Fyziológia dýchacieho systému

Funkcie dýchacieho systému

• dýchanie – hlavná a vitálna funkcia

(vonkajšie, vnútorné a bunkové)

Dýchanie – funkcia dýchacieho systému, KVS, krvi = transportné systémy

• ostatné funkcie - ABR, tvorba hlasu, ochranná funkcia, metabolické funkcie, bilancia vody a tepla

FUNKCIE DÝCHACÍCH CIEST

Súčasti dýchacieho systému

A/ Konduktívna zóna

• horné dýchacie cesty– nosová dutina (+ paranazálne sínusy)– (nazo)farynx– larynx

• dolné dýchacie cesty(intratorakálne)

– trachea– bronchy– terminálne bronchioly

F: vedenie, úprava vdychovaného vzduchu

B/ Respiračná zóna= pľúcny parenchým

– respiračné bronchioly– alveolárne kanáliky– alveolárne vačky– alveoly

F: výmena dýchacích plynov (vzduch – krv)

• tracheobronchiálny strom

= trachea + bronchy

• medzi tracheou a alveolami sa bronchy delia 23 krát (23 generácii)

– bronchy

• hlavné (2),

• lobárne (3P + 2 Ľ)

• segmenálne....

– bronchioly

• zväčšenie celkovej plochy prierezu a plochy na výmenu dýchacích plynov

(2,5 cm2 → > 106 cm2)

http://www.daviddarling.info/images/respiratory_tract.jpg

Respiratory bronchiole

Alveolar sac

Tracheobronchiálny strom – štruktúra steny

⚫ sliznica (vnútorná výstelka)

• epitelové bunky s cíliami

• pohárikové bunky– tvorba hlienu

⚫ submukóza – hlienové žľazy

⚫ hladká svalovina

⚫ chrupavka

• prstenec - vo väčších a stredných bronchoch

• spevňuje stenu – bráni kolapsu

• bronchioly

- bez chrupavky

- stena tvorená najmä hladkou svalovinou

- udržiavajú sa otvorené negatívnym intrapleurálnym tlakom

- pri bronchokonstrikcii – sťažené prúdenie vzduchu

Hladká svalovina dýchacích ciest

Fakty:

• výskyt: trachea – terminálne bronchioly

• primárna úloha – regulácia priesvitu dýchacích ciest

• sekrécia cytokínov, chemokínov a proteínov medzibunkovej hmoty

• predstavujú potenciálny nový terapeutický cieľ pri chronických ochoreniach pľúc

Regulácia hladkého svalstva dýchacích ciest:

1. nervová

2. humorálna (parakrinná)

Regulácia hladkého svalstva dýchacích ciest

Parasympatikový NS – n. vagus (acetylcholín) – mierny účinok už v pokoji

Účinky:

- udržiavanie bazálneho tonusu v dýchacích cestách

- bronchokonstrikcia (kontrakcia hladkej svaloviny)

- zvýšený odpor prúdiacemu vzduchu

+ zvýšená slizničná sekrécia

Sympatikový oddiel NS (noradrenalín) – nie významná úloha

• dreň nadobličky (adrenalín – beta receptory)

Účinky:

- dilatácia bronchov (relaxácia hladkej svaloviny)

- uľahčené prúdenie vzduchu

+ znížená slizničná sekrécia

Lokálne faktory s bronchokonstrikčným účinkom

-histamín (uvoľňuje sa pri alergických reakciách)

-dráždivé látky vo vzduchu, cigaretový dym

Funkcie konduktívnej zóny

- vedenie a úprava vdychovaného vzduchu

- neprebieha výmena plynov medzi dýchacími cestami a krvou

• Zohrievanie na telesnú teplotu (najmä paranazálne sínusy)

– prevencia ochladzovania telesného jadra

• Zvlhčovanie

– nasycovanie vodnými parami (difúzia vody cez sliznicu)

- 100 % nasýtenie

- prevencia vysýchania sliznice, ochrana integrity a funkcie cílií

- význam pre výmenu dýchacích plynov v alveoloch

• Filtrácia/očisťovanie

od cudzorodého materiálu (prach, baktérie, atď.)

– mukocilárny transport

- sliznica pokrytá hlienom – zachytáva cudzorodý materiál

- riasinky kmitajú smerom do hltana (oropharynx)

- hlien sa dostáva do hltana – eliminuje sa z tela

• nosová dutina

- účinné očisťovanie vzduchu pomocou cílií

- účinné ohrievanie vzduchu (najmä paranazálne

sínusy)

• ústna dutina

- alternatívny dýchací otvor

- pri poruchách funkcie nosovej dutiny (napr.

opuch sliznice)

- sliznica bez riasiniek – nedostatočné

očisťovanie

- vzduch obchádza paranazálne sínusy –

nedostatočné ohrievanie - dráždenie

http://t3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQMmvwvKmgcUatUjQ8A

9dGvJPUIUAHutka6iCUs7P7PeXt7KagMsA

Obranné mechanizmy dýchacieho systému

• vdychovaný vzduch – prachové častice, mikróby...

• riziko – pre dýchací systém i celý organizmus

• odstraňovanie rôznymi obrannými mechanizmami

– reflexné

– nereflexné

Reflexné mechanizmy

• zmeny dychového vzoru, apnoický reflex, laryngokonstrikcia, bronchokonstrikcia, kýchanie, kašeľ

Nereflexné mechanizmy

• fyzikálna ochrana (filtrácia, zvlhčovanie, zahrievanie, lokálne imunitné mechanizmy, mukociliárny transport, surfaktant, oxidačno- antioxidačný systém, systém proteáz a antiproteáz

Kašeľ, kýchanie

• prudké expírium cielené na odstránenie dráždiacej látky z dýchacích ciest

• podnet – mechanické, chemické dráždenie sliznice

– larynx, priedušnica, priedušky - kašeľ

– nos - kýchanie

• receptory – nervové zakončenia n. trigeminus (kašeľ – n.vagus)

• centrum - v mozgovom kmeni

• výkonné orgány – dýchacie svaly

1. Inspiračná fáza

= prípravné hlboké inspírium - ↑ objem vzduchu v pľúcach

- prudký pokles intrapleurálneho a intrapulmonálneho tlaku

- krátkotrvajúce zadržanie dychu

2. Expiračná fáza

a/ kompresívna fáza

- uzavretá hlasivková štrbina

- prudká kontrakcia expiračných svalov (výdych proti uzáveru)

- zvýšenie intrapleurálneho a intrapulmonálneho tlaku (až +27 kPa)

b/ expulzívna fáza

- otvorenie hlasivkovej štrbiny

- prudký výdych - strháva dráždiace látky

- rýchlosť 150-280m/s (12 l/s)

