DÝCHACÍ SYSTÉM Anat dých sys Kiss ANATOMIE DÝCHACÍCH CEST Dutina nosní Dutina ústní Hltan Hrtan Plíce Průdušnice Vedlejší dutiny nosní astma v bronších termBronchiol s alveolyLidské tělo Folie8 předb cut aa ciliární cylindrický epitel lamina propria viscerální pleura buňky hladké svaloviny chrupavka krevní cévy žláza pohárková buňka mukus 4 AUTONOMNÍ INERVACE SVALOVÝCH BUNĚK muskarinové receptory aktivace acetylcholinem Þ bronchokonstrikce b2-adrenergní receptory aktivace noradrenalinem Þ bronchodilatace BRONCHUS Æ < 1 mm TERMINÁLNÍ BRONCHIOLUS řasinky dýchacích cest FÁZE TRANSPORTU O2 K BUŇKÁM Folie2 předb cut dýchací cesty alveoly alveolo-kapilární m. plícní kapiláry VYUŽITÍ O2 MITOCHONRIEMI TRANSPORT O2 V KRVI 1 DIFUZE O2 PŘES ALVEOLO-KAPILÁTRNÍ MEMBRÁNU DIFUZE O2 Z PERIFERNÍ KAPILÁRY DO BUŇKY VENTILACE PLIC VNITŘNÍ DÝCHÁNÍ výdej CO2 ~250 ml / min příjem O2 ~300 ml / min V KLIDU Ventilace plic Funkce dýchacích cest: üzbavování mechanických nečistot – zachycení ve vrstvičce hlenu (řasinky ho pak sunou do faryngu) übariéra proti vniknutí infekce – lymfatická tkáň üúprava teploty vdechovaného vzduchu – na tělesnou teplotu, zvlhčení üaktivita hl. svaloviny – ovlivňuje plicní ventilaci ühlasové vazy → základní tón DÝCHACÍ CESTY ANATOMICKÝ MRTVÝ PROSTOR – ZÓNA KONDUKCE 2 NOSNÍ PRŮDUCHY FARYNX LARYNX TRACHEA BRONCHY BRONCHIOLY TERMINÁLNÍ BRONCHIOLY ZÓNA VÝMĚNY PLYNŮ (alveolo-kapilární membána) CELKOVÁ PLOCHA 70 - 100 m2 Další funkce: oteplení vzduchu, očištění, doplnění vodními parami reflexní odpovědi na dráždivé podněty řeč a zpěv (specifické funkce laryngu) VT = VA + VD VT dechový objem (‘tidal volume’) ~500 ml VA alveolární část dechového objemu ~350 ml VD část dechového objemu v mrtvém prostotu (‘dead volume’) ~150 ml f = 12/min 5 4,2 l/min 6 l/min ALVEOLÁRNÍ VENTILACE VA · = VA x f 1,8 l/min VENTILACE MRTVÉHO PROSTORU VD · = VD x f MINUTOVÁ VENTILACE PLIC V ∙ = VT x f 6 MRTVÝ PROSTOR CELKOVÝ OBJEM, VE KTERÉM NEDOCHÁZÍ K VÝMĚNĚ PLYNŮ U ZDRAVÉHO JEDINCE oba dva prostory (jak anatomický, tak funkční) jsou prakticky stejné ANATOMICKÝ mrtvý prostor - objem dýchacích cest (objem nadechnutého vzduchu, který se ještě nesmíchal s alveolárním vzduchem) ALVEOLÁRNÍ mrtvý prostor – množství alveolárního vzduchu, které se dostalo do alveol, ale neúčastní se na výměně plynů (nedostatečné prokrvení, stěna nepropustná pro dýchací plyny) FUNKČNÍ (celkový) mrtvý prostor =ANATOMICKÝ + ALVEOLÁRNÍ MRTVÝ PROSTOR – dusíkový test (hluboký nádech čistého O2, následuje pomalý výdech s kontinuálním monitorováním koncentrace