Wybrane zagadnienia z fizjologii i patofizjologii układu oddechowego[Author ID1: at Thu Apr 20 17:25:00 2006 ]

Oddychanie jest czynnością w znacznym stopniu autonomiczną, sterowaną przez zespoloną czynność ośrodka oddechowego, wielu pięter ośrodkowego układu nerwowego i przez obwody układu nerwowego.

Na czynność tego bardzo złożonego układu regulacyjnego - sprzężonego zwrotnie z mięśniami prążkowymi i gładkimi - wpływają także bodźce działające przez receptory obwodowe znajdujące się w zatoce szyjnej,

łuku aorty,

w błonie śluzowej dróg oddechowych,

oddechowych płucach i

skórze oraz zmiany układu chemicznego krwi, głównie zmiany zawartości dwutlenku węgla we krwi.

Zadaniem tego skomplikowanego układu regulacyjnego jest koordynacja czynności wentylacyjnej płuc i krążenia płucnego oraz dostosowywanie ich do aktualnych potrzeb ustroju.

Upośledzenie czynności układu oddechowego powstaje na skutek zaburzeń:

• - regulacji oddychania

• - wentylacji pęcherzykowej (Va)

• - stałego przepływu krwi przez naczynia włosowate płuc (Qc)

• - stosunku wentylacji pęcherzykowej do przepływu krwi przez naczynia włosowate płuc (Va/Qc)

• - dyfuzji gazów

Zaburzenia regulacji oddychania

Zaliczamy tutaj stany nadmiernego pobudzenia lub obniżenia pobudliwości ośrodka oddechowego oraz tak zwane odruchy obronne, jak:

• - kichanie

• - kaszel

• - zatrzymanie oddechu

Nadmierne pobudzenie obserwujemy przy zaburzeniach metabolicznych - cukrzyca, mocznica - występuje wtedy pogłębione, nasilone oddychanie, którego celem jest wyrównanie kwasicy przez zwiększone wydalanie dwutlenku węgla.

Obniżona pobudliwość występuje w niedotlenieniu mózgu, zatruciu lekami - morfina, barbiturany, narkoza.

Kichanie - przy podrażnieniu receptorów błony śluzowej nosa różnymi środkami: chemicznymi, pyłkami, wydzieliną.

Kaszel - przy podrażnieniu receptorów błony śluzowej krtani, tchawicy, oskrzeli.

Zatrzymanie oddechu - odruch obronny wywoływany zadziałaniem substancji silnie drażniących z nieprzyjemną wonią.

Zaburzenia wentylacji płuc

Na czynność wentylacyjną składa się ruch powietrza w drogach oddechowych (wentylacja przestrzeni martwej) oraz rozdział powietrza w pęcherzykach płucnych, w których odbywa się wymiana gazów (wentylacja pęcherzykowa).

W czasie ruchów oddechowych klatka piersiowa działa jak pompa - ssąca przede wszystkim - wspólna dla układu oddechowego krążenia. Zmiany ciśnienia powodują przedostawanie się powietrza do płuc w czasie wdechu i wydostawanie się z płuc na zewnątrz w czasie wydechu.

Praca mięśni oddechowych polega na pokonaniu w czasie wentylacji sił przeciwstawiających się zmianie objętości płuc.

Zaliczamy tu tzw. Opory nieelastyczne stwarzane przez tarcie tkanek klatki piersiowej i płuc, bezwładność tkanek oraz przepływ gazów w drogach oddechowych.

Musimy pamiętać, że klatka piersiowa i płuca - które są elementami elastycznymi, zachowują się jak sprężyna - ulegają rozciąganiu pod wpływem skurczu mięśni oddechowych, a po ustąpieniu skurczu wracają do stanu początkowego.

Siły elastyczne płuc są skierowane przeciwstawnie do sił elastycznych klatki piersiowej.

Ruchy oddechowe klatki piersiowej powodują zmiany panującego w niej ciśnienia potrzebnego do pokonania oporów elastycznych płuc oraz ciśnienia śródpłucnego potrzebnego do pokonania oporów nieelastycznych dróg oddechowych.

