1
Układ oddechowy
Komórki nieustannie zuży-
wają O
2
i uwalniają CO
2
Układ oddechowy służy
wymianie gazowej
Układ sercowo-naczyniowy
transportuje gazy we krwi
Niedomoga każdego z
układów powoduje szybką
śmiercią komórek
spowodowaną brakiem O
2
2
Anatomia układu
oddechowego
Nos
Gardło
Krtań
Tchawica
Oskrzela
Płuca
- Powyżej strun głosowych – górne drogi
oddechowe
- Poniżej strun głosowych – dolne drogi
oddechowe
3
Zewnętrzna budowa
nosa
Skóra , kości nosowe i chrząstka wyścielone błoną śluzową
Otwory nosowe zwane nozdrzami
4
Wewnętrzna budowa
nosa
Duża komora (jama) wewnątrz czaszki
Dach tworzy kość sitowa a dno podniebienie twarde
Nozdrza wewnętrzne otwierają się do gardła
Przegroda nosa ma część kostną i chrzęstną
Uwypuklenia na ścianie bocznej - małżowiny
5
Funkcje struktur nosa
Nabłonek węchowy – odczuwanie zapachów
Pseudowarstwowy, rzęskowy nabłonek
kolumnowy z komórkami kubkowymi
wydzielającymi śluz wyściela jamę nosową
Ogrzewa powietrze, wykorzystując znakomite
unaczynienie
Śluz nawilża powietrze i wyłapuje cząsteczki kurzu
Rzęski przesuwają śluz w kierunku gardła
Zatoki oboczne nosa łączą się z jamą nosową
Czołowe, sitowe, szczękowe
Obniżają masę czaszki i pomagają w rezonowaniu
głosu
6
Gardło
Mięśniowa rura o długości około 8 cm
Rozciąga się od nozdrzy tylnych do
chrząstki pierścieniowatej
Funkcje:
Wspólny kanał dla pożywienia i powietrza
Komora rezonacyjna (głos)
Tkanka limfatyczna (pierścień Waldeyera)
zabezpiecza organizm przed zakażeniami
Podział na części: nosową, ustną i
krtaniową
7
Część nosowa gardła
Od nozdrzy tylnych do podniebienia miękkiego
Ujścia trąbek słuchowych (Eustachiusza) łączących
gardło z uchem środkowym
W sklepieniu – migdałek gardłowy (tzw. III migdał)
Migdałek
gardłowy
Język
Żuchwa
Podniebienie
twarde
Jama ustna
Dolna małżowina
nosowa
Kość gnykowa
Chrząstka
tarczycowa
(Jabłko Adama)
Chrząstka
pierścieniowata
Tchawica
Przełyk
8
Część ustna gardła
Od podniebienia miękkiego do kości gnykowej
Miejscem przejścia jamy ustnej w cz. ustną gardła
jest gardziel
Migdałki podniebienne znajdują się w ścianach
bocznych zaś migdałek językowy pod językiem
Wspólny trakt dla pożywienia i powietrza
9
Część krtaniowa gardła
Od kości gnykowej do chrząstki
pierścieniowatej
Wspólna droga dla pokarmu i powietrza –
przechodzi w przełyk
10
Krtań
Tuba zbudowana z chrząstek i tkanki
łącznej
Na wysokości kręgów C4 do C6
11
Struny głosowe
12
Tchawica
Od krtani do wysokości Th5, do przodu od
przełyku, dzieli się na oskrzela główne
Warstwy
śluzówka = z nabłonkiem pseudowarstwowym,
kolumnowym z rzęskami
błona podśluzowa = luźna tkanka łączna z
gruczołami surowiczo-śluzowymi
chrząstka szklista = 16 do 20 niekompletnych
krążków
otwarta strona skierowana do przełyku zawiera mięsień
tchawiczy (gładki)
wewnętrzną część (krawędź) ostatniego krążka nazywamy
ostrogą (carina)
13
Tchawica i drzewo
oskrzelowe
14
Budowa histologiczna
tchawicy
Nabłonek rzęskowy, pseudowarstwowy, kolumnowy
Chrząstka szklista w kształcie litery C zamknięta
mięśniem tchawiczym
15
Nabłonek dróg
oddechowych
Nabłonek rzęskowy, pseudowarstwowy, kolumnowy
z komórkami kubkowymi produkuje śluz .
