Křivka EKG DÝCHACÍ SYSTÉM Červený pruh ZÁKLADNÍ FUNKCE DÝCHACÍHO SYSTÉMU VENTILACE DISTRIBUCE DIFÚZE PERFÚZE RESPIRACE Výměna vzduchu mezi okolní atmosférou a alveoly (plicními sklípky) Rozprostření vzduchu v dýchacích cestách Výměna plynů mezi alveolami a krví a krví a tkáněmi Průtok krve plícemi Mechanismus příjmu O2 či výdeje CO2 NOSNÍ DUTINA ÚSTNÍ DUTINA JAZYK HLTAN (PHARYNX) TVRDÉ PATRO SVALOVINA SPODINY ÚSTNÍ DUTINY HRTANOVÁ ZÁKLOPKA (EPIGLOTTIS) JAZYLKA HRTAN (LARYNX) PRŮDUŠNICE PRAVÝ HORNÍ PLICNÍ LALOK LEVÝ HORNÍ PLICNÍ LALOK PRAVÝ DOLNÍ PLICNÍ LALOK PRAVÝ STŘEDNÍ PLICNÍ LALOK LEVÝ DOLNÍ PLICNÍ LALOK PRAVÁ HLAVNÍ PRŮDUŠKA NOSNÍ DUTINA JAZYK TVRDÉ PATRO HRTAN (LARYNX) HLTAN (PHARYNX) HRTANOVÁ ZÁKLOPKA (EPIGLOTTIS) ÚSTNÍ DUTINA SVALOVINA SPODINY ÚSTNÍ DUTINY JAZYLKA PRŮDUŠNICE PRAVÝ STŘEDNÍ PLICNÍ LALOK LEVÝ DOLNÍ PLICNÍ LALOK PRAVÝ HORNÍ PLICNÍ LALOK PRAVÁ HLAVNÍ PRŮDUŠKA PRAVÝ DOLNÍ PLICNÍ LALOK LEVÝ HORNÍ PLICNÍ LALOK LEVÁ HLAVNÍ PRŮDUŠKA LEVÁ HLAVNÍ PRŮDUŠKA DÝCHACÍ SYSTÉM STAVBA PLIC PRŮDUŠNICE (TRACHEA) PLICNÍ BÁZE DETAIL PLICNÍHO SKLÍPKU S PLICNÍMI VLÁESČNICEMI PLICNÍ SKLÍPKY PRŮDUŠINKY (BRONCHIOLI) PRŮDUŠKY (BRONCHI) HORNÍ LALOK STŘEDNÍ LALOK DOLNÍ LALOK PLICNÍ VRCHOLEK STŘEDNÍ LALOK PRŮDUŠNICE PRŮDUŠKY PRŮDUŠKY PRŮDUŠINKY PLICNÍ SKLÍPKY DETAIL PLICNÍHO SKLÍPKU S PLICNÍMI VLÁESČNICEMI PLICNÍ BÁZE DOLNÍ LALOK PLICNÍ VRCHOLEK HORNÍ LALOK Červený pruh DÝCHACÍ CESTY ▪Horní cesty dýchací – nos, nosní dutiny, hltan ▪V nosní dutině probíhá úprava vzduchu pro dýchací cesty – teplota, zvlhčení ▪Čichová oblast je v horní části nosní dutiny ▪Dolní cesty dýchací – hrtan, průdušnice (trachea), průdušky (bronchy) ▪Hrtan - probíhá dýchání, tvorba hlasu, kašel a napomáhá polykání uzavřením epiglotis ▪ Červený pruh PLÍCE ▪Párový orgán, tvar komolého kužele ▪Růžové až šedočerné podle znečištění ▪Mají houbovitou konzistenci, jejich hmotnost je cca 750 g ▪Pravá plíce větší – 3 laloky, levá 2 laloky, laloky dále rozděleny na segmenty Obsah obrázku interiér, objekt v exteriéru, nástroj Popis byl vytvořen automaticky Červený pruh PLICNÍ SKLÍPKY – ALVEOLY ▪Bohatě zásobeny krví – kapiláry ▪Člověk má asi 300 milionů alveolů ▪Plocha alveol dospělého jedince zaujímá asi 70 m2 ▪Difundování O2 a CO2 ▪ Červený pruh DÝCHACÍ SYSTÉM – SVALY ▪Inspirační svaly ▪Bránice – hlavní nádechový sval ▪Vnější mezižeberní svaly ▪M. sternocleidomastoideus ▪Mm. scaleni ▪Exspirační svaly ▪Břišní lis ▪Vnitřní mezižeberní svaly ▪Bránice – při usilovném výdechu ▪ Červený pruh DÝCHÁNÍ ▪Dech – zajišťuje dodávku kyslíku a odstraňování oxidu uhličitého z tkání ▪Apnoe = zástava dechu ▪Dyspnoe = dušnost ▪Hyperventilace – zvýšení ventilace, která převyšuje metabolickou potřebu kyslíku ▪Hypoventilace – snížená ventilace ▪Zevní dýchání – výměna plynů mezi vnějším prostředím a plícemi ▪Plicní ventilace – pohyb vzduchu do a z plic – nádech a výdech ▪Plicní difúze – výměna kyslíku a oxidu uhličitého mezi plícemi a krví ▪Vnitřní dýchání – výměna plynů na úrovni tkání (mezi krví a tkáněmi) ▪ Červený pruh PLICNÍ VENTILACE ▪Nádech (inspirium) – aktivní děj za pomoci inspiračních svalů, intrapulmonální i interpleurální tlak klesá, vzduch jde do plic, tlak v dýchacích cestách je negativní ▪Výdech (exspirium) – na konci nádechu vlivem elasticity plic dochází k návratu hrudní stěny zpět do výdechové polohy, čímž je zprostředkován pasivní výdech, tlak v dýchacích cestách se zvyšuje (vzduch proudí ven) ▪ ▪ Rest Inspiration Expiration Červený pruh PLICNÍ DIFÚZE ▪Závisí na parciálním tlaku a rozpustnosti jednotlivých plynů, teplotě ▪Difuze O2 a CO2 probíhá na ploše až 100 m2 ▪Nasycení krve kyslíkem, který byl vyčerpán pro produkci oxidační energie ▪Odstraňování CO2 ▪Difuze O2 a CO2 přes alveolo-kapilární membránu (= respirační membrána alveolů) ▪ 83179/e2862 000A4003 PROJECTS 1 B727F70A: Červený pruh PARCIÁLNÍ TLAK ▪Standardní atmosférický tlak (ve výši hladiny moře) = 760 mmHg (= 1 Torr) ▪O2 tvoří 20,93 % vzduchu; pO2 = 159,1 mmHg ▪CO2 tvoří přibližně 0,03 %; pCO2 = 0,2 mmHg ▪Rozdíly parciálních tlaků plynů v alveolách a v krvi vytvářejí tlakový gradient a dochází k difúzi plynů přes dýchací membránu ▪Čím větší je tlakový gradient, tím rychleji kyslík difunduje ▪ Červený pruh PARCIÁLNÍ TLAKY O2 A CO2 83180/e2862 000A4003 PROJECTS 1 B727F70A: Červený pruh PŘECHOD O2 DO KAPILÁR 83181/e2862 000A4003 PROJECTS 1 B727F70A: Červený pruh TRANSPORT O2 ▪Rozpuštěný v plazmě ▪Vazba na hemoglobin ▪Oxyhemoglobin – Hb s navázaným O2 ▪Deoxygenace (redukovaný Hb) – hemoglobin bez kyslíku ▪1 g Hb obsahuje 1,39 ml O2 ▪V krvi: 160 g l/1 u mužů (140 g l/1 u žen) Hb (Fe2+) ▪ Červený pruh TRANSPORT O2 ▪Koncentrace hemoglobinu do značné míry určuje kapacitu krve přenášející kyslík (> 98 % transportovaného kyslíku) ▪Zvýšená kyselost a teplota svalu umožňuje uvolnit více kyslíku ▪Cvičení ovlivňuje transport kyslíku ve svalu ▪Nízké množství železa vede k anémii, což snižuje schopnost těla přenášet kyslík (častěji u žen než u mužů) ▪ Červený pruh BOHRŮV EFEKT •↓pH - snižuje afinitu Hb k O2 •↑pH - odstranění H+ z Hb stimuluje vazbu O2 na Hb ▪Afinita Hb ke kyslíku stoupá s rostoucím pO2 ▪ 83182/e2862 000A4003 PROJECTS 1 B727F70A: 83184/e2862 000A4003 PROJECTS 1 B727F70A: Červený pruh TRANSPORT CO2 ▪12 % je fyzikálně