Ciśnienie w opłucnej jest zawsze niższe od atmosferycznego. W czasie wdechu staje się ono bardziej ujemne, a w czasie wydechu mniej.

Ciśnienie śródpłucne jest w przerwie między oddechami równe ciśnieniu atmosferycznemu.

W czasie wdechu klatka piersiowa poszerza się, co powoduje zwiększenie się objętości płuc i stopniowe obniżanie się ciśnienia śródpłucnego w stosunku do atmosferycznego, dzięki czemu powietrze wpływa do płuc.[Author ID1: at Thu Apr 20 17:24:00 2006 ]

Na szczycie wdechu ciśnienie śródpłucne staje się wyższe od atmosferycznego powietrze wypływa z płuc.

Wdech jest aktem czynnym powodowanym pracą mięśni wdechowych - główny mięsień wdechowy jak pamiętacie to przepona oraz mięśnie międzyżebrowe zewnętrzne.

Prawidłową czynność przepony warunkują silne mięśnie brzucha oraz różnica ciśnień między jamą brzuszną a jamą klatki piersiowej.

Spokojny wydech jest aktem biernym, rozpoczynającym się po ustąpieniu skurczu mięśni wdechowych.

Wentylację płuc dzielimy na wentylację:

• - autonomicznej przestrzeni bezużytecznej, którą stanowi powietrze wypełniające tchawicę i oskrzela(ta która nie dociera do pęcherzyków płucnych) oraz

• - wentylację pęcherzykową, to jest tę ilość powietrza, która bierze udział w wymianie gazów wentylując pęcherzyki płucne o prawidłowym przepływie krwi.

Ilość powietrza znajdującego się w płucach dzielimy na OBJĘTOŚĆ i POJEMNOŚĆ - których wielkość zmienia się w różnych stanach patologicznych.

PODSTAWOWĄ, niepodzielną składową całkowitej ilości powietrza znajdującego się w płucach jest objętość (VOLUME).

Jednostką miary objętości jest mililitr.

Dwie lub więcej objętości tworzą pojemność (CAPASITY).

OBJĘTOŚĆ PŁUC

1. Objętość oddechowa (TV-tidal volume) - to jest objętość powietrza wdychanego i wydychanego podczas jednego spokojnego cyklu oddechowego.

2. Objętość wdechowa zapasowa (IRV - inspiratory reserve volume) to objętość powietrza, którą badany może wprowadzić do płuc w czasie maksymalnego wdechu, mierzona od szczytu spokojnego wdechu do szczytu maksymalnego wdechu.

3. Objętość wydechowa zapasowa (ERV - expiratory reserve volume) to objętość powietrza, którą badany wydycha z płuc w czasie maksymalnego wydechu, mierzona od szczytu spokojnego wydechu do szczytu maksymalnego wydechu.

4. Objętość zalegająca (RV -residual volume) to objętość powietrza, która pozostaje w płucach po najgłębszym wydechu. Wielkość jej wynosi mniej więcej 25 % całkowitej pojemności płuc.

POJEMNOŚĆ PŁUC

1. Pojemność życiowa płuc (VC - vital capasity) jest sumą objętości oddechowej, wdechowej zapasowej i wydechowej zapasowej (VC=TV+IRV+ERV) odpowiada więc ilości powietrza, która jest wydalana z płuc w czasie maksymalnego wydechu poprzedzonego maksymalnym wdechem (jest to około 75% całkowitej pojemności płuc).

2. Pojemność wdechowa (IC - inspiratory capacity) jest sumą objętości oddechowej i wdechowej zapasowej (IC=TV+IRV), czyli odpowiada ilości powietrza wprowadzonego do płuc w czasie maksymalnego wdechu, licząc od szczytu spokojnego wydechu.

3. Czynnościowa pojemność zalegająca (FRYC - functional residua capasity) jest sumą objętości wydechowej zapasowej i objętości zalegającej (FRC=ERV+RV), czyli jest to ilość powietrza znajdującego się w płucach w chwili zakończenia spokojnego wydechu.