16
Oskrzela i oskrzeliki
Oskrzela I generacji zaopatrują oba płuca
Oskrzela II generacji zaopatrują płaty płuc (3 w prawym + 2 w lewym)
Oskrzela III generacji docierają do segmentów oskrzelowopłucnych
Dalsze podziały tworzą oskrzeliki, które tworzą tzw. drzewo oskrzelowe
17
Histologia drzewa
oskrzelowego
W miarę przechodzenia w głąb płuc
pseudowarstwowy, kolumnowy nabłonek
rzęskowy zmienia się na pozbawiony rzęsek
prosty nabłonek sześcienny
Niepełne pierścienie z chrząstki zamieniane są w
pierścienie z mięśni gładkich a następnie z tkanki
Synapsy układu współczulnego i nadnercza uwalniają
adrenalinę, która rozluźnia mięśnie gładkie i rozszerza
drogi oddechowe
W czasie ataku astmy lub innych reakcji alergicznych
dochodzi do skurczu mięśniówki gładkiej w
oskrzelikach
18
Blaszki opłucnowe i jama
opłucnej
Opłucna płucna pokrywa płuca a opłucna ścienna wyściela
wewnętrzną ścianę klatki piersiowej i przeponę
Jama opłucnej to potencjalna przestrzeń pomiędzy dwoma
blaszkami (błonami) opłucnej (znajduje się tam minimalna ilość
płynu – ok. 2 ml)
19
Anatomia płuc
20
Śródpiersiowa
powierzchnia płuc
21
Struktury wewnątrz
segmentu płuca
Rozgałęzienia pojedynczej
tętniczki, żyłki i oskrzelika
otoczone elastyczną
tkanką łączną
Oskrzelik oddechowy
Wyścielony nabłonkiem
płaskim
Przewody pęcherzykowe
przechodzą w woreczki
oddechowe, zbudowane z
pęcherzyków płucnych
Woreczek tworzą 2 lub więcej
pęcherzyków ze wspólnym
wejściem
22
Budowa histologiczna
tkanki płucnej
23
Rodzaje komórek w
pęcherzyku płucnym
Pneumocyty I typu
Nabłonek płaski
Pneumocyty II typu
Wydzielają płyn pęcherzykowy zawierający
surfaktant
Mogą się przekształcać w pneumocyty I typu
Komórki pyłochłonne
Wędrujące makrofagi oczyszczające pęcherzyki z
zanieczyszczeń i bakterii
24
Błona pęcherzykowo-
kapilarna
Grubość - 1/2 mikrona
Poprzez nią zachodzi wymiana
gazowa
Składa się z 4 warstw
Nabłonek oddechowy (p. I typu)
Błona podstawna nabłonka oddechowego
Błona podstawna kapilary
Komórki śródbłonka kapilary
25
Szczegóły budowy błony
pęcherzykowo-kapilarnej
26
Podwójne unaczynienie płuc
Krew odtlenowana dociera do płuc z
prawej komory serca poprzez pień
płucny (tętnicę płucną)
Tętnice oskrzelowe, odchodzące od
aorty zaopatrują tkankę płucną w
utlenowaną krew
27
Oddychanie
Wymiana tlenu i dwutlenku węgla
pomiędzy atmosferą a organizmem
człowieka
28
Etapy oddychania
Są cztery:
1.
Wentylacja płucna: Wdech + Wydech
2.
Oddychanie zewnętrzne: dyfuzja gazów
poprzez błonę pęcherzykowo-kapilarną
3.
Transport gazów: Transport O
2
i CO
2
4.
Oddychanie wewnętrzne: wymiana pomiędzy
płynem zewnątrzkomórkowym a kapilarami
tkankowymi
29
Wentylacja płucna
Powietrze dostaje się do płuc kiedy ciśnienie
wewnątrzpłucne jest niższe od ciśnienia
atmosferycznego
Jak do tego dochodzi?
Powietrze wydostaje się z płuc kiedy ciśnienie
wewnątrzpłucne jest wyższe od
atmosferycznego
Jak do tego dochodzi?
