Fyziologie dýchání I. Vlastnosti plynů II. Mechanika dýchání III Fyziologie dýchání I. Vlastnosti plynů II. Mechanika dýchání III. Výměna plynů v plicích IV. Regulace dýchání

základní funkce dýchání dodávka kyslíku výdej oxidu uhličitého frekvence 15-20 /min objem v klidu 0,5 l minutová ventilace 6-8 l /min

I. Vlastnosti plynů Plyny se rozpínají a tak vždy naplní určený objem Plyny difundují z oblastí, kde mají vysoký tlak, do oblastí, kde je tlak nízký PARCIÁLNÍ TLAK PLYNU je roven součinu celkového tlaku směsi plynů a dílu, který tato část zaujímá na celkovém objemu plynu suchý vzduch % parciální tlak (v suchém vzduchu na hladině moře) PB = 760 torr parciální tlak ve vzduchu vstupujícím do plic PH2O = 47 torr (při 37 C) O2 21 160 149 CO2 0,04 600 0,3 N2 78 564 ostatní 1 (1 torr = 0,133 kPa)

II. Mechanika dýchání - změny tlaků při vdechu a výdechu

II. Mechanika dýchání - plicní objemy a kapacity spirometr pletyzmograf   TLC (6 l) FRC (2,2 l) IRV (3,3 l) ERV (1 l) VT (0,5 l) VC (5 l) RV (1,2 l) IRV - inspirační rezervní objem TLC - celková kapacita plic VT - dechový objem FRC - funkční reziduální kapacita ERV - expirační rezervní objem VC - vitální kapacita RV - reziduální objem

II. Mechanika dýchání - proudění vzduchu   1/ proudění vzduchu  ventilace plicních alveolů 2/ výměna plynů přes alveolokapilární membránu  difúze Proudění vzduchu laminární   Poiseuilleův zákon V  (dP) r4 / 8 l v….rychlost proudu dP….tlakový gradient turbulentní r….poloměr trubice ….viskozita kapaliny, plynu l….délka trubice

II. Mechanika dýchání - odpor dýchacích cest, poddajnost plic, dechová práce Odpor R  8 l/ r4 změna tlaku, aby protekl 1l/s fyziologické změny během dýchání: při nádechu  při výdechu - hladký sval (inervován parasympatikem-vagus) - stav sliznice (sekrece hlenu) Poddajnost (compliance) C = dV/dP - elasticita plicní tkáně - schopnost těles nabývat po přechodné deformaci původní tvar (kolagen, elastin) - prostorové uspořádání (spirála) - povrchové napětí Laplaceův zákon P = 2T/r, surfaktant – snižuje povrchové napětí a zabraňuje kolapsu alveolů Dechová práce - práce dýchacích svalů nutná pro překonání elastických a proudových odporů dýchacích cest, bránice – hlavní inspirační sval tlak objem

VA = f (VT - VD) II. Mechanika dýchání minutová ventilace x alveolární ventilace VA = f (VT - VD)

III. Výměna plynů v plicích - difúze přes alveolokapilární membránu Difúze plynů - je přímo úměrná difúzní ploše (~70 m2) - nepřímo úměrná difúzní dráze (~ 0,2 m) - přímo úměrná koncentračnímu gradientu PO2 a PCO2 - závisí na rozpustnosti O2 a CO2 (25 x vyšší) Difúzní dráha - povrchová vrstva surfaktantu - alveolární epiteliální membrána - kapilární endotel - plazma - membrána erytrocytu - intracelulární tekutina erytrocytu

III. Výměna plynů v plicích - poměr ventilace/perfúze U zdravého člověka 1) není distribuce vdechovaného vzduchu v plicích rovnoměrná, 2) není rovnoměrný průtok krve všemi částmi plic Ideální stav ventilovaný alveolus perfundovaná céva Venózní příměs neventilovaný alveolus perfundovaná céva Alveolární mrtvý prostor ventilovaný alveolus neperfundovaná céva

IV. Regulace dýchání 1. Chemická - centrální chemoreceptory (prodloužená mícha) jemná regulace CO2 periferní (karotická a aortální tělíska) regulace O2 2. Nervová - receptory v dýchacích cestách (mechano a chemoreceptory) receptory v plicní tkáni (tahové) 3. Volní - CNS

IV. Regulace dýchání - výstup do vysoké nadmořské výšky min hours days weeks years acclimatization hypoxic desenzitization roll - off ventilation time