Seminarium 1. Fizjologia układu oddechowego.^{by Sylvia}

1. Po co oddychamy ?

W celu wyzwolenia energii w komórkach, do czego niezbędny jest tlen zawarty w powietrzu.

2. Jakie narządy biorą udział ?

- płuca, układ krążenia, układ nerwowy, mięśnie

3. Na czym polega oddychanie zewnętrzne ?

Na dyfuzji tlenu z płuc do naczyń krwionośnych przez błonę pęcherzyka i śródbłonek i jego transport do komórek oraz na dyfuzji CO2 w kierunku odwrotnym.

4. Na czym polega oddychanie wewnętrzne ?

Na uwolnieniu energii skumulowanej w ATP w wyniku utleniania związków organicznych tlenem pobranym z powietrza atmosferycznego.

5. Ile powietrza pobieramy w czasie jednego wdechu ?

ok. 500-600 ml, z czego 150 ml wypełnia przestrzeń martwą, a 350-450 ml podlega wymianie gazowej

6. W jaki sposób oddychamy ?

Wdech następuje dzięki zwiększeniu 3 wymiarów klatki piersiowej:

a. przednio-tylnego

b. górno-dolnego

c. poprzecznego

ad b. wskutek skurczu przepony (70% siły wdechowej), która obniża się, wskutek czego zwiększa się ciśnienie śródbrzuszne a maleje ciśnienie w klatce piersiowej

ad a. skurcze mięśni międzyżebrowych zewnętrznych, wskutek których mostek oddala się ku przodowi od kręgosłupa

ad.c. Wskutek skurczu mięśni międzyżebrowych zewnętrznych przyczepiających się między V a X żebrem, a także w pewnym stopniu przepona- rozsuwając zatoki żebrowo- przeponowe.

Następuje wzrost objętości klatki piersiowej i spadek ciśnienia poniżej ciśnienia atmosferycznego, dlatego powietrze może napłynąć do płuc zgodnie z gradientem p.

Wydech następuje w momencie, gdy ustąpi skurcz mięśni wdechowych i płuca wracają do swojego pierwotnego rozmiaru wskutek działania sił sprężystych płuc i skręconych żeber. W początkowej fazie wdechu uczestniczy też przepona, zapobiegając gwałtownemu zapadaniu się płuc (czyni oddech bardziej płynnym).

7. Jakie ciśnienie jest w jamie opłucnej w czasie wdechu ?

Na początku ciśnienie przy podstawie w jamie opłucnej wynosi ok. 0,3 kPa. W czasie trwania wdechu ciśnienie stopniowo spada. Powstaje podciśnienie w jamie opłucnej, które zasysa powietrze atmosferyczne do momentu zrównania się ciśnień.

8. Dlaczego wdech jest aktem czynnym ?

Gdyż niezbędny jest skurcz mięśni wdechowych.

9. Z jaką częstością oddychamy ?

12- 16 / min

10. Kiedy uruchamiają się dodatkowe mięśnie wdechowe? Wymień je.

Przy bardzo nasilonych oddechach.

Są to : mm. pochyłe szyi, m. mostkowo-obojczykowo-sutkowy, m. piersiowy mniejszy, mm. Zębate przednie, m. czworoboczny, m. dźwigacz łopatki, mm. Równoległoboczne, mm. Prostowniki kręgosłupa, mm. Rozszerzające górne drogi oddechowe.

11. Kiedy uruchamiają się dodatkowe mięśnie wydechowe. Wymień je.

Przy głebokim wydechu – mm. Międzyżebrowe wewnętrzne

W stanach patologicznych : mm. Ściany brzucha, m. prosty brzucha, m. czworoboczny lędźwi, m. biodrowo- żebrowy, m. zębaty dolny.

12. Co to jest wentylacja minutowa pęcherzykowa ?

Ilość powietrza docierającego do płuc w czasie jednej minuty. Wynosi ok. 6-8 L.