Ciśnienie atmosferyczne = 1 atm lub 760mm Hg
30
Prawo Boyle’a
Gdy wielkość zamkniętego pojemnika zmniejsza
się, zwiększa się w nim ciśnienie
Cząsteczki gazu mają mniej miejsca do uderzania
o ściany naczynia więc ciśnienie na każdy
centymetr powierzchni wzrasta
31
Wymiary klatki
piersiowej
Wdech wymaga działania mięśni, które wywołują
zmianę objętości klatki piersiowej
Skurcz przepony spłaszcza jej kopułę przez co wzrasta
wymiar pionowy klatki piersiowej
32
Przepona obniża się o 1 cm a żebra unoszą się ku górze
dzięki działaniu mięśni międzyżebrowych zewnętrznych
Obniża się ciśnienie wewnątrzpłucne i następuje wdech
Spokojny wdech
33
Proces bierny nie wymagający działania mięśni
Powrót do stanu wyjściowego odkształconych w czasie wdechu
sprężystych struktur klatki piersiowej oraz działanie sił napięcia
powierzchniowego w pęcherzykach płucnych
Wzrost ciśnienia wewnątrzpłucnego wypycha powietrze na zewnątrz
Spokojny wydech
34
Oddychanie wytężone
Natężony wydech
Mięśnie brzucha
wypychają przeponę ku
górze
Mięśnie międzyżebrowe
wewnętrzne pociągają
żebra ku dołowi
Natężony wdech
Mięśnie: mostkowo-
obojczykowo-sutkowy,
piersiowy mniejszy
sternocleidomastoid,
scalenes & pectoralis
minor lift chest
upwards as you gasp
for air
35
Ciśnienie
śródopłucno
we
Pomaga utrzymać obie blaszki opłucnej przy
sobie co pozwala na rozprężenia płuc.
• zawsze niższe
od
atmosferyczneg
o (756 mm Hg)
• gdy kurczy się
przepona
obniża się
jeszcze bardziej
(754 mm Hg)
36
Podsumowanie
wentylacji
Zmniejszenie ciśnienia pęcherzykowego - wdech
Zwiększenie ciśnienia pęcherzykowego - wydech
37
Wentylacja płucna
38
Zmiany ciśnień w czasie
wentylacji płucnej
Ciśnienie wewnątrzpłucne = atmosferycznemu (760
mmHg)
Ciśnienie śródopłucnowe = subatmosferyczne (-
4mmHg)
Podczas wdechu:
Ciśnienie śródopłucnowe = 754 mmHg (-6 mm Hg)
Ciśnienie wewnątrzpłucne = 759 mmHg (-1 mm of
Hg)
Podczas wydechu:
Ciśnienie śródopłucnowe = 757 mmHg (-3 mm Hg)
Ciśnienie wewnątrzpłucne = 761 mmHg (+1 mm of
Hg)
39
Jeden wdech i wydech
Ilość powietrza która dostaje się do
płuc i z nich wydostaje w czasie
spokojnego cyklu = objętość
oddechowa (ok. 400 - 500 ml)
Cykl oddechowy
40
Podatność płuc
Łatwość rozprężania płuc i rozszerzania
się klatki piersiowej zależy od oporów
sprężystych:
1. Napięcia sprężystego zrębu płuc
2. siły napięcia powierzchniowego pęcherzyków
Niektóre choroby zmniejszają podatność
Gruźlica – wytwarzanie blizn w tkance płucnej
Obrzęk płuc --- płyn w pęcherzykach
zmniejszający ilość surfaktantu (który obniża
napięcie powierzchniowe)
41
Napięcie powierzchniowe
pęcherzyków
Cienka warstwa płynu wyścielająca pęcherzyki
wyzwala działającą do wewnątrz siłę, którą
nazywamy napięciem powierzchniowym
Wynika ono z silnego przyciągania się cząsteczek wody
Pęcherzyki poddane działaniu napięcia
powierzchniowego są tak małe jak to tylko
możliwe (ich za dużemu obkurczeniu zapobiega
ujemne ciśnienie śródopłucnowe)
Surfaktant – czynnik powierzchniowy
(substancja podobna do detergentu, którą
tworzą fosfolipidy), produkowana przez
pneumocyty II, zmniejsza napięcie
powierzchniowe co powoduje:
Zwiększenie podatności płuc (mniej siły potrzeba na ich
rozprężenia)
Zmniejszenie tendencji pęcherzyków do zapadania
42
Pneumothorax
Jamy opłucnej są odizolowane od
środowiska zewnętrznego
Uraz klatki piersiowej lub pęknięcie płuca z
blaszką opłucnej płucnej umożliwiają
dostanie się powietrza do jamy opłucnej
wywołują pneumothorax
Zapadnięcie płuca po stronie urazu
Niedodma: zapadnięcie się płuca z powodu
niedostatecznej ilości surfaktantu
43
Pneumothorax
44
Opór dla przepływu
powietrza
Opór dla przepływu powietrza zależy
od średnicy dróg oddechowych
Im mniejsza średnica tym większy opór
Skurcz mięśni gładkich ściany oskrzeli i
oskrzelików
Zmniejsza średnicę drogi oddechowej i
zwiększa opór
45
Specjalne odruchy
oddechowe
Kaszel – niezwykle ważny życiowo odruch obronny
Głęboki wdech (ok. 2.5 litra powietrza), zamknięcie
szpary głośni, uniemożliwiające wydostanie się
powietrza, skurcz mięśni wydechowych (tłocznia
brzuszna + międzyżebrowe wewnętrzne), gwałtowny
wzrost ciśnienia wewnątrzpiersiowego i w końcu nagłe
otwarcie głośni z „wybuchowym” wyrzuceniem powietrza
z oskrzeli (1000 km/godz), pozwalające na oczyszczenie
dróg oddechowych
Kichanie
Podobnie jak kaszel pomaga oczyszczać drogi
oddechowe
46
Pojemność płuc całkowita (TLC): ilość powietrza, która
znajduje się w płucach na szczycie najgłębszego wdechu
Dzieli się na: pojemność wdechową (IC) i pojemność
zalegającą czynnościową (FRC)
IC = powietrze wciągane do płuc w czasie najgłębszego wdechu
po spokojnym wdechu
FRC = powietrze pozostające w płucach po spokojnym wydechu
Obie powyższe pojemności dzielą się na dwie objętości
Objętości i pojemności
płucne
47
Objętości i pojemności
płucne
•
Objętość oddechowa (TV) – powietrze wdychane i wydychane w czasie
swobodnego wdechu i wydechu
• Objętość zapasowa wdechowa (IRV) – wciągana do płuc w czasie maks. wdechu
wykonywanego na szczycie swobodnego wdechu
TV + IRV = IC
• Objętość zapasowa wydechowa (ERV) ilość powietrza jaką można usunąć z płuc
wykonując po swobodnym wydechu maksymalny wydech
• Objętość zalegająca (RV) – pozostaje w płucach po maksymalnym wydechu
ERV + RV = FRC
48
49
Prawo Daltona
Każdy gaz w mieszaninie gazów wywiera
ciśnienie równe ciśnieniu, jakie wywierałby
ten gaz, gdyby sam zajmował całą objętość
Ciśnienie to nosi nazwę parcjalnego,
zapisywanego jako p
Całkowite ciśnienie gazów jest sumą ich
ciśnień parcjalnych
Ciśnienie atmosferyczne (760 mm Hg) = pO2 +
pCO2 + pN2 + pH2O
Ciśnienie parcjalne danego gazu równa się
ciśnieniu całkowitemu pomnożonemu przez
procentowy udział danego gazu w całkowitej
objętości mieszaniny gazowej (dla O2, pO2 =
760 x 0.21= 160 mmHg (O2 stanowi 21 %
powietrza)
50
Skład powietrza
Powietrze = 21% O
2
, 79% N
2
i 0.04%
CO
2
Powietrze pęcherzykowe = 14% O
2
,
79% N
2
i 5.2% CO
2
Powietrze wydychane = 16% O
2
, 79%
N
2
i 4.5% CO
2
51
Prawo Henry’ego
Liczba cząsteczek gazu
rozpuszczających się w płynie (przy
stałej temperaturze) jest wprost
proporcjonalna do ciśnienia parcjalnego
tego gazu nad powierzchnią płynu i jego
współczynnika rozpuszczalności
