Układ oddechowy

Oddychanie zewnętrzne

Poszczególne etapy:
1.Wentylacja
2. Dyfuzja gazów pomiędzy

powietrzem pęcherzykowym a krwią

3.Transport gazów przez krew
4.Dyfuzja pomiędzy krwią a tkankami
• Cel: nieprzerwany dopływ O2 do

komórek i eliminacja CO2 z komórek

Oddychanie zewnętrzne

Współudział:

• Układ oddechowy: drogi

oddechowe, płuca,

mięśnie poprzecznie prążkowane
• Krew , układ krążenia
• Ośrodki nerwowe sterujące

oddychaniem

Wentylacja płuc

wymiana gazów w płucach- występujące na

przemian opróżnianie dróg oddechowych z

zawartego w nich powietrza i napełnianie

świeżym powietrzem atmosferycznym

Wdech

wzrasta objętość płuc w wyniku działania sił

rozciągających



Skurcz mięśni oddechowych - przepona, mięśnie

międzyżebrowe zewnętrzne (spokojny wdech)

dodatkowe mięśnie oddechowe (wdech głęboki)



Proces aktywny –przepływ z wystarczającym ciśnieniem

- 2-3 cmH20

Wentylacja płuc

Wydech

Następuje zmniejszenie objętości płuc –

W spoczynku – akt bierny spowodowany

działaniem sił sprężystości -retrakcji

Forsowny wydech (wysiłek, choroba)

wspomagany jest przez mięśnie

wydechowe -

mm. proste brzucha, mm

międzyżebrowe wewnętrzne

Ciśnienia w układzie

oddechowym

Ciśnienie pęcherzykowe P

A

Różnica między ciśnieniem

pęcherzykowym a ciśnieniem
atmosferycznym decyduje o przepływie
gazu w układzie oddechowym

Ciśnienie w jamie opłucnej P

PL

Jest niższe od ciśnienia atmosferycznego –

wynosi

od – 2 do – 4 mm Hg

Wdech -mięśnie oddechowe powiększają objętość klatki

piersiowej -ciśnienie wewnątrzopłucnowe zmniejsza
się , następuje rozciągnięcie płuc, to powoduje wzrost
objętości pęcherzyków. Ze wzrostem objętości gazu
zmniejsza się jego ciśnienie. Stąd ciśnienie w
pęcherzykach staje się mniejsze od ciśnienia
atmosferycznego. W ten sposób powstaje spadek
ciśnienia w drogach oddechowych, który kieruje
strumień powietrza do pęcherzyków. Strumień
powietrza staje się maksymalny, gdy ciśnienie w
pęcherzykach osiągnie wartość około – 1,5 mmHg.
Tłoczące się do pęcherzyków powietrze zaczyna
zwiększać panujące w nich ciśnienie, niwelując
stopniowo spadek w drogach oddechowych, aż do jego
zniknięcia, kiedy ciśnienie pęcherzykowe zrówna się z
ciśnieniem atmosferycznym.

Spokojny wydech - mięśnie oddechowe rozluźniają się,

klatka piersiowa zmniejsza objętość, siły sprężyste –
zwane retrakcyjnymi – zmniejszają objętość
pęcherzyków. Ciśnienie wewnątrzopłucnowe rośnie
do wartości około – 2,5 mmHg, a śródpęcherzykowe
staje się nieco dodatnie. Wzrastające ciśnienie w
pęcherzykach wypiera z nich powietrze, jego
strumień staje się największy, gdy ciśnienie
śródpęcherzykowe wzrośnie do około1,5 mmHg, po
czym maleje ustając, kiedy ciśnienie w pęcherzykach
zrówna się ponownie z ciśnieniem atmosferycznym.

• Ciśnienie wewnątrzopłucnowe zmienia się więc w

rytmie oddychania w granicach od – 2,5mmHg do –
6mmHg, pociągając za sobą zmiany ciśnienia
śródpęcherzykowego w granicach od – 1,5mmHg do
+ 1,5mmHg

Podatność płuc

• Miarą oporu płucnego jest ilość powietrza

przesuwana w drogach oddechowych pod
wpływem różnicy ciśnień między ich
początkiem a pęcherzykami płucnymi

• Podatność płuc (rozciągliwość

objętościowa) – odwrotność oporu
sprężystego płuc i klatki piersiowej

• Wzrost objętości płuc zależny od wzrostu

ciśnienia transpulmonalnego

0,2 l/cm H

2

O

Sprężystość tkanki płucnej

• Włókna kolagenowe, elastyczne
• Mięśnie gładkie drzewa

oskrzelowego

Surfaktant

• Związki lipoproteinowe wyścielające

pęcherzyki płucne, powierzchniowo
czynne, których napięcie
powierzchniowe zależy od grubości ich
warstwy

