Dýchací systém - Apparatus respiratorius

Otázka: Dýchací systém – Apparatus respiratorius

Předmět: Biologie

Přidal(a): Sabina

Dýchací systém – Apparatus respiratorius

zprostředkovává výměnu plynů mezi organismem a vnějším prostředím, děj, kdy se výměna plynů zprostředkovává = dýchání

2 fáze:

Nádech (inspirium)- O₂ přijímán
Výdech (expirium)-odevzdávání CO₂ a vodních par

Dýchání dělíme:

Zevní (plicní) – výměna dýchacích plynů probíhající v plicích (O₂ a CO₂) mezi atmosférou (plicními sklípky) a krví
- 21% kyslíku, 3/100 CO₂ vdechujeme, při výdechu vydechujeme 14% O₂-> využití pouze 7% kyslíku a vydechujeme 5% CO₂
Vnitřní (tkáňové) – výměna dýchacích plynů mezi krví a tkáněmi, vnitřní dýcháni je dýchací řetězec na mitochondriích, dýchání na bázi buňky

Dělení podle mechanismu:

Žeberní (kostální) – u žen
Břišní (abdominální) – u mužů a dětí, u sportovců – větší zapojení bránice do dýchání
Smíšené (kostoabdominální)

Dechové frekvence:

Dospělý člověk – 16-18/min
Desetileté dítě – 20/min
Kojenec – 35-40/min
Novorozenec – 45-50/min

Tachypnoe = vysoká dechová frekvence

Bradypnoe = nízká dechová frekvence

Kvalita dechu:

Hyperventilace – hluboké dýchání

Hypoventilace – mělké, povrchní dýchání

Dyspnoe – dušnost, hlučné, obtížné – pocit nedostatku vzduchu

Pravidelnost dechu:

Apnoe – stav bez dechu

Eupnoe – fyziologické dýchání

2 části:

Dýchací cesty

Dutina nosní (cavum nasi)
Nosohltan (nasopharynx)
Hrtan (larynx)
Průdušnice (trachea)
Pravá a levá průduška (bronchus dexter et sinister)
Bronchiální strom

Plicní parenchym

Průdušinky (bronchioly)
Plicní sklípky (alveoly)

Stavba stěny dýchacích cest

Sliznice (tunica mucosa) – kryta cylindrickým řasinkovým epitelem obsahující hlenotvorné žlázky
Podslizniční vazivo – řídké, snadno při zánětu prosákne
Chrupavčitý nebo kostěný skelet – zabraňuje zúžení dýchacích cest
Vazivo a hladká svalovina

Horní dýchací cesty

Dutina nosní (cavum nasi)

prostor ohraničený kostěnými výběžky horní čelisti, strop tvoří kost čelní s kostí čichovou i malé kůstky nosní, nosní dírky – nozdrami ústí do nosohltanu, celá dutina vyplněna sliznicí s řasinkovým epitelem– v něm jsou hlenové žlázky – funkce: zachycení nečistot a udržování vlhkosti na sliznici – vytvoření hlenu za den- 0,5l
v dutině nosní jsou čichové buňky – vše je dobře zásobeno a inervováno
nozdry – součástí jsou i skořepy nosní

Popisujeme:

Kořen nosní (radix nasi) – mezi očima
Hřeben nosní (dorsum nasi)
Hrot nosní (apex nasi) – po stranách nosní křídla tvořená chrupavkou

Nares = zevní vstup do dutiny nosní

Choane = vnitřní výstup z dutiny nosní

Septum nasi = nosní přepážka, dělí dutinu nosní na 2 asymetrické části

Sliznice dutiny nosní:

Čichový oddíl – rozložený při stropu nosním, je pokryt sliznicí nažloutlé barvy obsahující čichové buňky
Dýchací oddíl – je tvořen sliznicí růžové barvy obsahující hlenotvorné žlázky, hlen zvlhčuje vzduch a zachycuje nečistoty na řasinkovém epitelu