Oddychanie tlenem pod zwiększonym
ciśnieniem zwiększa rozpuszczalność
tlenu we krwi
52
Natlenianie
hiperbaryczne
Kliniczne zastosowanie prawa Henry’ego
Zastosowanie podwyższonego ciśnienia
dla rozpuszczenia większej ilości tlenu we
krwi
Leczenie pacjentów zakażonych bakteriami
beztlenowymi (tężec i gangrena (zgorzel))
Bakterie beztlenowe giną w obecności tlenu
W specjalnych komorach hiperbarycznych
można uzyskac podwyższyć ciśnienie do 3-
4 atmosfer i wtedy tkanki mogą
zaabsorbować więcej tlenu
53
Mechanizm oddychania
zewnętrznego
Mechanizm: Dyfuzja
Siła napędowa: różnica ciśnień
parcjalnych gazów pomiędzy
pęcherzykami a kapilarami
pęcherzykowymi
pO
2
w pęcherzyku > pO
2
w kapilarze
pęcherzykowej
pCO
2
w pęcherzyku < pCO
2
w kapilarze
pęcherzykowej
Stałe dostarczanie tlenu i wydalanie
dwutlenku węgla utrzymuje ten stan
54
Oddychanie zewnętrzne
Wymiana gazowa
pomiędzy powietrzem
a krwią
Gazy dyfundują z
miejsc o wyższym
ciśnieniu parcjalnym do
tych o mniejszym
ciśnieniu
Krew odtlenowana
staje się utlenowana
Porównaj ruchy gazów
w kapilarach płucnych
z ruchem w kapilarach
tkankowych
55
Wskaźnik dyfuzji gazów
Czynnikami wpływającymi na dyfuzję są:
Ciśnienie parcjalne gazów w powietrzu
pO
2
na poziomie morza wynosi 160 mm Hg
Na 3 tys. m npm - 110 mm Hg / 15 km npm -
18 mm Hg
Powierzchnia wymiany gazowej (50 -100 m
2
)
Bardzo mała odległość dla dyfuzji – 0.1 – 1 um
Rozpuszczalność i ciężar cząsteczkowy gazów
Cząsteczka O
2
jest mniejsza i dyfunduje nieco
szybciej
CO
2
rozpuszcza się w wodzie 25 razy bardziej niż
O
2
i dlatego względna prędkość dyfuzji CO
2
jest 21
razy szybsza od tlenu
56
Oddychanie
wewnętrzne
Siła napędowa: Dyfuzja zgodna z różnicą ciśnień
parcjalnych gazów
Mechanizm: podobny do oddychania
zewnętrznego jedynie kierunek ruchu gazów
jest odwrotny
pO2 w kapilarze systemowej > pO2 w płynie
międzykomórkowym
pCO2 w kapilarze systemowej < pCO2 w płynie
międzykomórkowym
57
Oddychanie wewnętrzne
Wymiana gazów pomiędzy
krwią a tkankami
Zamiana krwi utlenowanej w
nieutlenowaną
Zaobserwuj, że
W spokoju 25%
dostępnego tlenu wchodzi
do komórek
Więcej tlenu absorbowane
jest podczas wysiłku
CO
2
dyfunduje do krwi
58
59
Transport tlenu we krwi
Hemoglobina utlenowana (oksyhemoglobina)
zawiera 98.5% tlenu związanego chemicznie z
hemoglobiną (z hemem)
wewnątrz krwinek czerwonych
Tlen trudno rozpuszcza się w wodzie
Jedynie 1.5% transportowanego tlenu rozpuszczone
jest bezpośrednio w osoczu
Tylko tlen rozpuszczony w osoczu może
dyfundować (przechodzić) do tkanek
Czynniki wpływające na dysocjację
(oddzielenie) tlenu od hemoglobiny są bardzo
ważne
60
Wzajemne oddziaływanie
płynu
międzykomórkowego i
osocza: O
2
Tlen jest uwalniany w wyniku różnicy jego ciśnień
parcjalnych (pO
2
)
Płyn międzykomórkowy ma niskie pO
2
ponieważ
tlen jest ciągle absorbowany (wchłaniany) przez
komórki. Wywołuje to ciągły napływ tlenu do PMK
Tlen z osocza przenika (dyfunduje) do płynu
międzykomórkowego aby uzupełnić tam jego brak
Tlen związany z hemoglobiną dysocjuje (oddziela
się) aby uzupełnić tlen rozpuszczony w osoczu
61
Krew (hemoglobina) jest
prawie całkowicie