- kašeľ - cez ústa, kýchanie - cez nos

• Kratschmerov apnoický reflex

- podnet: dráždivé látky na sliznici nosa

• ponárací reflex

- podnet: pôsobenie chladu na receptory tváre a sliznice nosa

• laryngeálny chemoreflex

- podnet: chemické látky (najmä tekuté) dráždia chemoreceptory v laryngu

Odpoveď:

- zábrana vniknutiu dráždivej látky

- apnoe

- laryngokonstrikcia, bronchokonstrikcia

Ochranné reflexy

Tvorba:

- pohárikové bunky sliznice a submukózne žľazy

- 100 ml/24 hod (85% sa vstrebe, 15% nevstrebané)

Funkcie:

▪ mechanická bariéra

▪ naväzovanie (priľnutie) mikroorganizmov na povrch

sliznice

▪ v prípade toxických chemických látok – zriedenie a

zníženie toxicity

▪ optimálne prostredie pre riasinky dýchacieho epitelu

▪ prispieva k zohrievaniu a zvlhčovaniu vzduchu

▪ prítomnosť protilátok IgA - slizničná imunita

Hustejšia povrchová vrstva

Redšia vnútorná vrstva

- vrstva, v ktorej sa pohybujú riasinky – pohyblivá

- pohybom - odstraňovanie častíc z dýchacích ciest

http://www.ersnet.org/learning_resources_player/breathe/6_4/

8/10.-Review-pathophysiology-web-images/figure-3.jpg

Hlien v dýchacích cestách

Mukociliárny transport

- epitelové bunky sliznice dýchacích ciest – cílie (50-300 cílií/bunka)

- kmitanie orálnym smerom (tam rýchlo, späť pomaly)

- v drobných bronchioloch pomalý, rýchlosť sa zvyšuje smerom

k trachei

- pokles pohybu riasiniek

- teploty dýchacích cestách

- vlhkosti v dýchacích cestách

- dráždivé látky– napr. cigaretový dym

(najprv vzostup, po čase pokles)

Ideálne pre ciliárnu aktivitu:

- vlhkosť >85%; teplota 18-40°C; pH 7-8

- mukociliárny transport závisí od kvality hlienu (redší hlien –ľahší posun nahor)

http://www.ersnet.org/learning_resources_player/br

eathe/6_4/8/10.-Review-pathophysiology-web-

images/figure-3.jpg

http://t0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQkTr4lb97Y_

yFl0PMIE48XKCk_gmj65n5GoA6O-Qojmyd1Ew3_

Mechanická filtrácia častíc – závisí od ich veľkosti

> 10 mm zachytávanie chĺpky + hlien - najmä nosová sliznica, farynx

1 - 10 mm zachytávanie v nižších oddieloch dýchacieho systému

0,5 - 1 mm prenikajú do respiračných bronchiol a alveol – odstraňovanie fagocytózou

< 0,5 mm neusadzujú sa, vydychujú sa späť do prostredia

MECHANIZMUS VDYCHU A VÝDYCHU

(VENTILÁCIA)

- cyklický, automatický proces

1. vdych

• vzduch prúdi z atmosféry do pľúc

• dychový objem – objem vzduchu vdýchnutý počas

jedného vdychu pri pokojnom dýchaní VT – 500 ml

2. výdych

• cca rovnaký objem vzduchu prúdi z pľúc do atmosféry

- vonkajšie znaky dýchania – pohyby hrudníka a brucha

Vdych a výdych

- pohyb vzduchu z/do pľúc je pasívny

- hnacou silou je rozdiel tlakov vzduchu v pľúcach a v atmosfére

Ventilácia- výmena dýchacích plynov medzi atmosférou a alveolami

Atmosférický tlakatmosféra

stĺpec atmosférického vzduchu vyvíja tlak

- závisí od výšky stĺpca, výšky nad hladinou mora

- na úrovni mora približne: 100 kPa (1 atm, 760 mm Hg)

atmosférický tlak je nižší vo vyšších nadmorských

výškach

- nižšia hustota vzduchu

- menší stĺpec vzduchu

vo fyziológii sa tlaky v organizme

vzťahujú k atmosférickému tlaku

napr. ak je uvádzaný tlak v pľúcach

= 0,1 kPa, znamená to, že je o +0,1 kPa

vyšší než atmosférický tlak

https://i.ytimg.com/vi/O37XuRkS5UE/hqdefault.jpg

Pleura, intrapleurálny priestor• pľúca – hermeticky uzavreté v hrudníku

• pľúca – povrch pokrytý jemnou blanou pleura

visceralis (popľúcnica)

• táto prechádza do blany, ktorá pokrýva vnútornú

stenu hrudníka

pleura parietalis (pohrudnica)

• medzi blanami je tenká štrbina

intrapleurálny (interpleurálny, pleurálny) priestor

• vyplnený malým množstvom tekutiny

pľúca - ťahané k pľúcnym hílom (retrakčná sila)

- spôsobujú elastické vlákna v pľúcnom tkanive

hrudník - rozpínanie smerom von - snaha zaujať čo najväčší objem

- dané ťahom elastických štruktúr (svaly, kĺbové spojenia)

v dôsledku elastického ťahu pľúc a

hrudníka tlak v intrapleurálnom priestore

je nižší než atmosférický

(subatmosferický )

pri pokojnom dýchaní

o –0,5 až –1,0 kPa

Negatívny intrapleurálny tlak

pomáha udržať pľúca rozpäté

hrá úlohu v procese inspíria a expíria

(pľúca sledujú pohyb hrudníka)

Hrudník a pľúca sú elastické štruktúry

intrapleuralny priestor

–negativny tlak

Intrapulmonálny (alveolárny) tlak

- tlak v pľúcach (t.j. v alveolách)

- na konci vdychu a výdychu sa tlak v alveolách rovná atmosférickému

- nenastáva prúdenie vzduchu v žiadnom smere

Fyzikálne zákony a ventilácia

• spojené dve nádoby naplnené vzduchom s

rozdielnym tlakom

– vzduch bude prúdiť z nádoby s vyšším tlakom

do nádoby s nižším tlakom - pokým nenastane

rovnováha tlakov

• súčin objemu a tlaku vzduchu v uzavretom

systéme je stály

– t.j. ak sa objem zväčšuje, tlak klesá a naopak V

p

V

p

P1 p2

P1 > p2

Boylov zákon

Mechanizmus vdychu

• aktívny dej, zapojené

1. inspiračné svaly – kontrahujú sa

A. bránica - hlavný dýchací sval

- pokles nadol

B. vonkajšie medzirebrové svaly

- priebeh od horného rebra šikmo dopredu k dolnému rebru

- dvíhajú rebrá nahor, dopredu a nabok

abdominálne vs. rebrové dýchanie

C. pomocné inspiračné svaly – pomáhajú dvíhať hrudník

2. zväčšovanie objemu hrudníka

- kontrakciou pokles o 1-1,5 cm, objem hrudníka sa zväčší o 250-350cm2

- úsilné dýchanie – pokles o 6 -10 cm

- pohyb rebier – zvýšenie objemu o cca 150 ml

3. zväčšenie objemu hrudníka

- hrudník za sebou „ťahá“

parietálnu pleuru

- klesá intrapleurálny tlak

(zvyšuje sa jeho negativita)

