Układ oddechowy

• Wymiana gazowa

• Regulacja oddychania

• Niewydolność oddychania

• Zespoły zaburzeń czynności płuc

• ARDS

• Astma oddechowa

• Rozedma płuc

• Pylice płuc

• Gruźlica

Przenoszenie O₂

O₂

jest przenoszony we krwi dwoma sposobami:

• Związany z hemoglobiną (98.5% tlenu we krwi)

• Rozpuszczony w osoczu (1.5%)

Przenoszenie CO₂

CO₂ jest przenoszony we krwi 3 sposobami:

• wodorowęglan (HCO₃^-) (70%)

• rozpuszczony w osoczu (10%)

• karbaminohemoglobina (20%)

Ruchy oddechowe

WYMIANA GAZOWA

regulacja humoralna

• chemoreceptory centralne – rdzeń przedłużony,

• chemoreceptory rozwidlenia tętnic szyjnych i aorty

• prężność dwutlenku węgla, jonów wodorowych i tlenu zawartych we krwi stanowi główny mechanizm regulacji humoralnej

-dane docierają do neuronów oddechowych w mózgu drogami afernetnymi

od chemoreceptorów głównie z kłębków zatoki szyjnej i łuku aorty

-również w mózgu zlokalizowane są neurony wrażliwe na zwiększoną prężność dwutlenku węgla (obszary chemowrażliwe)

impulsacja z okolicy chemoreceptorów pobudza

ośrodek oddechowy

mechanizmy regulacji obwodowej

• mechanoreceptory płuc i oskrzeli

• receptory podnabłonkowe -zlokalizowane pod błona śluzową oskrzeli

pobudzenie przenoszone przez n. błędny powoduje pogłębienie i przyspieszenie ruchów oddechowych (hyperwentylacja, westchnienie)

podstawowe ogniwo odruchu kaszlu

nadmierna pobudliwość tych receptorów może być następstwem przewlekłego lub ostrego stanu zapalnego jak i zwiększonej przepuszczalności bł. śluzowej w przebiegu reakcji alergicznych

• receptory J (juxtacapillary) w ścianie pęcherzyków płucnych

reagują na bodźce mechaniczne wywołane obecnością płynu zewnątrzkomórkowego

-obrzęk

pobudzenie receptorów J powoduje zwolnienie akcji serca, obniżenie RR, skurcz krtani

• pobudzenie mechanoreceptorów wrażliwych na rozciąganie

(stretch receptors) powoduje skrócenie wdechu na rzecz wydechu

WYMIANA GAZOWA

• wentylacja

• dyfuzja

• perfuzja

• rozdział gazów

Patologia przestrzeni martwej

• Anatomiczna

• Nagłe spłycenie oddechu

• Pęcherzykowa

• ostra zatorowość płucna

• spadek rzutu sercowego

• ostre nadciśnienie płucne

• Wentylacja w dodatnim ciśnieniem

• Uszkodzenie bariery pęcherzykowej (pochp)

Hipowentylacja pęcherzykowa
przyczyny

• Osłabienie mięśni

• Choroby połączenia mięśniowo-nerwowego

• Zwolnienie czynności oddechowej

• Zmniejszenie sprężystości ściany klatki piersiowej

ZABURZENIA DYFUZJI

szybkość dyfuzji CO₂ jest 20 x większa niż O₂

• stosunek wentylacji do perfuzji (Q) - V/Q,

spadek czynnej powierzchni wymiany gazowej pęcherzyków płucnych i łożyska naczyń włosowatych

rozedma, zatorowość, zapalenie, niedodma

przyczyny

• przyspieszenie pasażu przez naczynia włosowate

oplatające pęcherzyki płucne

• wzrost pojemności wyrzutowej serca

nadczynność tarczycy, wysiłek

• zmniejszenie łożyska naczyń włosowatych (rozedma)