Funkce dutiny nosní: zvlhčuje, otepluje a čistí vdechovaný vzduch

Vedlejší dutiny nosní (sinus paranasales)

jsou to dutiny v obličejových kostech propojené s vlastní dutinou nosní, mají stejnou sliznici jako dutina nosní, sem se stěhuje infekt z dutiny nosní, slouží nám i jako rezonátory hlasu – pokud se naučíme dýchat s nosem, tak nám fungují jako ohřívače vzduchu a zvlhčovače

Patří zde:

Dutina hornočelistní (sinus maxillaris)
Dutina klínová (sinus sphenoidalis)
Dutina čelní (sinus frontalis)
Dutina čichová (sinus ethmoidalis)

Nosohltan (nasopharynx)

nálevkovitý úsek hltanu, vstupem jsou choany, hranici mezi nosohltanem a ústní částí hltanu je měkké patro (palatum molle) a čípek (uvula palatina), (je uložen před páteří, leží nad měkkým patrem), do nosohltanu ústí trubice spojující střední ucho a nosohltan = tzv. Eustachova trubice(2) – její funkce je vyrovnání změny středoušního tlaku vzduchu, nosohltan je vystlán řasinkovým epitelem a hlenovými žlázkami
Nosohltanová mandle (tonsilla pharyngea) – lymfatická tkáň, nejvýraznější jsou do 4-5 věku roku – období, kdy se dítě setkává s největším množstvím infekcím a musí si vytvořit imunitu, dorůstají

Dolní cesty dýchací

Hrtan (larynx)

dutý, nepárový orgán (cca 6 cm), vystlán řasinkovým epitelem, tvar přesýpacích hodin, vyztužen souborem chrupavek spojených svaly a vazy
- Chrupavka štítná (cartilago thyroidea) – největší, u mužů vytváří nápadnou vyvýšeninu hrtanovou tzv. ohryzek (prominentia laryngea)
- Chrupavka prstencová (cartilago cricoidea) – tvar prstenu
- Příklopka hrtanová (epiglottis) – při polykání se překlápí přes vchod do hrtanu a zabraňuje vniknutí sousta do dýchacích cest, báze nepodmíněného reflexu
- Chrupavka hlasivková (cartilago arytenoidea) – párová chrupavka, postavené zezadu, trojboké

Chrupavčitá část (bez příklopky) DS, ženy – 5 cm, muži – 7cm, chrupavky naskládané pod sebou – zpevňují DS

Od chrupavky štítné k chrupavkám hlasivkovým vedou hlasivkové vazy– vazy jsou v určitém napětí a při výdechu dochází k jejich rozechvívání, čímž vzniká tón, tento tón je zesilován v dutinách hlavy, a dále modulován pomocí jazyku, patra, rtů a zubů a vytváří nám ven z toho artikulovanou řeč

Funkce hrtanu: dýchání, nápomocný orgán k polykání

Oblast hrtanu je nejužší místo dýchacích cest – pokud odchází k alergickým reakcím, které vyvolávají otok sliznic – vždy udušení

Růst hrtanu – zrychluje se v období puberty, hlavně u mužů, vzniká nesoulad mezi délkou hlasivkových vazů a velikosti hrtanu -> mutování, hlas je hlubší, přeskakování tónů, u žen je mutování nenápadné a dochází k němu o dva roky dříve

Průdušnice (trachea)

pružná trubice 12-13 cm dlouhá, skládá se z chrupavek tvaru podkovy (je vystlána – má stálý tvar) – chrupavky jsou spojeny vazivem, ten obsahuje svalstvo hladké – uložené příčně i ppodélně, ta svalovina může měnit průměr průdušnice, je vložena před jícnem, ve výši Th₄-Th₅ se dělí na pravou a levou průdušku (bronchus principalis dexter et sinister) = místo dělení bifurkace, dále se dýchací cesty větví na bronchiální strom
sliznici tvoří řasinkový epitel – kmitá směrem nahoru a napomáhá tak odstranit z dýchacích cest vdechnuté částice prachu, obranná f-ce, kýchání, kašlání