4. pľúca sa rozpínajú a klesá intrapulmonálny tlak

5. vzduch prúdi

- z miesta s vyšším tlakom (atmosféra)

- na miesto s nižším tlakom (pľúca)

- až pokým sa tlaky nevyrovnajú (vdych sa ukončuje)

Mechanizmus pokojného výdychu

• pri pokojnom dýchaní

pasívny dej = bez svalovej

kontrakcie

1. inspiračné svaly sa relaxujú

- bránica – pohyb smerom nahor

- relaxácia externých interkostálnych svalov - pohyb rebier nahor

2. zmenšuje sa objem hrudníka

3. stúpa tlak (= je menej negatívny) v intrapleurálnom priestore a v pľúcach

4. tlak v pľúcach prevýši atmosférický tlak

5. vzduch prúdi

- z miesta s vyšším tlakom (pľúca)

- na miesto s nižším tlakom

- výdych končí, keď sa tlaky vyrovnajú

Úsilný výdych

- aktívny proces = vyžaduje svalovú

kontrakciu

Expiračné svaly

1. vnútorné medzirebrové svaly

- priebeh od horného rebra šikmo dozadu k dolnému rebru

- kontrakciou posúvajú rebrá nadol

2. pomocné expiračné svaly – svaly hrudníka, brušné svaly

Rekapitulácia

- popíšte mechanizmus vdychu v 6. krokoch

1. kontrakcia inspiračných svalov

- bránica, vonkajšie medzirebrové svaly

2. zväčšuje sa objem hrudníka

3. klesá intrapleurálny tlak- stáva sa viac negatívnym

4. zväčšenie objemu pľúc

5. klesá tlak v pľúcach (intrapulmonálny)

6. vzduch prúdi- z miesta s vyšším tlakom (atmosféra) - na miesto s nižším tlakom (pľúca) - výdych končí, keď sa tlaky vyrovnajú

- väčší objem vzduchu (vdych) sa môže

dostať do hrudníka aktívnou prácou

inspiračných svalov

- menší objem (výdych) sa udržuje

aktívnou činnosťou expiračných svalov

Relaxačná poloha hrudníka

- na konci pokojného expíria

- všetky dýchacie svaly sú relaxované

- tlak vzduchu v pľúcach = tlak v atmosfére

Nerelaxačné polohy

1. Inspiračné polohy

- počas inspíria, keď sú inspiračné svaly

kontrahované

2. expiračné polohy

- počas expíria, keď sú expiračné svaly

kontrahované

- inspiračné a expiračné polohy sú spojené s

kontrakciou dýchacích svalov

- dýchanie z nerelaxačných polôh je sťažené

(v patologických stavoch)

- väčšia práca/energia vynakladaná na

dýchanie

• Inspírium

- nad úroveň FRC je aktívne (pokojné dýchanie)

- kontrakcia inspiračných svalov

• Expírium

- nad úrovňou FRC je pasívne (pokojné dýchanie)

- relaxácia inspiračných svalov

• Expírium

- pod úrovňou FRC je aktívne (úsilný výdych)

- kontrakcia expiračných svalov

• Inspírium

- pod úrovňou FRC je pasívne (úsilné dýchanie)

- relaxácia expiračných svalov

FRC

Relaxačná poloha hrudníka

- dýchacie svaly sú relaxované

- tlak vzduchu v pľúcach = tlak v atmosfére

- objem vzduchu v pľúcach = funkčná reziduálna kapacita (FRC)

Pneumotorax

• „diera“ v pleure (úraz hrudníka, pľúcne choroby)

• intrapleurálny priestor komunikuje s atmosférou

• vniknutie vzduchu do intrapleurálnehopriestoru

• zvýšenie intrapleurálneho tlaku

• pľúca kolabujú (chýba podtlak, ktorý by ich udržal rozpäté)

• pľúca sa nerozpínajú - znižuje sa efektívnosť dýchania

Parametre charakterizujúce ventiláciuTlaky v dýchacom systéme

Intrapleurálny tlak (pokojné dýchanie)

• inspírium (začiatok) -0,5 kPa

expírium (začiatok) -1,0 kPa

Intrapleurálny tlak (úsilné dýchanie)

• výraznejší pokles v inspíriu

• výraznejší vzostup v expíriu (až na + hodnoty)

Alveolárny tlak

• inspírium – najprv negatívne hodnoty

- keď sa vzduch sa nasáva do pľúc – návrat k 0

(intrapulmonálny = atmosférický)

• expírium – najprv pozitívne hodnoty –

vzduch sa vydychuje – návrat k 0

(intrapulmonálny = atmosférický)

Objem vzduchu v pľúcach

inspírium expírium

0

-1

0

0,5

0

1

PĽÚCNE OBJEMY A KAPACITY

Spirometria –

funkčné vyšetrenie pľúc

Pľúcne objemy

• dychový objem VT 500 ml - objem

vzduchu, vdýchnutý pri normálnom vdychu

• expiračný rezervný objem ERV 1000 ml

- objem vzduchu, ktorý možno vydýchnuť

maximálnym úsilím po normálnom výdychu

• inspiračný rezervný objem IRV 2500 ml

- objem vzduchu, ktorý možno vdýchnuť

maximálnym úsilím po normálnom vdychu

• reziduálny objem RV 1000 – 2000 ml

- objem vzduchu, ktorý ostáva v pľúcach po

maximálnom výdychu

– kolapsový objem KV 500 -1000 ml

– minimálny objem MV 500 -1000 ml

ERV

VT

IRV

IRV

IC

VT VC TLC

ERV

FRC

RV KV

MV

inspiračná kapacita IC = VT + IRV

expiračná kapacita EC = VT +ERV

vitálna kapacita VC

VC = VT + IRV +ERV = 4000 ml

- maximálny výdych po maximálnom vdychu

VT = 15% VC

IRV = 60% VC

ERV = 25% VC

celková kapacita pľúc TLC = VC+ RV

- maximálne množstvo vzduchu v pľúcach

funkčná reziduálna kapacita FRC=RV + ERV

- objem vzduchu v pľúcach v relaxačnej polohe

- po pokojovom výdychu / pred ďalším vdychom

Pľúcne objemy a kapacity - väčšie u väčších ľudí a športovcov

- o 20 - 25 % menšie u žien než u mužov

Pľúcne kapacity

PĽÚCNA VENTILÁCIA A JEJ ZMENY

Minútová ventilácia V

Dychový objem (VT) 500 ml• objem inspirovaného alebo expirovaného vzduchu pri pokojnom dýchaní

počas jedného vzdychu

Dychová frekvencia (f)• počet vdychov (alebo výdychov) za minútu• 10 – 18/min

(VT)

(f)

objem vzduchu, ktorý prejde pľúcami za 1 minútu

pri pokojnom dýchaní 5 – 9 l/ min

.