4. CAŁKOWITA pojemność płuc (TLC - total lung capasity) jest sumą wszystkich czterech objętości (TLC=TV+IRV+ERV+RV), czyli jest to ilość powietrza znajdującego się w płucach na szczycie najgłębszego wdechu.

JAKIE WYRÓŻNIAMY POSTACIE ZABURZEŃ WENTYLACJI PŁUC:

• RESTRYKCYJNĄ (ograniczającą)

• OBTURACYJNĄ (zaporową)

• MIESZANĄ

RESTRYKCYJNA - charakteryzuje się tym, że zdolność rozszerzania się płuc jest zmniejszona, natomiast drożność oskrzeli - prawidłowa.

Powstaje w następstwie zmian włóknistych włóknistych płucach - marskości płuca, nacieków zapalnych, zrostów opłucnej, dużej ilości płynu w jamie opłucnej, odmy płucnej, chorób ograniczających ruchy klatki piersiowej, otyłości i innych przyczyn.

OBTURACYJNA (zaporowa) - jest wtedy gdy zwiększają się opory w oskrzelach i zmniejsza sprężystość tkanki płucnej (powstaje to przy przewlekłym zapaleniu oskrzeli, rozedmie płuc, astmie oskrzelowej).

POSTAĆ MIESZANA - występuje najczęściej, występują oba typy ograniczeń.

ZABURZENIA PRZEPŁYWU KRWI PRZEZ NACZYNIA WŁOSOWATE

Stały przepływ krwi przez naczynia włosowate płuc zapobiega wyrównaniu się ciśnień gazów po obu stronach „przegrody” oddzielającej powietrze pęcherzykowe od krwi naczyń włosowatych.

Całkowity przepływ krwi przez krążenie płucne wynosi około 5 litrów na minutę, a całkowita wentylacja pęcherzykowa - około 4 litrów na minutę.

Zaburzenia przepływu krwi przez naczynia włosowate płuc są wynikiem zmniejszenia się łożyska naczyniowego w krążeniu płucnym (np. rozedma płuc, zwłóknienie, resekcja tkanki płucnej po usunięciu nowotworu, w wadach wrodzonych serca, zatoru płuca, stwardnieniu tętnicy płucnej).

ZABURZENIA DYFUZJI GAZÓW

Dyfuzja gazów w płucach odbywa się wyłącznie wg. praw fizyki. Znaczy to, że ciągła wymiana zachodzi między obszarem o wyższym i niższym ciśnieniu gazów.

Prężność(ciśnienie parcjalne) tlenu w powietrzu pęcherzyków płucnych wynosi około

100 mmHg, a we krwi żylnej dopływającej do pęcherzyków około 37 mmHg, tlen przechodzi więc szybko z powietrza pęcherzykowego do krwi łącząc się z hemoglobiną krwinek czerwonych.

Prężność dwutlenku węgla we krwi żylnej wynosi około 46 mmHg, a w powietrzu pęcherzyków płucnych - około 40 mmHg.

Pomimo małej różnicy ciśnień dwutlenku węgla dyfunduje z krwi do pęcherzyków płucnych, ponieważ jego współczynnik dyfuzji jest dużo wyższy niż tlenu.

Zaburzenia dyfuzji gazów łączą się ściśle z omówionymi zaburzeniami wentylacji i przepływu krwi przez naczynia włosowate płuc.

Występują przy uszkodzeniach znacznych obszarów tkanki płucnej, które prowadzą do zmniejszania się łożyska naczyniowego płuc.

NIEWYDOLNOŚĆ ODDECHOWA

Powstaje najczęściej w następstwie chorób układu oddechowego, prowadzących do zaburzeń wymiany gazów w płucach.

Niewydolność oddechowa może mieć również przyczyny pozapłucne.

Wyróżniamy ostrą i przewlekłą niewydolność oddechową:

• Ostra powstaje w wyniku nagłego zmniejszania się wentylacji pęcherzykowej z następowym niedotlenieniem krwi i tkanek. Stwierdza się wówczas obniżenie prężności tlenu i wzrost prężności dwutlenku węgla we krwi.

• Przewlekła niewydolność oddechowa rozwija się powoli w następstwie przewlekłych chorób układu oddechowego powodujących zmniejszenie się rezerwy oddechowej.

