Apparatus respiratorius

Transkript

1 Apparatus respiratorius (stavba a fce dýchacích cest a plic, mechanika dýchání) Markéta Vojtová VOŠZ a SZŠ Hradec Králové

2 Funkce okysličování krve, zevní dýchání uvolňování pco2 tvorba a modulace hlásek napojení čichového ústrojí

3 Stavba stěny trubic a dutin (1) Sliznice cylindrický řasinkový epitel posun hlenu a nečistot směrem ven Podslizniční vazivo hojné zejména v hrtanu (prosáknutí zúžení a obstrukce průsvitu) rozptýlené lymfatické buňky = bariera proti infekci Chrupavčitý a kostěný skelet zábrana zúžení DC, zvýšení pohyblivosti orgánů navzájem

4 Stavba stěny trubic a dutin (2) vliv na tonus hlasivkových vazů Vazivo, hladká svalovina kontrakcemi ovlivňuje průchodnost DC zúžení limitováno pružností chrupavek

5 Dýchací systém Dýchací cesty horní cesty dýchací nos, dutina nosní nosohltan dolní cesty dýchací hrtan trachea bronchy Plíce (pulmo, pulmones)

6 Nasus, cavum nasi (1) kostěný podklad tvoří nosní kůstky zevní nos pokrytý kůží s bohatými mazovými a potnámi žlázami Radix nasi (kořen nosu) mezi očima Dorsum nasi (hřbet nosu) táhne se dolů od kořene nosu Apex nasi (hrot nosu) zakončení hřbetu nosu

7 Nasus, cavum nasi (2) po stranách nosní křídla vyztužená chrupavkou Nares (nosní dírky) Cavum nasi (nosní dutina) má kostěný podklad, uprostřed přepážka (septum nasi) v přední části je chrupavčitá, v zadní kostěná (svislá ploténka os ethmoidale a vomer) vpředu nares, vzadu choanae (zadní otvory do nosohltanu)

8 Nasus, cavum nasi (3) od dutiny ústní oddělena tvrdým a měkkým patrem strop tvoří nosní kůstky, kost čelní, tělo klínové kosti, dírkovaná ploténka čichové kosti z bočních stran vycházejí 3 skořepy nosní, které rozdělují dutinu na 3 průchody: concha nasalis superior součást čichové kosti úsek mezi horní a střední meatus nasi superior

9 Nasus, cavum nasi concha nasalis media (4) součást čichové kosti úsek mezi střední a dolní meatus nasi medius (střední průchod) concha nasalis inferior samostatná úsek pod ní meatus nasi inferior (dolní průchod) Horní oblast čichová oblast čichové buňky Dolní oblast respirační

10 Nasus, cavum nasi (5) vysoce prokrvená, cylindrický řasinkový epitel, četné žlázky (mukoperiost) zvlhčení, ohřátí vzduchu Sinus paranasales (vedlejší dutiny nosní) v pneumatických kostech vystlány sliznicí jako dutina nosní srůstá s periostem = MUKOPERIOST vyvíjejí se postupně v dětském věku, v dospělosti větší kapacita než vlastní nosní dutina obsahují vzduch a ústí do jednotlivých nosních průchodů

11 Nasus, cavum nasi (6) sinus maxillares dutiny v horní čelisti sinus frontales dutiny v čelní kosti sinus sphenoidales v kosti klínové sinus ethmoidales v čichové kosti

12

13 Nasopharynx (nosohltan) nálevkovitá část hltanu spojená choanami s dutinou nosní od orální části hltanu je oddělen měkkým patrem a čípkem (uvulum) na bočních stranách je ústní Eustachovy trubice (viz. sluchové ústrojí) vyrovnává tlaky středoušní dutiny Tonsila pharyngea (nosohltanová mandle) při ústní Eustachovy trubice brána proti šíření infekce do dospělosti involuje

14 -of-the-head-and-neck/nasopharynx/ %3D3&docid=FWDCcBaPHcvdVM&imgurl= cooked/15554w.jpg&w=320&h=432&ei=6bpjtp_qf4p-8qoaqo1d&zoom=1