Vmin = f x VT

Maximálna minútová ventilácia (Vmax) – množstvo preventilovaného vzduchu pri

maximálnom úsilnom dýchaní (maximálna frekvencia, maximálny objem)

o napr. pri fyzickej aktivite

V max = frekvencia max x objem max

Normálne hodnoty

- max frekvencia: 40 – 50/ min

- max objem: cca 4500 ml

- ventilácia sa môže zvýšiť

cca 30 krát (oproti pokojovej) = dychová rezerva

pokojné

úsilné

frekvencia max

objem max

Mŕtvy priestor

• časť dýchacích ciest, kde neprebieha výmena dýchacích plynov medzi krvou a pľúcami

• objem vzduchu v mŕtvom priestore - VD

1. anatomický mŕtvy priestor

• úsek dýchacích ciest, ktorým sa vzduch transportuje (konduktívna zóna) - objem 150 ml

2. alveolárny mŕtvy priestor

• alveoly, kde neprebieha výmena plynov

• zdravé pľúca = 0 (okrem alveol, kde je krv už plne nasýtená O2 )

• porucha difúzie, alebo perfúzie alveol > 0

celkový (funkčný) mŕtvy priestor = anatomický + alveolárny mŕtvy priestor

zdravý človek: celkový VD = anatomický VD

Funkcia:

• zohrievanie vzduchu na teplotu tela

• zvlhčovanie vodnými parami

• čistenie vzduchu od častíc – hlien, cílie

• objem vzduchu, ktorý sa preventiluje cez pľúcne alveoly (a slúži na výmenu

dýchacích plynov medzi krvou a alveolami)

• výpočet:

alveolárna ventilácia = alveolárny objem x dychová frekvencia

= (dychový objem – mŕtvy priestor) x dychová frekvencia

Príklad

dychový objem VT = 500 ml

dychová frekvencia f = 12/min

mŕtvy priestor VD = 150 ml

minútová ventilácia Vmin = VT x f = 500 x 12 = 6000 ml

alveolárna ventilácia VA min = (500 – 150) x 12 = 4200 ml

1800 ml – v mŕtvom priestore

Alveolárna ventilácia (VA)

.

- pre výmenu dýchacích plynov je k dispozícii väčší objem vzduchu, ak sa zvýši

inspiračný objem (vzostup je menej výrazný pri zvýšení dychovej frekvencie)

VT /ml frekvencia min. ventilácia/ml VD-mŕtvy priestor/ml alveolárna ventilácia/ml

500 12 6000 150x12=1800 350x12 = 4200

Minútová ventilácia sa môže zvýšiť zvýšením

- inspiračného objemu (hlbšie dýchanie)

- dychovej frekvencia (rýchlejšie dýchanie)

- zvýšením frekvencia aj objemu

Otázka: Je rozdiel v tom, či sa zvýši dychová

frekvencia alebo objem?

VT /ml frekvencia min. ventilácia/ml VD-mŕtvy priestor/ml alveolárna ventilácia/ ml

1000 12 12 000 150 x 12=1800 11 200

500 24 12 000 150 x 24=3600 8 400

– alveolárna ventilácia závisí od dychovej frekvencia a dychového objemu

Ventilácia a jej zmeny

• eupnoe

- voľné, pokojné dýchanie, pokojová frekvencia a objem

- frekvencia 10 – 18/min, VT = 500 ml

Zmena:

1. frekvencie dýchania

• tachypnoe – zvýšená frekvencia

• bradypnoe – znížená frekvencia

2. dychového objemu (hĺbky dýchania)

• hyperpnoe – zvýšený dychový objem

• hypopnoe – znížený dychový objem

Hypoventilácia

- znížená ventilácia - pod potrebu látkovej premeny

- tvorba CO2 je vyššia ako rýchlosť odstraňovania z organizmu

- zvyšuje sa CO2 obsah v krvi – hyperkapnia (pCO2 > 6,5 kPa)

- môže vzniknúť respiračná acidóza

- prebytok kyslých látok

- pH v organizme menšie ako 7,36

Hyperventilácia

- zvýšená ventilácia - nad potrebu látkovej premeny

- rýchlosť odstraňovania CO2 prevyšuje jeho tvorbu v procesoch metabolizmu

- pokles obsahu CO2 v krvi - hypokapnia (pCO2 < 5 kPa)

- môže vzniknúť respiračná alkalóza

- prebytok alkalických látok

- pH v organizme väčšie ako 7,44

▪ úsilný výdych vitálnej (kapacity) - FEV

- výdych vitálnej kapacity s maximálnym

dychovým úsilím

- normálne trvanie: max 3 s

▪ úsilný výdych za 1s (FEV 1)

- množstvo vzduchu, ktoré vyšetrovaný úsilne vydýchne za 1 s

- vyjadruje sa ako % vitálnej kapacity

- norma: 80 - 85% VC

- v klinickej praxi často užívaný ukazovateľ – poukazuje na mieru obštrukcie dýchacích

ciest (napr. astma – sťažený výdych – FEV1 je znížený)

VÝMENA DÝCHACÍCH PLYNOV MEDZI ALVEOLAMI A KRVOU

Cievne zásobenie dýchacieho systému

dvojaké

• funkčné - malý (pľúcny) krvný obeh

• nutričné - bronchiálne

1. Pľúcna cirkulácia

– pravá komora

– a. pulmonalis → arterioly

– kapilárne riečisko v pľúcach

– venuly → v. pulmonalis

– ľavá predsieň → ľavá komora → veľký krvný obeh

• transportuje menej okysličenú krv do pľúc =

perfúzia alveol

• bohaté kapilárne riečisko obklopuje alveoly –

výmena dýchacích plynov

• okysličovanie krvi

Pľúcna cirkulácia

• nie je rovnaká distribúcia krvi

1. vplyv hydrostatického tlaku – vertikálna poloha – 30 cm medzi naj↑ a naj↓ bodom pľúc →

zodpovedá 23 mmHg

– apex pľúc – TK nižší o cca 15 mmHg oproti úrovni srdca

– úroveň srdca - TK nižší o cca 8 mmHg oproti bázam pľúc

2. vplyv alveolárneho tlaku– naj↑ v oblasti hrotov pľúc -↑ než TK – prúdenie krvi len počas systoly