wysycona tlenem przy pO
2
wynoszącym 60 mmHg
Ludzie czują się dobrze na
dużych wysokościach i z
pewnymi chorobami
Przy wartościach pO
2
pomiędzy 40 a 20 mm Hg,
duże ilości tlenu
uwalniane są z
hemoglobiny w miejsach
gdzie jest on (tlen)
potrzebny (jak na przykład
kurczące się mięśni)
Krzywa dysocjacji
hemoglobiny
62
Wpływ środowiska kwaśnego
na powinowactwo tlenu do Hb
Im niższe pH
tym mniejsze
powinowactw
o tlenu do Hb
Efekt Bohr’a
H+ łączy się z
Hb tak ją
zmieniając, że
łatwiej
odłącza się od
niej tlen
pozostawiając
go w
tkankach,
gdzie jest
potrzebny
63
Oksyhemoglobina i Hb
zredukowana
Hemoglobinę połączoną z tlenem nazywamy
oksyhemoglobiną
Hemoglobina połączona z jonem wodorowym
to Hb zredukowana
Im więcej powstaje Hb zredukowanej tym
większa jest dysocjacja tlenu i hemoglobiny
(odłączanie tlenu z Hb) – jest to tzw. efekt
Bohr’a
Gdy od Hb odłącza się jon wodorowy może
przyłączyć się tlen i tworzy się
oksyhemoglobina
64
Wpływ pCO
2
na uwalnianie
tlenu z Hb
Wzrost pCO
2
(w
czasie wysiłku)
ułatwia
odłączanie tlenu
od Hb
CO
2
po
połączeniu z
wodą zamienia
się w kwas
węglowy, który
szybko rozpada
się na jon
wodorowy i
dwuwęglanowy –
powstające jony
H
+
obniżają pH
65
Wpływ temperatury na
uwalnianie tlenu z Hb
Wraz ze wzrostem
temperatury
więcej tlenu
uwalniane jest z
Hb
Zwiększona
aktywność
metaboliczna
powoduje
wytworzenie
ciepła a to ułatwia
uwalnianie
potrzebnego w
tkankach tlenu
66
Zatrucie tlenkiem
węgla
Tlenek węgla (CO) ze spalin
samochodowych, dymu tytoniowego
oraz niesprawnych instalacji gazowych
Przyłącza się do hemu dużo łatwiej i
mocnej niż tlen (powinowactwo CO do
hemu jest większe niż O
2
)
Zatrucie CO – śmierć przez uduszenie
Leczenie – oddychanie czystym tlenem
67
Transport CO
2
100 ml krwi transportuje 55 ml CO
2
Trzy sposoby transportu CO
2
Rozpuszczony w osoczu (7%)
W połączeniu z białkową (globinową)
częścią hemoglobiny tworząc
karbaminohemoglobinę (23%)
Jako jon dwuwęgalnowy (70%)
CO2 z H2O tworzą kwas węglowy który
dysocjuje (rozpada się) na jon wodorowy i
dwuwęgalnowy
68
CO
2
w osoczu i płynie
międzykomórkowym
CO
2
„podróżuje” po organiźmie jako kwas węglowy
anhydraza węglanowa
CO
2
+ H
2
O === H
2
CO
3
=== H
+
+HCO
3
-
Przy wysokim pCO
2
reakcja przesuwa się w prawo a
przy niskim w lewo
Jony dwuwęglanowe znajdują zastosowanie jako
bufory likwidujące kwasy powstające w czasie
różnych reakcji metabolicznych
69
Wymiana gazów i ich
transport: podsumowanie
70
71
Elementy układu
kontrolującego
oddychanie
Ośrodek oddechowy (kompleks oddechowy
pnia mózgu)
Zapewnia automatyczne sterowanie oddychaniem
Ośrodki korowe
Warunkują dowolną regulację oddychania
Mechano- i chemoreceptory centralne i
obwodowe
Motoneurony oddechowe wraz z unerwianymi
przez nie mięśniami oddechowymi
72
Rola ośrodka
oddechowego
Oddychanie
regulowane jest
przez neurony
mostu i rdzenia
przedłużonego
3 grupy neuronów
Neurony generujące
rytm oddechowy
Ośrodek
pneumotaksyczny
Ośrodek
apneustyczny
73
Ośrodek rytmiczności rdzenia
przedłużonego
Kontroluje podstawowy rytm oddychania
Czas zwykłego wdechu ok. 2 sek., wydechu ok. 3 sek.
