Respirační systém http://www.vscht.cz/kot/cz/studij ni-materialy.html
Funkce respiračního systému Úzká spolupráce se srdcem a krví ve snaze extrahovat kyslík z vnějšího prostředí a zbavovat se nežádoucích plynů, především CO2 Plíce fungují jako výkonné měchy, které vypuzují použitý vzduch, přinášejí čerstvý vzduch a míchají jej se vzduchem, který v nich zůstal Pro výměnu plynů musejí mít plíce dostatečný povrch Stěny alveolů musejí klást minimální odpor difúzi plynů Funkce plic tedy vyžaduje širokou expozici plicního povrchu zevnímu prostředí. Tento povrch může být poškozen prachy, plyny a infekčními agens Ochrana plic proti těmto vlivům je prioritní a dosahuje se jí kombinací strukturálních a imunologických obranných sil
Anatomické členění Vývodový oddíl nosní dutina epitel dýchacích cest přechod víceřadého dlaždicového rohovějícího epitelu bohaté cévní zásobení zvlhčení, ohřívání a očista vzduchu paranasální dutiny nasopharynx, larynx epitel dýchacích cest trachea dlouhá 10-12 cm. Lehce posunuta k pravé straně, dělí se na hlavní pravý a levý bronchus bronchiální strom lobární bronchy segmentální bronchy subsegmentální bronchy terminální bronchioly Respirační oddíl alveoly větší bronchy se skádají: - z chrupavky a hladkého svalstva - řasinkového epitelu - žlázek secernujících hlen - endokrinních buněk (např. serotonin) menší bronchy a bronchioly: neobsahují chrupavky ani svalovou vrstvu
Funkce řasinkového epitelu, obranné reflexy Představuje důležitý obranný mechanismus Každá buňka obsahuje cca 200 řasinek, které se pohybují při frekvenci 1000/ min v organizovaných vlnách kontrakce Hlen, který obsahuje makrofágy, buněčný detritus, inhalované částice a bakterie, jsou řasinkami posunovány směrem k laryngu rychlostí 1.5 cm/min ( mukociliární eskalátor ) Apnoický reflex zástava dechu nastává při čichovém podráždění silně dráždivými látkami Kýchání reflex vyvolaný drážděním receptorů nosní sliznice Kašel reflex napomáhající udržovat volně průchodné dýchací cesty
Alveoly Bronchioly se finálně v acinech rozvětvují na respirační bronchioly, které mají alveoly Každý respirační bronchiolus zásobuje cca 200 alveolů prostřednictvím alveolárních duktů 300 miliónů v každé plíci. Jejich celkový povrch 40-80 m2 Epiteliální výstelka se skládá zejména z pneumocytů I. typu. Ty mají extrémně ztenčenou cytoplasmu, takže představují jen velmi tenkou bariéru pro výměnu plynů. Jsou odvozeny z pneumocytů II. typu Pneumocyty II. typu jsou o něco početnější, ale pokrývají menší část epiteliální vystelky, tvoří surfaktant Makrofagy Alveolární stabilita Povrchově napětí alveolů vede k jejich tendenci se kolabovat Pneumocyty typu II secernují surfaktant, který redukuje povrchové napětí
Pleura a bránice Pleura je vrstva pojivové tkáně pokrytá jednoduchým dlaždicovým epitelem - mesothelem parietální a viscerální list viscerální pleura pokrývá povrch plic a v plicních hilech se spojuje s parietální pleurou, která vystýlá vnitřek hrudníku pleurální dutina Obsahuje liquor pleurae - malé množství tekutiny mezi oběma pleurami, umožňuje skluzný pohyb Bránice je v hrudní dutině krytá perietální pleurou, v dutině břišní peritoneem její svalová vlákna se upínají na spodní žebra a spojují se do centrální šlachy 50% svalových vláken je typu s pomalým záškubem s nízkou glykolytickou kapacitou, jsou relativně odolné vůči únavě
