Fyziológia dýchacieho systému
Nadpis textu
Váš text začína práve tu. Kliknite sem a môžete začať písať. Aut odit aut fugit sed quia consequuntur magni dolores eos qui ratione voluptatem sequi nesciunt neque porro quisquam est qui dolorem ipsum quia dolor sit amet consectetur adipisci.
Dýchanie
Dýchanie
Dýchanie je súbor procesov, ktoré zabezpečujú výmenu dýchacích a krvných plynov. Delíme ho na :
1. vonkajšie
Pri vonkajšom dýchaní ide o výmenu plynov medzi vonkajšom prostredí a pľúcami.
2. vnútorné
Pri vnútorným dýchaním dochádza k výmene plynov medzi krvou, intersticiálnou tekutinou (tkanivový mok) a bunkami.
Vonkajšie dýchanie
Vonkajšie dýchanie zahrňuje 3 procesy, ktoré prebiehajú simultánne a nepretržite. Patrí sem:
Ventilácia
Ventilácia je cyklický proces vdychu (inspirium) a výdychu (exspirium). Pri ventilácii sa vzduch z atmosféry dostáva do pľúcnych alveol a ochudobnený o kyslík (O2) a obohatený o oxid uhličitý (CO2) sa vracia z pľúcnych alveol späť do atmosféry.
Distribúcia
V pľúcach sa vdychovaný vzduch nedistribuje do jednotlivých lalokov a segmentov rovnomerne. Medzi hlavné faktory, ktoré ovplyvňujú distribúciu ventilácie patrí morfologické usporiadanie štruktúr hrudníka, pľúc a dýchacích svalov, gravitácia, ako aj odlišná poddajnosť pľúc a nerovnomerný povrch dýchacích ciest.
Difúzia
Difúziou sa nazýva dej, pri ktorom dochádza k vlastnej výmene dýchacích plynov v pľúcach. Plyny sa pri kontakte s kvapalinou rozpúšťajú a difundujú do krvi cez alveolokapilárnu membránu. Z alveol difunduje 02 do krvi a naopak CO2 difunduje opačným smerom - z krvi do alveol a vydychuje sa do atmosféry.
Dýchacie cesty
Dýchacie cesty delíme na:
Horné dýchacie cesty (nosová dutina, nosohltan, hrtan)
Dolné dýchacie cesty (priedušnica, priedušky, pľúca)
Vzduch vstupuje do dýchacieho systému hornými dýchacími cestami a dolnými dýchacími cestami sa dostáva až do pľúc (pľúcnych lalôčikov).
Dýchacie cesty sú vystlané hladkou svalovinou, ktorá napomáha procesom dýchania (rozširuje a zužuje dýchacie cesty). V inspíriu sa dýchacie cesty rozširujú a predlžujú, v expíriu sa zužujú a skracujú.
Sliznica dýchacích ciest produkuje hlien, ktorý má význam pri očiste dýchacích ciest.
Pľúca
Pľúcne alveoly
Základnou jednotkou pľúc je pľúcny acínus, ktorý tvoria pľúcne alveoly. V pľúcnych alveoloch dochádza k samotnej výmene dýchacích plynov. V pľúcach sa nachádza 300- 400 miliónov alveol.
Pľúcny surfaktant
Na vnútornom povrchu alveol, kde dochádza k výmene plynov (prichádza tu do kontaktu tekutina a vzduch) sa produkuje špeciálna látka - pľúcny surfaktant.
Základnou funkciou surfaktantu je znižovanie povrchového napätia alveol na rozhraní tekutina - vzduch. Znižovaním povrchového napätia sa zvyšuje poddajnosť pľúc a znižuje sa dychová práca (medzi ďalšie funkcie surfaktantu patrí uľahčovanie prúdenia vzduchu, obranné mechanizmy pľúc či mukociliárny transport).
Pleura a pleurálna tekutina
Pľúca sú uložené v hrudníku, oddelené mediastínom a kryté pohrudnicou (pleura parietalis), ktorá na vonkajšom povrchu pľúc prechádza do popľúcnice (pleura pulmonalis). Medzi pleurami je štrbina, ktorá sa nazýva interpleurálny priestor. Tento priestor vyplňuje malé množstvo pleurálnej tekutiny (cca 2 ml).