Průdušky

dvě – pravá a levá, dělá se v oblasti hrudního koše, chrupavčité, směřují do plic
pokud se omylem dostane do dýchacích cest těleso, většinou zapadá do pravé průdušky, protože levá průduška je kvůli srdci více kolmá

Plíce (pulmo)

párový orgán, ve kterém se uskutečňuje zevní dýchání, tvar kužele se zaobleným hrotem, uloženy v pravé a levé dutině hrudní, od sebe odděleny vazivovou mezihrudní přepážkou = mediastinum

Jsou tvořeny:

Pravá plíce (pulmo dexter)
Levá plíce (pulmo sinister)

Popisujeme:

Plicní hrot (apex pulmonis) – vrchol plic, přesahuje 1. žebro
Plicní branka (hilus pulmonis) – místo, kde do plic vstupují průdušky, nervy, artérie, vystupují žíly, mízní cévy
Báze plicní (basis pulmonis) – naléhá na bránici (diaphragma)
Poplicnice (pleura pulmonalis) – jemná vazivová blána na povrchu plic, přechází v pohrudnici (pleura parietalis, na povrchu stěny hrudní) na vnitřní stranu hrudní dutiny, mezi oběma blánami úzká pohrudniční štěrbina vyplněná čirou vazkou tekutinou – klouzání pleurálních blan při dýchání, díky této tekutině je v této oblasti nitrohrudní tlak, který je nižší než atmosférický – umožňuje pasivní roztahování plic při vdechu, úraz plic – bodnutí, průstřel apod. – způsobí tzv. pneumotorax = smrštění plic, průnik atmosférického vzduchu do této štěrbiny – snaha o vyrovnání tlaků

Každá plíce rozdělena zářezy na laloky (lobi):

Pravá plíce – 3 laloky (horní, střední a dolní)
Levá plíce – 2 laloky (horní a dolní) – kvůli místu pro srdce, je mezi 2 laloky

Každý lalok se rozděluje na segmenty, každý segment má vlastní větev z plicní tepny a vlastní větev z bronchu

Plicní parenchym

Průdušinky (bronchioly) – dělí se z průdušek, větévky na periferii bronchiálního stromu, bez chrupavek o průměru 1 mm a méně, jednotlivé větévky se dělí na plicní váčky – hroznovitý tvar, a ty se dále dělí na plicní sklípky
Plicní sklípky (alveoli pulmonis) – kulovité útvary, průměr 0,1-0,9 mm, ploché buňky, 80-130 m² celková dýchací plocha, jsou tvořeny plochými buňkami jednovrstvého respiračního epitelu, plíce jsou krevní zásobárnou – 1 min = 4 l krve v plicích v klidu (při práci 25-30l), Pneumothorax = vzduch v pleurální dutině, kolaps plic) alveoly = umožnění vnějšího zevního dýchání difuzí po tzv. tlakovém spádu přes stěnu plicního sklípku a vlásečnic

Mrtvý dýchací prostor

Rozlišujeme:

Anatomický mrtvý dýchací prostor: činí 150 ml vzduchu = objem dýchacích cest, tj. dutina nosní, nosohltan, hrtan, průdušnice a bronchy
- prostor v oblasti dýchacích cest, který je ventilován, ale neúčastní se vlastní výměny plynů s krví
- 350 ml vzduchu plní alveoly – Alveolární ventilace
Funkční dýchací mrtvý prostor: alveoly, ve kterých se neuskutečňuje výměna plynů (např. při patologickém procesu)