rozpuštěno ▪11 % je karbaminohemoglobin (navázaný na bílkoviny – NH2 skupiny hemoglobinu) ▪27 % je bikarbonát v erytrocytech ▪50 % je plazmatický bikarbonát ▪ Červený pruh ŘÍZENÍ DÝCHÁNÍ ▪CNS ▪Centrum dýchání v prodloužené míše ▪Dýchací svaly inervovány vlákny C4–C8 a Th1–Th7 ▪Chemické detekční mechanismy ▪Centrální chemoreceptory v prodloužené míše, ovlivňovány změnami CO2, resp. změnami pH likvoru ▪Periferní chemoreceptory (glomus caroticum a glomus aorticum) detekují parciální tlak O2 ▪ Červený pruh ZÁKLADNÍ POJMY •Všechny plicní parametry jsou ovlivněny výškou, hmotností, stářím, trénovaností, pohlavím a zdravotním stavem •V praxi se udává absolutní a relativní hodnota Červený pruh Statické plicní objemy DECHOVÝ OBJEM (DO) ▪Objem vzduchu, který vdechneme při klidném nádechu po ukončeném klidovém výdechu ▪Obsahuje i tzv. mrtvý prostor - označuje objem dýchacích cest až po terminální bronchioly. Jeho objem je 150 až 200 ml ▪V klidu cca 0,5 l ▪Střední výkon asi 1–2 l (30 % VC), těžká práce asi 2–3 l (50 % VC, u trénovaných až 60–70 % VC) ▪ Červený pruh Statické plicní objemy INSPIRAČNÍ A EXSPIRAČNÍ REZERVNÍ OBJEM ▪Vzduch, který vdechneme/vydechneme pouze při usilovném nádechu/výdechu ▪IRO cca 2,5 l ▪ERO cca 1,5 l ▪ Červený pruh Statické plicní objemy REZIDUÁLNÍ OBJEM (RO) }I přes naši veškerou snahu nejsme schopní úplně vyprázdnit plíce ⟹ Objem, který zůstává v plicích i přes maximální usilovný výdech }U dospělého se jedná o cca 1,2 l ▪ Červený pruh CELKOVÁ KAPACITA PLIC (TC) ▪Cca 6 l ▪TC = IRO + DO + ERO + RO = VC + RO ▪ Červený pruh INSPIRAČNÍ KAPACITA (IC) }Cca 3 l }IC = IRO + DO ▪ Červený pruh FUNKČNÍ REZIDUÁLNÍ KAPACITA (FRC) }Cca 3 l }FRC = ERO + RO ▪ Červený pruh Dynamické plicní parametry DECHOVÁ FREKVENCE (DF) ▪Klidová DF 12–18/min ▪Zvyšování v průběhu práce je individuální, u žen bývá vyšší ▪Lehká práce 20–30/min, těžká 30–40/min, velmi těžká 40–60/min ▪U zátěže cyklického charakteru může být vázána na pohyb ▪↑DF může vést ke ↓DO a tím i minutové ventilace ▪ Červený pruh Dynamické plicní parametry MINUTOVÁ VENTILACE (MV; VE) ▪Dechový objem vynásobený frekvencí dechů za minutu ▪ MV (VE) = DF x DO ▪ V klidu cca 8–10 l u sportující i nesportující populace ▪ ▪ ▪Při zátěži roste až ke 120 l/min, u sportujících až k 180 l/min ▪Ihned po skončení zátěže prudce klesá, následně je pak pokles pozvolnější ▪ 83189/e2862 000A4003 PROJECTS 1 B727F70A: Červený pruh Dynamické plicní parametry MAXIMÁLNÍ MINUTOVÁ VENTILACE (MVV) ▪Volní: ▪Měřena v klidových podmínkách, maximální množství vzduchu, které je možné dopravit do plic volním úsilím během 1 min ▪Až 200 l ▪Pracovní: ▪Je