Uklad oddechowy- dostarczanie do organizmu O2 i usuwanie CO2.

Etapy oddychania:

Najpierw powietrze z atmosfery musi dotrzeć do układu oddechowego

1. Wymiana gazowa pomiędzy atmosferą a pęcherzykami- wentylacja

2. Wymiana gazowa pomiędzy pęcherzykami płucnymi a kapilarami płucnymi ( tlen przechodzi z pęcherzyków do kapilar, a CO2 z kapilar do pęcherzyków)

3. Transport tlenu przez krew z kapilar płucnych do kapilar systemowych

4. Wymiana gazowa pomiędzy kapilarami systemowymi a płynem tkankowym (otacza on wszystkie komórki organizmu)

5. Wymiana gazowa pomiędzy płynem tkankowym a poszczególnymi komórkami ustroju

CO2 produkowany jest w komórkach, a wiec kierunek przepływu CO2 jest odwrotny.

O2 : atmosfera-> komórki

CO2: komórki-> atmosfera

Wymiana gazowa na każdym etapie odbywa się zawsze zgodnie z gradientem ciśnień (od wyższego do niższego).

Układ oddechowy:

- drogi oddechowe (umożliwiają przemieszczanie się powietrza z atmosfery do pęcherzyków płucnych): jama nosowa, gardło (część wspólna ukł. oddech. I pok.), jama ustna, krtań, tchawica, oskrzela (prawe i lewe), oskrzela rozkładają się na oskrzeliki, oskrzeliki końcowe

- płuca : pokryte błoną- opłucna płucna

opłucna na ścianach klatki piersiowej- opłucna ścienna

Pomiędzy tymi opłucnymi przestrzeń śródopłucnowa, która zawiera niewielką ilość płynu, zapobiega poślizgowi, panuje tam ujemne ciśnienie w stosunku do ciśnienia w atmosferze, utrzymuje to pluca w stanie rozprężenia.

Narządy wymiany: pęcherzyki płucne i oskrzeliki oddechowe, jest w nich zawarty nabłonek oddechowy. Aby wymiana była możliwa musi być również dostarczona krew.

Pęcherzyk płucny zbudowany jest z pneumocytów:

- pneumocyty I typu: cienkościenne, przez nie odbywa się dyfuzja

- pneumocyty II typu: produkują surfaktant (detergent)

Bariera dyfuzyjna (od strony naczynkowej):

-śródbłonek naczyniowy

-błona podstawna

- pneumocyty typu I

Pęcherzyk od wewnątrz wyścielony jest niewielką ilością płynu, który wykazuje napięcie powierzchniowe. Obecność tego napięcia powoduje że płyn stara się przyjąć taki kształt aby powierzchnia tego płynu była jak najmniejsza, czyli w tym przypadku powierzchnię kulistą, czyli pęcherzyk się będzie coraz bardziej zapadał i osiągał małe rozmiary. Dlatego w czasie wdechu, kiedy chcemy rozprężyć, napiecie powierzchniowe przeszkadza. Surfaktant pokrywa warstwę płynu od środka i zmniejsza napięcie powierzchniowe, to ma 2 efekty działania:

1. Ułatwia rozprężenie pęcherzyków płucnych

2. Zmniejsza wydatek energetyczny zw. Z oddychaniem

Błona dyfuzyjna od strony pęcherzyka do kapilar: warstwa surfaktantu, warstwa płynu wyścielającego pęcherzyk, pneumocty typu I, błona podstawna, komórki śródbłonka naczyniowego.

Ad. 1 etap oddychania

Wentylacja- wymiana gazowa pomiędzy atmosferą a pęcherzykami płucnymi. W ramach wentylacji jest wdech- wprowadzanie powietrza z atmosfery do pęcherzyków i wydech- usuwanie powietrza z pęcherzyków do atmosf.