13. Co wpływa na wskaźniki spirometryczne ?

Wiek i płeć

14. Gdzie występuje anatomiczna przestrzeń martwa i jaką rolę spełnia ?

- w tych miejscach układu oddechowego, gdzie nie może nastąpić wymiana gazowa, ze względu na grubość i budowę ściany ( aż do oskrzelików końcowych)

- dzięki niej powietrze pęcherzykowe różni się składem od powietrza atmosferycznego i możliwe jest oddychanie

15. Dlaczego w przestrzeni martwej nie występuje wymiana gazowa ?

- ze względu na grubość ściany ( obecność mięśniówki)

16. Jaki nabłonek występuje w przestrzeni martwej ?

Wielorzędowy urzęsiony

17. Jak wpływa na mięśniówkę oskrzeli układ przywspółczulny ?

Działa przez acetylocholinę i powoduje zwężenie oskrzeli

18. Jak wpływa na mięśniówkę oskrzeli układ współczulny ?

Działa przez noradrenalinę i rozszerza oskrzela (w sytuacji stresowej, tj. ucieczka potrzebujemy więcej tlenu )

19. Jakie substancje działają rozkurczowo i skurczowo na oskrzela ?

- rozkurczowo – adrenalina, noradrenalina, NO, VIP, PGE

- skurczowo – acetylocholina, neurokinina 1, tromboksan, leukotrieny, , PGF, histamina, serotonina

20. Jak na układ oddechowy działa morfina ?

Osłabia ośrodek oddechowy

21. Co to jest czynnik powierzchniowy płuc ?

Surfaktant (dipalmitynian fosfatydylocholiny) – substancja wyściełająca pęcherzyki płucne

22. Gdzie występuje ?

W pęcherzykach płucnych

23. Gdzie powstaje ?

W pneumocytach II typu (ziarnistych)

24. Jakie jest znaczenie surfaktantu ?

- w rozszerzonym pęcherzyku zwiększa napięcie powierzchniowe, więc zapobiega pęknięciu (podczas wdechu)

- podczas wydechu – promień pęcherzyka maleje, czynnik powierzchniowy się zagęszcza, napięcie powierzchniowe się zmniejsza, dlatego pęcherzyk się nie zapada

- wpływa na filtrację

- opłaszcza bakterie, ułatwiając ich fagocytozę przez makrofagi płucne

25. Kiedy powstaje surfaktant?

W 9. miesiącu (28-32 tydzień życia płodowego)

26. Jakie trudności z układem oddechowym występują u wcześniaków ?

Gdy surfaktantu jest zbyt mało, to siły napięcia powierzchniowego są zbyt duże i mięśnie oddechowe nie są w stanie ich pokonać → ostra niewydolność oddechowa, która może doprowadzić do śmierci

27. Jak temu zapobiec ?

Podawać matce przed porodem glikokortykosteroidy, które przyspieszają proces wytwarzania surfaktantu

28. Co wpływa na wytwarzanie surfaktantu ?

- wysiłek fizyczny

- glikokortykosteroidy

- włókna eferentne n. błędnego

29. Co to jest anatomiczna przestrzeń martwa ?

Odcinki dróg oddechowych, w których nie dochodzi do wymiany gazowej, ze względu na mięśniówkę i elementy chrzęstne. Przestrzeń martwa występuje do 16 rozgałęzienia oskrzeli.

30. Co to jest fizjologiczna przestrzeń martwa ?

W pęcherzykach płucnych, gdzie nie dochodzi do wentylacji, np. w szczytach płuc, gdzie jest zbyt mały przepływ w stosunku do wentylacji.

31. Co to jest przeciek płucny ?

- anatomiczny – wymieszanie się krwi odtlenowanej z natlenowaną związane z zespoleniami żył oskrzelowych z żyłami płucnymi

- fizjologiczny – związany z grawitacją, krew spływa do dolnych części płuc i wentylacja nie wystarcza do wysycenia Hb w 100 %

32. Gdzie jest najlepsza wentylacja w stosunku do przepływu krwi i dlaczego ?

- w dolnych partiach płuc

- wpływa : grawitacja, działanie przepony, stopień rozciągnięcia pęcherzyków ( im mniej rozciągnięte na początku wdechu tym lepiej wentylowane; najmniej rozciągnięte są w dolnych partiach płuc)

33. Czy w warunkach fizjologicznych może dojść do filtracji ?

Nie może

34. Dlaczego ?

Ciś. Hydrostatyczne – ciś. Onkotyczne – ciś. Śródmiąższowe = ciś. Filtracyjne

Ciś. Hydrostatyczne – ciś. Onkotyczne – ciś. Śródmiąższowe = 0

Ciś. Hydrostatyczne = ciś. Onkotyczne + ciś. Śródmiąższowe

35. Podaj skład powietrza pęcherzykowego.

- tlen – 13,2 %

- CO2 – 5,2 %

- H2O - 6,2 %

- N2 – 75,4 %

36. Co to jest spirometria ?

Pomiar objętości i pojemności oddechowych płuc u pacjentów

37. Do czego służy ?

Ocena sprawności układu oddechowego

38. Co to jest objętość i pojemność ?

- objętość- pewna niepodzielna całość

- pojemność – składa się z poszczególnych objętości

39. Jak dzielimy TLC- całkowitą pojemność płuc ?

TLC- całkowita pojemność płuc-

VC- pojemność życiowa

VR- objętość zalegająca – pewna objętość powietrza, która zawsze pozostaje w płucach