• wydłużenie drogi przenikania O₂ przez barierę

obrzęk płuc, zastój, włóknienie

Zmniejszenie dyfuzji płucnej
- przyczyny

• Śródmiąższowe choroby płuc

• Obrzęk płuc

• Zmniejszenie pojemności płuc

• Rozedma

• Resekcja płuca

ZABURZENIA PERFUZJI

• zaburzenia w dopływie krwi tętniczej zatory płuc

• zmniejszenie łożyska naczyniowego zanik włośniczek w chorobach płuc zapalenie naczyń (vasculitis)

• zaburzenia w odpływie żylnym niewydolność lewokomorowa serca

wady serca

Efekt Bohra

• odwracalne wiązanie O₂ zależy od powinowactwa Hb do O₂

• powinowactwo rośnie wraz ze wzrostem pH

• powinowactwo rośnie kiedy temperatura maleje

Przeciek tętniczo-żylny
przyczyny

• Wewnątrzpłucny

• ARDS

• Zapalenie płuc

• Obrzęk płuc

• Zewnątrzpłucny

• Wrodzone wady serca

• Schorzenia naczyń płucnych

BADANIA SPIROGRAFICZNE
testy statyczne

• VC – pojemność życiowa

• po głębokim wydechu po uprzednim głębokim wdechu lub na odwrót

• FVC – objętość powietrza wydychanego podczas natężonego wydechu, następująca po najgłębszym wdechu

• FRC – pojemność zalegająca czynnościowa

• zostaje po spokojnym wydechu

• RV – objętość zalegająca

• VC + RV = TLC - ilość gazu po głębokim wdechu

testy dynamiczne

• FEV1 – objętość powietrza wydychanego w

1 sekundzie natężonego wydechu

• FEV 1 (% VC) - ( FEV1 w % VC lub FVC) – zmierzona FEV 1 w odniesieniu do aktywności VC lub FVC

• PEF - szczytowy przepływ wydechowy

(z tchawicy i dużych oskrzeli)

• FEF 25 – 75 – średni przepływ powietrza w środkowej części VC w czasie natężonego wydechu – ocena drożności małych oskrzeli

Gazometria

• pH 7.35-7.45

• PaCO₂ (mm Hg) 35-45

• PaO₂ (mm Hg) 110 - 0.5(wiek)

• HCO₃^- (mmol/L) 22-26

• B.E. (mmol/L) + - 2,5

• Saturacja O₂ >90%

NIEWYDOLNOŚĆ ODDECHOWA

• typ obturacyjny

spadek drożności oskrzeli

• oskrzelopochodne

proces zapalny błon śluzowych oskrzeli, skurcz i przerost mięśni gładkich oskrzeli: POCHP, astma, rozstrzenie oskrzelowe, nowotwory, palacze tytoniu

• płucopochodne

utrata sprężystości płuc

(utrata włókien kolagenowych i elastycznych)

zapadanie oskrzelików, rozedma

NIEWYDOLNOŚĆ ODDECHOWA

• TYP RESTYKCYJNY

ograniczenie objętości powietrza, które może być wprowadzone do płuc podczas pojedynczego oddechu

• przyczyny restrykcji:

• wentycyjnej

wycięcie płuca, zwłóknienie, zastój płucny

• opłucnowej

zwłóknienie, nowotwór, płyn, odma

• klatka piersiowa

skolioza, wysokie ustawienie przepony

• otyłość

• zaburzenia nerwowo-mięśniowe

mięśnie oddechowe

mechanizmy niewydolności oddychania

• hipowentylacyjna

zmniejszenie automatycznej impulsacji neuronów

-ośrodkowy bezdech

śr. farmakologicze, nowotwory, niedokrwienie, wylewy

-pierwotna hipowentylacja pochodzenia centralnego

zespół Pikwicka - osoby z nadwagą, zespół bezdechu podczas snu,

zespół Ondyna

• hipoksemiczna

procesy chorobowe płuc i/lub oskrzeli wywołane zakłóceniem stosunku wentylacji do perfuzji przy zachowanym przepływie krwi w obwodowych naczyniach włosowatych

