Układ oddechowy
1. Budowa układu oddechowego:
● GÓRNE (przechodzące powietrze ogrzewa się i jest oczyszczane z pyłów i drobnoustrojów)
● - jama nosowa
- gardło
- krtań
● DOLNE
- tchawica, oskrzela - mają dodatkowo chrząstkowe pierścienie, by się nie zapadać
- oskrzeliki zakończone pęcherzykami płucnymi
● PŁUCA (tworzone przez masę pęcherzyków płucnych)
Funkcje układu oddechowego:
● wymiana gazowa (dostarczenie tlenu, wydalenie dwutlenku węgla oraz pary wodnej)
● ochrona dróg oddechowych oraz płuc przed chorobotwórczymi drobnoustrojami czy zanieczyszczeniami z powietrza
● udział w wytwarzaniu dźwięków mowy
● oczyszczanie, ogrzanie oraz odpowiednie nawilżenie dostarczanego do płuc powietrza
● udział w gospodarce wodnej organizmu poprzez usuwanie pary wodnej
● regulacja temperatury poprzez wydychanie ogrzanego powietrza
2. Podział anatomiczny i czynnościowy dróg oddechowych:
● anatomiczny
- górne (jama nosowa, gardło, krtań)
- dolne (tchawica, oskrzela)
● czynnościowy
- strefa przewodząca (drogi oddechowe do 16. rozgałęzienia oskrzeli, gdzie dochodzi do ogrzania, nawilgocenia, oczyszczenia powietrza)
- strefa przejściowa (odcinki oskrzeli od 17. do 19. rozgałęzienia oskrzeli, gdzie dochodzi do ogrzania, nawilgocenia powietrza, możliwa pewna wymiana gazowa?
- strefa wymiany gazowej (odcinki oskrzeli od 20. rozgałęzienia oskrzeli, gdzie rozpoczynają się przewody pęcherzykowe, do których uchodzą pęcherzyki płucne)
3. Mechanika oddychania:
●
4. Wentylacja płuc - odruchowe usuwanie powietrza z płuc przez wydech i napełnianie ich przez wdech; zmiany objętości płuc zapewniające wymianę gazów między przestrzenią pęcherzykową a otoczeniem; jej rolą jest dostarczenie do pęcherzyków powietrza i uzupełnienie zawartości O2 oraz usuwanie z gazu pęcherzykowego nadmiaru wytworzonego przez organizm CO2 (wentylacja płuc wynosi u dorosłego człowieka średnio 6-8 l na min).
● WDECH (faza czynna oddechu) - proces, w trakcie którego dochodzi do przesunięcia powietrza z otoczenia do płuc
- mięśnie międzyżebrowe zewnętrzne i przepona
- płuca zwiększają swoją objętość
- tworzy się różnica ciśnień, która umożliwia zassanie powietrza
- skurcz mięśni, uniesienie żeber, obniżenie przepony
● WYDECH (faza bierna oddechu) - usuwanie zużytego powietrza zasobnego w dwutlenek węgla
- rozluźnienie przepony i mięśni
- uzyskana różnica ciśnień umożliwia usunięcie powietrza z płuc
5. Parametry spirometryczne płuc rodzaje pojemności:
● TV 0,4dm3
(objętość oddechowa) - objętość powietrza wydychana (lub wdychana) przy jednym wdechu (lub wydechu)
● IRV 3,6dm3
(objętość zapasowa wdechowa) - największa objętość powietrza, które może być wciągnięte do płuc poczynając od szczytu spokojnego wdechu
● ERV 1,2dm3
(objętość zapasowa wydechowa) - największa objętość powietrza, które może być wydmuchane z płuc poczynając od szczytu spokojnego wydechu
● VC 4,8dm3
(pojemność życiowa płuc) - maksymalna objętość powietrza, które może być wydmuchane z płuc po maksymalnym wdechu
● FRC 2,4dm3
(czynnościowa pojemność zalegająca) - objętość powietrza znajdującego się w płucach w chwili ukończenia spokojnego wdechu
● RV 1,2dm3
(pojemność zalegająca) - objętość gazu pozostająca w płucach po maksymalnym wydechu
● TLC 6,0dm3
(całkowita pojemność płuc) - całkowita objętość powietrza znajdującego się w płucach w chwili ukończenia najgłębszego wdechu
● IC 2,5dm3
(pojemność wdechowa) - maksymalna objętość powietrza, którą można wciągnąć do płuc po zakończeniu spokojnego wydechu
● SVC - pojemność życiowa określona podczas powolnych manewrów oddechowych
● VCmax (maksymalna pojemność życiowa) - uzyskana w czasie pomiaru
● FVC 4,5dm3 (natężona pojemność życiowa) - maksymalna objętość powietrza wydychanego z największą siłą i szybkością poprzedzonego maksymalnym wdechem
● FEV1 (natężona objętość wydechowa t-sekundowa) - objętość powietrza, które może być wydmuchane w czasie t liczonym od początku natężonego wydechu
6. Martwicza przestrzeń anatomiczna i fizjologiczna:
Martwicza przestrzeń anatomiczna (350ml) - wszystkie te drogi, gdzie nie ma możliwości wymiany gazów pomiędzy krwią a powietrzem, czyli: jama nosowa, gardło, tchawica, oskrzela, oskrzeliki; funkcje: oczyszczenie, ogrzanie i nawilgocenie powietrza.