15 Larynx (hrtan) (1) trubicovitý tvar, dlouhý cca 6 cm, plynule přechází z dolní části hltanu, dole do trachey Chrupavky tvoří skelet hrtanu spojeny navzájem vazy a klouby pružný celek cartilago thyroidea (chrupavka štítná) největší chrupavka tvoří nápadnou vyvýšeninu na přední straně krku cartilago cricoidea (chrupavka prstencová) pod chrupavkou štítnou, hmatná

16

17 Larynx (hrtan) (2) cartilagines arytenoideae (chrupavky hlasivkové) párové, po obou stranách prstencové chrupavky trojboký tvar od nich k chrupavce štítné rozepjaté hlasivkové vazy horní pár pravé dolní pár nepravé epiglottis (příklopka hrtanová) odděluje od hltanu, listový tvar při polykání se překlopí do hrtanu

18 plicae vestibulares plicae vocales

19 Larynx (hrtan) vestibulum laryngis (dutina hrtanová) (3) rozšířená horní část hrtanu spojená s hltanem rima laryngis (štěrbina hlasivková) v nich napjaté nepohyblivé komorové řasy (plicae vestibulares) pohyblivé hlasivkové vazy (plicae vocales) rozechvění pravých vazů při výdechu vzduchu = zvuk výška závisí na rychlosti proudícího vzduchu, prostornosti hrtanu, šířce štěrbiny, napětí vazů, jejich délce

20 laryngoskopický fyziologický nález

21 Larynx (hrtan) (4) základní tón jazykem, rty, zuby, patrem se přetvoří v artikulovanou řeč Podslizniční vazivo řídké vazivo s množstvím cév snadé zduření při zánětu otok rychlý uzávěr průsvitu hrtanu dušení velice akutní a dramatický stav Příčně pruhované svalstvo hrtanu inervace n.vagus

22 Trachea (průdušnice) trubice dlouhá asi 12cm uložená před jícnem (šířka cca 1,5-1,8cm) okolo krční části leží štítná žláza podkladem jsou chrupavky podkovovitého tvaru (15-20) zaručení stálého tvaru a otevřeného průsvitu vzadu jsou chrupavky doplněny vazivově svalovou stěnou (1) svalovina umožňuje změnu délky trachey připojená vazivem na dolní okraj prstencové chrupavky hrtanu

23 Trachea (průdušnice) (2) po vstupu do dutiny hrudní se větví na průdušku pravou a levou ve výši Th4

24 Bronchy (průdušky) v místě bifurkace trachey vzniká bronchus principalis dexter a sinister zanořují se do plicního hilu spolu s cévami dále se pak dělí na bronchy pro jednotlivé plicní laloky, segmenty, subsegmenty a tenkostěnné bronchioly pro plicní lalůčky a alveolární chodbičky zde výměna dýchacích plynů (1) bronchus dexter je přímým pokračováním trachey stěna bronchů je podobná stěně trachey, chrupavky nejsou tak pravidelné

25 Bronchy (průdušky) (2) spojené vazivem a hladkou svalovinou sliznice stejná jako v trachee řasinkový epitel kmitá směrem nahoru četné žlázky produkující hlen

26 intphotogallerysectionid=40000&intphotogallerylastsectionid=40000&intpage=2

27

28 Pulmo (plíce) (1) Pulmo dexter et pulmo sinister (pravá a levá plíce) uloženy v P a L části dutiny hrudní, uprostřed mediastinum vazivová přepážka od hrudní páteře až ke sternu mají tvar kužele: Apex pulmonis (hrot plíce) přesahuje 1.žebro Basis pulmonis (baze plíce)

29

30 Pulmo (plíce) (2) široká základna naléhající na bránici Žeberní plocha vypouklá Mezihrudní plocha téměř rovná Hilus pulmonis (plicní branka) na mezihrudní straně plicního křídla vstupují a vystupují bronchy, cévy, nervy a mízní cévy Radix pulmonis (plicní kořen) Barva plic je u dítěte růžová, u dospělého šedě až šedočerně mramorované