Objawy niewydolności oddechowej to: duszność, sinica.

WPŁYW WYSIŁKU FIZYCZNEGO NA CZYNNOŚĆ UKŁADU ODDECHOWEGO

Zmiany czynności układu oddechowego podczas wysiłku fizycznego

Zwiększenie zapotrzebowania mięśni na tlen oraz wytwarzanie w nich, ewentualnie wypieranie, dwutlenku węgla z wodorowęglanów osocza. Jest ono pokrywane przez nasilenie czynności oddechowej i zwiększenie wymiany gazowej w płucach podczas wysiłku.

Czynnikami warunkującymi sprawność tych procesów są:

• Prawidłowa wentylacja pęcherzykowa

• Odpowiedni stosunek wentylacji do perfuzji płuc

• Dostateczny przepływ krwi przez płuca o prawidłowej pojemności tlenowej.

Pamiętamy, że w momencie rozpoczęcia wysiłku fizycznego natychmiast wzrasta wentylacja płuc (może ona wzrastać przeszło 25 razy w stosunku do wartości spoczynkowej).

Wzrost jest proporcjonalny do intensywności wysiłku, dopóki nie przekroczy ona 70 % intensywności maksymalnej. Powyżej tego poziomu następuje hiperwentylacja.

Wpływ systematycznego wysiłku fizycznego na czynność układu oddechowego u zdrowych

Następują zmiany wartości parametrów - zwiększa się pojemność życiowa płuc oraz maksymalna wentylacja.

Częstość oddechów podczas submaksymalnych wysiłków jest mniejsza a ich głębokość większa.

Zmniejsza się też praca oddechowa przypadająca na 1 litr powietrza przepływającego przez płuca.

Wzrasta pojemność dyfuzyjna płuc w spoczynku i w czasie wysiłku.

Zwiększa się ogólna objętość krwi w płucach i jej przepływ przez szczytowe segmenty płuc.

Wpływ wysiłku fizycznego na czynności układu oddechowego u chorych na przewlekłe choroby płuc

Cel stosowania wysiłku fizycznego:

• Obiektywna ocena stopnia zaburzeń czynności płuc

• Określenie wydolności chorych oraz dopuszczalnych obciążeń

• Ułatwienie rozpoznania przyczyn i mechanizmów upośledzenia oddychania

• Ocena skuteczności leczenia

• Usprawnienia mechanizmów oddychania.

Chory na przewlekłe choroby układu oddechowego mają ograniczoną wydolność wysiłkową.

Podczas wysiłku fizycznego występuje u nich nadmierna w stosunku do obciążenia wentylacja płuc. Jest ona spowodowana większym przyspieszeniem oddechów i znacznie mniejszym wzrostem objętości oddechowej niż u ludzi zdrowych. Zmniejsza się wentylacja pęcherzykowa. Szybciej występuje zmęczenie mięśni oddechowych.

Dzięki systematycznemu stosowaniu wysiłku fizycznego o odpowiednim natężeniu dochodzi do zwiększenia możliwości wysiłkowych chorych na przewlekłe choroby układu oddechowego. Ale nieznane jest podłoże fizjologiczne tej poprawy.

CEL I ZASADY STOSOWANIA FIZJOTERAPI ODDECHOWEJ W ZABURZENIACH CZYNNOŚCI PŁUC

ĆWICZENIA ODDECHOWE

Do ustalenia zasad stosowania ćwiczeń oddechowych w różnych schorzeniach pulmonologicznych przyczyniły się urazy klatki piersiowej wynikłe podczas działań wojennych w drugiej wojnie światowej.

Celem ćwiczeń oddechowych jest poprawa czynności układu oddechowego przez:

• Utrzymanie prawidłowej wentylacji płuc

• Zwiększenie ruchomości klatki piersiowej i przepony

• Zwiększenie siły mięśni oddechowych

• Pobudzenie do efektywnego kaszlu.

W zależności od spełnianych zadań ćwiczenia mogą mieć charakter:

• Leczniczy - usprawnienie chorego lub kompensacja zaburzeń

• Zapobiegawczy - niedopuszczenie do zaburzeń wynikających z ograniczenia aktywności ruchowej

• Rozluźniająco - uspokajający.

