1

CZYNNOŚĆ UKŁADU

ODDECHOWEGO

Ćwiczenie nr 10b

Materiały do ćwiczeń dla studentów

Zagadnienia:

•

Oddychanie – definicja

•

Oddychanie zewnętrzne:

–

Wentylacja (wdech i wydech)

–

Perfuzja

–

Dyfuzja i transport gazów

•

Wymiana gazów w płucach – czynniki wpływające na wymianę gazów

•

Transport gazów w organizmie:

•

Transport tlenu

•

transport CO

2

•

Dyfuzja gazów w tkankach

•

Regulacja oddychania:

•

Nerwowa

•

Chemiczna

•

mechanoreceptory

Część praktyczna:

•

Pomiar pojemności życiowej płuc przy pomocy spirometru, parametry statyczne i

dynamiczne

•

pulsoksymetria

2

ODDYCHANIE

ODDYCHANIE – proces polegający na dostarczeniu organizmowi

żywemu gazów niezbędnych do jego prawidłowego funkcjonowania (O

2

)

oraz odprowadzeniu z organizmu gazów szkodliwych (CO

2

)

ODDYCHANIE

ODDYCHANIE – proces polegający na dostarczeniu organizmowi

żywemu gazów niezbędnych do jego prawidłowego funkcjonowania (O

2

)

oraz odprowadzeniu z organizmu gazów szkodliwych (CO

2

)

Oddychanie dzielimy na:

•

wewnętrzne

•

Zewnętrzne

W oddychaniu zewnętrznym biorą udział:
•

układ oddechowy

•

mięśnie poprzecznie prążkowane

•

krew i układ krążenia

•

ośrodki nerwowe

1.

1.

wentylacja

wentylacja – zdolność przewietrzania płuc

2.

2.

perfuzja

perfuzja – przepływ krwi przez łożysko naczyń włosowatych

pęcherzyków płucnych

3.

3.

dyfuzja i transport gazów

dyfuzja i transport gazów



z pęcherzyków płucnych do krwi i z powrotem



z komórek do krwi i z krwi do komórek

•

WDECH – ciśnienie śródpłucne niższe od
atmosferycznego

 wytworzenie podciśnienia 

zasysanie powietrza do drzewa oskrzelowego

Funkcje WDECHOWE spełniają:

• przepona

• mięśnie pochyłe i międzyżebrowe zewnętrzne

• pomocnicze mięśnie oddechowe, np.:



mięśnie pochyłe szyi



mięsień obojczykowo-sutkowo-piersiowy



mięśnie dźwigacze łopatki

•

WYDECH – odwrotna zależność niż we wdechu

Jest to proces bierny polegający na zmniejszaniu objętości klatki piersiowej i płuc dzięki ich

odkształceniu sprężystemu.

Jest to proces bierny polegający na zmniejszaniu objętości klatki piersiowej i płuc dzięki ich

odkształceniu sprężystemu.

Ponadto w wydechu mogą brać udział:
•

tłocznia brzuszna

•

mięśnie międzyżebrowe wewnętrzne

→ WYDECH CZYNNY

WENTYLACJA PŁUC:

Zadanie



doprowadzenie do

wymiany gazowej w

obrębie pęcherzyków

płucnych

(

wentylacja

pęcherzykowa)

3

WDECH

WDECH

WYDECH

WYDECH

Przepona napina się i spłaszcza

Przepona rozkurcza się i uwypukla ku górze

Mięśnie międzyżebrowe zewnętrzne
unoszą żebra ku górze i na zewnątrz

Mięśnie międzyżebrowe wewnętrzne pociągają
żebra ku dołowi  (tylko w czynnym wydechu)

Mięśnie pochyłe unoszą I i II żebro

Mostek jest odciągany ku przodowi

Mostek przesuwa się ku tyłowi

Mięsień poprzeczny ciągnie żebra do dołu

Czynniki wpływające na wymianę gazów w płucach:

•

optymalne dostosowanie wentylacji pęcherzykowej (V

A

) do minutowego

przepływu płucnego (Q) i homeostatyczne utrzymanie w różnych sytuacjach

fizjologicznych

V

A

/Q = 0,85

•

Przeciek płucny - minimalizacja mieszania się krwi tętniczej z żylną

•

dyfuzja gazów w płucach - przemieszczanie się gazów przez barierę krew-

powietrze.

