UKŁAD ODDECHOWY
Strefy w obrębie dróg oddechowych
1. KLASYCZNIE - górne i dolne drogi oddechowy
górne drogi oddechowe - jama nosowa, gardło, krtań dolne drogi oddechowe - tchawica, oskrzela, oskrzeliki 2. NIEKLASYCZNIE - strefy
Strefa przewodząca - od górnych dróg oddechowych do 16 generacji, czyli do oskrzelika końcowego
brak wymiany gazowej - anatomiczna przestrzeń nieużyteczna/martwa (pojemność około 150 ml)
FUNKCJE
dystrybucja powietrza
ogrzewanie i nawilżanie powietrza do temperatury ciała oczyszczanie powietrza
buforowanie powietrza pęcherzykowego (dzięki temu zapobiegają nadmiernym wahaniom PO2 i PCO2
Strefa przejściowa - oskrzeliki oddechowe, ma cechy obu pozostałych stref Strefa oddechowa - tu zachodzi wymiana gazowa
Budowa dróg oddechowych
1. Jama nosowa
przedzielona na dwie połowy przez przegrodę nosa (kość + chrząstki), nozdrza przednie (kontakt z środowiskiem), nozdrza tylne (kontakt z gardłem)
funkcja: ogrzewanie, nawilżanie i oczyszczanie powietrza + odbiór wrażeń węchowych
zatoki przynosowe: czołowe, sitowe, klinowe, szczękowe
nabłonek wielorzędowy urzęśniony + nabłonek węchowy (tworzy pole węchowe) bardzo liczne komórki kubkowe (śluzowe) i gruczoły
2. Gardło
wspólny odcinek dróg oddechowych i pokarmowych migdałki - odporność
3. Krtań
9 chrząstek, które są połączone ze sobą więzadłami i mięśniami:
chrząstki parzyste: nalewkowate, różkowate, klinowate
chrząstki nieparzyste: pierścieniowata, tarczowata, nagłośniowa 4-6 cm
głośnia (fałdy głosowe i szpara głośni)
nagłośnia - zamyka wejście do krtani w czasie połykania pokarmu błona śluzowa pokrywa więzadła przedsionkowe → fałdy przedsionkowe nabłonek wielorzędowy urzęśniony (poza strunami głosowymi)
4. Tchawica
chrząstki w kształcie podkowy połączone więzadłami (wolna przestrzeń jest z tyłu - bo tam jest przełyk)
nabłonek wielorzędowy urzęśniony liczne komórki kubkowe i gruczoły błona mięśniowa gładka
obecne włókna sprężyste 5. Oskrzela
ogólna budowa: nabłonek dróg oddechowy, płytki chrzęstne, warstwa mięśni gładkich, druczoły śluzowo-surowicze, tkanka łączna
oskrzela główne (prawe i lewe)
oskrzela płatowe (do każdego płata płuc) oskrzela segmentowe
6. Oskrzeliki
nie zawierają chrząstki i gruczołów
nabłonek początkowo jednowarstwowy walcowaty urzęśniony → nabłonek jednowarstwowy sześcienny
oskrzeliki
oskrzeliki końcowe oskrzeliki oddechowe
przewody pęcherzykowe - ściana oskrzelików jest tu zbudowana tylko z pęcherzyków płucnych (ślepe rozszerzene przewodów = woreczki pęcherzykowe)
Pęcherzyki płucne przylegają do siebie w taki sposób, że sąsiadujące pęcherzyki posiadają wspólną ścianę, która jest nazwana przegrodą międzypęcherzykową.
Przegroda ta jest bardzo podatna na uszkodzenia i zawiera pory Kohna (które są niedużymi otworkami i łączą światła dwóch sąsiadujących pęcherzyków - są ważne, gdy jakiś oskrzelik jest zatkany)
Prawe płuco składa się z 3 płatów, lewe płuco z w (bo lewa komora jest większa + serce jest trochę bardziej przesunięte na lewą stronę)
1. Komórki
komórki nabłonka jednowarstwowego płaskiego
pneumocyt typu 1 (90%) - wymiana gazowa między krwią a powietrzem, nieliczne organelle
pneumocyty typu 2 (10%) - produkują surfaktant makrofagi żerne
2. Opłucna
opłucna ścienna - przylega do klatki piersiowej
jama opłucnej (wypełniona płynem surowiczym, zmniejsza tarcie) opłucna płucna - przylega do powierzchni płuc