– úroveň srdca – nižší (+ vyšší hydrostatický tlak) – vyšší prietok krvi

– bázy pľúc - naj↓ - ↓ než TK – kapiláry sú perfundované stále

Ventilačno-perfúzny pomer • ideálne = 1 (ventilácia = perfúzia), 0,8 akceptovateľný

2. Bronchiálna cirkulácia

• a. bronchialis (vetva aorty alebo jej vetiev) – transport oxygenovanej krvi

• zásobuje kyslíkom tracheobronchiálny strom

Cievne zásobenie dýchacieho systému

- atmosféra vyvíja atmosférický tlak- tlak jednotlivých zložiek atmosféry je proporcionálny ich zastúpeniu (%)

Daltonov zákon

parciálny tlak plynu

= atmosférický tlak x percentuálne zastúpenie plynu

napr. ak je atmosférický tlak 100 kPa

obsah O2 v atmosfére 21% parciálny tlak O2 = 100 x 0,21=21 (kPa)

obsah CO2 v atmosfére 0,04 % parciálny tlak CO2=100 x 0,0004=0,04 (kPa)

Parciálne tlaky dýchacích plynov

Zloženie atmosféry (vdychovaný vzduch):– N2 78 %

– O2 21 %

– CO2 0,04 %

– H2O para 0,5% (variabilná zložka)

N2 O2

CO2atmosféra

Význam?

• plyny fyzikálne rozpustené v tekutine (krv) taktiež

vyvíjajú parciálny tlak

Difúzia O2 a CO2 medzi alveolami a krvou prebieha na

základe rozdielov tlakov pO2 a pCO2.

https://www.boundless.com/biology/textbooks/boundless-biology-textbook/the-respiratory-system-39/gas-exchange-across-respiratory-surfaces-220/basic-principles-of-gas-exchange-833-12078/

Zloženie alveolárneho vzduchu

vdychovaný vzduch (atmosférický) → alveoly

zloženie však nie je rovnaké:

1. vdychovaný vzduch sa mieša so vzduchom z predchádzajúceho expíria (konduktívna zóna)

2. kontinuálna difúzia

3. nasycovanie vodnými parami

Zloženie vydychovaného vzduchu

alveoly → vydychovaný vzduch

zloženie však nie je rovnaké:

• vydychovaný vzduch sa mieša so vzduchom z predchádzajúceho vdychu

• mení sa v priebehu expíria

from: Guyton textbook of medical physiology

Inspírium

(atmosférický vzduch)

O2 - 21%

CO2 - 0.04%

Alveoly

O2 - 14% 13.3kPa

CO2 - 5.6% 5.3 kPa

Expírium

O2 - 16.3%

CO2 - 3.8%

venózna krv

O2 - 5.3kPa

CO2 - 6.1 kPa

artériová krv

O2 - 12.6 kPa

CO2 - 5.3 kPa

Difúzia dýchacích plynov závisí od

1. tlakového gradientu plynov (rozdiel parciálnych tlakov medzi alveolami a krvou) –

hlavná hnacia sila– O2: 13,3 – 5,3 =8 (kPa)– CO2: 6,1 – 5,3 = 0,8 (kPa)

2. hrúbka alveolo-kapilárnej membrány = difúzna dráha

(0,6 – 0,8 μm)

1. alveolárny epitel (+ surfaktant)

2. bazálna membrána

3. endotel kapilár

3. plochy difúzie - plocha alveolo-kapilárnej membrány (dospelý – 70 m2)

– pokles na 1/3 - nedostatočná výmena plynov v pokoji

4. difúzny koeficient – závisí od rozpustnosti plynu a jeho molekulárnej

hmotnosti

– CO2 difunduje 20 x rýchlejšie ako O2

http://www.hakeem-sy.com/main/files/Respiratory-membrane--colored2_0.jpg

Difúzna kapacita pľúc

– objem plynu, ktorý difunduje celou plochou alveolo-kapilárnej membrány za

1 minútu pri tlakovom gradiente príslušného plynu 0,133 kPa (= 1 mmHg)

- difúzna kapacita pre CO2 je asi 20x vyššia ako pre O2 (pokoji 21 ml vs. 400 ml)

POVRCHOVÉ NAPÄTIE ALVEOLSURFAKTANT

Alveoly - rozhranie vzduch/ voda

• vyplnené vzduchom

• vnútornú stenu pokrýva tenká vrstva tekutiny

molekuly na povrchu vodnej fázy sú k sebe silne

priťahované - snaha čo najviac zmenšiť povrch

vodnej plochy (kvapka vody)

Povrchové napätie – sila generovaná molekulami vody

na rozhraní voda/vzduch

povrchové napätie vytvára tlak, v dôsledku ktorého

majú alveoly tendenciu kolabovať (snaha molekúl

vody zaujať čo najmenší povrch)

http://www.sciencehq.com/chemistry/surface-tension.html

Laplaceov zákon

tendencia alveol kolabovať (distenzný tlak potrebný

na udržanie otvorených alveol) je

priamo úmerná povrchovému napätiu - T

nepriamo úmerná priemeru alveoly - r

t.j.

objekty s vysokým povrchovým napätím a malým

polomerom majú tendenciu kolabovať

Inspíriumpriemer alveol sa zväčšuje

Expíriumpriemer alveol sa zmenšujet.j.zvýšená tendencia kolabovaťpotrebné by bolo zvýšené úsilie na opätovné rozpätie alveol pri inspíriu

P =r

2T

P- distenzný tlakT - povrchové napätier - polomer

http://clinicalgate.com/surfactant-agents/

Surfaktant• substancia pokrývajúca vnútro alveol

• znižuje povrchové napätie

• zabraňuje kolapsu alveol

• tvorí sa v pneumocytoch II. typu

• komplexná zmes lipidov a proteínov (hlavne dipalmitoylfosfatidylcholín

znižuje povrchové napätie)

http://casopis.vesmir.cz/files/obr/nazev/1996_630_03/type/html

Inspírium

• priemer alveol sa zväčšuje

• molekuly surfaktantu sa odďaľujú

• povrchové napätie narastá

Expírium

• priemer alveol sa zmenšuje

• molekuly surfaktantu sa približujú

• povrchové napätie klesá

V menších alveolách pľúc však pripadá na jednotku plochy väčší počet molekúl surfaktantu, a preto je jeho účinok silnejší.

http://web.carteret.edu/keoughp/LFreshwater/CPAP/Ventilation/ventilation_class_notes.htm

Účinky surfaktantu

1. alveoly počas expíria nekolabujú

2. znižuje sa práca dýchacích svalov (zabezpečujúca rozpínanie hrudníka)

3. nenastáva únik vzduchu z alveol s menším priemerom do alveol s väčším

priemerom (všetky alveoly nemajú rovnaký priemer)

