Tento projekt je spolufinancovn Evropskm socilnm fondem sttnm

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem, státním rozpočtem České republiky a rozpočtem hlavního města Prahy. Fyziologie dýchacího systému 1. část Obr. č. 1

Základní funkce dýchacího systému • Ventilace = zajišťuje výměnu vzduchu mezi okolní atmosférou a alveoly (plicními sklípky) • Distribuce = rozdělení vzduchu v dýchacích cestách • Difúze = průnik dýchacích plynů v alveolech nebo ve tkáních • Perfúze = průtok krve plícemi • Respirace = mechanismus příjmu O 2 či výdeje CO 2

Anatomie dýchacího systému • Dýchací cesty Ø Ø Ø Ø dutina nosní (event. dutina ústní) hltan hrtan trachea bronchy respirační bronchioly alveoly (plicní sklípky) Obr. č. 2

Plicní sklípky - alveoly • člověk má asi 300 milionů alveolů • celková plocha alveolární stěny u dospělého je 70 m 2 • alveoly jsou obklopeny plicními kapilárami • difundování O 2 a CO 2 (mezi krví a vzduchem) Obr. č. 3

Průtok krve plícemi • Plicní oběh = nízkotlaká část cirkulace Ø pravá srdeční komora - plícnice (plicní tepna) – plicní kapiláry – plicní žíly – levá srdeční síň Ø význam: přesun dýchacích plynů • Bronchiální cirkulace Ø levá srdeční komora - aorta – bronchiální tepny – kapiláry – bronchiální žíly – v. azygos – horní dutá žíla – pravá srdeční síň Ø význam: výživa bronchů a poplicnice

Ventilace plic 1. vzduch se v dýchacích cestách zbavuje většiny mechanických nečistot (hlen, řasinky = cilie – posun hlenu do faryngu – vykašlávání) 2. lymfatická tkáň – bariéra proti infekci 3. teplota vdechovaného vzduchu + zvlhčení 4. aktivita hladké svaloviny – rozdělení plicní ventilace 5. hlasové vazy – tvorba hlasu Obr. č. 4

Vdech - inspirium Ø Ø děj aktivní - kontrakce inspiračních svalů intrapulmonální tlak klesá interpleurální tlak klesá (z – 2, 5 na – 6 torrů) vzduch do plic (tlak v dýchacích cestách je negativní) před nádechem nádech Obr. č. 5

Výdech - exspirium Ø po konci vdechu elasticita plic táhne hrudní stěnu zpět do výdechové polohy – pasivní výdech Ø tlak v dýchacích cestách se zvýší – vzduch proudí z plic Ø při usilovném výdechu (aktivní zapojení dýchacích svalů) – interpleurální tlak se zvýší na – 30 torrů výdech vdech Obr. č. 6

Změny tlaků při klidném dýchání vdech výdech torr • intrapulmonální tlak • interpleurální tlak litr • dechový objem Obr. č. 7

Inspirační a exspirační svaly § Ø Ø Ø Inspirační svaly: bránice mm. intercostales ext. mm. intercostales paraster. mm. scaleni mm. pectorales m. sternoclediomast. § Exspirační svaly: Ø mm. intercostales int. Ø břišní lis Obr. č. 8

Statické plicní objemy a kapacity • IRV (inspirační rezervní objem) • VT (dechový objem) • ERV (exspirační rezervní objem) • RV (reziduální objem) • VC (vitální kapacita) • IC (inspirační kapacita) • FRC (funkční reziduální kapacita) • TLC (celková plicní kapacita)

Dynamické plicní objemy • Minutová ventilace plic (VE) = = DF x VT (v klidu = 8 litrů za minutu) § Alveolární ventilace (VA) = část minutové ventilace, kterou jsou ventilovány alveoly (zbytek je ventilace mrtvého prostoru) § Maximální minutová ventilace (MMV, Vmax) = maximální množství vzduchu, které může být v plicích vyměněno (z plic vydýcháno) za minutu – až 170 l. min-1 § FEV 1 = jednosekundová (jednovteřinová) vitální kapacita = množství vzduchu vydechnuté za 1 vteřinu (sekundu)

Jednosekundová (jednovteřinová) vitální kapacita plic = po maximálním nádechu ( ) maximální výdech ( ) • FEV 1 = za první sekundu • FEV 2 = za první dvě sekundy • FEV 3 = za první tři sekundy u zdravého jedince u nemocného s astmatem FEV 1 = 80% FVC FEV 2 = 90 -95 % FVC FEV 3 = 99 % FVC Obr. č. 9

Poddajnost plic a hrudníku Ø změny objemu plic závisí na průtoku vzduchu z a do plic (otázka tlakových gradientů mezi plícemi a okolní atmosférou) Ø změny tlakových gradientů jsou vyvolány změnami napětí inspiračních a exspiračních svalů Ø vztah mezi silami dýchacích svalů a objemovými změnami plic závisí na poddajnosti plic a hrudníku a na odporu plic Ø elasticita plic určuje hodnotu plicní poddajnosti = compliance Ø ta závisí na objemu plic (nejvyšší při FRC)