• mieszana

zakłócenia mechaniki o typie restrykcyjnym lub obturacyjnym

ACUTE RESPIRATORY DISTRESS SYNDROME (ARDS)

Definicja

• Obrzęk płuc pochodzenia pozasercowego

• Odmiana niewydolności oddechowej

• Powikłanie u chorych hospitalizowanych

• Istotny problem chirurgiczny

• Może nie być zależny od choroby płuc

• Śmiertelność na poziomie 50-60%

Patofizjologia

• Zwykle skojarzony z:

• Spadkiem perfuzji

• jednonarządowej

• wielonarządowej (MODS)

• wstrząsem

• Etiologia:

• zaburzenia oun /m. in. ze  ciśnienia śródczaszkowego/,

• uraz,

• choroby naczyniowe mózgu.

• Cecha charakterystyczna ARDS

• hipoksja

Patofizjologia

• Inne cechy charakterystyczne

• Ciężka duszność

• Rozsiane obustronne zmiany naciekowe

Patofizjologia

• Niewydolność płucna (oceniana wg skali)

• Nieprawidłowa wymiana gazowa

• Przeciek wewnątrzpłucny

• Zmniejszenie podatności płuc

• Spadek aktywności surfaktanta

• Wzrost nacieku /CXR/.

• Nasilanie hipoksemii.

• Wzrost ciśnienia końcowo-wydechowego.

Patofizjologia

• Zmiany w fizjologii płuc

• Uszkodzenie śródbłonka naczyń płucnych i nabłonka oddechowego powoduje dramatyczny wzrost przepuszczalności w płucach.

• Płyn przecieka do przestrzeni śródmiąższowej powodując obrzęk płuc.

• TYPOWE, STAŁE ZMIANY

Patofizjologia

• Zmiany w fizjologii płuc cd.

• uszkodzenie pneumocytów typu II, spadek napięcia powierzchniowego i zapadanie się pęcherzyków płucnych,

• uszkodzenie bariery pęcherzykowo-włośniczkowej, współistnienie zmian zapalnych, gromadzenie się substancji i mediatorów upośledzających wymianę gazową,

Patofizjologia

Zmiany w fizjologii płuc cd.

- zaburzenie procesu wentylacji-perfuzji

- dalszy spadek podatności płuc

- wzrost wysiłku oddechowego

Etiologia

• Skojarzone działanie wielu czynników

• Najczęstsze

• Pozapłucne

• Posocznica Gram (-)

• Uraz

• Płucne

• Aspiracja płynów

• AIDS/PCP (Pneumocystis carinii pneumonia)

• Utonięcie

• Zatorowość płucna

Etiologia

• Inne czynniki

- Zawał jelita

• Uzależnienia

• Rozległe i mnogie złamania

• Udar cieplny

• Zapalenie otrzewnej

• Wielokrotne przetoczenia krwi

OBJAWY KLINICZNE

• Ostra niewydolność oddechowa

• zmiany osobowości, dezorientacja

• duszność z hiperwentylacją (tachypnoe)

• chrapliwy oddech

• bladość lub sinica

• wciąganie międzyżebrzy i/lub przepony

• suchy kaszel

• trzeszczenia, rzężenia, szmer oskrzelowy

• gorączka, niedociśnienie, częstoskurcz

• podwyższony nastrój

• spadek PaCO_2 początkowo zasadowica oddechowa

• następnie kwasica metaboliczna, /początkowo mleczanowa/

Diagnostyka

• Radiologicznie

• CXR

• Rozsiane obustronne

nacieczenia

• Laboratoryjnie

- Gazometria

• hipoksemia

• zasadowica oddechowa

Fazy ARDS

• Faza I

• Chory z dusznością i przyśpieszonym oddechem

• wymaga tlenoterapii

• Faza 2

• Narastający obrzęk płuc

• Chory wymaga wspomagania oddychania respiratorem

Fazy ARDS

• Faza 3

• Postępująca odruchowa hipoksemia

• Utrzymywanie właściwego utlenowania

• Zapobieganie powikłaniom

• Faza 4

• Zapalenie i zwłóknienie płuc

• Zaburzenie przewlekłe

• Często potrzeba stałego wspomagania oddechu

PRZEWLEKŁA OBTURACYJNA CHOROBA PŁUC (POCHP)

nieodwracalne, postępujące upośledzenie przepływu przez drogi oddechowe

(obturacja oskrzeli):

przewlekłe zapalenie oskrzeli (PZO), rozedma, astma oskrzelowa

najczęstsza choroba układu oddechowego!

