Dýchání Energie pro životní pochody – oxidace (O2) organických látek Příjem O2 – dýchací mechanismy (+ výdej CO2, udržování pH) a) ze vzduchu (20,95 O2, 78,01 N2, 0,03 CO2 + 0,9 Ar, Ne …) b) z vody – (závisí na t, salinitě, tlaku … - sladká, 15 oC – 0,7 % O2 + 1,36 % N2) Se zvětšováním tělesných rozměrů → nedostatek O2 Fylogenetické tendence zvýšení výkonnosti výměny plynů: 1. zvětšení dýchacího povrchu A) navenek – vodní živočichové - žábry B) dovnitř – suchozemští živočichové a) plíce b) tracheje 2. udržování vysokého difúzního spádu plynů na vnější dýchací ploše 3. přenos plynů tělní tekutinou s látkou s vysokou vázací schopností pro plyny 4. náhrada pomalé difúze plynů ve vodním prostředí tkání difúzí plynů ve vzduchu Dýchací orgány •Plicní vaky pavoukovců •Plicní vaky plžů (stěna plášťové dutiny) •Vzdušnice (tracheje) většiny druhů hmyzu •Vzdušnicové (tracheální) žábry larev hmyzu, •Konečníkové (rektální ) vzdušnicové žábry (šídla) •Krevní žábry ryb •Vnější žábry – keříčkovité žábry pulců obojživelníků •Vnitřní žábry – ryby •Plíce ptáků (včetně vzdušných vaků) •Plíce savců - Tři typy dýchacích orgánů: Žábry, Vzdušnice (tracheje), plíce žábry– členovci, měkkýši, paryby, ryby Přívod vody na základě tlaku žábry dých ryb Respirační epitel protkán sítí vlásečnic Skřele je párový plochý orgán ryb nacházející se na předělu mezi hlavou a tělem, který chrání žábry před vnějším poškozením, pumpa pro vodu. Vzdušnice (tracheje) – rozvětvené trubice uvnitř s chitinovou blanou. U hmyzu zakončeny hvězdicovitou buňkou → tracheola (5 ramen). Tekutina v tracheolách pulzuje podle botnací síly koloidní hmoty stěn tracheol a okolní cytoplazmy Dýchací pohyby – pohyby tělní stěny (výměna až 2/3 objemu) a) dorzoventrální zploštění abdomenu b) zasouvání a vysouvání abdominálních článků c) regulace otevírání a zavírání stigmat - průduchů – najednou x střídavě Řízení dýchacích pohybů – abdominální ganglia. protorakální g. - řídí podněty pro zrychlení mají chemický charakter hrudní a abdominální část nerv. systému - řízení pohybů stigmat: trach Larvy hmyzu ve vodě – uzavření trachejí vůči vodnímu prostředí, rozpad do sítě v pokožce nebo tělních vychlípeninách – tracheální žábry - kyslík difunduje z vody do vzdušnic prostřednictvím tělních přívěsků Plíce V hrudní dutině (pohrudnice, poplicnice), zespod bránice. Přívodní cesty: nozdry, ústa, vlastní dýchací cesty – průdušnice, průdušky, průdušinky (trachea, bronchi, bronchioli) do plicních váčků savců (sklípků - alveolů – 1 mm, obetkané vlásečnicemi) – vlastní výměna plynů. Epiteliální vrstva buněk váčků těsně přiléhá k endoteliálním buňkám krevních kapilár (alveolokapilární stěna – 1 μm) – plocha 90 m2 (> 40krát). Rychlá difúze podle koncentračního spádu (1/1000 sekundy) Žeberní (torakální) zřetelnější u ženy x brániční (břišní, abdominální) dýchání. princ plic dých plice větvf bronchů_wikip 1.chrupavka štítná 2.chrupavka prstencová 3.průdušnice 4.jícen 5.srdečnice 6.cévní kmen plicnice 7.průdušky 8.horní plicní lalok 9.dolní plicní lalok 10.střední plicní lalok Přesun plynů - dýchací pohyby. Vdech (inspirium) x výdech (ex-) Objem plic je úměrný hmotnosti těla (velryby 100 l, drobní savci 1 ml) Frekvence dýchacích pohybů závisí na velikosti metabolismu (je nepřímo úměrná hmotnosti těla, i objemu plic) plíce a velikost živ dých a hmotn Plicní objemy – mrtvý prostor – 150 ml klidový dechový (respirační) objem (500 ml) inspirační