Dýchání Dvě hlediska mechanický proces vdechu a výdechu děj zabezpečující výměnu plynů mezi organismem a prostředím Mechanický proces: plíce mají přirozenou elasticitu, což je vede k tendenci kolabovat od stěny hrudníku to vytváří podtlak v interpleurálním prostoru. Tento podtlak je závislý na roztaženi plic prostřednictvím změn tlaku plynu v interpleurálním prostoru se mění roztažení plic
inspirium vlivem práce (pohybu) interkostálních svalů a bránice se zvětšuje aktivně objem hrudní dutiny. Protože parietální pleura je od viscerální pleury oddělena uzavřenou dutinou interpleurálním prostorem, kopíruje viscerální pleura tyto pohyby přesně podle tlakového gradientu mezi alveolární dutinou a interpleurální dutinou exspirium nejčastěji pasivní proces způsobený elasticitou hrudní stěny a také elasticitou plic na konci klidného exspíria je retrakční síla plic vykompensovaná pasivním elastickým odporem hrudní stěny k dalšímu pohybu (ke zmenšování) ventilace opakující se inspirium a exspírium umožňuje proudění (výměnu) vzduchu mezi alveoly a zevním prostředím v terminálních dýchacích cestách se však průtok plynů děje výhradně difúzí za 1 minutu proventiluje v klidu dospělý člověk přibližně 8l/min. Při zátěži to může být i 150l
Plicní objemy statické: dechový objem (tidal volume) 0.5 l exspirační rezervní objem 1.1 l inspirační rezervní objem 3.0 l reziduální objem - 1.2 L anatomický mrtvý prostor 0.15 l celkový (funkční mrtvý prostor) dynamické: minutová ventilace 8l maximální minutová ventilace 150 l Statické plicní kapacity: - vitální kapacita - celková plicní kapacita - funkční reziduální kapacita
Difúze relativní stabilní složení alveolárního vzduchu (po ukončení klidného exspíria ještě v plicích 3.5 l) difúze probíhá obousměrně skrze alveolo-kapilární membránu parciální tlaky plynů v alveolárním vzduchu: 13,6 kpa O 2 5,3 kpa CO 2 76 kpan 2 6,3 kpa H 2 O Parciální tlaky plynů ve venózní krvi 5,3 kpa O 2 6,0 kpa CO 2 76 kpan 2 6,3 kpa H 2 O Parciální tlaky plynů v arteriální krvi 12,5 kpa O 2 5,3 kpa CO 2 76 kpan 2 6,3 kpa H 2 O
Transport dýchacích plynů V klidu dospělý člověk spotřebuje asi 0,25 l O 2 a vytvoří 0,2l CO 2 za minutu při maximální zátěži se tyto objemy mohou více než patnáctinásobně zvětšit toto množství plynů je třeba přepravit krevním řečištěm až 200 ml O 2 v 1l krve = 100 % saturace 1,5 % fyzikálně rozpuštěný 98,5 % navázaný na hemoglobin až 550 ml O 2 v 1l krve hlavně jako HCO - 3 navázaný na bílkoviny fyzikálně rozpuštěný Bohrův efekt závislost vazební kapacity Hb na ph
Řízení dýchání Centrální rytmogeneze dýchání Rytmickástřídání inspirace a exspirace závisí na souhře několika skupin buněk v mozkovém kmeni, především však na inspirační skupině neuronů exspirační skupině neuronů Mechanické vlivy na řízení dýchání Při rozepětí plic je reflexně inhibována inspirace a zahájena exspirace a naopak Heringův-Breuerůvreflex to je zprostředkováno přes mechanoreceptory v trachee, bronších a bronchiolech Chemické řízení dýchaní Hlavně koncentrací CO 2 v krvi pres centrální chemoreceptory v mozkovém kmeni Koncentrací (parciálním tlakem) O 2 přes periferní chemoreceptory v aortálních a karotických tělíscích