31 plicní hilus a.pulmonalis otisk aorty otisk srdeční baze

32 Pulmo (plíce) (3) jsou lesklé, vzdušné, na poklep elastické a RTG prostupné Pulmo dexter hluboké zářezy plicní křídlo dělí na 3 laloky (lobi) horní (3 segmenty), střední (2 segmenty), dolní (5 segmentů) Pulmo sinister hluboké zářezy ji dělí na 2 laloky horní (5 segmentů), dolní (4-5 segmentů) Každý lalok se pak ještě člení na segmenty

33

34 Pulmo (plíce) (4) Na obou plicích jsou v přední části zářezy pro srdce na levé plíci větší Pleura pulmonalis (poplicnice) tenká vazivová blanka na povrchu plic Pleura parietalis (pohrudnice) zevní nástěnný list v oblasti plicní stopky se odděluje od poplicnice Pohrudniční dutina prostor mezi oběma listy + minimální množství vazké tekutiny brání tření listů při dýchání

35

36 Pulmo (plíce) (5) nižší tlak než atmosférický tlak umožňuje rozvinutí plic při nádechu pneumothorax vniklý vzduch do pohrudniční dutiny, zrušení podtlaku kolaps plíce ALVEOLY PULMONIS (plicní sklípky) jemné bronchioly se větví na ductuli alveolares (sklípkové trubičky) ty končí v sacculi alveolares (sklípkové váčky) alveoly pulmonis nasedají na sklípkové váčky

37

38 Pulmo (plíce) (6) Acinus (lalůček) skupina alveolů, které patří k jedné průdušince Lobulus pulmonis (plicní lalůček) lalůčků stěna alveolů je tvořena plochým jednovrstevným respiračním epitelem vnitřní stěna v kontaktu se vzduchem vnější stěna hustá síť krevních kapilár

39 Pulmo (plíce) (7) Funkční oběh odkysličená krev do plic je přiváděna větvením truncus pulmonalis z pravé komory srdeční okysličená krev je přivedena z plic do levé síně srdeční 2 páry plicních žil (vv.pulmonales dx. et sin.) cévy probíhají hojným vazivem mezi segmenty výživa plic je zajištěna a.bronchiales odstupují z aorta descendens (hrudní část)

40 Fyziologie dýchání, mechanika dýchání

41 Zevní projevy dýchání Pohyby hrudníku při vdechu se zvedá, při výdechu klesá Zvukové fenomény a) sklípkové dýchání zvuk, který provází inspirium vzniká rozpínáním alveolů nasávaným vzduchem b) trubicové dýchání zvuk v inspiriu i expiriu příčinou je víření vzduchu ve velkých bronších

42 Stupeň ventilace plic (1) Normoventilace = fyziologická ventilace 500 ml při jednom nádechu nebo 1 výdechu mrtvý prostor 150 ml tvoří jen náplň dýchacích cest neúčastní se výměny plynů 350 ml přichází až do alveolů a opouští je účastní se alveolární ventilace Hypoventilace = patologická ventilace snížená alveolární ventilace následkem je po2 (hypoxie), pco2 (hyperkapnie) až respirační acidoza

43 Stupeň ventilace plic (2) Hyperventilace = patologická ventilace alveolární ventilace je vyšší po2 (hyperoxie), pco2 (hypokapnie) respirační alkalóza Minutová ventilace (MV) MV = DO (dechový objem)*df (dechová frekvence) MV = 500*12-15/min. alveolární ventilace = 350*12-15/min.

