Funkce dýchacího systému

Prezentace na téma: "Funkce dýchacího systému"— Transkript prezentace:

1 Funkce dýchacího systému
·        příjem O2 ·        výdej CO2 (ABR) ·        endokrinní (angiotenzin II) ·        smyslová (čich) ·        obranná (makrofágy, IgA) ·        termoregulační ·        fonace ·    metabolická (inhalace, detoxikace)

2 Dýchání v klidových podmínkách 12-15krát za minutu
objem vzduchu ml 5 - 8 litrů vzduchu za minutu přes alveolokapilární membránu každou minutu přestoupí 250 ml O2 a 200 ml CO2 (cca 360 litrů O2 a cca 280 litrů CO2 denně) 300 miliónů alveolů, 70 – 100 m2 respiracni kvocient = 1,25 (glukoza 1, lipidy 1,6, proteiny ?)

3 Dechové objemy a kapacity
[L] Dechové objemy a kapacity 6 5 4 3 2 1 TV=500 ml ERV = 1100 ml IRV = 3000 ml RV = 1200 ml (f)VC=5000 ml TLC = 5800 ml FRC = 2300 ml IC = 3500 ml

4 Spirometrie

5 Respirační stavy Eupnoe: normální f a Vt
Tachypnoe: zvýšená resp. frekvence Bradypnoe: snížená resp. frekvence Apnoe: zástava dechových pohybů Hyperventilace: zvýšená f a Vt, vyvolá hypokapnii Hypoventilace: snížená f a Vt, vyvolá hyperkapnii a hypoxii Hyperkapnie: zvýšení pCO2 a koncentrace CO2 ve vydechovaném vzduchu

6 Respirační stavy Dyspnoe: pocit nedostatku vzduchu
Hypoxie: snížení pO2 v tkáních Příčiny: Hypoxie Hypoventilace Snížení perfuze plic (srdeční selhávání nebo tkání (obstrukce, anemie, srdce) Intoxikace (nitráty, benzeny, kyanovodík) Asfyxie: dušení

7 trachea bronchiolus bronchus alveoly

8 okysličená krev odkysličená krev plicní venula plicní arteriola bronchiol alveoli kapiláry

9 Výměna plynů krev : plíce
odkysličená krev CO2 45 mmHg O2 104 mmHg O2 40 mmHg CO2 40 mmHg CO2 40 mmHg O2 104 mmHg aorta: O2 95 mmHg

10 Výměna plynů tkáň : krev
CO2 40 mmHg O2 104 mmHg O2 40 mmHg O2 CO2 46 mmHg CO2 CO2 45 mmHg CO2 45 mmHg odkysličená krev

11 Složení vzduchu Atmosféra Alveoly arterie 597 (78%) 569 569 N2 O2
159 (21%) 104 98 C02 0.3 (0.04%) 40 40 H2O 3.7 (cca 1%) 47 47 Nižší tlak kyslíku v arterií oproti alveolu je dán 1. nutričním oběhem plic, 2. venózní příměsí (poměr ventilace/perfuze) Celkem 760 mmHg 760 mmHg

12 Procesy spojené s dýcháním
   ventilace – výměna vzduchu mezi zevním prostředím a alveolárním vzduchem   distribuce – vedení vzduchu systémem dýchacích cest až k plicím  difúze - výměna plynů mezi krví a vzduchem přes alveolokapilární membránu   perfúze – plicní cirkulace, specificky uzpůsobený systém průtoku krevními cévami pro přenos plynů

13 Dýchací svaly Inspirační: bránice externí interkostální
m. sternocleidomastoideus m. serratus anterior mm. scaleni Exspirační: interní interkostální přímé abdominální svaly

14 Mechanika dýchání vzduch dovnitř vzduch ven hrudník hrudník nahoru a
dopředu hrudník dolu a dozadu plíce expandují plíce se stahují Exspirium Inspirium bránice nahoru bránice dolu

15 Tlaky (inptrapleurální, intrapulmonární, atmosferický)
Respirační cyklus Inspirace Exspirace 2.0 Alveolární tlak [mmHg] 1.0 [mmHg] 0.0 -1.0 -2.0 Intrapleurální tlak [mmHg] Negativní intrapleurální tlak se při dýchání stává ještě více negativnější Tlaky (inptrapleurální, intrapulmonární, atmosferický) -3.0 -4.0 -5.0 -6.0 750 Objem vzduchu [ml] 500 [ml] 250