Martwicza przestrzeń fizjologiczna - obejmuje powietrze, które nie podlega wymianie gazowej, ale w tych częściach płuc, gdzie jest możliwa wymiana gazowa; objętość oddechowa wynosi 500ml, 150ml trafia do płuc, a 350ml zajmuje przestrzeń martwiczą anatomiczną.
objętość, która nie bierze udziału w wymianie gazowej i stanowi sumę anatomicznej przestrzeni bezużytecznej i pęcherzyków nadmiernie wentylowanych (daremna wentylacja)
7. Czynniki wpływające na wymianę gazową w płucach:
● ciśnienie parcjalne gazów
● stopień wentylacji
● perfuzja naczyń włosowatych
● dyfuzja gazów przez ściany pęcherzyków płucnych
● stosunek wentylacji do perfuzji
8. Wymiana gazowa na poziomie pęcherzyków płucnych:
Z powietrza wciągniętego do wnętrza pęcherzyków płucnych tlen przechodzi do naczyń włosowatych, a dwutlenek węgla (przetransportowany przez krew, w odwrotnym kierunku) do wnętrza pęcherzyka płucnego, a następnie do oskrzeli, tchawicy, krtani - na zewnątrz.
Jest to zjawisko fizyczne oparte na zasadach dyfuzji. Każdy gaz przechodzi z miejsca, gdzie znajduje się w wyższym stężeniu, do miejsca o niższym stężeniu. Tlen pobrany w pęcherzykach płucnych łączy się z hemoglobiną. Proces ten nazywamy zewnętrzną wymianą gazową.
Wymiana gazowa na poziomie tkanek:
Tlen pobrany w pęcherzykach płucnych transportowany przez krew, dociera do tkanek. W komórkach organizmu odbywają się egzotermiczne procesy utleniania, przy których zużywany jest tlen, a wytwarza się dwutlenek węgla i para wodna. W tkankach odbywa się wymiana gazowa wewnętrzna, tzn. tlen przenika do komórek, a z komórek pobierany jest dwutlenek węgla, który z krwią wędrować będzie do płuc. Wędrówka gazów w tkankach odbywa się również na zasadzie dyfuzji.
9. Wyjaśnij pojęcia:
Pojemność tlenowa krwi - ilość tlenu wiązana przez hemoglobinę, u człowieka wynosi przy pełnym wysyceniu hemoglobiny tlenem 20ml tlenu na 100 ml krwi.
Siła napędowa - różnica ciśnień parcjalnych tlenu w pęcherzykach płucnych i krwi (około 63 mmHg) powodująca dyfuzję tlenu do krwi i naczyń włosowatych, gdzie łączy się z hemoglobiną tworząc oksyhemoglobinę.