dusíku) Difuze plic BAROMETRICKÝ TLAK VZDUCHU NA ÚROVNI MOŘE 1 atmosféra = 760 mm Hg 20 1 kPa = 7,5 mm Hg (torr) O2 20,98 % FO2 @ 0,21 N2 78,06 % FN2 @ 0,78 CO2 0,04 % FCO2 0,0004 Ostatní složky = PO2 = 760 x 0,21 = ~160 mm Hg PN2 = 760 x 0,78 = ~593 mm Hg PCO2 = 760 x 0,0004 = ~ 0,3 mm Hg PARCIÁLNÍ TLAKY PLYNŮ SUCHÉHO VZDUCHU NA ÚROVNI MOŘE SLOŽENÍ SUCHÉHO ATMOSFERICKÉHO VZDUCHU obr 12 přech cut SLOŽENÍ ALVEOLÁRNÍHO VZDUCHU O2 158,8 CO2 0,3 N2 601,0 … 760 mm Hg INSPIROVANÝ VZDUCH mrtvý prostor O2 100,0 CO2 39,0 H2O 47,0 pravé srdce levé srdce O2 40,0 CO2 45,0 H2O 47,0 N2 … … O2 95,0 CO2 41,0 H2O 47,0 N2 … … O2 40,0 CO2 45,0 H2O 47,0 N2 … … vény arterie periferní kapiláry 21 parciální tlaky v mm Hg O2 115,0 CO2 33,0 H2O 47,0 N2 565,0 … EXSPIROVANÝ VZDUCH 760 mm Hg 760 mm Hg N2 fyziologické zkraty O2 100.0 CO2 39.0 ? ? Alveolární PO2 a PCO2 při volní hypo- a hyperventilaci 22 50 100 2 4 6 8 10 alveolární ventilace (l/min) PAO2 PACO2 0 0 hyperventilace → HYPOKAPNIE → respirační alkalóza hyperventilace hypoventilace → HYPERKAPNIE → respirační acidóza hypoventilace Při dýchání v klidu složení alveolárního vzduchu zůstává konstantní (funkční residuální kapacita ~3 l) obr 13 přech cut ALVEOLO-KAPILÁRNÍ (RESPIRAČNÍ) MEMBRÁNA ALVEOLÁRNÍ VZDUCH PO2 = 100 PCO2 = 40 (mm Hg) epiteliální buňka alveolu nucleus erytrocyt intersticiální prostor O2 O2 O2 Hb HbO2 CO2 CO2 CO2 0.6 µm ALVEOLO-KAPILÁRNÍ (RESPIRAČNÍ) MEMBRÁNA ALVEOLUS 23 nucleus průměr~ 5 µm PLÍCNÍ KAPILÁRA endoteliální buňka kapiláry doba kontaktu erytrocytu s respirační membránou v klidu 0.75 s DIFUZE PLYNŮ obr 16 přech cut PO2 100 PCO2 40 mm Hg 40 100 60 80 mm Hg 24 doba kontaktu erytrocytu s respirační membránou v klidu 0,75 s Δ PO2 = 60 mm Hg Δ PCO2 = 6 mm Hg venózní krev PO2 40 PCO2 46 mm Hg vyrovnaný stav s alveolárním vzduchem PO2 100 PCO2 40 mm Hg PO2 PCO2 ČASOVÝ PRŮBĚH VYROVNÁVÁNÍ PO2 A PCO2 V KAPILÁŘE S ALVEOLÁRNÍM VZDUCHEM obr 17 přech b cut obr 17 přech a cut HEMOGLOBIN β α α β 1 nm Fe Fe N N N N N N N N DEOXY OXY polypeptidový řetězec N N N polypeptidový řetězec O2 Fe3+ (methemoglobin) oxidace porfyrin fetální Hb γ γ Fe2+ HEM 25 tetramer Hb4 + 4 O2 ↔ Hb4O8 oxygenace 100 50 0 50 100 CO Hb PO2 (mm Hg) fetální Hb strmá část křivky plató BOHRŮV EFEKT ¯ pH, CO2 VAZEBNÁ KŘIVKA O2 NA HEMOGLOBIN ¯ pH, CO2 BPG (2,3-bisfosfoglycerát) teplota 26 fyzikálně rozpuštěný O2 (1.4%) P50 myoglobin methemoglobin fyziologický rozsah v a PCO (mm Hg) Čerti a čertidla vařili povidla. A malý čertíček spálil si prstíček, když si chtěl osladit svůj mlsný jazýček.