzykowe, które oczyszczają pęcherzyki z zanieczyszczeń. Liczba pęcherzyków płucnych wynosi ok. 300 mln, a całkowita powierzchnia wymiany gazowej około 70 – 100 m² ( 90 m²)

• Surfaktant – czynnik powierzchniowy, którego rolą jest redukowanie napięcia powierzchownego oraz stabilizacja średnicy pęcherzyków płucnych. Surfaktant produkowany jest między 28 a 32 tygodniem życia płodowego. Głównym składnikiem surfaktantu jest lecytyna. Niedostateczna ilość surfaktantu u noworodka, wcześniaka jest przyczyną schorzenia zwanego zespołem błon szklistych (IRDS). Podobny zespół występuje u ludzi dorosłych (ARDS) w sytuacji, kiedy surfaktant oraz pneumocyty typu II ulegają uszkodzeniu pod wpływem działania toksycznych czynników chemicznych. Glikokortykoidy przyśpieszają syntezę surfaktantu.

1. Płuca (prawe trzypłatowe, lewe dwupłatowe)

Wentylacja płuc

1. Proces podczas którego dochodzi do wymiany powietrza między pęcherzykami płucnego a atmosferą

2. Zależy od ruchów klatki piersiowej

Mięśnie oddechowe

Funkcje wdechową spełniają: przepona oraz mięśniowe międzyżebrowe zewnętrzne oraz pomocnicze mięsnie oddechowe (mięśnie pochyłe szui oraz mięśnie mostkowo – sutkowo – obojczykowe)

Skurcz przepony powoduje zwiększenie wymiaru górno – dolnego klatki piersiowej, skurcz mięśni międzyżebrowych zewnętrznych przestrzeni I-IV powoduje zwiększenie wymiaru przednio – tylnego (podnosi dolne żebra i wypycha mostek ku przodowi) a przestrzeni V-X powoduje zwiększenie wymiaru poprzecznego

Mięsnie wydechowe: mięśnie międzyżebrowe wewnętrzne (zmniejszenie klatki piersiowej)

Mięśnie oddechowe unerwiane są przez nerwy odcinka szyjnego i piersiowego rdzenia kręgowego.

Wdech

1. W następnie wzrostu objętości klatki piersiowej powstaje w niej podciśnienie.

2. Ciśnienie w jamie opłucnej obniża się – staje się bardziej ujemne

3. Powoduje to nagły spadek ciśnienia w pęcherzykach płucnych, które spada chwilowo poniżej wartości ciśnienia atmosferycznego

4. Powoduje to zasysanie powietrza i przesuwanie go do płuc.

5. Pod koniec wdechu dochodzi do zrównania się ciśnienia w pęcherzykach płucnych z ciśnieniem atmosferycznym i ruch powietrza ustaje

6. Prawidłowo wdech trwa 2 -3 razy dłużej niż wydech

Wydech

1. Zmniejsza się objętość klatki piersiowej i powstaje podciśnienie

2. Skurcz jamy opłucnej powoduje wzrost ciśnienia w niej, które jest jednak nadal ujemne

3. Równocześnie kurczą się pęcherzyki płucne i ciśnienie w nich wzrasta powyżej atmosferycznego

4. Powstaje gradient ciśnieni, które przesuwa powietrze z płuc do atmosfery

5. W pierwszej gazie wydech jest procesem biernym

6. W drugiej dochodzi do włączenia mięśni wydechowych – wydech czynny. Ta faza jest charakterystyczna dla mowy, śpiewu, śmiechu i kaszlu.

Spirometria

1. Spirometria to badanie układu oddechowego, dzięki któremu możemy oznaczyć pojemności i objętości płuc. Możemy zidentyfikować choroby typu opturacyjnego i restrykcyjnego na podstawie analizy wskaźnika Tiffeneau (jest to stosunek FEV₁ do FVC)

2. Objętości to niepodzielne części, składowe pojemności płuc, wyrażamy je w ml.

3. Pojemności to suma odpowiednich objętości, wyrażamy je w ml.

VT – objętość oddechowa (500 ml) – ilość powietrza wciąganego do płuc
IRV – objętość zapasowa wdechowa (2000 ml) – ta ilość powietrza, którą jesteśmy w stanie wciągnąć do płuc.
ERV – objętość zapasowa wydechowa (1500 ml)
RV – objętość zalegająca (1200 ml)
TLC – całkowita pojemność płuc ( M. – 5200 ml, K. – 4300 ml)
VC – pojemność życiowa płuc (suma VT, IRV, ERV – wynosi M. 4000 ml, K. 3000 ml)
FRC – czynnościowa pojemność zalegająca (suma ERV i RV i wynosi 2700 ml)
IC – pojemność wdechowa płuc (suma VT i IRV i wynosi ok 2500 ml)

Czynniki dynamiczne spirometrii

1. MV – wentylacja minutowa, ilość powietrza jaką można wdychać lub wydychać w ciągu 1 min.

2. MVV – maksymalna wentylacja dowolna.

3. MBC – maksymalna wentylacja płuc

4. FVC – zatężona pojemność życiowa płuc mierzona przy szybkim natężonym wydechu. Jest mniejsza od pojemności życiowej płuc, ponieważ natężony wysiłek powoduje zapadanie się niektórych pęcherzyków i uwięzienia w nich powietrza.

5. FEV₁ – maksymalna objętość wydechowa jednosekundowa, służy do badania oporu dróg oddechowych, która polega na określeniu ilości powietrza jaką badany może usunąć z płuc w ciągu 1s maksymalnie szybkiego i natężonego wydechu, wykonanego po najgłębszym wdechu. Jest wyrażona w procentach FVC i wynosi 80% FVC lub więcej.

• W chorobach typu opturacyjnego FEV₁ jest mniejsze od 80% przy prawidłowej pojemności życiowej płuc

• W chorobach typu restrykcyjnego FEV₁ jest prawidłowy, ale pojemność życiowa płuc jest zmniejszona.

Pobudzenie układu przywspółczulnego powoduje skurcz oskrzeli (zwężenie). Układ przywspółczulny wywiera toniczny wpływ na mięśnie gładkie dróg oddechowych. Układ przywspółczulny rozszerza naczynia.

Czynniki wpływające na średnicę oskrzeli układu oddechowego
- tlenek azotu rozszerza oskrzela
- substancja P zwęża naczynia
- autokody czynniki miejscowe zwężają oskrzela – histamina leuktrieny, tromboksan A2, prostoglandyna, endoterina

Fizjologiczna przestrzeń martwa to przestrzeń układu oddechowego, w której nie odbywa się wymiana gazowa. Składa się na nią anatomiczna przestrzeń martwa: nos gardło, tchawica oskrzela. Przestrzeń ta wzrasta w zapaleniu płuc i jest największa w pozycji siedzącej i wzrasta z wiekiem. Pęcherzykowa przestrzeń martwa to pęcherzyki wentylowane ale nie perfundowane. Jest większa w pozycji stojącej. Wzrasta przy zatorze płuc.

Powietrze wdychane i wydychane!!!!!!

Regulacja wymiany gazowej

1. Ośrodek oddechowy znajduje się w rdzeniu przedłużonym, kontroluje on częstość i głębokość oddechów.

2. Zawiera oddzielne skupiska neuronów odpowiedzialnym za wdech i wydech, przy czym neurony sterujące wdechem spełniają funkcję dominującą.

3. W moście znajduje się ośrodek pneutotaksyczny – hamuje on zwrotnie wdech.