Neurony wdechowe (ośrodek wdechowy) ok. 16 razy na minutę pobudzają
się i wysyłają salwę impulsów nerwowych do rdzenia kręgowego ( do
neuronów unerwiających mięsnie wdechowe) ale też do ośrodka
pneumotaksycznego w moście
Neurony wydechowe są nieaktywne w czasie spokojnego oddychania,
włączają się w czasie nasilenia i pogłębienia oddechów
74
Ośrodek
pneumotaksyczny i
apneustyczny
Ośrodek pneumotaksyczny
Wysyła impulsy hamujące ośrodek
wdechowy
Ośrodek apneustyczny
Dokładne działanie nie do końca
poznane, ale przypisuje mu się rolę
pobudzającą ośrodek wdechowy
Oba położone w moście
75
Regulacja aktywności
ośrodka oddechowego
Polega na przyspieszaniu lub zwalnianiu
oddechów w odpowiedzi na różne bodźce
Bodźce działają na neurony wdechowe
Regulacja nerwowa
Interoreceptory w tkance płucnej i proprioreceptory
klatki piersiowej
Ośrodki wyższych pięter mózgu: kora mózgowa, ośrodek
termoregulacji w podwzgórzu
Regulacja chemiczna
Chemoreceptory kłebuszków szyjnych i kłębków
aortalnych (obwodowe) – reagują na zmiany pCO
2
, H
+
, i
pO
2
Chemoreceptory rdzenia przedłużonego, reagujące na
zmianę pH płynu mózgowo-rdzeniowego
76
Wzrost pCO
2
w krwi
tętniczej
Pobudzenie receptorów
Pobudzenie neuronów
wdechowych
Przyspieszenie i
pogłębienie skurczów
mięśni oddechowych
Spadek pCO
2
Regulacja oddychania na
drodze ujemnego sprzężenia
zwrotnego
77
Wpływ innych czynników
na oddychanie
Wzrost temperatury: zwiększa częstość oddychania
Ból : nagły zmniejsza a długotrwały zwiększa
Alkohol: zwalnia oddychanie
Podrażnienie dróg oddechowych (zakrztuszenie):
powoduje prawie natychmiastowe zatrzymanie
oddychania po którym następuje atak kaszlu
78
Regulacja częstości i głębokości
oddychania
79
Zachowania odruchowe
związane z oddychaniem
Przyspieszenie oddychania w czasie wysiłku
Nasilenie impulsów proprioreceptorów
Odruchy Heringa-Breurera
Rozciągnięcie tkanki płucnej podczas wdechu
pobudza interoreceptory wdechowe i wyzwala
wydech i odwrotnie zmniejszenie rozciągnięcia
pobudza inne interoreceptory (wydechowe) i wyzwala
wdech
Czynniki powodujące przyspieszenie oddychania
Zaburzenia emocjonalne, wzrost temperatury,
spadek ciśnienia krwi
Apnoe lub zatrzymanie oddychania (bezdech)
Nagły skok do zmnej wody, ostry nagły ból,
podrażnienie dróg oddechowych (zakrztuszenie się)
80
Wpływ wysiłku na
oddychanie
Podczas wysiłku mięśnie zużywają bardzo
dużo tlenu i wytwarzają równie duże ilości
dwutlenku węgla
Wentylacja płucna nasila się
Niewielki wysiłek wywołuje jedynie pogłębienie
oddechów
Duży i długotrwały wysiłek powoduje
zwiększenie także częstości oddychania
Nagła zmiana sposobu oddychania na
początku wysiłku ma podłoże nerwowe
Przewidywanie i oczekiwanie oraz impulsy z
proprioreceptorów (w stawach, mięśniach)
Impulsy z kory ruchowej (zawiadującej ruchami)
Ważna rola zmian chemicznych i fizycznych
Spadek pO
2
, wzrost pCO
2
i temperatury
81
Palenie tytoniu zmniejsza
efektywność oddychania
Palacze łatwo męczą się przy niewielkim
wysiłku
Nikotyna kurczy oskrzeliki końcowe
Tlenek węgla łączy się z Hb i zajmuje miejsce dla
tlenu
Zawarte w dymie związki drażniące wywołuja
zwiększone wydzielanie śluzu oraz hamują ruch
rzęsek (utrudnia to oczyszczanie dróg
oddechowych)
Z czasem dochodzi do zniszczenia włókien
elastycznych w tkance płucnej co prowadzi do
rozedmy płuc i zmniejszenia wymiany gazowej
82
Starzenie się układu
oddechowego
Tkanka płucna i ściana klatki piersiowej stają
się coraz bardziej sztywne
Pojemność życiowa obniża się do 35% w
wieku 70 lat
Zmniejsza się aktywność makrofagów
płucnych
Zmniejszenie aktywności rzęsek
Zmniejszenie pO
2
we krwi
Powoduje zależną od wieku większą skłonnośc
osób starszych do zapaleń oskrzeli i płuc