44 Mechanika vdechu a výdechu (1) VDECH zvětšení hrudní dutiny: a) zvedání žeber děje se činností mm.intercostales externi signál k jejich kontrakci jde z alfamotoneuronů ty jsou aktivovány z inspiračních neuronů prodloužené míchy b) posun bránice v období mezi vdechem a výdechem je přilnutá k hrudní stěně

45 Mechanika vdechu a výdechu (2) zahájení vdechu spojeno s kontrakcí svalové části diafragmy posun distálním směrem a oddálení od hrudní stěny zvětší se phrenikokostální úhel bránice klesne o 1,2-1,5cm, při usilovném nádechu o 10cm k tmu je důl. napětí břišních svalů stěna vyklene, útroby se stlačí bránicí VÝDECH zmenšení dutiny hrudní ve 2 fázích:

46 Mechanika vdechu a výdechu (3) a) postupné ochabnutí svalstva, žebra i bránice se vrací zpět zcela pasivně = díky relaxaci b) aktivací výdechových svalů mm.intercostales interni aktivace ze spinálních motorických ústředí ( α motoneurony) ty jsou aktivovány z expiračními neurony prodl.míchy Změny objemu hrudníku vdech rozpínající se hrudník pasivně sledují plíce klesá v nich tlak pod hodnoty atmosférického tlaku

47 Mechanika vdechu a výdechu (4) vznik tlakového gradientu z atmosféry do alveolů snadnější nasávání vzduchu do plic zvětšování tlaku v plicích; nádech končí, když je tlak v plicích roven atmosférickému tlaku výdech pokles žeber a vzestup bránice při výdechu stlačuje plíce, v nich narůstá tlak nad hodnoty atmosférického tlaku vytvoření tlakového spádu směrem ven z alveolů výdech končí, když tlak v plicích = tlak atmosférický

48 Mechanika vdechu a výdechu (5) Význam dýchacích svalů v usilovném vdechu se zapojují pomocné vdechové svaly m.sternocleidomastoideus m.serratus ant. m.scaleni usilovný výdech zapojuje pomocné výdechové svaly

49 Tlaky v respiračním systému (1) 1) PLEURÁLNÍ TLAK (intrapleurální) měří se mezi viscerální a parietální pleurou je nižší než atmosferický (-0,4kPa) negativní nádech = negativita se zvyšuje = až -0,8 kpa výdech = negativita se snižuje = až -0,2 kpa Relaxační poloha plic stav, kdy jsou veškeré dýchací svaly relaxované a v plicích je tlak rovný atmosférickému = stav mezi nádechem a výdechem

50 Tlaky v respiračním systému (2) Příčiny negativního tlaku v pleurální dutině: vývojové ontogenetický vývoj hrudník roste rychleji než plíce prostor je uzavřený vůči okolí, proto klesá tlak pod atmosférický retrakční síla plic síla vznikající směrem k plicnímu hilu vzniká napínáním el.vláken plicní tkáně při plnění plic vzduchem díky elasticitě se snaží vrátit zpět oddalují plíce od hrudní dutiny

51 Tlaky v respiračním systému (3) pokles plicních hrotů pokles dán hmotností plic, oddalují tak obě plicní křídla v oblasti hilu víc, než je tomu jinde prostor se tak zvětšuje a tlak klesá Význam pleurálního tlaku: a) napomáhá rozpínání plic b) zlepšuje návrat krve z oblasti břicha do oblasti hrudních cév c) usnadňuje posun sousta jícnem

52 Tlaky v respiračním systému (4) 2) ALVEOLÁRNÍ tlak (intrapulmonální) vzniká následkem 2 vlivů: a) síla, která rozpíná alveoly zevní síla daná nasátým vzduchem vnitřní síla negativní pleurální tlak zabezpečuje minimální odpor rozpínání alveolu + vazká tekutina v pleurální dutině oba listy k sobě lepí a nutí tak plíci, a tedy alveoly, rozpínat se b) síla, která zmenšuje alveoly 1. tlak elastických vláken (retrakční síla plic)