Prvý vdych novorodenca

• pri narodení – alveoly sú skolabované a naplnené amniovou tekutinou

• pri prvom vdychu je potrebný pokles intrapleurálneho tlaku na hodnoty – 3 až -7 kPa(pri vdychu normálne: -1 kPa) na to, aby sa rozvinuli alveoly

• pri prvom vdychu vrstva surfaktantu pokryje vnútro alveol

• keď sa alveoly pri prvom vdychu rozvinú, ďalšia respirácia už pokračuje pri normálnych hodnotách intrapleurálneho tlaku

Respiračný distress syndróm (RDS)

chorobný stav, pri ktorom pľúca novorodenca po každom výdychu kolabujú

následný vdych si vyžaduje veľké inspiračné úsilie

príčina: často nedostatok surfaktantu

zväčša problém predčasne narodených detí (tvorba surfaktantu - ku koncu gravidity)

liečba – podanie kortikoidov pred pôrodom

Pľúcna compliance – poddajnosť pľúc

• ukazuje, ako „ľahko“ sa pľúca rozťahujú = schopnosť zmeniť objem pri zmene

tlaku

• + 0,1 kPa → + 200 ml

http://web.carteret.edu/keoughp/LFreshwater/CPAP/Ventilation/ventilation_class_notes.htm

Pľúcna compliance – poddajnosť pľúc

Závisí od:

• elasticity pľúcneho tkaniva (schopnosť zaujať pôvodný objem po nádychu) –

nepriamo-úmerná závislosť

Za fyziologických podmienok: rovnováha medzi poddajnosťou a elasticitou

– zvýšenie (emfyzém) – strata tkaniva – problém s obnovou objemu pľúc počas

výdychu

– zníženie (fibróza) – tuhé tkanivo – problém s roztiahnutím pľúc počas nádychu

2 aspekty:

• statická poddajnosť - meraná keď nedochádza k prúdeniu vzduchu

• dynamická poddajnosť - počas prúdenia vzduchu

Statická poddajnosť

• krivka relaxačných tlakov

Dynamická poddajnosť

TRANSPORT O2 KRVOU

1/ Fyzikálne rozpustený O2• rozpustené množstvo závisí od parciálneho tlaku O2 v pľúcach

• 3 ml/1l krvi – pri normálnych tlakových podmienkach

• vyvíja parciálny tlak O2 v krvi

2/ Chemicky viazaný O2• viazaný na hemoglobín (oxygenovaný Hb) – na Fe2+

• 1 molekula Hb (4 podjednotky) – 4 molekuly O2 • 1 g Hb – 1,34 ml O2 (Hüfnerovo číslo)

kyslíková kapacita krvi (ml O2/l krvi) = Hüfnerovo číslo x množstvo Hb (g/l)

saturácia hemoglobínu kyslíkom = % oxygenovaného Hb z celkového množstva Hb

Normálne hodnoty

1. artériová krv 97-100% (95%)

2. venózna krv 75%

Väzbová krivka O2(asociačno - disociačná krivka O2)

- znázorňuje saturáciu Hb kyslíkom v závislosti od pO2 v krvi

▪ má esovitý priebeh

▪ začiatok – pomalý vzostup

▪ prvá molekula sa ťažko viaže

▪ naviazaním prvej molekuly O2 sa mení priestorové

usporiadanie Hb

▪ ďalšie molekuly O2 sa naväzujú ľahšie

▪ ďalší priebeh strmý

▪ t.j. už pri nízkych hodnotách pO2 je krv dobre sýtená

O2 (vysoká afinita Hb ku kyslíku)

- vyššie hodnoty pO2 - priebeh krivky takmer vodorovný

- pri pokojnom dýchaní⚫ artériová krv

⚫ pO2 13,3 kPa (100 mm Hg)

⚫ saturácia 95% (100%)

⚫ venózna krv

⚫ pO2 5,3 kPa (40 mm Hg)

⚫ saturácia 75%

⚫ artériovenózna (AV) diferencia cca 20%

- pri námahe⚫ zväčšuje sa AV diferencia až na 50%

- vysoká nadmorská výška⚫ nízka hodnota pO2

3 000 m – 8,1 kPa=61 mm Hg

6 000 m – 4,5 kPa=34 mm Hg

⚫ znížená saturácia Hbhttp://www.physiologyweb.com/figures/physiology_graph_sLCVoxW1Ww7uMYapMyDLnHYZN5gCKV8v_oxyhemoglobin_dissociation_curve.html

1. pCO22. pH

3. teplota

4. obsah 2,3 DPG v erytrocytoch(2,3-difosfoglycerát – produkt

metabolizmu Er, viaže sa na Hb)

Afinita Hb ku O2 klesá

= O2 sa ľahšie uvoľňuje z väzby

pCO2 (Bohrov efekt)

pH

teplota

2,3 DPG

= posun doprava (nastáva v tkanivách)

Afinita Hb ku O2 stúpa

= O2 sa ťažšie uvoľňuje z väzby

pCO2

pH

teplota

2,3 DPG

= posun doľava (nastáva v pľúcach)

Faktory ovplyvňujúce väzbu O2 na Hb (asociačnú a disociačnú krivku):

TRANSPORT CO2 KRVOU

1. Fyzikálne rozpustený CO2

– arteriálna krv 30 ml, venózna 35 ml/l (5 %)

(množstvo závisí od parciálneho tlaku)

2. Chemicky viazaný (15-20 %) na

- hemoglobín (globínový reťazec) – karbaminohemoglobín

- bielkoviny krvnej plazmy - karbaminoproteíny

- väzba CO2 na hemoglobín - znižuje afinitu k O2 (Bohrov efekt)

- (a naopak – Haldaneov efekt)

- pľúca: väzba O2 znižuje afinitu pre CO2 (uvoľňuje sa do pľúc)

- tkanivá: väzba CO2 znižuje afinitu pre O2 (uvoľňuje sa do tkanív)

3. Bikarbonátový ión (75-80 %)

- v erytrocytoch CO2 reaguje s vodou

CO2 + H2O → H2CO3 → H+

+ HCO3-

(katalyzuje karbonátdehydratáza)

- H+

sa naväzuje na Hb (Hb tlmivý systém)

- HCO3-

difunduje do plazmy (a účinkuje ako súčasť bikarbonátového pufra)

(na výmenu Cl –

z plazmy vstupuje do erytrocytov = Hamburgerov efekt)

- v pľúcach prebiehajú reakcie v obrátenom slede

Asociačno-disociačná krivka

pre CO2

- vyjadruje vzťah medzi parciálnym tlakom

CO2 a jeho množstvom v krvi

- čím je vyšší pCO2, tým viac CO2 sa

transportuje

Normálne hodnoty pCO2normokapnia - arteriálna krv – 5,3 kPa (40 mm Hg)

- venózna krv – 6,1 kPa (45 mm Hg)

hyperkapnia – vyšší pCO2hypokapnia – nižší pCO2

CO2 je v inverznom vzťahu s pO2:

- tkanivá: nižší pO2 umožňuje transport väčšieho množstva CO2 z tkanív

- pľúca: naviazaním O2 na hemoglobín CO2 sa uvoľňuje z krvi do alveol

(Christiansen-Douglasov-Haldaneov efekt)

- vyšší pO2 posúva krivku nadol a doprava

- poruchy odstraňovania CO2 pľúcami (hyper- , hypo-ventilácia) môžu zapríčiniť

poruchu ABR - respiračná acidóza / respiračná alkalóza

REGULÁCIA DÝCHANIA = REGULÁCIA VENTILÁCIE

➢ Cieľ:

zabezpečiť dostatočnú ventiláciu pri čo najmenšej spotrebe energie+ ventilácia musí byť primeraná perfúzii

➢ Modulované parametre:

mechanika ventilácie + aerodynamika

➢ Miesta regulácie:

➢ frekvencia a hĺbka dýchania, reflexy, vôľa

➢ finálne efektory: dýchacie svaly

Regulácia dýchania – dýchacie centrum

predĺžená miecha – dýchacie centrum

vzájomná inhibícia

expiračné neuróny

- aktívne počas aktívneho expíria

inspiračné neuróny

miesto inspiračnej aktivity

pneumotaxické centrum - tlmí apneustické centrum

(vypína vdych)

apneustické centrum – stimuluje inspiračné neuróny

- ich axóny synapsujú s alfa-motoneurónmi v spinálnej mieche

- inervujú dýchacie svaly - kontrakcia

Aktivitu respiračného centra ovplyvňuje

pneumotaxicko centrum

apneustické centrum

dýchacie cenrum

expiračné neurónyinspiračné neuróny

mozgová kôra

-vôľové riadenie dýchania

subkortikálne štruktúry (limbický systém -emócie, hypotalamus – telesná teplota)

receptory v dýchacích

cestách

(mechano, termo, chemo)

iné stimuly

spinálnamiecha

periférne a centrálne

chemoreceptory

receptory v dýchacích

svaloch (svalové

vretienka)

pľúca – inflačné

receptory

dýchacie svaly

Chemická regulácia dýchania

Periférne chemoreceptory

• aorta – glomus aorticum (aortálne telieska)

• a. carotis – glomus caroticum (karotické telieska)

• bohato prekrvené, citlivé na pO2 (! jediné miesto citlivé na O2) a pCO2

• hypoxia a hyperkapnia zvyšuje v telieskach tvorbu vzruchov, ktoré stimulujú

inspiračné centrum

• výraznejšia je odpoveď pri súčasnej hypoxii a hyperkapnii

• veľký pokles pO2 pôsobí tlmivo

K-kanály citlivé na O2– dostatok O2 – kanál otvorený -

hyperpolarizácia

• ↓ O2 – kanál zatvorený

– ↓ K výtoku → depolarizácia

Chemická regulácia dýchania

Centrálne chemoreceptory

• na prednej stene predĺženej miechy

• citlivé na zmeny koncentrácie H+ v cerebrospinálnom likvore

• CO2 prestupuje do likvoru, kde nastáva reakcia

CO2 + H2O → H2CO3 → H+ + HCO3

-

• účinok

– nepriamy a pomalší (po 20-30 s)

– výraznejší

• pri vysokých koncentráciách už nepôsobí CO2stimulačne, ale sa prejaví jeho narkotický účinok

Mechanoreceptory v dýchacích cestách

• reagujú na rozpätie pľúc, rýchlosť prúdu vzduchu

Inflačné receptory

– rozpínaním pľúc sa zvyšuje ich aktivita

– pri dostatočnom rozpätí pľúc sa cez n. vagus tlmí inspiračné centrum – nastáva expírium

• Hering - Breuerove reflexy (fungujú na báze receptorov rozpätia)

- pasívne rozpätie pľúc – vyvolá prostredníctvom n. vagus inhibíciu dýchania

- pasívna deflácia pľúc – zvýšené inspiračné úsilie

Vôľová regulácia dýchania

• frekvencia i hĺbka dýchania – ovládateľné vôľou (tr. corticospinalis)

• vôľové apnoe – nakoniec prerušené autonómnymi regulačnými

mechanizmami, ktorí stimulujú inspírium

• bod zlomu

– hypoxémia pO2 9,3 kPa (v art. krvi)

– hyperkapnia pCO2 6,6 kPa (v art. krvi)

Syndróm Ondininej kliatby

- porucha automatického dýchania

- pacient dýcha iba vôľovo

DÝCHANIE VO VYSOKÝCH

NADMORSKÝCH VÝŠKACH

• s pribúdajúcou nadmorskou výškou

– klesá atmosférický tlak (nie % O2)

– výrazne klesá parciálny tlak O2 a

saturácia hemoglobínu O2

nad

morom

atm. tlak

mm Hg

pO2 saturácia

(art. krv)

0 760 159 97 %

3 300 524 110 90 %

6 600 349 73 73 %

9 900 225 47 24%

13 200 141 29

16 600 87 18

Akútna hypoxia

2500 m – prvé prejavy (u 10-25% ľudí)

- prehĺbené dýchanie – zvýšená ventilácia

- tachykardia

3000 - 4000 m (4500 - 50-85%)

• stúpa pľúcna ventilácia

• pO2 – stimuluje periférne chemoreceptory

• následne pCO2 – respiračná alkalóza

• únava, znížená výkonnosť – fyzická i duševná

• o niekoľko dní – zvýši sa vylučovanie bikarbonátu

obličkou

• následne obnoví sa citlivosť periférnych

chemoreceptorov

Pri dlhodobom pobyte - horská choroba

(najmä pri výstupe nad 3000 - 4000 m)

- zvýšené straty CO2 - hypokapnia

- alkalóza z hyperventilácie

- nevoľnosť, nespavosť

- narušené zmyslové vnímanie

- strata racionálneho úsudku

- porucha jemnej motoriky

- pľúcny edém

- 5 500 m - kŕče

- 7 000 m - bezvedomie, smrť

Aklimatizácia na nízky p02 (2-3 týždne pobytu vo výške)

Aktivácia krvotvorby

Ďalšie kompenzačné mechanizmy

1. zvyšuje množstvo 2,3 DPG v erytrocytoch

▪ klesá afinita Hb ku kyslíku - ľahšie sa uvoľňuje do tkanív

2. zvyšuje sa difúzna kapacita pľúc (ako pri fyzickej záťaži)

3. zvýšené prekrvenie periférnych tkanív

▪ zvyšuje sa množstvo kapilár v tkanivách (mimopľúcnych)

▪ najmä v aktívnych tkanivách (sval)

