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 𝑐𝑚 3 powietrza, jest to tzw. objętosć oddechowa b) pogłębienie wdechu pozwala pobrać dodatkowe 2500 𝑐𝑚 3 powietrza, jest to objętość uzupełniająca c) pogłębienie wydechu pozwala na usunięcie 1200 𝑐𝑚 3 powietrza, jest to objętość zapasowa d) między stanem najwiekszego wdechu i wydechu wymieniane jest jednorazowo 4200 𝑐𝑚 3 powietrza. Jest to pojemność życiowa płuc e) nawet najwiekszy wydech nie doporowadza do calkowitego zapadnięcia płuc, zawsze zostaje w nic 1200 𝑐𝑚 3 powietrza zalegającego f) dopiero dodając pojemność życiową i zalegającą, otrzymujemy całkowitą pojemnosć płuc - 5400 𝒄𝒎 𝟑

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 oddechowe Jama 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 Płuca Prawe płuco Trzy płaty Lewe płuco Dwa płaty Pęcherzykowate narządy o płatowej budowie

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

- szkodliwie wpływają substancje zawarte w dymie papierosowym Nikotyna - szkodliwie wpływają substancje zawarte w dymie papierosowym

Substancje szkodliwe Azbest Pył węglowy Cztero-tlenek ołowiu 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 górnicy Pył 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 roślin Alergia