UKŁAD ODDECHOWY
UKŁAD
ODDECHOWY
Objętość strefy przewodzącej = anatomiczna przestrzeń nieużyteczna (martwa) – apn (m) = 150 ml
Fizjologiczny podział dróg oddechowych
Strefa przewodząca - funkcje:
• dystrybucja powietrza do strefy wymiany gazowej
• ogrzewanie i nawilżanie powietrza
• oczyszczanie powietrza – bariera ochronna
• przeciwdziałanie nadmiernym wahaniom prężności tlenu i dwutlenku węgla w powietrzu pęcherzykowym
Powietrze atmosferyczne TBP = 760 mm Hg
• Stężenie O2 - 21%, PO2 = 760 mm Hg x 0,21 = 159,6 mmHg
• Stężenie CO2 - 0,04%, PCO2 = 760 mm Hg x 0,0004 = 0,3 mmHg
Powietrze wdychane (37C, PH2O = 47 mm Hg) 760 mm Hg - 47 mm Hg = 713 mm Hg
• PIO2 = 713 mm Hg x 0,21 = 149,73 mmHg
• PICO2 = 713 mm Hg x 0,0004 = 0,285 mmHg
Powietrze pęcherzykowe
•PAO2 = 100 mm Hg (105 mm Hg)
•PACO2 = 40 mm Hg
Wentylacja (objętość) minutowa
- ilość powietrza wnikającego do układu oddechowego
w ciągu minuty
TV BF MV
500 ml x 12 /min = 6000 ml
Wentylacja pęcherzykowa
- ilość świeżego powietrza atmosferycznego wnikającego
do pęcherzyków płucnych w ciągu minuty
(TV - apn) BF VA
(500 ml - 150 ml) x 12 /min = 4200 ml
Im szybsze i płytsze oddychanie tym gorsza wentylacja pęcherzykowa
Wpływ typu oddychania na wentylację pęcherzykową
Objętość Częstość Wentylacja Wentylacja Wentylacja
oddechowa x oddychania = minutowa - przestrzeni n.= pęcherzykowa
(ml) (oddech/min) (ml/min) (ml/min) (ml/min)
A 1000 x 6 = 6000 - 900 (150x6) = 5100
B 500 x 12 = 6000 - 1800 (150x12) = 4200
C 150 x 40 = 6000 - 6000 (150x40) = 0
Czynniki modyfikujące opór dróg
oddechowych
Objętość płuc
1. Rozciągający efekt otaczającej tkanki płucnej
Wdech – opór dróg
oddechowych maleje
2. ciśnienia w kp
3. impulsacja n. błednego
Wydech - opór dróg oddechowych rośnie !
Czynniki modyfikujące opór dróg
oddechowych
Skurcz lub relaksacja mięśni dróg oddechowych
RELAKSACJA (rozszerzenie, ↓oporu) SKURCZ (zwężenie, ↑oporu)
Stymulacja - współczulna (adrenergiczna) - przywspółczulna (cholinergiczna) - receptory 2 adrenergiczne - receptory muskarynowe Epinefryna Czynniki drażniące 2 -agoniści
Opór dróg oddechowych 8l
R = r4
Wentylacja . P V = R
Jeśli „r” zmaleje 4x,
-opór dróg oddechowych wzrośnie 256x, a przepływ zmaleje 256x
Siły retrakcji płuc → OPÓR SPRĘŻYSTY • dążą do zapadnięcia płuc
włókna sprężyste, kolagenowe napięcie powierzchniowe
WDECH
Skurcz mięśni wdechowych
Obj. klatki piersiowej
Ciśnienia w jamie opłucnej
Obj. płuc
Ciśnienia śródpęcherzykowego
Gradientu ciśnień (drogi odd.)