Elastické vlastnosti pľúc
Pľúca sú elastické. Vďaka tomu majú neustálu tendenciu sťahovať sa smerom k hílom. Ich uzavretie v hrudnej dutine a pevné priliehanie viscerálnej pleury však pôsobí protichodne. Vďaka tomu nedochádza ku kolapsu pľúc.
Pneumotorax
Pri narušení tohto deja nestáva kolaps pľúc (pneumotorax), kedy do interpleurálneho priestoru vchádza vzduch, pleury sa od seba oddelia a pľúca kolabujú.
Poddajnosť pľúc a hrudníka
Pľúca a hrudník sú poddajné, čo znamená, že pri určitom tlaku majú schopnosť roztiahnuť sa, zmeniť svoj objem a prijať určité množstvo vzduchu. Poddajnosť udáva objemovú zmenu v pľúcach v litroch vyvolanú zmenou tlaku.
Dýchacie svaly
Pľúca sa pri dýchaní pasívne prispôsobujú zmenám hrudníka. Dýchanie - plnenie pľúc vzduchom - vdych a výdych zabezpečujú dýchacie svaly.
Inspiračné dýchacie svaly
Inspiračné dýchacie svaly sú svaly, ktoré umožňujú nádych. Hlavným inspiračným svalom je bránica. Ďalej do tejto skupiny patria vonkajšie medzirebrové svaly a pomocné inspiračné svaly (mm. scaleni, mm. pectorales, mm. sternocleidomastoidei, mm. subclavii).
Inspiračné svaly zabezpečujú zväčšovanie objemu hrudníka a pľúc - vdych (inspírium).
Expiračné dýchacie svaly
Expiračné dýchacie svaly zabezpečujú výdych (expírium) - vyprázdnenie hrudníka a pľúc. Výdych je za normálnych okolností pasívny proces.
Medzi expiračné dýchacie svaly patria vnútorné medzirebrové svaly a pomocné expiračné svaly (m. transversus thoracis, m. rectus abdominis, m. obliqus abdominis, m. quadrati lumborum).
Inspírium a expírium sa pravidelne strieda. Pomer trvania inspíria k expíriu je 0,4 : 0,6.
Prúdenie vzduchu v dýchacích cestách
Laminárne prúdenie
Laminárne prúdenie má charakter vzduchových vĺn paralelných so stenou trubice.
Turbulentné prúdenie
Turbulentné prúdenie má charakter vírivého prúdenia vzduchu.
Čím väčšia je rýchlosť vzduchu a čím väčší je priemer trubice dýchacích ciest, tým je väčšia pravdepodobnosť, že vznikne turbulentné prúdenie. V priedušnici sa vo veľkých bronchoch je prúdenie turbulentné. V bronchiálnom strome sa prúdenie vzduchu mení na laminárne (menší priemer trubice).
Objemy a kapacity pľúc
Objemy a kapacity pľúc sú parametre, ktoré sa používajú na vyšetrenie funkčnosti dýchacieho systému. Patrí medzi ne:
Dychový objem (VT)
Dychový objem u dospelého človeka pri pokojnom dýchaní dosahuje hodnotu 500 ml.
Inspiračný rezervný objem (IRV)
Inspiračný rezervný objem je množstvo vzduchu, ktoré dokáže človek maximálnym úsilím ešte vdýchnuť po normálnom vdychu. Jeho priemerná hodnota je približne 2 500 ml.
Expiračný rezervný objem (ERV)
Expiračný rezervný objem je množstvo vzduchu, ktoré dokáže človek maximálnym úsilím vydýchnuť po pokojnom výdychu. Jeho hodnota je asi 1 000 ml
Reziduálny objem (RV)
Reziduálny objem je množstvo vzduchu, ktoré zostáva v pľúcach aj po maximálnom výdych. Predstavuje 1 000 - 2 000 ml.
Vitálna kapacita pľúc (VC)
Vitálna kapacita pľúc je súčet dychového objemu, expiračného rezervného objemu a inspiračného rezervného objemu (VC = ERV + VT +IRV).
Inspiračná kapacita pľúc (IC)
Inspiračná kapacita pľúc je súčet dychového objemu a inspiračného rezervného objemu (IC = Vt + IRV).
Expiračná kapacita (EC)
Expiračná kapacita je súčet dychového objemu a expiračného rezervného objemu (EC = VT + ERV) .
Funkčná reziduálna kapacita (FRC)
Funkčná reziduálna kapacita je objem vzduchu, ktorý zostáva v pľúcach na konci pokojného výdychu. Predstavuje súčin reziduálneho a expiračného reziduálneho objemu (FRC = RV + ERV).