Prawo Boyl’a dot. zalezności pomiędzy cisnieniem i objętością gazów. Jeżeli ta sama ilość gazów będzie się znajdować w większej objętości to ciśnienie spadnie. Jeżeli ta sama ilość gazów będzie się znajdowac w mniejszej objętości to ciśnienie wzrośnie.

Wymiana gazowa jest związana z generowaniem ciśnień pomiędzy pęcherzykami płucnymi a atmosferą. Wdech - cisnienie w pęcherzykach spada->powietrze z atmosf. Płynie do pęcherzyków, wydech- ciśnienie w pęcherzykach rośnie-> powietrze wydostaje się do atmosfery.

Oddychanie jest wynikiem pracy mięśni oddechowych.

Podczas wdechu spoczynkowego aktywna jest przepona i mięsnie międzyżebrowe zewnętrzne.

Wdech ( w spoczynku) -> przepona się kurczy i obniża -> objetość klatki piersiowej zwiększa się

tak samo z mięśniami międzyżebrowymi zewn. Powodują one zwiększenie wymiarów klatki piersiowej; wykonujemy 12-16 oddechów na min( 12 wdechów i 12 wydechów), każdy wdech i wydech wynosi ok. 400- 500 ml jest to tzw. Objętość oddechowa, czyli taka objętość gazu która jest wprowadzana i usuwana podczas spoczynkowego oddychania

Wdech (podczas aktywności) wtedy wentylacja jest bardziej dynamiczna, wentylacja wzrasta, 120-160 l na min, czyli ok. 20 razy zwieksza się wentylacja przy wysiłku. Podczas wysiłku aktywność dodatkowych mięśni wdechowych: mięśnie pochyłe, które dodatkowo unoszą klatkę piersiową i mięśnie mostkowo- obojczykowo- suteczkowate.

Podczas wydechu w stanie spoczynku nie muszą być aktywne mięśnie, jest to akt bierny, objętość pluc się nie zmienia.

Wydech podczas wysiłku aktywne mięśnie: międzyżebrowe wewnętrzne i mięśnie ścian jamy brzusznej.

Wdech-skurcz mięśni wdechowych-> zwiększenie objętości klatki piersiowej-> ciśnienie śródopłucnowe maleje, staje się bardziej ujemne ->rozciągnięcie płuc-> obniżenie ciśnienia śródpęcherzykowego w stosunku do atmosfery do -1mmHg-> wytwarza się gradient ciśnień-> powietrze zgodnie z gradientem ciśnień z atmosfery do płuc-> wyrównanie ciśnień, ustanie wdechu

Wydech-rozkurcz mięśni wdechowych-> zmniejsza się objętość klatki piersiowej-> ciśnienie sródopłucnowe staje się bardziej dodatnie-> objętość płuca się zmniejsza-> cisnienie w pęcherzykach rośnie do 1mmHg-> powietrza przemieszcza się się z płuc do atmosfery-> ciśnienie w pęcherzykach osiąga 0 i przepływ gazów ustaje.

Opory przepływu gazu są zależne m.in. od szerokości drzewa oskrzelowego. Jeśli szerokość tego drzewa się zmniejszy to opory przepływu gazu będą się zwiększać. Szerokość drzewa oskrzelowego zależna jest od nerwów, nerwy parasympatyczne powodują obkurczenie drzewa oskrzelowego, natomiast nerwy sympatyczne powodują rozszerzenie drzewa oskrzelowego.

Adrenalina powoduje rozszerzenie drzewa; mediator obkurczający- histamina.

U ludzi z astma dochodzi do zwiększonego uwalniania histaminy i zwiekszonej wrażliwości drzewa oskrzelowego.

Stopień rozszerzenia płuc pod wpływem gradientów ciśnień zależy od podatności tych płuc.

Gdy dochodzi do spadku albo niedoboru surfaktantu (np. u wcześniaków) powoduje to spadek podatności pluc.