• Wytwarzany przez pneumocyty typu II
• Zmniejsza napięcie powierzchniowe

pęcherzyków płucnych, dzięki czemu
zapobiega ich zapadaniu

Opór dróg oddechowych

• Tarcie cząsteczek gazu o ściany dróg

oddechowych/80 90 %/

• Tarcie cząsteczek gazu o siebie
• Ocieranie się tkanek o siebie w czasie

zmiany objętości płuc

Zależy od:
1.prędkość przepływu gazów
2.poprzecznej powierzchni dróg

oddechowych

/im mniejszy przekrój –większy opór/

Wymiana gazowa

• Pęcherzyki płucne
• Najmniejsze oskrzela /17 –20

generacja/

Anatomiczna przestrzeń nieużyteczna

- górny odcinek dróg oddechowych

(jama ustna, zatoki, gardło, krtań,

tchawica, oskrzela do 16 generacji)

2 ml/kg c.c

Fizjologiczna przestrzeń martwa

Wentylowane pęcherzyki z powodu

braku ukrwienia pozbawione są

możliwości wymiany gazowej

Wentylacja minutowa-

objętość powietrza wdychanego lub

wydychanego w ciągu 1 min.

• V

T

– objętość oddechowa

• V

D

– wentylacja przestrzeni

nieużytecznej

• V

A

– wentylacja pęcherzykowa

V

A

=/V

T

–V

D

/ x f

f – częstość oddechów na minutę

Objętości oddechowe

• TV – objętość oddechowa – ilość powietrza

wciągana i wydychana w czasie spokojnego
oddechu ( 500 ml u dorosłego człowieka

• IRV – objętość wdechowa zapasowa – objętość

powietrza, jaką można wciągnąć do płuc po
spokojnym wdechu (2000 ml)

• RV – objętość zalegająca – powietrze

pozostające w płucach po najgłębszym wydechu
(1200 ml)

• ERV – objętość zapasowa wydechowa – objętość

powietrza, jaką można maksymalnie wydmuchać
z płuc po spokojnym wydechu (1500 ml)

Pojemności oddechowe

• TLC – całkowita pojemność płuc –

objętość powietrza, która mieści się w
płucach – suma IRV, TV, ERV, RV
(5200ml)

• VC – pojemność życiowa płuc –

największa objętość powietrza, którą
można wciągnąć do płuc lub
wydmuchać – IRV+TV+ERV (4000 ml)

Dyfuzja gazów

Decyduje :
1.różnica ciśnień parcjalnych po obu stronach

błony

2.powierzchnia wymiany/50 –100 m

2

/

3.współczynnik rozpuszczalności gazu
/CO

2

20x> O

2

/ - czyli tlen ma ok. 20 razy mniejszą

zdolność dyfundowania niż dwutlenek wegla

4.odległość drogi dyfuzji /0,1 –0,5 m/
5.ciężar cząsteczkowy gazu

Transport gazów

TLEN

97% związane z Hb

1g Hb x 1,34 ml O

2

1 cząsteczka Hb – 4 cząsteczki O

2

Rozpuszczony fizycznie we krwi

ok.3%

Dwutlenek węgla

-transport

• W osoczu – 2/3
• W erytrocytach 1/3
1.dwuwęglany -89% (60% osocze,
29% erytrocyty)
2.fizycznie rozpuszczony – 5,5 %
(3,2 % osocze, 2,3 % erytrocyty)
3.karbaminiany – 5,5%/osocze

0,5%,erytrocyty –5%

Regulacja oddychania –

czynniki biorące udział w regulacji

oddychania

• Ośrodek oddechowy – sterowanie

czynnością oddechową

• Ciśnienie parcjalne tlenu i dwutlenku

węgla

• Mechanoreceptory w mięśniach i

ścięgnach

• Baroreceptory
• Temperatura ciała
• Hormony

Regulacja oddychania c.d.

• Ośrodek wdechu – rozrusznik dla czynności

oddechowej

Impulsy powstają w nim samoczynnie z

częstością 16 / min.

Jego aktywność (pogłębienie lub spłycenie

oddechu) podlega modulacji polegającej na
wysyłaniu impulsów przez receptory, które
są odbierane przez neurony wdechowe

• Ośrodek pneumotoksyczny – znajduje się w

tworze siatkowym mostu – hamuje ośrodek
wdechu

Receptory wysyłające impulsy

do ośrodka wdechu

• Chemoreceptory (zmiany pH krwi wokół receptora)
kłębków szyjnych – n. IX językowo-gardłowy i

kłębków aortalnych – n. X błędny

• Interoreceptory tkanki płucnej
- Mechanoreceptory inflacyjne (wyzwalające wdech)
- Mechanoreceptory deflacyjne (wyzwalające

wydech)

- Proprioreceptory klatki piersiowej
• Receptory ośrodków wyższych pięter mózgu

(podwzgórze, układ limbiczny, kora mózgu)
reagujące na zmianę stężenia kwasu węglowego

Hypoksja -

• Niedostateczne zaopatrzenie tkanek w tlen

Anoksja-

Brak dostatecznego zaopatrzenia tkanek w

tlen

1.hypoksyczna - 

p

O

2

we krwi

2.anemiczna -  Hb
3.ischemiczna -  przepływu
4.cytotoksyczna –uszkodzenie układów

enzymów oksydacyjnych