UKŁAD ODDECHOWY

Płuca – wentylacja płuc

Przewietrzanie płuc zapewniają ruchy sscąco-tłoczące klatki piersiowej (zmieniające jej objętość)

Wdech

a) powodowany jest skurczem mieśni oddechowych: przepony rozpiętej na łuku żeber dolnych oraz mięśni międzyżebrowych rozciągniętych na żebrach

b) rozciągnięcie klatki piersiowej we wszystkich trzech kierunkach prowadzi do zwiekszenia objętości płuc i wytworzenia podciśnienia zasysającego powietrze

Wydech

a) jest aktem biernym (wydech pogłebiony wymaga skurczu pomocniczych mieśni wydechowych)

b) rozluźnienie mięśni powoduje, że sprężysta klatka piersiowa, a więc i płuca powracają do pierwotnych rozmiarów

c) lekkie nadciśnienie wytłacza wówczas powietrze z płuc

Pojemność płuc

a) podczas spokojnego wdechu-wydechu dochodzi do wymiany ok. 500 powietrza, jest to tzw. objętosć oddechowa

b) pogłębienie wdechu pozwala pobrać dodatkowe 2500powietrza, jest to objętość uzupełniająca

c) pogłębienie wydechu pozwala na usunięcie 1200 powietrza, jest to objętość zapasowa

d) między stanem najwiekszego wdechu i wydechu wymieniane jest jednorazowo 4200powietrza. Jest to pojemność życiowa płuc

e) nawet najwiekszy wydech nie doporowadza do calkowitego zapadnięcia płuc, zawsze zostaje w nic 1200 powietrza zalegającego

f) dopiero dodając pojemność życiową i zalegającą, otrzymujemy całkowitą pojemnosć płuc - 5400

Regulacja pracy układu oddechowego

- za regulację odpowiedzialne są ośrodki oddechowe, znajdujące się w rdzeniu przedłużonym

- głównym czynnikiem przyspieszającym wentylację jest wzrost stężenia dwutlenku węgla we krwi

- dwutlenek tworzy z wodą kwas węglowy, którego dysocjacja prowadzi do zwiększenia stężenia jonów wodorowych, a więc spadku pH krwi

- zmianę tę wychwytują wyspecjalizowane chemoreceptory występujące m.in. w ścianie aorty oraz tętnic szyjnych, a także w pniu mózgu

Wymiana gazowa w płucach

Wymiana gazowa – między organizmem a otoczeniem to oddychanie (respiracja), polega na pobieraniu tlenu z zewnątrz i usuwania z wnętrza organizmu dwutlenku węgla, pewien udział w wymianie gazowej u człowieka ma także skóra

dyfuzja gazów pomiędzy powietrzem pęcherzykowym a krwią odbywa się zgodnie z gradientem ciśnień (stężeń)

powietrze zasysane do płuc miesza się z powietrzem zalegającym i dlatego jego skład różni się od atmosferycznego

w pęcherzykach ciśnienie parcjalne (cząstkowe) tlenu wynosi około 100mmHg (13,3kPa), a ciśnienie

dwutlenku węgla 40mmHg (5,3kPa)

wymiana gazowa doprowadza do zwiększenia stężenia dwutlenku węgla i spadku stężenia tlenu w płucach

Wymiana gazowa w płucach

* skład powietrza:

- wdychane : 78% azotu, 21% tlenu, 0,03 % dwutlenku węgla i ok. 1% innych gazów

- wydychane : 78% azotu, 17% tlenu, 4% dwutlenku węgla i ok. 1% innych gazów nasyconych parą wodną

* aby zrozumieć istotę dyfuzji w pęcherzyku płucnym należy ustalić parametry krwi dochodzącej do kapilar płucnych

- zawiera ona zaledwie 5% objętościowych tlenu o ciśnieniu 40mmHg (5,3kPa) i aż 5,5% objętościowych dwutlenku węgla o ciśnieniu 46mmHg (6,1kPa)

- ciśnienie tlenu w pęcherzyku płucnym jest prawie o 60mmHg większe niż we krwi

- mimo małej rozpuszczalności tlenu w wodzie przy takiej różnicy ciśnień gaz ten sprawnie przekracza barierę ściany pęcherzyka i kapilary płucnej (ma ona grubość zaledwie około 1µm) – dyfuzja z pęcherzyka do krwi

- ciśnienie dwutlenku węgla w pęcherzyku jest mniejsze o około 6mmHg niż we krwi

- oznacza to dyfuzję z krwi do pęcherzyka, różnica ciśnień jest mała, ale dwutlenek węgla jest wielokrotnie lepiej rozpuszczalny w wodzie niż tlen i dlatego oddawanie go przebiega bardzo sprawnie

Transport gazów oddechowych we krwi

rozpuszczalność tlenu jest bardzo mała i dlatego w drodze ewolucji musiały powstać mechanizmy zwiększające pojemność tlenową krwi

fizycznie rozpuszczony w osoczu tlen stanowi zaledwie 2-3% ilości transportowanej

znaczne zwiększenie sprawności krwi stało się możliwe dzięki wykształceniu barwników oddechowych (np. hemoglobiny)