16 Elastické vlastnosti plic
vzduch Plnění fyz. roz. plíce jsou pružný orgán, který má tendenci se smršťovat Elasticita (E) – elastický odpor plic, který při nádechu překonávají dýchací svaly Poddajnost (compliance C) popisuje, jaká velikost transpulmonálního tlaku (DP) je nutná pro změnu plicního objemu (DV). 100ml/cm H2O (dýchací pumpa) Povrchové napětí

17 Faktory ovlivňující elastické vlastnosti plic
Stavba plic – množství elastických vláken ubývá s věkem, snižuje se plicní poddajnost, roste reziduální objem Povrchové napětí (síla, která má tendenci zmenšit povrch kapaliny) alveolů je snižováno surfaktantem

18 Plicní surfaktant Snižuje povrchové napětí vnitřku alveol
fosfolipid + neutrální lipid (chol) + protein Tvoří se od 20. týdne gestace, plně funkční 36. týden (riziko rds <29.týden) Má význam pro udržení stability alveol Větší vliv v malých sklípcích rds respiratory distress syndrom Povrchové napětí vody: dyn/cm alveol bez surf.: 30 dyn/cm alveol se surf.: dyn/cm

19 Význam surfaktantu pro povrchové napětí
Laplace P=2ST/r r1 > r2 p1 < p2 bez surfaktantu by se malé alveoly vyprázdnily do větších

20 Anatomický mrtvý prostor
Nosní dutina Ústní dutina Farynx Anatomický mrtvý prostor Larynx Trachea Tracheo-bronchiální strom až po respirační bronchioly cca 150 ml Bronchi Srdce Plíce Žebra Fyziologický mrtvý prostor neperfundovaná část plic

21 Difúze transport kyslíku a oxidu uhličitého alveolokapilární membránou. Velikost difúze je: ·        přímo úměrná difúzní ploše ·        přímo úměrná koncentračnímu gradientu – rozdílu parciálních tlaků plynů na obou stranách membrány ·        přímo úměrná difúzní konstantě – závisí na vlastnostech plynu (především na jeho rozpustnosti v prostředí – pro CO2 je asi 25x větší než pro O2) ·        nepřímo úměrná tloušťce membrány – vzdálenost, kterou musí plyn překonat

22 Difúzní kapacita plic je množství vzduchu ventilovaného
při 1 mmHg tlakového gradientu během 1 min normální hodnota je: 21 ml/mmHg/min difúzní kapacita se zvětšuje při cvičení až na 65 ml/mmHg/min: dilatace bronchů a lepší perfuze plic

23 Transport CO2 (40 ml/l krve)
volně rozpuštěný v krvi (3 ml/l krvi, asi 7%) navázaný na Hb: karbaminohemoglobin (23%) ve formě bikarbonátů (70%)

24 Transport CO2 z tkání do krve
Chloridový posun v ERY výměna bikarbonátu za chlorid

25 Transport O2 (200 ml/l krve)
volně rozpuštěný v krvi (3%) navázaný na hemoglobin: oxyhemoglobin vazba mezi Hb a O2 je volná když: vyšší teplota vyšší pCO2 nižší pH víc 2,3-difosfoglycerátu - silnější metabolizmus (produkt glykolýzy v ERY) 156 g/l hemoglobinu x 1.3 ml kyslíku na 1 molekulu hemoglobinu je asi 204 ml kyslíku v 1l krve

26 sériové zapojení – stejný
Plicní oběh ·        nutritivní oběh – slouží k výživě plicní tkáně, tvoří 1 - 2% minutového srdečního objemu, je součástí systémové cirkulace a přivádí do plic okysličenou krev ·        funkční oběh – je charakteristický nízkým tlakem a odporem v plicním cévním řečišti oběh plicní systémový regulace lokální (↓O2 - konstrikce)↑ centrální (↓O2 - dilatace) odpor malý velký tlak 3,3kPa 13 kPa objem krve sériové zapojení – stejný Filtrace tekutiny malá velká

27 Plicní hemodynamika Zóna 1: alveol. tlak > kapilární tlak a krev kapilárou neproteče Zóna 2: alveol. tlak < kapilární tlak (v diastole): intermitentní průtok Zóna 3: alveol. tlak < kapilární tlak: souvislý průtok

28 dýchání tekutiny lze? ano, pokud dosáhneme pO2 v tekutině odpovídajícímu ve vzduchu, ale: limitace: viskozita tekutiny 50x vyšší než vzduchu – dechová práce neúměrně roste vymytí surfaktantu (nemožnost následného dýchání vzduchu) hromadění C02 - není u žaber, protože: spotřeba O2 a tedy produkce CO2 u studenokrevných živočichů asi 5x nižší v žábrech protiproudý výměník, tj. poměr ventilace/perfúze 20:1 (v plicích cca 1:1)