Ad. 2 etapy oddychania

Dyfuzja między pęcherzykami a kapilarami płucnymi. W pęcherzykach płucnych panują cisnienia gazów w miarę stałe. Ciśnienie O2 i CO2 wynosi mniej więcej tyle samo w czasie wdechu i wydechu. Wymiana gazowa zachodzi zarówno podczas wdechu jak i wydechu. W czasie wdechu ciśnienie O2 wynosi ok. 104 mmHg, 40 dla CO2, podczas wydechu 98 dla O2, 40 dla CO2. Różnice cisnień pomiędzy wdechem a wydechem są niewielkie. W płucach po normalnym wydechu zostaje tzw. czynnosciowa pojemność zalegająca i objętość tej pojemności wynosi ok. 2l, w płucach zostaje tyle powietrza żeby warunki ciśnieniowe gazów oddechowych utrzymywały się na w miarę stałym poziomie.

Warunki dyfuzji w obrębie grup oddechowych:

W systemie kapilarnym tlenu na końcu tętniczym kapilar płucnych cisnienie tlenu wynosi 40 mmHg, a ciśnienie tlenu w pęcherzykach wynosi ok. 100 mmHg. Cisnienie tlenu się podnosi i na końcu żylnym kapilar płucnych cisnienia tlenu w kapilarach zrównują się z ciśnieniami panującymi w pęcherzykach płucnych.

Na końcu tętniczym kapilar ciśnienie CO2 wynosi 45 mmHg. Co2 oddawany jest do kapilar płucnych i na końcu żylnym cisnienia CO2 w kapilarach zrównują się z cisnieniem panującym w pęcherzyku, i tu i tu jest 45 mmHg. Krew przepływająca przez kapilary plucne oddaje CO2 a przyjmuje O2.

Aby była prawidłowa wymiana gazowa w obrębie płuc musi być odpowiedni przeplyw krwi i odpowiednia wentylacja. Zaburzony tzw. stosunek wentylacji/przepływ:

- jeśli będzie duży przepływ, a mała wentylacja to krew żylna która docierała do płuc odpływałaby dalej z płuc jako krew żylna, bo byłoby mało powietrza które wpłynęłoby na zmianę ciśnień- przeciek żylny czynnościowy

- jeśli mały przepływ a duża wentylacja, powietrze w pęcherzykach nie mogłoby być wykorzystane przez krew- przestrzeń martwa pecherzykowa, czyli obszar pęcherzyków które są wentylowane, ale są nieukrwione, nie uczestniczą w wymianie gazowej.

Stosunek ten jest regulowany przez gazy oddechowe, powietrze które dociera do płuc zawiera przede wszystkim dużo O2, dlatego czynnikiem rozszerzającym naczynia krwionośne jest wzrost cisnienia partialnego O2. I odwrotnie, tam gdzie przepływa dużo krwi, zawiera ona duzo CO2, a ten CO2 działa bezpośrednio na mięśniówkę drzewa oskrzelowego i powoduje rozszerzenie mięśniówki i zwiększenie wentylacji.

Kapilary systemowe: na końcu tętniczym kapilar systemowych to samo co na koncu zylnym kapilar płucnych, czyli cisnienie partialne O2 100 mmHg, a CO2 40 mmHg.

Transport gazów oddechowych

Tlen jest transportowany przede wszystkim w powiązaniu z hemoglobiną, 98,5% O2 który jest transportowany jest związany z hemoglobiną. Gdy mamy anemia, o połowę spada ilość erytrocytów i hemoglobiny to o połowę spadłaby zdolność transportu O2, czyli przy tej samej pojemności minutowej tkanki dostawałyby o połowę mniej tlenu, czyli tkanki byłyby niedotlenione. Dochodzi do uogólnionego niedotlenienia organizmu. Kształt cząsteczki hemoglobiny po połączeniu z O2 ulega zmianie.

Krzywa dysocjacji hemoglobiny (rys.) -przedstawia zależność wysycenia hemoglobiny od ciśnienia partialnego O2.