Oddychanie wewnętrzne

odbywa się zgodnie z gradientem stężeń

dopływająca do tkanek utleniona krew zawiera dużo tlenu o ciśnieniu około 96mmHg (12,8kPa) i niewiele dwutlenku węgla o ciśnieniu około 40mmHg (5,3kPa)

komórki ciała zużywają w procesach oddychania komórkowego tlen i wytwarzają dwutlenek węgla, co prowadzi do obniżenia ciśnienia tlenu w komórce do około 30mmHg i zwiększenia stężenia dwutlenku węgla do około 46mmHg

wyższe o ponad 60mmHg ciśnienie tlenu we krwi dopływającej w zupełności wystarcza do wymuszenia dyfuzji tlenu z krwi do komórek

niższe stężenie dwutlenku węgla spowoduje jego dyfuzję z komórek do krwi (różnica tak jak w płucach wynosi zaledwie 6mmHg ale wystarcza)

Drogi oddechoweJama nosowa

– wdychane powietrze dostaje się do nosa, tam ulega ogrzaniu, nawilżeniu i oczyszczeniu z kurzu, bakterii i innych drobnych zanieczyszczeń,

– jamy nosowa wyścielona silnie unaczynioną błoną śluzową z nabłonkiem wielowarstwowym migawkowym, zawierającym liczne komórki śluzowe (dlatego oddychanie przez nos to prawidłowy proces fizjologiczny)

- znajduję się tu także urzęsiony nabłonek węchowy, tworzący niewielkie pole węchowe, u człowieka ma 5cm2 lecz pozwala nam odróżnić kilka tysięcy zapachów, sygnał z pola węchowego przenosi się nerwami węchowymi do mózgowia,

- jama nosowa łączy się od tyłu z gardłem

Drogi oddechowe

Gardło

- krzyżują się tu drogi oddechowa i pokarmowa

- wdychane powietrze dostaje się z gardła to krtani

Drogi oddechowe

Krtań

- narząd jest złożonym zespołem chrząstek (np. chrząstka tarczowata – jej wyniosłość to jabłko Adama), więzadeł i mięśni

- wejście do krtani ograniczone jest nagłośnią

- w najwęższej części krtani znajdują się fałdy głosowe (struny głosowe), które ograniczają szparę głośni

- z krtani wdychane powietrze przechodzi do tchawicy

- umożliwia wydawanie dźwięków

Drogi oddechowe

Tchawica

- nieco spłaszczona, sprężysta rura

- wzmocniona licznymi chrząstkami

- w klatce piersiowej rozgałęzia się na dwa oskrzela główne

Drogi oddechowe

Oskrzela główne

- podobne w budowie do tchawicy

- oskrzelami głównymi wdychane powietrze przedostaje się do parzystych płuc

Płuca- Pęcherzykowate narządy o płatowej budowie

PłucaPrawe płuco Trzy płaty

Lewe płuco Dwa płaty

Układ oddechowy

Higiena i choroby układu oddechowego – wentylacja pomieszczeń

- powietrze musi być wolne od zanieczyszczeń pyłowych i chemicznych

- w zamkniętych pomieszczeniach obniża się stężenie tlenu

- przy niewielkim spadku organizm reaguje pogłębieniem oddechów i przyspieszeniem pracy serca, zmniejsza się wydolność umysłowa

- przy większym spadku nasilają się objawy niedotlenienia (przerywanie oddechu, osłabienie, ospałość)

- dalszy spadek stężenia grozi uduszeniem

Zatrucia tlenkami węgla

- ulatniają się z niesprawnych instalacji gazowych i pieców

- szczególnie niebezpieczny jest tlenek węgla (czad), powoduje wiązanie hemoglobiny w hemoglobinę tlenkowęglową (karboksyhemoglobinę), która nie przenosi tlenu, rozłożenie zablokowanej tlenkiem węgla hemoglobiny trwa bardzo długo

Nikotyna

- szkodliwie wpływają substancje zawarte w dymie papierosowym

Substancje szkodliwe

• włóknisty minerał, do niedawna stosowany w budownictwie, drobiny azbestu gromadzą się w płucach i są przyczyną chorób nowotworowych

Azbest

• powoduje pylicę węglową płuc, często cierpią na nią górnicyPył węglowy

Cztero-tlenek ołowiu

Choroba dekompresyjna/kesonowa

- narażeni są na nią głęboko nurkujący nurkowie

- związana ze zjawiskiem znacznego zwiększania objętości gazów podczas szybkiego wynurzania

- szybko zmniejszające się ciśnienie powoduje, że gazy rozpuszczone we krwi i soku komórek wydzielają się w postaci pęcherzyków

- najgroźniejszy jest słabo rozpuszczalny i nieprzetwarzany przez organizm azot cząsteczkowy (jego pęcherzyki blokują światło drobnych naczyń krwionośnych)

- objawami choroby mogą być bóle mięśni, stawów, zawroty głowy, paraliż i nawet śmierć

Stany zapalne układu oddechowego• następuje obrzęk jamy śluzowej, która produkuje nadmierną

ilość śluz, towarzyszy temu zwężenie dróg oddechowych i uciążliwy kaszel, zapalenie mogą wywołać drobnoustroje, ale także dym papierosowy lub smog

Zapalenie oskrzeli

• odnosi się do różnych stanów zapalnych i obrzęków płuc, najczęstszą przyczyną są infekcje wirusowe lub bakteryjne, leczy się je antybiotykami

Zapalenie płuc

• występują ataki świszczącego kaszlu i duszności wywoływane zwężeniem górnych dróg oddechowych, prawdopodobnie większość ataków astmy jest skutkiem alergii, astmę zwalcza się stosują leki rozszerzające oskrzela

Astma

• nadwrażliwość układu oddechowego np. na roztocza zawarte w kurzu czy pyłki roślinAlergia