Przeciwwskazania to:

• Niewydolność oddechowa

• Krwotok płucny

• Inne ustalone przez lekarza

Mogą być stosowane jako:

• Ćwiczenia bierne - wykonuje za chorego fizjoterapeuta

• Ćwiczenia czynno - bierne

• Ćwiczenia wspomagające

• Ćwiczenia z oporem.

Pamiętać musimy, że przed przystąpieniem do ćwiczeń oddechowych konieczna jest nauka prawidłowego ich wykonywania.

Należy rozpoczynać je od wydechu.

Długość wydechu do wdechu 1:3 - maksymalnie wydłużać wydech aż do uczucia braku powietrza.

Ćwiczenia prowadzimy w odpowiednich pozycjach złożeniowych, dzięki nim możemy ułatwiać bądź utrudniać oddech - wdech lub wydech - stabilizować część klatki piersiowej, zwiększać udział przepony lub mięśni międzyżebrowych.

Liczba powtórzeń ćwiczeń oddechowych nie powinna przekraczać 3-4 w jednej serii.

FIZYKOTERAPIA I MASAŻ LECZNICZY

Zabiegi fizykoterapeutyczne i masaż mają w leczeniu chorób i zaburzeń czynności układu oddechowego znaczenie pomocnicze,

uzupełniające i

przygotowujące

chorego kinezyterapii, działają rozluźniająco na mięśnie klatki piersiowej, przeciwbólowo, rozszerzająco na drogi oddechowe, rozrzedzająco na wydzielinę, wyksztuśnie lub łagodząco na odruch kaszlu.

Najczęściej stosowane zabiegi fizykoterapeutyczne to:

• Inhalacja

• Światłolecznictwo

• Elektroterapia

• Ultradźwięki

• Masaż leczniczy.

PRZYKŁADY FIZJOTERAPII W WYBRANYCH CHOROBACH UKŁADU ODDECHOWEGO:

1. Przewlekłe zapalenie oskrzeli:

1. Inhalacje

2. Kinezyterapia oddechowa

3. Naświetlanie klatki piersiowej promieniami podczerwonymi

2. Rozstrzenie oskrzeli:

1. Drenaż złożeniowy

2. Kinezyterapia oddechowa

3. Masaż łącznotkankowy

4. Inhalacje

5. Diatermia krótkofalowa

3. Rozedma płuc (dwa typy):

1. Kinezyterapia

2. Inhalcje

3. Drenaż złożeniowy

4. Masaz klasyczny i leczniczy

PODSTAWOWE METODY BADANIA UKŁADU ODDECHOWEGO

Czynność należąca do zadań lekarza, informacyjnie powiem, że mamy badanie podmiotowe - czyli wywiad -praktycznie o wszystkim (choroby przeżyte, nałogi, stosunki rodzinne, aktualne dolegliwości, u kobiet także sprawy ginekologiczne).

Badanie przedmiotowe - fizykalne - czyli cały chory i jego parametry fizjologiczne.

Oraz badania pomocnicze takie jak: tomografia komputerowa, bronchoskopia, fiberoskopia, nakłucia opłucnej itd.

PRÓBY CZYNNOŚCIOWE UKŁADU ODDECHOWEGO

Podstawowymi badaniami czynnościowymi układu oddechowego są badania spirometryczne i spirograficzne uzupełniane badaniami gazometrycznymi krwi tętniczej.

• Badania spirometryczne - chyba każdy z nim się kiedyś spotkał - najprostszy sposób umożliwiający pomiar pojemności życiowej płuc (VC) - diagnostycznie mało znamienne.

• Badania spirograficzne - podające wartości bardzo wielu parametrów o dużym znaczeniu diagnostycznym. Spirograf lub ergospirograf - badania wykonuje się obciążając chorego praca na ergometrie lub bieżni.

Znaczenie diagnostyczne mają także próby wysiłkowe wykonywane na bieżni ruchomej lub cykloergometrze.