Celková kapacita pľúc (TLC)
Celková kapacita pľúc je súčet všetkých pľúcnych objemov.
Meranie objemov a kapacity pľúc je súčasťou spirometrického vyšetrenia pľúc.
Alveolárna ventilácia
Do alveolárneho priestoru sa z 500 ml vzduchu dostáva iba 350 ml. Množstvo vzduchu, ktoré sa vymení v alveolárnom priestore za 1 min, sa označuje ako alveolárna ventilácia. Jej hodnota sa pohybuje v rozmedzí 3,5 - 6,3 l / min.
Minútová alveolárna ventiláca
Objem vzduchu, ktorý sa preventiluje pľúcami za 1 minútu je súčinom priemerného dychového objemu a frekvencie dýchania. Keďže priemerný dychový objem je 500 ml a frekvencia dýchania 10 - 18/min, dýchacím systémom sa za 1 min preventiluje 5 - 9 l vzduchu.
Vonkajšie prejavy dýchania
Ventiláciu sprevádzajú dýchacie pohyby hrudníka a brucha či dýchacie šelesty.
Dýchacie pohyby
Dýchacie pohyby hrudníka a brucha môžeme posudzovať vizuálne pohľadom. U žien prevláda hrudníkové dýchanie (pomocou medzirebrových svalov), zatiaľ čo u mužov brušné (prevaha bránice). Pohľadom zisťujeme frekvenciu dýchania a rozsah dýchacích pohybov.
Dýchacie šelesty
Dýchacie šelesty sú zvuky, ktoré sprevádzajú dýchanie. Počúvame ich fonendoskopom. Sú dvojaké:
Trubicové šelesty
Vznikajú prúdením vzduchu dýchacími cestami. Sú dobre počuteľné najmä v okolí chrbtice a v blízkosti sterna. Sú drsnejšie a pripomínajú vyslovovanie písmena ´´ch´´.
Alveolárne šelesty
Sú mäkšie a dobre počuteľné najmä na periférii pľúc. Možno ich napodobniť vyslovovaním písmena ´´f´´.
Klinické prejavy dýchania
Eupnoe
Eupnoe označujeme pokojné dýchanie s frekvenciou a objemom v rozmedzí hodnôt pre daný vek a pohlavie, bez zvýšených nárokov dýchacieho systému a priameho uvedomovania si tohto deja.
Tachypnoe
Pod pojmom tachypnoe označujeme dýchanie so zvýšenou frekvenciou ako je norma (viac ako 10 -18 dychov / min)
Bradypnoe
Pojmom bradypnoe označujeme dýchanie so zvýšenou frekvenciou ako je norma (viac ako 10 -18 dychov / min)
Hyperpnoe
Ako hyperpnoe označujeme zvýšene ventilácie.
Hypopoe
Ako hypopnoe označujeme zníženie ventilácie.
Hyperventilácia
Pojmom hyperventilácia sa označuje stav, kedy následkom hyperpnoe klesá parciálny tlak oxidu uhličitého.
Hypoventilácia
Pojmom hypoventilácia sa označuje stav, kedy následkom hypopnoe stúpa parciálny tlak oxidu uhličitého.
Apnoe
Ak sa dýchanie zastaví v expiračnom postavení aspoň na dvojnásobok priemerného trvania dychového cyklu (vdych a výdych), hovoríme o apnoe.
Dyspnoe
Dyspnoe je subjektívny pocit nedostatku vzduchu pri dýchaní.
Ortopnoe
Pojmom ortopnoe označujeme dýchavicu v ľahu a úľavu pri posadení.
Gasping
Pojmom gasping označujeme lapavé dýchanie s mohutnými inspiračnými pohybmi.
Difúzia
Difúzia je dej, pri ktorom dochádza k vlastnej výmene dýchacích plynov v pľúcach. Plyny sa pri kontakte s kvapalinou rozpúšťajú a difundujú do krvi cez alveolokapilárnu membránu.
Z alveol difunduje 02 do krvi a naopak CO2 difunduje opačným smerom - z krvi do alveol a vydychuje sa do atmosféry.