IRV – objętość zapasowa wdechowa – dodatkowa objętość powietrza, którą można nabrać do puc po dokonaniu swobodnego wdechu

ERV – objętość zapasowa wydechowa – dodatkowa objętośc powietrza, jaką można usunąć, bo dokonaniu swobodnego wydechu

VT- objętość oddechowa – wdychana i wydychana w czasie swobodnego wdechu i wydechu

IC – pojemność wdechowa – powietrze wciągane do płuc w czasie najgłębszego wdechu po spokojnym wydechu

FRC- pojemność zalegająca czynnościowa – powietrze pozostające w płucach po spokojnym wydechu

40. Kiedy objętość zalegając jest większa ?

- w rozedmie – uszkodzenie włókien sprężystych i zmniejszenie sprężystości płuc

- u osób starszych- ubytek włókien sprężystych

41. Co potrzeba, żeby ocenić sprawność układu oddechowego ?

- spirometria dynamiczna- mierzy przepływ powietrza; człowiek zdrowy wdycha i wydycha mniej więcej taką samą objętość

42. Co to jest FEV1 ?

Natężona objętość oddechowa w czasie 1 min.

43. W jakiej pozycji pojemność życiowa płuc jest większa ?

W pozycji stojącej, gdyż krew przesuwa się wtedy w kierunku kończyn dolnych, zwalniając miejsce w klatce piersiowej dla rozszerzających się płuc.

44. Kiedy oskrzela są bardziej skurczone ?

We wydechu – działa nerw błędny

45. Czy dobowy rytm ma wpływ na skurcze oskrzeli ?

Tak, najbardziej skurczone są ok. 6.00; zaś najmniej o 18:00

46. Jaki jest związek między ciśnieniem w jamie opłucnej a siłami retrakcji ?

Im bardziej ujemne ciśnienie, tym siły retrakcji płuc są większe .

47. Jak oddycha człowiek ?

Automatycznie

48. Od czego to zależy ?

Od ośrodka oddechowego w rdzeniu przedłużonym

49. Czy możemy sami regulować oddychanie? Co bierze w tym udział?

Tak, np. podczas nurkowania, bierze w tym udział kora mózgu.

50. Czy człowiek może udusić się sam ?

Nie, gdyż po pewnym czasie uruchomi się automatyzm oddechów.

51. Co warunkuje automatyzm oddechów ?

Neurony rozrusznikowe w rdzeniu przedłużonym w grupie brzusznej neuronów oddechowych, które wykazują zdolność do generacji powolnej depolaryzacji spoczynkowej.

52. Co je pobudza ?

- twór siatkowaty

- chemoreceptory ośrodkowe i obwodowe

- układ limbiczny, podwzgórze, kora mózgowa

53. Jakie grupy neuronów oddechowych występują w rdzeniu przedłużonym ?

- grupa grzbietowa

- grupa brzuszna : kompleks Brötzingera i Pre- Brötzingera

54. Co hamuje neurony rozrusznikowe ?

Synapsy hamujące: GABA- ergiczne, glutaminoergiczne.

55. Co pobudza neurony rozrusznikowe ?

Synapsy glicynoergiczne.

56. Od czego zależy regulacja chemiczna oddychania ?

Od CO2 i O2

57. Co to są chemoreceptory ośrodkowe ?

Neurony położone pod brzuszną powierzchnią rdzenia przedłużonego.

58. Jakie są chemoreceptory obwodowe ?

Są to :

- kłębki szyjne – w okolicy rozwidlenia tętnicy szyjnej wspólnej

- kłębki aortalne – na wewnętrznej i zewnętrznej powierzchni łuku aorty

59. Jak są zbudowane ?

Z tzw. kłębuszków, do każdego kłębuszka dochodzi zaopatrująca go tętniczka. Występują 2 typy komórek kłębkowych:

- I typ – duże, z licznymi ziarnistościami, połączone koneksonami, tworząc funkcjonalną całość, należą do APUD

- II typ – otaczają swymi wypustkami komórki typu I

60. Czym się różnią ?

Chemoreceptory kłębków aorty różnią się od chemoreceptorów kłębków szyjnych znacznie mniejszą wrażliwością na hipoksję i CO2, przy większej wrażliwości na niedokrwienie, są pobudzane zarówno przez obniżenie prężności tlenu we krwi, jak i zmniejszeniem jego objętości we krwi ( związanego z Hb)- chemoreceptory kłębków szyjnych reagują tylko na zmniejszenie prężności tlenu w osoczu.