53 Tlaky v respiračním systému (5) 2. povrchové napětí mezi vzduchem v alveolech a surfaktantem funkční reziduální kapacita (FRK) množství vzduchu, které zůstane v plících po klidném výdechu alveoly tak nekolabují, ale v době mezi výdechem a vdechem jsou rozepnuté a je v nich nulový (relaxační) tlak (atmosférický) inspirium tlak nejdříve klesá pod hodnotu atmosférického (plíce jsou rozepnuté) jak se plní, tlak stoupá, na konci vdechu je roven atmosférickému

54 Tlaky v respiračním systému (6) Expirium alveolární tlak stoupá nad hodnoty atmosférického protože plíce se tlakem hrudníku zmenšují 2.fáze expiria = tlak klesá, protože tlak z plic se vypuzuje konec expiria = tlak je roven atmosférickému

55 Plicní objemy a kapacity (1) Dechový objem (DO) základní plicní objem = 500 ml při klidném výdechu a nádechu Inspirační rezervní objem (IRO) množství vzduchu, které lze vdechnout po předchozím klidném vdechu po vyvinutí maximálního úsilí = ml

56 Plicní objemy a kapacity (2) Expirační rezervní objem (ERO) množství vzduchu, které lze vydechnout po předchozím klidném výdechu po vyvinutí maximálního výdechového úsilí = 1000 ml Reziduální objem (RO) zůstává v plicích i po maximálním výdechu = cca 1000 ml kolapsový objem po kolapsu plic se část RO vypudí

57 IRO DO ERO RO KO MO

58 Plicní objemy a kapacity (3) část v plíci, která dýchala, zůstane nedá se vypudit (plíce ve vodní hladině pak plavou = soudní lékařství) PLICNÍ KAPACITY 1) Celková kapacita plic největší možné množství vzduchu, které se vejde do plic cca 6l (individuální) 2) Vitální kapacita plic množství, které se vypudí při maximálním výdechu po předchozím maximálním vdechu (DO+IRO+ERO)

59 Plicní objemy a kapacity (4) 3) Funkční reziduální kapacita množství, které zůstane v plicích po klidném výdechu Dynamické objemy množství vydechnutého objemu za nějaký časový úsek FEV1, FEV2...

60 Výměna plynů v organismu (1) Zevní dýchání výměna plynů mezi alveolárním vzduchem a krví plicních kapilár podmínkou je neustálá výměna alveolárního a atmosférického tlaku díky ventilaci (vdech x výdech) Vnitřní dýchání výměna plynů mezi krví tělních kapilár a tkáňovými buňkami

61 Výměna plynů v organismu (2) Výměna mezi zevním prostředím a tkáněmi a naopak se děje difúzí plynů po tlakovém gradientu difúze O2 atmosféra alveolární vzduch arteriální krev tkáně tlakový gradient směřuje od atmosféry ke tkáním atmosférický 21 kpa alveolární 13,5 kpa arteriální 12,5 kpa tkáně 2,5-6 kpa

62 Výměna plynů v organismu (3) difúze CO2 gradient směřuje od tkání k ven z těla tkáně venózní krev alveolární vzduch atmosféra tlakový gradient směřuje tkání k atmosféře tkáně do 6,5 kpa venózní 6,3 kpa alveolární 5,3 kpa atmosférický 0,04 kpa nejvyšší tlak je ve tkáních a nejmenší v zevní atmosféře

63 Výměna plynů v organismu (4) difúze CO2 z tkání do zevního prostředí vyžaduje menší tlakový spád než O2 CO2 lépe difunduje (20x lépe)

64 Transport O2 a CO2 krví (1) O2 v 1l arteriální krve je 200ml O2 197ml = chemicky navázáno na Hb HbO2 3ml = fyzikálně rozpuštěno v plazmě vytváří po2 fyzikálně rozpuštěný difunduje přes stěnu kapiláry klesne po2 v plazmě proto musí k vyrovnání tlaku dojít k desaturaci HbO2

65 Transport O2 a CO2 krví (2) chemicky vázaný se uvolňuje, fyzikálně se rozpustí, vytvoří potřebný po2 a difunduje opět k buňkám v klidu se tak spotřebuje jen 50ml O2 v 1l krve venózní krev tak obsahuje 150ml O2 v 1l krve = A-V rozdíl (arterio-venózní) = 50ml v zátěži se zvyšuje spotřeba O2 stoupá a HbO2 snáze desaturuje