rezervní objem (3,3 l) exspirační rezervní objem (1 l) – VKP Vždy zbude v plicích reziduální objem (1,2 l). Minutová plicní ventilace - respirační (dechový) minutový objem - u člověka v klidu – 7,5 l/min (500 ml *15 dechů). Zvětšení: prohloubení x zrychlení dechu. Maximální volní ventilace (maximální dechová kapacita) 125 – 170 l. Krev z celého těla do plic – značný obsah CO2, málo O2. V plicích částečné odstranění CO2, sycení O2. Stálé složení alveolárního vzduchu. VKP plic objemy Plicní objemy: IK – inspirační kapacita, FRK – funkční reziduální kapacita, IRO – inspirační rezervní objem, ERO - exspirační r.o., rez.O – reziduální objem, res.O – respirační objem Přenos O2: oxyhemoglobin, rozpuštěný v plazmě nevýznamný (1 %) Sycení hemoglobinu kyslíkem syc hemogl O Přenos CO2: a) krevní plazmou (8 %) b) reakce s oxyhemoglobinem → karbaminohemoglobin (25 %) c) 67 % CO2 v červených krvinkách → HCO3- (anhydráza) CO2 + H2O -(ah) → H2CO3→ H+ + HCO3- H+ + HbO2 → O2 + HHb dých krvin dých krvin Podíly hlavních složek (%) a jejich parciální tlaky (kP) ve vzduchu a krvi Atmosfér. v. Alveolár. v. Tepenná krev Žilná krev Vydech. v. % O2 kPa torr 20,95 19,95 150 14 13,3 100 11 – 13 < o 1,3-2,6 < o 10-20 6 5,3 (2,0) 40 (-15) 16 15,4 116 % CO2 kPa torr 0,03 0,04 0,3 5,5 5,33 40 Jako v alveolár. vzduchu 7 6,2 46 5 4,26 32 parc tlaky Pneumotaktické centrum 1.Mozkový kmen – dýchací centrum, zpětnovazebná inervace prodloužené míchy a nervů z míchy řídí hluboké a intenzivní dýchání 2. Prodloužená mícha - centrum inspirační (vdechové), centrum exspirační (výdechové). Schopnost samostatné a cyklické tvorby vzruchů. Antagonisté. 3. Somatické nervy z míchy (krční a hrudní) – inervace mezižeberních svalů a bránice. Sledování koncentrace O2, CO2 (pO2, CO2 ) Dostředivá složka regulace: - plicní receptory citlivé na natažení - proprioreceptory v mezižeberních svalech - svalové receptory citlivé na K+ z buněk Další vlivy: - změny krevního tlaku (registrovány baroreceptory) - chemické vlivy (hlavní): chemoreceptory v karotidě a oblouku aorty citlivé na obsah O2, CO2 a pH. Kontrola vůlí (částečná) – krátkodobé zadržení dechu (zvýšení CO2 a stimulační centrum překoná vliv vyšších pater (kůra) – důležité při řeči, jídle, kašlání). D:\Dokumenty\DISKC\Dokumenty\Pajdák\fyziol predn\dychani\regulace dych.bmp U členovců autonomní, ale i u nich pod CNS - Sledování koncentrace O2, CO2 (pO2, CO2 ) Mezižeberní svaly a bránice – inervace somatickými nervy z míchy (krční a hrudní) Dýchací pohyby – inervace z dýchacího ústředí (kaudální část prodloužené míchy)Centrum inspirační (vdechové), centrum exspirační (výdechové). Schopnost samostatné a cyklické tvorby vzruchů. Antagonisté. Pneumotaktické centrum se zpětnovazebným působením na obě předchozí - mozkový kmen nad prodlouženou míchou, působí při intenzivním a hlubokém dýchání Dostředivá složka regulace: - plicní receptory citlivé na natažení - proprioreceptory v mezižeberních svalech - svalové receptory citlivé na K+ z buněk Další vlivy: - změny krevního tlaku (registrovány baroreceptory) - chemické vlivy (hlavní): chemoreceptory v karotidě a oblouku aorty citlivé na obsah O2, CO2 a pH. Kontrola vůlí (částečná) – krátkodobé zadržení dechu (zvýšení CO2 a stimulační centrum překoná vliv vyšších pater (kůra) – důležité při řeči, jídle, kašlání). U členovců autonomní, ale i zde pod CNS D:\Dokumenty\DISKC\Dokumenty\Pajdák\fyziol predn\dychani\regulace dych.bmp