61. Na jakie bodźce są wrażliwe ?

Chemoreceptory ośrodkowe – na H+, które powstają z dyscojacji H2CO3, gdyż same H+ nie mogą przenikać przez barierę krew- mózg

chemoreceptory obwodowe- wrażliwe na wzrost CO2 i spadek O2

62. Co jest charakterystyczne dla kłębków szyjnych ?

- największy przepływ krwi w organizmie

63. Jakimi nerwami jest wiedziona impulsacja z kłębków szyjnych i aortalnych ?

Kłębki szyjne- nerw IX

kłębki aortalne – nerw X

64. Jakie receptory reagują na regulację pozachemiczną ?

RAR - szybko adaptujące się, zmielinizowane, podnabłonkowe, pod błoną śluzową dróg oddechowych, pobudzane mechanicznym rozciąganiem oraz przez deflację, pobudzają aktywność wdechową

SAR - wolno adaptujące się, zmielinizowane, w obrębie mięśni gładkich dróg oddechowych, bodźcem jest mechaniczne rozciąganie płuc podczas wdechu, skraca fazę wdechu

C – niezmielinizowane, rozsiane w tchawicy i całym drzewie oskrzelowym, stanowią większość receptorów, odbierają bodźce chemiczne, m.in. kapsaicyna, odruchy z tych receptorów mają charakter bronchospastyczny (przez substancję P i neurokininę 1 z neuronów NANCe)

J – niezmielinizowane, między naczyniami włosowatymi a pneumocytami, bodźcem jest pobudzenie mechaniczne- rozszerzenie przestrzeni zewnątrzkomórkowej w płucach podczas intensywnego wysiłku silnie pobudzone przy obrzęku płuc, powodują bradykardię i spłycenie oraz przyspieszenie oddechów

wszystkie są zakończeniami nerwu błędnego

65. Za co odpowiadają te receptory ?

SAR- odruch Heringa- Breuera

RAR – odruch deflacyjny, kaszel, kichanie

66. Jaka jest różnica między kaszlem i kichaniem ?

Kaszel- wyrzucenie powietrza przez zamkniętą uprzednio głosnię, kichanie- przez zamknięte wcześniej nozdrza.

67. Mechanizm kaszlu.

Powstaje pod wpływem pobudzenia receptorów RAR. Pierwszą, przygotowawczą fazą odruchu kaszlu jest głęboki wdech, któremu towarzyszy zwiększenie ciśnienia w jamie brzusznej wskutek skurczu przepony. Najważniejszą fazą odruchu jest gwałtowny wydech, początkowo przy zamkniętej głośni, dzięki czemu ciśnienie w klatce piersiowej i drogach oddechowych zwiększa się przy utrzymującym się dużym ciśnieniu w jamie brzusznej, które pcha przeponę ku górze. Następuje wyrzucenie powietrza pod dużym ciśnieniem przez górne drogi oddechowe i jamę ustną oraz porwanie jego strumieniem płynu lub ciał stałych, które przedostały się do dróg oddechowych lub też plwociny. Odruchowi towarzyszy skurcz mięśni oskrzeli i tchawicy/

68. Mechanizm kichania.

Mechaniczne pobudzenie zakończeń czuciowych nerwu trójdzielnego w jamie nosowej. W pierwszej fazie krótkotrwały, głęboki wdech , po którym następuje gwałtowny, szybki wydech przez nos. Następnie powietrze wydostaje się z nozdrzy pod wysokim ciśnieniem. Bezpośrednio przed kichnięciem obserwuje się sumowanie czasowe bodźców, co manifestuje się subiektywnym odczuciem zwiastującym kichnięciem.

69. Czy odruch kichania i kaszlu może być zatrzymany ?

Tak, ale tylko w 1. fazie, w momencie pobudzenia neuronów wydechowych nie jest już to możliwe.

70. Co to jest odruch Heringa- Breuera ?

Powstaje pod wpływem receptorów SAR. Przyspiesza rytm oddechowy, głównie przez skrócenie fazy wdechu i jej intensywności, pobudza wydech, przyczynia się też do wzrostu oporu dróg oddechowych podczas wydechu.

71. Co to jest odruch deflacyjny ?

Silny wydech, np. w odmie i deflacji – zapadanie się płuc, uczestniczą w nim neurony RAR