4. zvýšená schopnosť buniek utilizovať O2 aj pri zníženom pO2▪ zvyšuje sa počet mitochondrii▪ zvyšuje sa koncentrácia enzýmov pre oxidačné deje

DÝCHANIE PRI POTÁPANÍ

Malé hĺbky

• použitie dýchacej trubice - ↑ VD– jej dĺžka by nemala presahovať 35 cm a vnútorný priemer 2

cm

Veľké hĺbky

1. Zvýšený tlak na organizmus (hrudník)

2. Zvýšenie hustoty vdychovaného plynu

3. Vplyv vysokého parciálneho tlaku plynov na organizmus (dýchanie atmosférického vzduchu pod tlakom)

4. Dekompresný syndróm (Kesónová choroba)

1. Zvýšený tlak na organizmus (hrudník)

• atmosférický tlak (0 m) cca 100 kPa (1 atm)

• každých 10 pod hladinou mora

– hydrostatický tlak + 100 kPa (+1 atm)

• na hrudník pôsobí zvonku vysoký tlak

(v závislosti od hĺbky)

• vzduch musí byť do pľúc vháňaný pod vyšším

tlakom (prevyšujúci vonkajší tlak)

2. Zvýšenie hustoty vdychovaného plynu

• Boylov zákon – súčin tlaku a objemu plynov je konštantný

• ak stúpa tlak, zmenšuje sa objem plynu a naopak

• vdychovaný vzduch je hustejší

• zvýšený odpor v dýchacích cestách

• sťažené dýchanie

• stlačený atmosférický vzduch je nevhodný

na dýchanie – potrebná iná zmes plynov

3. Vplyv vysokého parciálneho tlaku plynov na organizmus

(dýchanie atmosférického vzduchu pod tlakom)

Dusík

• pri atmosférickom tlaku – bez efektu na organizmus (cca 1 liter v tele)

• pretlak – narkotický efekt (pri 40 m cca po 1 hodine)

– podobný alkoholu

– veselosť, strata racionálneho úsudku

• 50-60 m: ospalosť

• 60-80 m: strata motorických schopností

• viac ako 80 m: závažný deficit duševných i telesných funkcií - riziko smrti

• mechanizmus narkotického účinku dusíka

– dusík sa rozpúšťa v tukových štruktúrach (membrány, nervy)

– narúša vodivosť pre ióny

– znižuje sa vzrušivosť nervov

Kyslík• plná saturácia hemoglobínu

• zvyšuje sa množstvo fyzikálne rozpustného O2 v krvi

• tkanivá sú exponované extrémne vysokému pO2• akútna „otrava“ kyslíkom

– nevoľnosť

– svalové zášklby

– poruchy videnia, dezorientácia

– kŕče, kóma (za 30-60 min)

• rýchlejší nástup pri fyzickej aktivite

• mechanizmus účinku

– zvýšená tvorba voľných kyslíkových radikálov

(superoxid, hydroxylový r.)

– zvýšená oxidácia membránových lipidov

– oxidácia intracelulárnych enzýmov

– citlivé najmä bunky CNS – preto aj príznaky

najmä zo strany CNS

Oxid uhličitý

• hĺbka nezvyšuje tvorbu CO2

• ak sa vydychuje „von“ do vody – CO2 sa nehromadí a nespôsobuje

problémy

• uzavretý dýchací systém – hromadenie vydýchnutého vzduchu

– progresívny nárast CO2 vo vdychovanej zmesi

– stimulačný efekt – zvýšená ventilácia

– následne tlmivý efekt – pokles ventilácie

• mechanizmus účinku

– pCO2 nad 80 mm Hg – tlmí dýchacie centrum

– respiračná acidóza – porucha enzýmových systémov

4. Dekompresný syndróm (Kesónová choroba)

• dýchanie vzduchu pod pretlakom

• vyššia saturácia krvi N2 (hlavne , ale nie len)

• v tele sa rozpúšťa zvýšené množstvo N2• rýchle rozpúšťanie v telových tekutinách (1 h)

• pomalé rozpúšťanie v tukových štruktúrach (5 h)

dôležité: pomaly sa vynárať!

problém: náhle a rýchle vynorenie sa z hĺbky

príčina: plyn v pľúcach zväčší svoj objem (Boylov zákon)

• potrhanie pľúcneho tkaniva

• vzduch preniká do ciev – vzduchová embólia

• náhle uvoľnenie dusíka rozpusteného v tkanivách

• bublinky dusíka spôsobujú embóliu malých ciev -

poškodenie, najmä CNS (poruchy reči, zmyslov, ochrnutie)

https://www.bing.com/images/search?q=scuba+diving&view=detailv2&&id=1333902B3402789C3D20E2F536CA87D828275CA2&selectedIndex=88&ccid=xohigir2&simid=607998088201568527&thid=OIP.Mc68862822af614438d04de7621477339o0

Dekompresný syndróm

• príznaky

– bolesti svalov a kĺbov

– nevoľnosť paralýza , bezvedomie

– embólia a.pulmonalis: edém pľúc, dušnosť, smrť („roztrhnutie“)

Dekompresné tabuľky,

-napr. podľa tabuliek Buhlmann ZH-L12 pre hĺbku 36 m a čas na dne 30 minút je dekompresia :9 m – 2 min6m – 5 min3 m – 15 min

Dekompresné pretlakové komory

Zmes hélium/kyslík (potápanie)

-náhrada dusíka héliom

- nižší narkotický účinok

- nižšia hustota – nižší odpor v dýchacích

cestách (ľahšie sa dýcha)

-redukovaný obsah O2 (1%)

-pri vysokom tlaku dostatočný gradient a

sýtenie tkanív

-menej nežiaducich účinkov

Dýchací systém – nerespiračné funkcie

1. Tvorba reči a iné zvukové prejavy – smiech, krik(komunikácia, emócie)- larynx - hlasivky

2. Ochranná funkcia

• prevencia vstupu cudzorodého materiálu cez sliznicu do vnútorného prostredia (napr. ciliárna aktivita, slizničná imunita, reflexy – kašeľ, kýchanie, atď.)

3. Udržiavanie acidobázickej rovnováhy (stála hodnota pH v tele)

• reguláciou množstva CO2 v expirovanom vzduchu

http://www.drugs.com/health-guide/images/205299.jpg

Dýchací systém – nerespiračné funkcie

4. Hospodárenie s vodou• vdychovaný vzduch sa nasycuje v dýchacích cestách vodnou parou

• vydychovaný vzduch obsahuje vodné pary – straty vody z organizmu (10-20% strát)

5. Tepelná bilancia • vdychovaný vzduch sa v dýchacích cestách ohrieva

• vydychovaný vzduch zohriaty – straty tepla (5-10% celkových strát)

6. Podporný mechanizmus - defekácia, močenie, pôrod (hlboký nádych – zvýšenie vnútrobrušného tlaku)