Napływ powietrza do płuc
Podatność płuc (wskaźnik rozciągliwości płuc)
CL = V/P (200 - 230 ml/ 1 cm H2O)
- kąt nachylenia krzywej ciśnienie-objętość
podatność płuc:
• zwłóknienie śródmiąższowe płuc
• przekrwienie płuc
• zapalenie płuc, obrzęk płuc
• niedobór surfaktantu
podatność płuc:
• rozedma
Napięcie powierzchniowe- T
Prawo Laplace`a:
P = 2T/r
P- ciśnienie
T – napięcie powierzchniowe
r - promień
Surfaktant- zawsze obniża napięcie powierzchniowe(T)
P P
WDECH
Działanie surfaktantu - napięcie powierzchniowe
Duże napięcie powierzchniowe przy dużych objętościach
WYDECH
Działanie surfaktantu - napięcie powierzchniowe
Niskie napięcie powierzchniowe przy małych objętościach - podatności
Surfactant – funkcje:
1. siły retrakcji - opór sprężysty
2. podatność płuc
3. pracę oddechową
4. Przeciwdziała zapadaniu się pęcherzyków płucnych –
przeciwdziała niedodmie
5. Umożliwia współistnienie pęcherzyków o różnych
rozmiarach; stabilizuje je
6. Przeciwdziała obrzękowi płuc
Dystrybucja wentylacji /pozycja stojąca/
PODSTAWA PŁUC PŁUCA – MNIEJ ROZCIĄGNIĘTE WIĘKSZA PODATNOŚĆ WIĘKSZA WENTYLACJA
- 10 cm H2O
- 2,5 cm H2O
Zmiana ciśnienia śródopłucnowego
0,25 cm H2O / cm
Niższa podatność
Dystrybucja perfuzji /pozycja stojąca/
WPŁYW GRAWITACJI
0,74 mm Hg (1 cm H2O)/1 cm
Gradient ciśnienia (23 mm Hg - 30 cm H2O) od szczytu do podstawy
Dolne partie płuc - ↑ ciśnienia transmuralnego→ ↓ oporu → ↑ perfuzji
DOLNE PARTIE PŁUC
WIĘKSZA PERFUZJA
Wskaźnik minutowej wentylacji pęcherzykowej do minutowej
perfuzji . .
VA / Q
Krew odtlenowana (żylna)
PvO2 = 40 mm Hg
PvCO2 = 46 mm Hg
Krew utlenowana (tętnicza)
PaO2 = 95 mm Hg PaCO2 = 40 mm Hg
Powietrze pęcherzykowe
PAO2 = 100 mm Hg PACO2 = 40 mm Hg
VA = 4.2 L/min Q = 5 L/min
VA / Q = 0,84
Stosunek minutowej wentylacji pęcherzykowej do minutowej perfuzji
↑ VA/Q
Szczyt - Perfuzja niewystarczająca
w stosunku do wentylacji
- Wydajniejsza wymiana
gazowa
↑PO2 ↓PCO2
- Niewielki wzrost zawartości O2
- Niska dystrybucja do całkowitej ilości krwi
Pęcherzykowa (funkcjonalna) przestrzeń martwa Obszary płuc o wysokim VA/Q
+ Anatomiczna przestrzeń martwa
=
Fizjologiczna przestrzeń martwa
Stosunek minutowej wentylacji pęcherzykowej do minutowej perfuzji
↓ VA/Q
Podstawa
- Wentylacja niewystarczająca
w stosunku do perfuzji
- wymiana gazowa mniej
wydajna
↓ PO2 ↑PCO2
- przeciek fizjologiczny
- obniżenie PO2 i SO2
Przeciek fizjologiczny
Obszary płuc o niskim VA/Q
Przeciek anatomiczny:
anastomozy oskrzelowo-płucne
PaO2 < PAO2
Neurony oddechowe pnia mózgu:
• wdechowe (typ I),
• wydechowe (typ E),
Rdzeń przedłużony:
• Neurony grzbietowe (I),
• Neurony brzuszne (I,E),
Most:
• Ośrodek pneumotaksyczny
• Ośrodek apneustyczny
Regulacja oddychania
Chemoreceptory ośrodkowe (rdzeń przedłużony): efekt PCO2
↑ PCO2 we krwi tętniczej (czynnik pośrednio stymulujący) ↑ [H+] - ↓ pH pmr - (czynnik bezpośrednio stymulujący)
Chemoreceptory obwodowe
Czynniki stymulujące:
- PCO2 → pH (krew tętnicza)
- [H+] (krew tętnicza)
-↓ PO2 ( 60 mm Hg) ! (krew tętnicza)
Lokalizacja kłębki szyjne kłębki aortalne
monitorują PCO2, pH i PO2 we krwi tętniczej
Receptory w drogach oddechowych i płucach
Włókna Typ Rozmieszczenie Bodziec Odpowiedź
nerwu błędnego
Zmielinizowane wolno adoptujące się między mięśniami wypełnienie płuc skrócenie czasu wdechu
(SAR) gładkimi dr.odd. wydłużenie wydechu (ODRUCH Heringa – Breuera) rozszerzenie oskrzeli
tachykardia
szybko adoptujące się między komórkami nabł. nadmierne wzmożenie oddychania
(RAR) wypełnienie płuc kaszel, skurcz oskrzeli,
substancje wydzielanie śluzu endo-,egzogenne
(histamina, PG)
Niezmielinizowane płucne włókna C w pobliżu naczyń substancje bezdech – szybkie oddychanie
oskrzelowe włókna C krwionośnych endo-,egzogenne skurcz oskrzeli,
↓ RR, bradykardia,
wydzielanie śluzu