Řízení dýchání

dýchací centrum uloženo v prodloužené míše (medulla oblongata), je informováno o efektivnosti dýchání a okysličování nervovými drahami z periferních chemoreceptorů = drobná tělíska citlivá na nedostatek kyslíku, další receptory jsou v aortě a v krkavici, pokud zjistí, že je tam více CO₂, dochází ke zvýšení dechové frekvence = reflexní činnost
dýchání nám ovlivňuje i bloudivý nerv – 10. pár mozkových nervů – zasahuje k plicním sklípkům, pokud cítí, že je někde nedostatek, tak se pole toho zařídí
podkovové oblasti + mozková kůra – částečné ovládání dýchání vůlí – ovládáme frekvenci dýchání, hloubku dýchání – zadržení dechu při potápění, hraní na nástroj

karotická tělíska = v místě rozvětvení společné krkavice
aortální tělíska = v oblouku srdečnice (aorty)

při poklesu parciálního tlaku kyslíku v krvi(pO₂), tyto periferní chemoreceptory po nervových drahách dráždí dýchací centrum k většímu výkonu a frekvenci dýchání, následným zvýšením dechového úsilí se projeví snaha organismu zbavit se přebytečného CO₂

Hypoxie – snížené množství kyslíku v tkáních
- Vzniká:
  - Nízkým parciálním tlakem kyslíku v prostředí – vysoko v horách
  - Málo Hb (hemoglobinu) = anemická hypoxie
  - Omezený průtok krve = ischemická hypoxie (u embolií trombu)
  - Otrava CO – zabraňuje využití kysliku
- Hypoxemie = nedostatek kyslíku v krvi
- Anoxie = absence kyslíku v organismu
- Hyperkapnie = zvýšení parciálního tlaku CO₂ v krvi (kysličníku)
- Oxygenoterapie = léčba kyslíkem, u řady hypoxií
- Tracheostomie = otvor v průdušnici, chir. Otevření DDC průdušnice přístupem zpředu ve výši 2. a 3. prstence(při umělé plicní ventilaci, úrazy v obličejové části)

Mechanika dýchání

Respirace (dýchání):

Inspirium (nádech)
Expirium (výdech)

Inspirium – aktivní děj závislý na:

Činnosti inspiračních svalů – bránice (diaphragma), zevní mezižeberní svaly (musculi intercostales externi), některé hrudní svaly (m. pectoralis major)
Na neporušené pohrudniční dutině
Bránice nám udělá kontrakci -> tlačí dolů směrem na útroby -> roztažení mezižeberních svalů -> zvětšení dutiny hrudní – nahoru a dopředu -> rozepnutí plic díky podtlaku pohrudní štěrbiny -> dochází k nasávání vzduchu směrem do plic

Expirium – pasivní děj, bránice se vrátí do původní podoby, uplatňuje se především:

Pružnost plic, pružnost hrudní stěny, výdechové svaly (mm.intercostales interni)
Bránice se lehce vyklene nahoru, mezižeberní svaly poklesnou a stáhnou k sobě -> zmenšení dutiny hrudní -> vypuzení vzduchu z plic

Vnější dýchání = ventilace

Plicní objemy

Dechový objem (DO): základní plicní objem 500ml

je to množství vzduchu, které se z plic vypudí při hlubokém výdechu a do plic nasaje při klidném vdechu

Inspirační rezervní objem (IRO): 2-2,5 l

množství vzduchu, které můžeme vdechnout po předchozím klidném výdechu, když vyvineme maximální vdechové úsilí

Expirační rezervní objem (ERO): 1 l

množství vzduchu, které můžeme vydechnout po předchozím klidném výdechu, jestliže vynaložíme maximální výdechové úsilí

Celková kapacita plic: 6 l

největší množství vzduchu, které se vejde do plic

Vitální kapacita (VK): DO+IRO+ERO

je to množství vzduchu, které vypudíme z plic maximálním výdechovým úsilím po předchozím maximálním vdechu