02 sa po difúzii viaže na hemoglobín, ktorý ho prenáša k orgánom a tkanivám celého tela. Tento dej sa nazýva saturácia krvi kyslíkom. Za normálnych okolností je u dospelého jedinca hodnota saturácie kyslíka približne 96%, u starších jedincov 93%. Pri hodnotách pod 85% hovoríme o hyposaturácii.
Dýchacie centrum
Dýchacie centrum sa nachádza v predĺženej mieche a moste. Má inspiračnú a expiračnú časť. Inspiračné neuróny dýchacieho centra vysielajú impulzy do inspiračných svalov. Expiračné neuróny neprodukujú pri spontánnom dýchaní impulzy, ale tieto impulzy sa môžu vyvolať pomocou aferentných podnetov.
Obranné reflexy dýchacích ciest
Obranné reflexy dýchacích ciest sú reflexy, ktoré aktívne odstraňujú škodliviny, ktoré sa dostanú do dýchacích ústrojov.
Kýchanie
Kýchanie je obranným reflexom dýchacích ciest (nie je teda vždy prejavom choroby). Možno ho vyvolať mechanickým alebo chemickým dráždením nosa, najmä v oblasti septa a nosových mušlí. Receptormi kýchania sú nervové zakončenia trojklanného nervu (n. trigeminus).
Kýchanie sa začína pomalým prípravným vdychom, zväčša cez ústa. Je preň typické krátkodobé zastavenie dýchania v koncovej časti vdychu. Následne nasleduje výdychová fáza, ktorú možno rozdeliť na tlakovú a vylučovaciu. Počas tlakovej fázy je zatvorená hlasivková štrbina a expiračné svaly sa prudko kontrahujú. Po náhlom otvorení hlasivkovej štrbiny nasleduje vylučovacia fáza, počas ktorej sa škodlivina vyvrhuje nosom a ústami von.
Úlohou kýchacieho reflexu je odstraňovať cudzie telesá, prípadne nadmerné množstvo hlienu z horných dýchacích ciest.
Kašľanie
Kašeľ je ďalším obranným reflexom dýchacích ciest. Vyvoláva ho mechanické alebo chemické dráždenie sliznice hrtana alebo priedušnice.
Rovnako ako kýchanie, kašeľ sa tiež začína hlbokým prípravným vdychom, zväčša nosom, po ktorom nasleduje aktívne úsilie expiračného svalu. Do tejto fázy sa zapájajú nie len hrudníkové, ale aj brušné výdychové svaly. Opäť rozlišujeme tlakovú a vylučovaciu fázu. Počas tlakovej fázy je hlasivková štrbina zatvorená, po krátkej fáze sa otvára a vo vylučovacej fáze vylučuje škodlivinu von cez ústa.
Fyziologický kašeľ je kašeľ, ktorý ma očistnú funkciu. Suchý, dráždivý kašeľ, ktorý prestáva plniť svoju funkciu, je prejavom ochorenia.
Nereflexné obranné mechanizmy
Mechanická filtrácia
Filtrácia vzduchu slúži na zachytávanie častíc väčších ako 10 mikrometrov a to najmä chĺpkami v nose a na zadnej strane hltana. Zachytené častice sa transportujú von z dýchacích ciest pomocou hlienu a mukociliárneho transportu.
Menšie častice sa nezachytávajú a dostávajú sa do ďalších častí dýchacieho systému odkaľ sa odstraňujú predovšetkým fagocytózou. Najmenšie častice sa nezachytávajú a výdychom sa dostávajú opäť do prostredia.
Hlien v dýchacích cestách
Sliznicu dýchacích ciest pokrýva vrstvička hlienu, ktorý produkujú žliazky sliznice. Hlien sa prehltáva alebo vykašliava. Pohybom riasiniek, ktoré sa nachádzajú na povrchu sliznice dýchacích ciest, sa hlien posúva smerom nahor a odstraňuje z dýchacích ciest možné škodliviny.
Mukociliárny transport
Na každej bunke dýchacích ciest sa nachádzajú drobné riasinky. Tieto riasinky zachytávajú vrchnú vrstvu hlienu a rýchlym pohybom ju posúvajú smerom k hrtanu a ústnej dutine.
Alveolobronchiálne očisťovanie
Očisťovanie najmenších bronchov a alveol, ktoré nemajú bunky s riasinkami, je proces trvajúci niekoľko dní, týždňov až mesiacov. Najdôležitejšiu úlohu hrajú v tomto procese pľúcne alevolárne makrofágy, ktoré pohlcujú a rozkladajú škodliviny.