10. Nerwowa regulacja czynności układu oddechowego:
● ośrodek znajdujący się w korze mózgowej w polu oddechowym odpowiedzialny za kontrolę dowolną i wysyłający impulsy do motoneuronów oddechowych poprzez drogi korowo-rdzeniowe
● ośrodek oddechowy w rdzeniu przedłużonym odpowiedzialny za kontrolę automatyczną
- grzebietowe neurony wdechowe - z wyładowaniami narastającymi w czasie wdechu
- brzuszne neurony wydechowe - z wyładowaniami narastającymi w czasie wydechu
- ośrodek pneumotaksyczny - znajduje się w moście, jego neurony hamują wdech w miarę otrzymywania pobudzeń z neuronów wdechowych na zasadzie sprzężenia zwrotnego ujemnego
11. Chemiczna regulacja czynności układu oddechowego (chemoreceptory, chemodetektory):
● ośrodek oddechowy w rdzeniu przedłużonym działa niezależnie od bodźców nerwowych, a pod wpływem podniet chemicznych
● regulacja zachodzi za pośrednictwem dwóch struktur : chemodektorów w mózgu i chemoreceptorów tętniczych
● chemodetektory - neurony zlokalizowane w strukturach rdzenia przedłużonego; bodźcem dla nich jest wzrost prężności CO2 we krwi lub/i płynie mózgowo-rdzeniowym; ich pobudzenie przewodzone jest do generatora oddechowego, powodując zwiększenie częstotliwości i pogłębienie wdechów
● chemoreceptory - wolne zakończenia nerwowe zlokalizowane w kłębkach szyjnych i aortalnych; kłębki to struktury o bardzo dużym przepływie krwi i ogromnym zużyciu O2, zbudowane z komórek typu APUD (paraneurony) i znajdujących się między nimi wolnych dośrodkowych zakończeń nerwowych wchodzącymi w skład nerwu zatokowego lub aortalnego; pobudzenie chemoreceptorów zwiększa częstość i głębokość oddechów
- chemoreceptory kłębków szyjnych - (zlokalizowane w rozwidleniach tętnic szyjnych na zewnętrzne i wewnętrzne) są jedynymi strukturami nerwowymi, które są pobudzane przez niedotlenienie (hipoksję), poza hipoksją, fizjologicznymi bodźcami dla chemoreceptorów są CO2 i jony H (pH)
- chemoreceptory aortalne - zlokalizowane są w łuku aorty i ich włókna dośrodkowe tworzą nerw aortalny, są one wrażliwe głównie na niedokrwienie
12. Rola płuc w utrzymaniu równowagi kwasowo-zasadowej organizmu:
Równowaga kwasowo-zasadowa - stan, w którym zachowany jest swoisty stosunek kationów i anionów w płynach ustrojowych, warunkujący odpowiednie pH i prawidłowy przebieg procesów życiowych.
Utrzymanie stałego pH krwi wymaga sprawnego funkcjonowania mechanizmów regulacyjnych, do których zalicza się, wydalanie nadmiaru dwutlenku węgla przez płuca. Regulacja wydalania CO2 przez płuca odbywa się w wyniku pobudzenia ośrodka oddechowego przy obniżeniu pH krwi. Następstwem tego jest zwiększenie wentylacji płuc i usunięcie CO2.
● eliminacja CO2 powstałego w wyniku przemiany materii
● pobieranie O2
● regulacja procesu oddychania - ośrodki mózgowe są wrażliwe na:
- zmiany stężenia jonów wodorowych w OUN spowodowane zmianą pCO2
- bodźce z obwodowych chemoreceptorów wrażliwych na zmiany pO2 i pCO2
● w warunkach fizjologicznych głównym regulatorem czynności oddechowej są zmiany pCO2, a w mniejszym stopniu zmiany pO2 i pH krwi
13. Wyjaśnij pojęcia:
Hipoksja – stan zmniejszonej zawartości tlenu w środowisku lub w obrębie organizmu.
● hipoksja zastoinowa - niedobór tlenu w tkankach, hipoksja wskutek niedokrwienia, rodzaj hipoksji powodowanej przez spowolniony przepływ krwi przez narządy, np. w następstwie wstrząsu (szok), może prowadzić do uszkodzeń wątroby, mózgu i nerek.
● hipoksja anemiczna – stan zmniejszonej zawartości tlenu w organizmie wskutek niedokrwistości, rodzaj hipoksji będącej następstwem niedoboru krwinek czerwonych (i hemoglobiny) we krwi.
● hipoksja histotoksyczna – stan zmniejszonej zawartości tlenu w organizmie powodowany zahamowaniem procesów utleniania w tkankach, najczęściej w wyniku zatruć (np. cyjankiem potasu).
● hipoksja hipoksyczna (hipoksemia) - stan zmniejszonej zawartości tlenu w organizmie powodowany niecałkowitym utlenowaniem krwi podczas jej przepływu przez pęcherzyki płucne i obniżoną prężnością tlenu we krwi tętniczej; u zdrowych ludzi pojawia się w czasie pobytu na znacznych wysokościach nad poziomem morza.
Hiperoksja - długotrwały nadmiar tlenu w organizmie powodujący powstawanie bardzo aktywnych nadtlenków i wolnych rodników tlenowych, prowadzący m. in. do toksycznego obrzęku płuc.