asi o 20 % ↓ než volní ▪ Červený pruh Dynamické plicní parametry JEDNOSEKUNDOVÁ VITÁLNÍ KAPACITA (FEV1) ▪Objem vzduchu, který je vydechnutý při usilovném výdechu za první sekundu ▪Tiffeneaův index je podíl FEV1 a VC. Pomáhá při diagnostice obstrukční a restrikční plicní nemoci. Fyziologická hodnota se udává okolo 80 % (0,8) Červený pruh VITÁLNÍ KAPACITA (VC) ▪V klidu 3–5 l ▪VC = IRO + DO + ERO ▪Ovlivnitelná předchozí zátěží: při mírné (rozdýchání) se může ↑, při střední se nemění, při vysoké pro únavu dýchacích svalů může i klesnout na 60 % výchozí hodnoty ▪Závisí na pohlaví, věku, tělesném povrchu a trénovanosti ▪ Červený pruh USILOVNÁ VITÁLNÍ KAPACITA (FVC) }Maximální objem vzduchu, který lze po maximálním nádechu prudce vydechnout }Využití při diagnostice ▪ Červený pruh FYZIOLOGICKÉ PARAMETRY DÝCHACÍHO SYSTÉMU ▪Příjem (spotřeba) kyslíku (VO2) = množství kyslíku přijatého organismem za minutu (v ml/min/kg) ▪VO2max = maximální spotřeba kyslíku ▪Výdej oxidu uhličitého (VCO2) = množství vydechnutého CO2 za minutu (v ml/min/kg) ▪Poměr respirační výměny / Respirační kvocient (RER/RQ) = poměr mezi vydýchaným CO2 a přijatým O2 ▪ Červený pruh FYZIOLOGICKÉ PARAMETRY DÝCHACÍHO SYSTÉMU ▪Ventilační ekvivalent pro kyslík (VE/VO2) = množství kyslíku, který přijmeme z 1 litru vzduchu ▪Tepový kyslík (VO2/HR) = množství kyslíku, které se do krevního oběhu dostává při jednom srdečním stahu, (v ml) ▪ Červený pruh ODPOVĚĎ NA ZÁTĚŽ ▪Reaktivní změny – bezprostřední reakce organismu ▪Fáze úvodní ▪↑ DF a ventilace před výkonem ▪Emoce (více u osob netrénovaných) a podmíněné reflexy (u trénovaných osob) ▪Startovní a předstartovní stavy ▪Fáze průvodní ▪Při vlastním výkonu roste DF a ventilace nejdřív rychle (fáze iniciální) → zpomalení → při déletrvající zátěži (více než 40–60s) se může projevit mrtvý bod ▪Fáze následná ▪Návrat ventilačních parametrů k výchozím hodnotám, zpočátku rychleji, postupně pomalejší ▪Pozátěžový kyslík (kyslíkový dluh) ▪Adaptační změny – výsledek dlouhodobého opakovaného tréninku ▪ Červený pruh ODPOVĚĎ NA ZÁTĚŽ – MRTVÝ BOD ▪Subjektivní příznaky = nouze o dech, svalová slabost, bolesti ve svalech, tíha a tuhnutí svalů ▪Objektivní příznaky = pokles výkonu, ↓ koordinace, narušená ekonomika dýchání, tzn. ↓DO a ventilace, ale ↑ DF, ↑ TF, ↑ TK ▪Příčina = nedostatečná sladěnost systémů při přechodu neoxidativního metabolismu na oxidativní ▪ Červený pruh ODPOVĚĎ NA ZÁTĚŽ – DRUHÝ DECH ▪Jestliže se pokračuje dále, pak příznaky mrtvého bodu mizí → druhý dech, tzn. ↑DO, ↓ DF, ↓ TF, ↓ TK ▪Rovnovážný stav po 2–3 min méně intenzivní a po 5–6 min intenzivnější práce ▪ Červený pruh