Dechový cyklus z pohledu compliance 1. Nádech: ü rozpínání hrudníku vytváří se „prostor“ pro rozpínající se plíce ü interpleurální tlak ü alveolární tlak = vzduch do plic ü ü objem plic a retrakční síla hodnota tlaku v alveolech = hodnotě atmosférického tlaku = ukončení nádechu 2. Výdech: ü napětí inspiračních svalů ü hrudník se zmenšuje ü interpleurální a alveolární tlak = vzduch z plic ü ü retrakční síla plic rovnováha mezi retrakční silou plic a napětím hrudní stěny = konec výdechu

Proudění vzduchu v dýchacích cestách 1. 2. • • při nádechu i výdechu – tlakové gradienty způsobují proudění vzduchu rychlost proudění je: přímo úměrná velikosti tlakového gradientu nepřímo úměrná odporu plic (ten se skládá převážně z odporu dýchacích cest) Obr. č. 10 • laminární (jeho rychlost je přímo úměrná tlakovému gradientu: jeho odpor závisí na viskozitě plynu, nezávisí na jeho hustotě a rychlosti proudění) • turbulentní (jeho odpor závisí na rychlosti proudění a na hustotě plynu – jeho rychlost není přímo úměrná tlakovému gradientu)

Elastické vlastnosti plic nádech výdech • elastické vlastnosti plic • elasticita hrudníku Plicní sklípek • povrchové napětí alveolů: Ø na vnitřním povrchu alveolů jsou fosfolipidy = plicní surfaktant Ø snižuje povrchové napětí Ø zvyšuje plicní compliance Ø je tvořen alveolárními epitelovými buňkami II. typu

Plicní surfaktant Obr. č. 11 surfaktant alveolus makrofág alveolární buňka II. typu kapilára

Plicní ventilace a průtok krve v různých částech plic Vzpřímená poloha v bázi plic je větší ventilace a průtok krve než v hrotech • ventilace (l. min-1) = výměna vzduchu v plicních sklípcích 0, 24 0, 07 3, 40 1, 29 0, 63 • perfúze (l. min-1) = průtok krve plícemi • poměr ventilace/perfúze (V horních oblastech plic je poměr vysoký = „zbytečná“ ventilace sklípků se sníženým průtokem krve. V dolních partiích plic jsou naopak „méně“ ventilovány jinak dobře prokrveny plícní sklípky) 0, 82 Obr. č. 12

Mrtvý prostor = část respiračního systému, kde nedochází k výměně dýchacích plynů • Anatomický mrtvý prostor = objem respiračního systému mimo alveoly (u dospělého je 150 -200 ml) • Celkový (fyziologický) mrtvý prostor = objem vzduchu z té části dýchacího systému, kde nedochází k výměně plynů s krví, neužitečná ventilace

Seznam publikací, ze kterých byly použity obrázky Obr. č. 1 – Van De Graaff K. : Human Anatomy. The Mc. Graw-Hill. 2000. ISBN 0 -07 -23667 -0 Obr. č. 2 - Van De Graaff K. : Human Anatomy. The Mc. Graw-Hill. 2000. ISBN 0 -07 -23667 -0 Obr. č. 3 - Van De Graaff K. : Human Anatomy. The Mc. Graw-Hill. 2000. ISBN 0 -07 -23667 -0 Obr. č. 4 – Carola R. , Harley J. P. , Noback Ch. R. : Human Anatomy. The Mc. Graw-Hill. 1992. ISBN 0 -07 -010527 -8 Obr. č. 5 – Fox S. I. : Human Physiology. The Mc. Graw-Hill. 1996. ISBN 0 -697 -20985 -7 Obr. č. 6 - Fox S. I. : Human Physiology. The Mc. Graw-Hill. 1996. ISBN 0 -697 -20985 -7 Obr. č. 7 – Trojan S. et al. : Lékařská fyziologie. Grada Avicenum. 1994. ISBN 80 -7169 -036 -8 Obr. č. 8 - Van De Graaff K. : Human Anatomy. The Mc. Graw-Hill. 2000. ISBN 0 -07 -23667 -0 Obr. č. 9 - Fox S. I. : Human Physiology. The Mc. Graw-Hill. 1996. ISBN 0 -697 -20985 -7 Obr. č. 10 - Trojan S. et al. : Lékařská fyziologie. Grada Avicenum. 1994. ISBN 80 -7169 -036 -8 Obr. č. 11 - Fox S. I. : Human Physiology. The Mc. Graw-Hill. 1996. ISBN 0 -697 -20985 -7 Obr. č. 12 - Fox S. I. : Human Physiology. The Mc. Graw-Hill. 1996. ISBN 0 -697 -20985 -7