Reziduální objem: 1 l

po maximálním výdechu zůstává v plicích určité množství vzduchu, když dojde ke kolapsu plic, část z reziduálního objemu se vypudí = kolapsový objem, ale i po kolapsu plic zůstává v plicích, které dýchaly část reziduálního objem, který se nedá vypudit = minimální objem

Spirometr = přístroj na měření plicních objemů

Čichové ústrojí

receptory drážděny chemickými látkami, které jsou rozptýleny ve vzduchu
10000x citlivější než ústrojí chuti
receptor: čichové buňky v čichovém epitelu – nosní přepážka; strop nosní dutiny
čichová buňka: typ neuronu (bipolární), zakončený dlouhými řasinkami , obsahuje výběžky- přenáší chemické látky ->čichová buňka-> nervový vzruch -> čichová kost -> lebeční dutina-> mozek
vše se slučuje do nervu čichového – čichový mozek (spodní strana koncového mozku čelního laloku)
význam: orientace, kvalita potravy, druh potravy, volba sexuálního partnera
na některé látky je člověk velmi citlivý – sloučeniny síry, na některé však nereaguje CO – hrozí udušení
citlivost čichových buněk klesá při nachlazení, při kouření, velmi roste při hladu
nové pachy vnímá člověk velmi intenzivně – voní, smrdí
velmi rychlá adaptace čichového vnímání – snížení citlivosti vůči podnětu při delším působení – nepříjemný pach po delší době vnímání necítíme
7 základních pachů – kafr, pižmo, květinová vůně, kořenitá vůně, éterická vůně, čpavý zápach, hnilobný zápach
makrosomatičtí živočichové – velmi dobře vyvinutý čich – hlodavci, psovité šelmy, kopytníci
mikrosomatiční živočichové – primáti, člověk, kočkovité šelmy
onemocnění
- čichová slepota – neschopnost cítit některý odorant
- anosmie – ztráta čichových vjemů

Kyslíkový dluh

množství kyslíku, které musíme doplnit do organismu, k tomu, abychom doplnili kyslík dříve potřebný na oxidaci kyseliny mléčné (laktátu) a kyslík, který je potřeba na zpětné snížení teploty do normálu

Přenos dýchacích plynů

přenos kyslíku v krvi
- fyzikálně rozpuštěný v plazmě (2%)
- vázaný v hemoglobinu (98%)
  - na jednu molekulu hemoglobinu se přenáší 4 molekuly kyslíku – dioxyhemohlobin
  - pokud byl kyslík již v našich plicích uvolněn, jedná se o deoxyhemoglobin
- přenos CO₂
  - fyzikálně rozpuštěný v plazmě (8%)
  - ve formě hydrogenuhličitanu HCO₃^– (67%)
  - vázaný na hemoglobin (25%) – tvoří karbaminohemoglobin
- přenos CO
  - nežádoucí, větší afinita hemoglobinu na CO, než O₂ nebo CO₂
  - pokud je již kyslík navázán, CO ho vytěsní
  - dochází k navázání velkého množství CO na hemoglobin – udušení

Obranné dýchací reflexy

při podráždění řasinkového epitelu pevnými částečkami (prach, mikroorganismy)
tyto částice se nalepí na hlen, který vylučují hlenové žlázky
epitel posouvá hlen směrem ven z dýchacích cest směrem k hltanu
aktivitu epitelu nám ovlivňuje SO₂, nikotin a dehetové usazeniny- většina kuřáků mají velké množství hlenu

Dechová frekvence – počet nádechů a výdechů za minutu (14-18) – v klidu, dechová frekvence se mění s fyzickou námahou, s teplotou okolí, s emocemi; vyšší frekvence je u dětí – malé plíce

Minutový dechový objem – objem vzduchu, který nám projde plícemi za jednu minutu – v klidovém stavu cca 8 litrů, při zátěži až desetinásobek (80l/minuta)