ODPOVĚĎ NA ZÁTĚŽ – KYSLÍKOVÝ DLUH }Nedostatečné zásobení pracujících svalů kyslíkem, nepoměr mezi požadavky na O2 a jeho dodávkou, vede k zapojení anaerobních mechanismů – vznik laktátu (↑ H + metabolické acidóza – mrtvý bod) }Při zajištění dodávky O2 – druhý dech }Po ukončení zátěže přetrvává zvýšený příjem O2 = splácení kyslíkového dluhu ▪ Červený pruh KYSLÍKOVÝ DLUH Červený pruh AEROBNÍ A ANAEROBNÍ PRÁH ▪Aerobní práh ▪Maximální intenzita při které přestává „výhradní“ aerobní krytí ▪Intenzita, od které se začíná zapojovat anaerobní krytí a tak vzniká laktát ▪Hladina laktátu (2 mmol/l krve) ▪Anaerobní práh ▪Maximální intenzita, při které začíná převládat anaerobní krytí ▪Intenzita při které dochází k narušení dynamické rovnováhy mezi tvorbou a metabolizací laktátu ▪Hladina laktátu (4 mmol/l krve) a vyšší ▪Kolem 8 mmol/l krve nemožnost pokračovat (trénovaní až 30 mmol/l) Červený pruh ODPOVĚĎ NA ZÁTĚŽ ▪DF ▪Reakce – při zátěži roste až na 60/min (v klidu 14–16/min) ▪Adaptace – v klidu u sportovců klesá (10/min) ▪DO ▪Reakce – při zátěži roste až na 2,5 l (v klidu 0,5 l) ▪Adaptace – trénovaní jedinci v klidu až 1 l a při zátěži až 4 l ▪MV (VE) ▪Reakce – při zatížení až 120 l (v klidu 8–10 l) ▪Adaptace – při zatížení až 180 l ▪VC ▪Reakce – přímo v průběhu zátěže se neměří, měří se až po skončení aktivity (ženy v klidu 3–4 l, muži 4–5 l) ▪Adaptace – vytrvalostně trénovaní až 6 l (plavci až 8 l) Červený pruh ODPOVĚĎ NA ZÁTĚŽ ▪VO2 ▪Reakce – se zvýšenou intenzitou roste příjem O2, u mužů na 45 ml/min/kg, u žen na 35 ml/min/kg (v klidu 3,5 ml/min/kg) ▪Adaptace – u vytrvalostních sportů roste především VO2max, u běžkařů až na 90 ml/min/kg oproti běžné populaci, jež má VO2max cca 50 ml/min/kg ▪VO2/SF ▪Reakce – u běžné populace muži 15–16 ml, ženy 10–11 ml (v klidu 5 ml) ▪Adaptace – u trénovaných v zátěži 30–35 ml ▪ Červený pruh SPIROMETRIE ▪Je základní vyšetřovací metodou informující o fyziologických a patofyziologických podmínkách a hodnotách výměny vzduchu mezi zevním prostředím a plícemi ▪Základní výsledky vyšetření mohou být získány pomocí jednoduchého spirometru ▪Korekční faktor ▪BTPS (body temperature, atmospheric pressure, water saturated) ▪ Červený pruh SPIROMETRIE ▪VC = množství maximálně vydechnutého vzduchu po předchozím maximálním nádechu ▪FVC (forced vital capacity) = objem usilovného výdechu („co nejvíce a co nejrychleji“) ▪FEV1 (forced exhaled volume) = objem vzduchu při maximálním výdechu během první sekundy po předchozím usilovném nádechu ▪PEF (peak expiratory flow) = maximální výdechová rychlost ▪FER (forced expiration ratio) = průchodnost periferních průdušek ▪