Wielkość dyfuzji zależy od:
•

wielkości powierzchni, na której odbywa się wymiana gazowa

•

grubości błony stanowiącej barierę

•

różnicy stężeń gazów po obu stronach błony

•

właściwości gazu

Ciśnienia parcjalne gazów w pęcherzykach płucnych:
•

pO

2

= 13,3 kPa,

•

pN

2

= 76, 4 kPa,

•

pH

2

O = 6,3 kPa,

•

pCO

2

= 5,3 kPa

4

Dyfuzja O

2

Pęcherzyki płucne



zbiornik tętniczy mały

(krew włośniczkowa)

13,3 kPa

5,3 kPa

Dyfuzja CO

2

zbiornik tętniczy mały

(krew włośniczkowa)



Pęcherzyki

płucne

6,1 kPa

5,3 kPa

Transport O

2

:

•

oksyhemoglobina – 98,5 %

•

rozpuszczony w osoczu - 1,5%

Krew z oksyhemoglobiną przepływa z płuc przez:

zbiornik żylny mały  lewy przedsionek serca  lewą komorę serca  zbiornik

tętniczy duży  sieć naczyń włosowatych

Transport CO

2

:

•

rozpuszczony w osoczu i w cytoplazmie erytrocytów

•

związany:

–

HCO

3

-

–

w postaci karbaminianów

5

Wymiana gazów oddechowych w tkankach:

KREW

KREW

TKANKI

TKANKI

o

2

co

2

Oddychanie wewnętrzne

12,7 kPa

12,7 kPa

5,3 kPa

5,3 kPa

6,1 kPa

6,1 kPa

4 kPa

4 kPa

•

O

2

z hemoglobiny  otoczka erytrocytów  osocze  komórki śródbłonka

naczyń włosowatych  płyn międzykomórkowy  komórki różnych tkanek

•

Różne tkanki mają różną prężność tlenu,  wynikającą z różnego metabolizmu.

•

Komórki pobierają O

2

rozpuszczony w płynie

międzykomórkowym i oddają do niego

produkowany CO

2

•

Krew tętnicza dopływająca do tkanek ma

wyższą prężność tlenu, a niższą CO

2

niż

odpływająca krew żylna

O

2

dyfunduje do komórek

CO

2

dyfunduje z komórek do osocza

6

REGULACJA ODDYCHANIA:

REGULACJA ODDYCHANIA:

•

Regulacja na poziomie OUN:

–

Świadoma regulacja oddychania – w korze mózgowej.

–

Kontrola automatyczna – w moście i rdzeniu przedłużonym

•

Ośrodek oddechowy w tworze siatkowatym rdzenia przedłużonego

–

ośrodek wdechu

»

Neurony ośrodka wdechu są rozrusznikiem dla czynności oddechowej

»

Pobudzane średnio 16 razy/min  wysyłają salwę impulsów

nerwowych:

–

ośrodek wydechu

•

Ośrodek pneumotaksyczny - w moście

ośrodek

pneumotaksyczny

neurony ruchowe

w rdzeniu kręgowym

IMPULS

hamuje

zwrotnie

ośrodek

wdechu 1-2 s

•

Regulacja chemiczna:

–

Chemoreceptory tętnicze w kłębkach szyjnych i aortalnych

Bodźce pobudzające:  pO

2

, pCO

2

oraz [H

+

] we krwi tętniczej. Gdy działają jednocześnie

→ duży wzrost wentylacji.

Impulsacja aferentna - od chemoreceptorów do rdzenia przedłużonego  nerwem IX i  X →

pogłębienie wdechów.

–

Chemoreceptory ośrodkowe na powierzchni brzusznej rdzenia przedłużonego – 85%

Wrażliwe na zmiany pH płynu mózgowo – rdzeniowego i płynu zewnątrzkomórkowego w

swoim otoczeniu → CO

2

+ H

2

O→ H

2

CO

3

→ dysocjacja na H

+

i HCO

3

-

→ zmiana stężenia H

+

w płynie mózgowo-rdzeniowym → pobudzenie ośrodka wdechu  i wzrost wentylacji płuc.

•

Mechanoreceptory:

–

Interoreceptory tkanki płucnej -

odruch Heringa- Breuera

–

Proprioreceptory klatki piersiowej → drażnione podczas wdechu i wydechu
wpływają modulująco na częstość i głębokość oddechów

–

Receptory J → pobudzane przez rozciągnięcie naczyń płucnych i egzogenne
substancje chemiczne

7

IMPULSACJA

WSPÓŁCZULNA

Komórki

kłębka

pobudliwości

chemoreceptorów

na zakończeniach

gałązki nerwu IX

DOPAMINA

DOPAMINA

Receptory tętnicze – jedyne receptory wrażliwe na zmiany

pO

2

w organizmie

 wzrost wentylacji, gdy pO

2

< 7,98 kPa

Receptory tętnicze – jedyne receptory wrażliwe na zmiany

pO

2

w organizmie

 wzrost wentylacji, gdy pO

2

< 7,98 kPa

Hipoksja – niskie stężenie tlenu w tkankach
Hipoksemia - niskie stężenie tlenu we krwi