Hiperoksemia – termin medyczny, określający podwyższone ciśnienie parcjalne (PaO2) tlenu w krwi tętniczej, wyznaczone w trakcie gazometrii (diagnostyczne badanie laboratoryjne krwi umożliwiające rozpoznanie i monitorowanie zaburzeń równowagi kwasowo-zasadowej i wymiany gazowej organizmu).
Hiperkapnia (hiperkarbia) - podwyższenie prężności dwutlenku węgla we krwi (pCO2), na skutek niedostatecznego wydalania go przez płuca, w stosunku do aktualnej przemiany materii (norma pCO2 we krwi tętniczej wynosi 40 mm Hg).
Hipokapnia (hipokarbia) - stan zmniejszonej zawartości dwutlenku węgla w organizmie, np. w następstwie hiperwentylacji; wywołuje zwężanie naczyń krwionośnych prowadzące do niedokrwienia mózgu, alkalozę, zaburzenia pracy nerek, tężyczkę.
14. Czynniki wpływające na powinowactwo hemoglobiny do tlenu:
l prężność tlenu
l temperatura
l prężność dwutlenku węgla
l stężenie jonów wodorowych we krwi (pH)
l stężenie 2,3-difosfoglicerynianu (2,3-DPG) i ATP w erytrocytach
15. Ośrodki oddechowe – lokalizacja, struktura, funkcja i teorie rytmicznej czynności:
Obszar w rdzeniu przedłużonym, który kontroluje oddychanie nazywany jest ośrodkiem oddechowym. Wyróżniamy w nim:
- grzbietową grupę neuronów oddechowych: znajduje się w obrębie i obok pasma samotnego (NTS); składa się z neuronów wdechowych, z których część zaopatruje motoneurony przepony; otrzymuje ona impulsację dośrodkową = aferentną z interoreceptorów dróg oddechowych oraz z chemoreceptorów w kłebkach szyjnych i kłębkach aortalnych.
- brzuszną grupę neuronów oddechowych: leży w brzuszno-bocznej, przedniej części rdzenia przedłużonego; składa się ona głównie z neuronów rozrusznikowych, wdechowych i wydechowych i są to neurony generujące rytm oddechowy; część z nich wysyła długie włókna do rdzenia kręgowego, hamujące bezpośrednio motoneurony wdechowe rdzenia kręgowego.
16. Odruch Breuera-Heringa; odruch nerwów błędnych i tworu siatkowatego w powstawaniu ruchów oddechowych.
Odruch Heringa-Breuera – odruch z wolno adaptujących receptorów SAR, znajdujących mięśniówce gładkiej tchawicy i oskrzeli, pobudzany przez rozciągnięcie płuc. Hamuje ośrodek wdechowy i pobudza wydechowy. Wpływa na ruchy oddechowe.
Rozciągnięcie tkanki płuc pobudza mechanoreceptory, a wzbudzona w nich impulsacja, przekazywana przez nerw błędny hamuje czynność neuronów wdechowych rdzenia przedłużonego. Następuje odruchowe skracanie wdechu i inicjowanie wydechu. Podczas wydechu zmniejsza się objętość płuc, a tym samym ustaje pobudzanie mechanoreceptorów. Następstwem tego jest powrót do aktywnośći neuronów wdechowych i i wystąpienie wdechu.
Zasadniczy ośrodek odpowiedzialny za oddychanie znajduje się w części dolnej rdzenia przedłużonego. Ośrodek ten wysyła połączenie do jj. ruchowych w rdzeniu kręgowym unerwiając przeponę (C3 – C5) i do mm. międzyżebrowych (Th1 – Th12). Ten ośrodek oddechowy otrzymuje informacje z chemoreceptorów, które dochodzą do niego przez włókna czuciowe nn. IX i X, a następnie przez pasmo samotne i j. pasma samotnego. Ośrodek ten w dnie komory IV, a w górnym moście leży ośrodek pneumotaktyczny, który hamuje ośrodek oddechowy odnośnie fazy oddechowej. Nadrzędną strukturą dla oddychania jest jednak podwzgórze i również niektóre części kresomózgowia, takie jak zakręt obręczy. Przy uszkodzeniu zakrętu obręczy występuje tzw. oddech Cherz – Stokesa, gdzie hiperwentylacja przeplata się z bezdechem. Zatrzymanie oddechu występuje przy obustronnym uszkodzeniu głównego ośrodka oddechowego , albo przy uszkodzeniu dróg łączących ten ośrodek z ośrodkiem ruchowym n. przeponowego.
17. Modyfikacja oddychania przez wyższe ośrodki CUN; chemiczna regulacja oddychania:
...
Innolenrch