3. Dlaczego pęcherzyki się nie zapadają?
surfaktant - zmniejsza napięcie powierzchniowe pęcherzyków, powstaje w 32 tyg ciąży
Siły kohezji między cząsteczkami płynu w jamie opłucnej powodują ścisłe przyleganie obu listków opłucnej do siebie → płuca zawsze podążają za klatką piersiową
wymiary wewnętrzne klatki piersiowej są większe niż anatomiczne wymiary płuc, dlatego płuca są rozciągane nawet podczas wydechu
bo ciśnienie w jamie opłucnowej jest niższe niż ciśnienie atmosferyczne
nasze pęcherzyki maja takie samo ciśnienie jak ciśnienie atmosferyczne, a w jamie opłucnej jest niższe
w pęcherzyku mamy wyższe ciśnienie niż w jamie opłucnowej więc pęcherzyki są cały czas rozciągnięte
4. bariera powietrze-krew surfaktant
wypustka cytoplazmy pneumocytu typu I błona podstawna nabłonka pęcherzyka
błona podstawna śródbłonka naczynia cytoplazma komórki śródbłonka
Mechanizm wentylacji płuc
w stałej temperaturze iloczyn ciśnienie i objętości danej masy gazu jest wartością stałą = prawo Boyle'a-Mariotte'a
1. Wdech
akt czynny, wymaga nakładu energii (mięśnie międzyżebrowe, przepona)
większa objętość klatki piersiowej → spadek ciśnienia w pęcherzykach płucnych poniżej ciśnienia atmosferycznego (bo rozciągamy płuca) → wytworzenie podciśnienia → napływ powietrza do płuc
2. Wyde
akt bierny = bez pracy mięśni
mięśnie będą działały, kiedy chcemy wykonać pogłębiony wydech
zmniejszenie objętości klatki piersiowej → wzrost ciśnienia w pęcherzykach płucnych powyżej ciśnienia atmosferycznego → wytworzenie nadciśnienia → usunięcie
powietrza z płuc
3. Regulacja częstości oddechów
ośrodek oddechowy - w rdzeniu przedłużonym = ośrodek wdechu (rozpoczynanie wdechu), ośrodek wydechu (działa podczas wydechów aktywnych)
Receptory ośrodkowe - rdzeń przedlużony
stymulacja pośrednia - przez wzrost PCO2 we krwi
stymulacja bezpośrednia - przez spadek pH w płynie mózgowo rdzeniowym Receptory obwodowe - kłębki szyjne i kłębki aortalne (dokładniej zakończenia czuciowe nerwu zatokowego i aortalnego)
Stymulacja przez:
wzrost PCO2 → spadek pH wzrost stężenia H+ → spadek pH spadek przepływu
spadek PO2 poniżej 60 mmHg
ośrodek pneumotaktyczny - naprzemienny wdech i wydech 4. CO2 a częstość oddechów
CO2 + H2O w osoczu → H2CO3 → H+ + HCO3-
H+ obniża pH krwi → kwasica oddechowa (bardzo niebezpieczna) - poniżej 7,35 niskie pH → zwiększenie częstości i głębokości oddechów
gdy wstrzymamy oddech → rośnie PCO2 we krwi → autokatycznie bierzemy oddech
Mechanizm wymiany gazowej
1. wymiana gazowa zewnętrzna - pęcherzyki płucne, a krew 2. wymiana gazowa wewnętrzna - między komórkami, a krwią 3. Transport gazów
tlen
1g hemoglobiny wiąże 1,34 ml tlenu → oksyhemoglobina
około 1-1.5% tlenu jest transportowane w formie rozpuszczonej w osoczu dwutlenek węgla
10% w postaci rozpuszczonej
20% jest związane z hemoglobiną → karbaminohemoglobina 70% jest w formie HCO3-
4. Efekt Bohra
gdy we krwi znajduje się dużo HCO3-, to znaczy że mamy dużo wolnych H+ → spadek pH → zmniejszenie powinnowactwa Hb do O2 → łatwiejsze oddanie O2
zmiany jakich innych parametrów wpływają na proces oddawania tlenu?
wzrost temperatury, wzrost PCO2, spadek pH
Hemoglobina
cztery łańcuchy białkowe - każdy ma w sobie cząsteczkę hemu - jedna hemoglobina może związać 4 cząsteczki tlenu
w centrum mamy Fe2+
1. oksyhemoglobina (jasna krew) - hemoglobina wysycona cząsteczkami tlenu od czego zależy stopień wysycenia hemoglobiny tlenem?
ciśnienie parcjalne tlenu
temp (spadek = więcej wiązane)
ciśnienie parcjalne CO2 (w tkankach wyższe niż we krwi) (spadek = więcej tlenu wiązane)
pH (wzrost = więcej wiązane)
stężenia 2,3-difosfoglicerynianu (jeden z produktów glikolizy) i ATP w erytrocytach
2. karbaminohemoglobina - CO2 uwolnione z tkanek i hemoglobina (20% transportu dwutlenku węgla)
3. mioglobina - hemoglobina w mięśniach szkieletowych
4. HbF- hemoglobina płodu - działa podobnie do mioglobiny (jej powinnowactwo do tlenu jest też większe niż do zwykłej hemoglobiny HbA)
Dodatkowe pojęcia
hipoksemia - spadek zawartości O2 hiperkapnia - wzrost zawartości CO2
podatność płuc - wskaźnik rozciągliwości płuc, zmiana objętości przez zmianę ciśnienia 1. Chodzenie po górach - adaptacja do nowych warunków:
zwiększenie objętości i częstości oddechów zwiększenie tempa skurczów
zwiększenie ilości erytrocytów zwiększenie ilości hemoglobiny 2. Nurkowanie
wzrasta ciśnienie zewnętrzne → większe rozpuszczenie gazów
AZOT (normalnie mamy około 1 litr azotu w tkankach - wzrost ciśnienia o 1 atm = 10 m zanurzenia → dodatkowe 1 litr azotu się rozpuszcza)
po przekroczeniu 30 m azot ma działanie podobne do alkoholu
gdy wynurzamy się wszystko ten gaz szybko idzie na naczyń, gdzie tworzy zatory gazowe, które blokują przepływ krwi = choroba dekompresyjna (kesonowa)
3. Pojemność płuc
całkowita pojemność płuc - maksymalna objętość gazów (około 5l)
pojemność życiowa płuc - ilość powietrza wprowadzonego do płuc przy maksymalnym wdechu poprzedzonym maksymalnym wydechem (około 4l - reszta powietrza zalega w płucach)
objętość oddechowa - objętość powietrza, które dostaje się do płuc przy spokojnym wdechu (około 0,5l)
objętość zapasowa wdechowa - dodatkowe 2,5l które bierzemy podczas pogłębionego wdechu
objętość zapasowa wydechowa - dodatkowe 1l który mozna usunąć przy maksymalnym wydechu