Krzywa dysocjacji oprócz ciśnienia partialnego O2 zależy jeszcze od: ph krwi, temp., cisnienia CO2, obecności dwufosfoglicerolu który powstaje podczas metabolizmu.

Jeśli spadnie ph, wzrośnie temp., wzrośnie ilość CO2 i dwufosfoglicerolu to krzywa dysocjacji przesuwa się w prawo- stopień wysycenia hemoglobiny się zmniejsza. Te 4 czynniki powodują że przy tych samych ciśnieniach partialnych O2 hemoglobina odda więcej O2 do tkanek, sprzyjają one oddawaniu O2 przez hemoglobinę w tkankach.

Natomiast w płucach w stosunku do tkanek ph jest wyższe, temp. Jest nizsza, CO2 i 23DPG jest mniej-> krzywa dysocjacji przesuwa się w lewo-> hemoglobina łatwiej połączy się z tlenem, te mechanizmy będą ułatwiać oddawanie O2 w tkankach dodatkowo, a ułatwiać przyłączanie O2 w płucach.

Transport CO2 z tkanek do płuc:

7-10% CO2 rozpuszczona fizycznie

20-23% w postaci karbaninianu

Większość CO2 jest transportowana w postaci wodorowęglanu

Regulacja oddychania- wyklad

NERKI

Funkcje:

- służą do utrzymania gospodarki elektrolitowej, kwas.-zas.,

- czynność hormonalna

-produkuje enzym reninę, która stymuluje układ hormonalny,

?

Budowa nerki

Nerki znajdują się w przestrzeni zaotrzewnowej, 2 nerki, każda nerka zaopatrywana jest przez tętnicę:

Lewa przez tętnicę nerkową lewą, prawa przez tetnicę nerkową prawą. Krew która odplywa z nerek, tez jest odprowadzana przez zyły- zyły nerkowe ( z prawej nerki- zyła nerkowa prawa, z lewej nerki zyła nerkowa lewa). Z wnęki nerek odchodzi moczowód, którym płynie mocz produkowany przez nerki. Mocz z pęcherza moczowego jest wydalany na zewnątrz

Nerka-> 2 moczowody-> pęcherz moczowy-> cewka moczowa.

Zewnętrzna część nerki- część korowa

Wewnętrzna – część rdzeniowa

Miedniczka nerkowa

Piramida nerkowa- cewki zbiorcze

Podstawowa jednostka czynnościowa nerki- nefron. Składa się z ciałka nerkowego, zbudowany jest z kapilar kłębuszka, otoczony torebką Bawmana. Kanalik bliższy ?. ciałko nerkowe i kanalik bliższy znajdują się w części zewnętrznej nerki czyli w korze. Nastepnie kanalik bliższy przechodzi w petlę Henlego, ta pętla składa się z dwóch elementów: ramię zstepujące, ramię wstepujące. Ramię wstepujące przechodzi w kanalik dalszy-> cewka zbiorcza, która zbiera mocz, cewka zbiorcza przechodzi przez istotę rdzenną i uchodzi na szczycie piramidy nerkowej.

Układ krążenia który zaopatruje nerki.

Przez nerki przepływa az 20% pojemności minutowej.

Tętniczki doprowadzające z ? , jest naczyniem oporowym, na pocztku tej tętniczki ciśnienie spada od 100 do 60 mmHg, nastepnie tętniczka rozpada się na sieć naczyń kapilarnych, są to naczynia kapilarne kłębuszka-> tętniczka odprowadzająca, również naczynie oporowe, ciśnienie z 60 do 18 mmHg-> kapilary około kanalikowe-> naczynia proste, które biegną do systemu, od kapilar odchodzą żyłki płatowe-> żyłki łukowate -> żyły nerkowe i wraca wszystko do układu systemowego.

Podwójny układ naczyń kapilarnych:

-wysokociśnieniowy układ naczyń kapilarnych kłębuszka- tutaj zachodzi tylko filtracja.

-niskociśnieniowy układ kapilar okolokanalikowych- zachodzi ?