FIZJOTERAPIA W CHOROBACH UKŁADU ODDECHOWEGO

PRZEWLEKLE ZAPALENIE OSKRZELI -

Kaszel, odpluwanie utrzymujące się dłużej niż trzy miesiące - wywołane najczęściej przez bakterie lub wirusy, palenie tytoniu.

• Leczenie farmakologiczne

• Pozycje złożeniowe

• Nauka skutecznego kaszlu

• Oklepywanie i masaż mięśni klatki piersiowej

ROZSTRZENIE OSKRZELI - trwałe rozszerzenie końcowych odcinków średnich i drobnych oskrzeli ze zmianami zapalnymi ich ścian i tkanek otaczających.

• Leczenie farmakologiczne

• Pozycje drenażowe

• Kinezyterapia oddechowa

• Ćwiczenia ogólnie usprawniające

• Zajęcia sportowo rekreacyjne

ROZEDMA PŁUC - cechuje się zwiększeniem ponad normę przestrzeni powietrznych znajdujących się obwodowo od oskrzelików końcowych ze zniszczeniem ścian, utrata elastyczności tkanki śródmiąższowej i zmniejszeniem się płucnego łożyska naczyniowego. Przyczyna i mechanizm powstania nie jest jeszcze w pełni poznana (dymy, pyły). Wdech i wydech utrudnione.

• Leczenie farmakologiczne

• Ćwiczenia oddechowe

• Ćwiczenia ogólnie usprawniające

ASTMA OSKRZELOWA - lub dychawica jest chorobą alergiczną charakteryzującą się dusznością napadową spowodowaną zwężeniem drug oddechowych, ustępujących samoistnie lub pod wpływem leczenia.

• Leczenie farmakologiczne

• Ćwiczenia oddechowe

• Specjalne postepowanie zagrażającym napadzie lub podczas niewielkiego napadu duszności (lek, pozycja)

• Psychoterapia

• Ćwiczenia ogólnie usprawniające

• Wysiłki krótkotrwałe przeplatane przerwami, kompletny brak aktywności jest błędem

• Zajęcia sportowo - rekreacyjne

ZAPALENIE PŁUC, ROPIEŃ PŁUC, GRUŹLICA PŁUC - ostre leczenie farmakologiczne w okresie nasilenia objawów, potem pozycje drenażowe, nauka kaszlu i oddychania.

FIZJOTERAPIA ODDECHOWA W CHIRURGII

Powikłania pooperacyjne ze strony układu oddechowego występują u prawie ¼ operowanych chorych, szczególnie w obrębie klatki piersiowej i nadbrzusza.

Związane jest to z:

• Pooperacyjnym bólem ograniczającym aktywność ruchową chorego chorego spłycenie oddechów oraz unikanie kaszlu

• Unieruchomienie chorego w niekorzystnym z punktu widzenia mechaniki oddychania pozycji

• Działanie środków narkotycznych i znieczulających powodujących osłabienie czynności ruchowych i oddechowych, oddechowych następstwie czego następuje zagęszczenie i zaleganie wydzieliny w oskrzelach

• Odruchowego wyższego ustawienia przepony, zmniejszającego powierzchnie oddechową płuc oraz ograniczenia jej ruchomości

• Pooperacyjnego wzdęcia jelit.

Szczególnie narażeni są na te powikłania chorzy:

- po 60 roku życia,

- z współistniejącymi chorobami jak rozedma, astma i inne,

- otyli,

- z wadami postawy ciała deformującymi klatkę piersiowa,

- palący papierosy.

Postępowanie przedoperacyjne

- nauka ćwiczeń stosowanych po operacji,

- utrzymanie prawidłowej wentylacji płuc,

- zapobieganie zaburzeniom,

- poprawa czynności układu oddechowego

Postępowanie w okresie pooperacyjnym

- przeciwdziałanie nadmiernemu zmniejszaniu wentylacji płuc i utrzymaniu jej na odpowiednim poziomie,

- pobudzenie chorego do efektywnego kaszlu,

- łagodzenie odruchów wymiotnych,

Usprawnienie zaczyna się od pierwszej doby po operacji i trwa aż do momentu wypisania chorego z oddziału.

---