Oddychanie

Układ Oddechowy

• Pozwala na wymianę gazową

pomiędzy otoczeniem a
organizmem

• Odgrywa ważną w regulacji

równowagi kwasowo zasadowej
organizmu.

Główne organy układu

oddechowego.

Gardło

przełyk

nagłośnia

krtań

tchawica

OSKRZELA

Ułożenie płuc, przepony i

opłócnej

Strefy przewodzenia i

oddychania

Strefa przewodzenia
• Przewodzi powietrze

do strefy oddychania

• Nagrzewa, nawilża i

filtruje powietrze

• Składowe:

– Tchawica -Trachea
– Oskrzela -Bronchial

tree

– Oskrzeliki-

Bronchioles

Strefa oddechowa
• Wymiana gazowa

pomiędzy
powietrzem i krwią

• Składowe:

– Oskrzeliki

oddechowe

– Pęcherzyki płucne

Droga powietrza do

pęcherzyków płucnych.

Mechanizm oddychania

• Wentylacja

– Ilość powietrza wprowadzana do płuc w ciągu

minuty 0.5 l x 12 oddechów = 6l/min w
spoczynku.

• Wdech

– Przepona w czasie skurczu porusza się w dół

obniża w ten sposób ciśnienie w płucach-

następuje wdech.

• Wydech

• przepona relaksuje się wzrasta ciśnienie w

płucach następuję wydech

Mechanizm wdechu i

wydechu

Mięśnie oddechowe

Mm międzyżebrowe zewnętrzne

Mm międzyżebrowe wewnętrzne

Przedniej ściany jamy brzusznej

Wentylacja płuc (V)

• Objętość powietrza, która wchodzi do

lub wychodzi z płuc w ciągu minuty

– Jest to iloraz pojemności oddechowej [tidal

volume] (V

T

) i częstości oddechów (f)

• Inny pojęcia:

– V

I

wentylacja wdechowa

– V

E

wentylacja wydechowa

– V

A

Wentylacja pęcherzykowa

– V

D

Wentylacja strefy martwej

Pojemności płuc

• Mierzone spirometrem
• Pojemność życiowa-Vital capacity (VC)

– Maksymalna objętość powietrza jaka może być

wydychana po max wdechu

• Objętość zalegająca - Residual volume (RV)

– Powietrze zalegające w płucach po max

wydechu

• Całkowita pojemność płuc (TLC)

– Suma VC i RV

Spirogram obrazujący

objętości

TV –objętość oddechowa; IRV –objętość wdechowa zapasowa; RV- objętość zalegająca; ERV- objętość
Wydechowa zapasowa; VC –pojemność życiowa; TLC całkowita pojemność płuc

Typowe objętości i

pojemności płuc

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Vt

IRV

IC

ERV

RV

FRC

VC

TLC

TV –objętość oddechowa; IRV –objętość wdechowa zapasowa; RV- objętość zalegająca; ERV- objętość
Wydechowa zapasowa; VC –pojemność życiowa; TLC całkowita pojemność płuc

Ciśnienie parcjalne

gazów.

• Każdy gaz w mieszaninie wywiera

odpowiednie ciśnienie.

• Ciśnienie parcjalne tlenu (PO

2

)

– Powietrze zawiera 20.93% tlenu

• Lub inaczej: 0.2093

– Całkowite ciśnienie powietrza = 760

mmHg

• PO

2

= 0.2093 x 760 = 159 mmHg

Dyfuzja gazów

• Gazy dyfundują ze stref wysokiego

 niskiego ciśnienia

– Pomiędzy płucami i krwią
– Pomiędzy krwią i tkanką

• Prawo Ficka

V gazu =

A x D x (P

1

-P

2

)/

V gas = szybkość dyfuzji

T

A = powierzchnia tkanki

T = grubość tkanki

D = współczynnik dyfuzji gazu

P

1

-P

2

= różnica w ciśnieniu parcjalnym

Transport O

2

we krwi

• O

2

wiąże się z hemoglobiną (Hb) i tak

jest transportowana we krwi

• Oxyhemoglobina: O

2

związana z Hb

– Deoxyhemoglobin: O

2

niezwiązana z Hb

• Pojemność transportowa

– 201 ml O

2

•L

-1

krwi u M

• 150 g Hb•L krwi

-1

x 1.34 mlO

2

•g Hb

-1

– 174 ml O

2

•L

-1

krwi u K

• 130 g Hb•L krwi

-1

x 1.34 mlO

2

•g Hb

-1

Krzywa wysycenia

hemoglobiny tlenem

O

2

-Hb krzywa dysocjacji :

Wpływ pH

• pH krwi spada w czasie

intensywnego wysiłku

• Powoduje przesunięcie krzywej w

prawo

– Efekt Bohra
– Ułatwia dysocjację tlenu do tkanek

Krzywa wysycenie

hemoglobiny tlenem (O

2

-

Hb):

Wpływ temperatury

• Wzrost temperatury krwi osłabia

wiązanie Hb-O

2

• Powoduje przesunięcie krzywej w

prawo

– Ułatwia dysocjację tlenu do tkanek

Krzywa wysycenia

hemoglobiny tlenem:

Wpływ temperatury

Transport CO

2

we krwi

• Rozpuszczony w osoczu krwi

(10%)

• Związany z Hb (20%)
• Dwuwęglan (70%)

– CO

2

+ H

2

O  H

2

CO

3

 H

+

+ HCO

3-

– HCO

3- jest również ważnym buforem

H

+

Przejście ze spoczynku do

wysiłku

• Początkowo wentylacja wzrasta

gwałtownie

– Później stopniowo do momentu

osiągnięcia stanu równowagi
czynnościowej (steady-state)

• PO

2

i PCO

2

utrzymywane są na

stałym poziomie.

Zmiany w PO

2

, PCO

2

, i V

E

po rozpoczęciu wysiłku

Wysiłek o narastającej

intensywności

• Liniowy wzrost wentylacji

– do ~50-75% VO

2max

• Skokowy wzrost ponad tą wartość
• Próg wentylacyjny (T

vent

)

– moment od którego V

E

wzrasta

wykładniczo

Zmiana wentylacji w

czasie wysiłku:

Trenujący vs.nietrenujący

• U wytrenowanych biegaczy

– Spada ciśnienie w tętnicach PO

2

przy intensywności bliskiej
wyczerpania.

– pH jest utrzymywane na

odpowiednim poziomie przy
wyższyej intensywności

Wentylacja w czasie

wysiłku:

Trenujący vs.

nietrenujący

Wpływ treningu na

wentylację

• Przy danym obciążeniu

wentylacja jest mniejsza u ludzi
wytrenowanych

– Może z powodu niskiego stężenia

kwasu mlekowego

– Mniejszej stymulacji oddychania

Wpływ treningu

wytrzymałościowego na

wentylację w czasie

wysiłku

Czy płuca ograniczają

zdolności wysiłkowe?

• Wysiłek sub maksymalny

– System oddechowy nie jest postrzegany

jako czynnik ograniczający.

• Wysiłek maksymalny

– U zdrowych osób nie ogranicza

zdolności wysiłkowych na poziomie

morza

– Może być czynnikiem ograniczającym u

zawodników konkurencji

wytrzymałościowych.