66 Transport O2 a CO2 krví (3) CO2 a) fyzikálně rozpuštěný b) v podobě bikarbonátu v tkáni vzniká CO2 difunduje přes tkáňový mok do plazmy kapilár do ERY hydratuje se s H2O H2CO3 následná disociace na H+ a HCO3 - HCO3 - difunduje do plasmy a do ERY jde směnou Cl-

67 Transport O2 a CO2 krví (4) H+ podporuje desaturaci HbO2 PLÍCE vzniká HbO2 tím se uvolní H+ spojí se s HCO3- (v plazmě) H2CO3 rozpad na H2O a CO2 vydýchání z těla B karboanhydráza tkáň CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3- Cl- PLASMA

68 Transport O2 a CO2 krví c) vazba na Hb = karbaminohemoglobin 60% je transportováno bikarbonátem (5)

69 Vznik centrální inspirační aktivity (1) dýchání je automatický děj nezávislý na naší vůli volní aktivita jej modifikuje zrychluje, zpomaluje, dočasně zastaví Inspirium vdech je zahájen aktivitou vdechových svalů podnět přichází z inspiračních neuronů prodloužené míchy tyto neurony jsou trvale aktivní, přerušení pouze ve výdechu příčinou trvalé aktivity je:

70 Vznik centrální inspirační aktivity (2) a) trvalá stimulace vzruchovou aktivitou z periferních receptorů neustále probíhá přes retikulární formaci (tyto neurony jsou její součástí) do vyšších úseků CNS b) vzruchová aktivita přichází z centrálních chemoreceptorů (těsně pod povrchem přední plochy prodl. míchy) podnětem je pco2 arteriální krve (vyživuje je) a pco2 mozkomíšního moku (omývá je) propojení k inspiračním neuronům = neustálá aktivita

71 Vznik centrální inspirační aktivity (3) vzruchová aktivita je pak vedena α motoneurony v předních rozích míšních k svalstvu Expirium dočasně je nutné utlumit aktivitu inspiračních neuronů pomocí Herring-Breuerova reflexu tzv. inflační receptory (ve stěně dýchacích cest) drážděné vdechem a rozepnutím plic cestou n.x aktivita do prodl. míchy k inspiračním neuronům působí na ně inhibičně

72 Vznik centrální inspirační aktivity (4) zároveň stejnou cestou vzruchová aktivita do pons Varoli k neuronům pneumotaxické centrum aktivují se inhibiční vliv na inspirační neurony prodl. míchy útlum inspiračních neuronů = konec aktivity vdechových svalů, hrudník se vrací do výchozího postavení a nastává výdech konečná fáze výdechu i klidového je aktivní! uskutečňují výdechové svaly aktivují se v době, kdy jsou utlumeny inspirační neurony

73 Vznik centrální inspirační aktivity (5) reciproční inhibice aktivní jsou expirační neurony (prodl. mícha) vztah mezi ex- a inspiračními neurony útlum jedněch = aktivita druhých a naopak aktivita inspiračních neuronů převyšuje aktivitu expiračních neuronů je trvalá, nelze ji přerušit ani volní aktivitou rozhodnutí nedýchat hromadění pco2 dráždění centrálních receptorů vůle NEdýchat přerušena spontánním vdechem

74 Zdroje Borovanský, L. et al. Soustavná anatomie člověka II. Praha: Státní zdravotnické nakladatelství, s. Dylevský, I., Trojan, S. Somatologie I. Praha: Avicenum, s. Holibková, A., Laichman, S. Přehled anatomie člověka. Olomouc: Vydavatelství Univerzity Palackého v Olomouci, s. ISBN Klementa, J. et al Somatologie a antropologie. Praha : SPN, s. Trojan, S. et al Lékařská fyziologie. Praha: Grada, s. ISBN