w Polsce choruje 20 % osób

umiera około 15.000/ rok.

• DEFINICJA PZO

kaszel z wykrztuszaniem wydzieliny,

większość dni w tygodniu

3 miesiące na rok przez 2 kolejne lata

90% to palacze papierosów

• CZYNNIKI

-pyły siarki, szkodliwe substancje (palacze tytoniu)

-genetyczne

-infekcje układu oddechowego w dzieciństwie

-bierne palenie tytoniu

-nawracające infekcje oskrzelowo – płucne

Czym jest astma

• Przewlekła choroba zapalna dróg oddechowych

• Charakteryzująca się:

• zapaleniem dolnych dróg oddechowych

• odwracalnym zwężeniem dróg oddechowych

• nadwrażliwością dróg oddechowych

Patofizjologia

• Spowodowana przez:

• zapalenie i obrzęk śluzówki oskrzeli

• skurcz przerośniętej mięśniówki gładkiej oskrzeli

• nadmierne wydzielanie i zaleganie śluzu

Etiologia astmy

• Astma jest schorzeniem wieloczynnikowym

• udział w patogenezie wielu czynników wrodzonych i środowiskowych

• Współudział wielu genów

• zidentyfikowano co najmniej 20 różnych regionów związanych z astmą

• chromosom 5q – zespół genów dla cytokin

• ADAM33 – nadwrażliwość oskrzeli

• PHF11 – całkowite IgE

PATOGENEZA

REAKCJA ZAPALNA W PRZEBIEGU ASTMY

REAKCJA ZAPALNA W PRZEBIEGU ASTMY

Komórki tuczne w patogenezie astmy

Patogeneza astmy
udział eozynofilów

Dychawica oskrzelowa

Rozedma Płuc
(Emphysema pulmonum)

• powiększenie przestrzeni obwodowo do oskrzelików końcowych – zniszczenie ściany bez włóknienia

• rozedma płuc charakteryzuje się powiększeniem ponad normę przestrzeni powietrznych w strukturach płuc znajdujących się obwodowo od oskrzelików i przebiega z destrukcją ścianki tych struktur.

• pękanie i zanikanie ścian oskrzelików prowadzi do powstania dużych przestrzeni powietrznych w środkowej części zrazika płucnego lub, jak w rozedmie uogólnionej, cały zrazik ulega destrukcji.

• tworzą się duże przestrzenie powietrzne, miejscami zlewające się ze sobą -pęcherze rozedmowe

Rozedma

• postępująca duszność, spadek tolerancji wysiłkowej, głośny, niekiedy rzężący oddech, utrata masy ciała

• objawy wzmożonego wysiłku oddechowego

• utrata elementów sprężystych zapadanie się dróg oddechowych przy wydechu cechy obturacji w spirometrii

• kwasica oddechowa

• cor pulmonale (rzadko)

• odma opłucnowa

Patogeneza rozedmy

Rozedma
patomorfologia

Rozedma

Powikłania pzo

• PaO₂ 2PaCO₂ ….niewydolność oddechowa

• zakażenia układu oddechowego (H. influenzae, Strep. pneumoniae)

• nadciśnienie płucne cor pulmonale

• metaplazja atypowa / dysplazja nabłonka oddechowego….bronchogenic carcinoma

pylica płuc

• przewlekła choroba układu oddechowego, wywołana długotrwałym wdychaniem pyłów

Charakteryzuje się występowaniem przewlekłego zapalenia oskrzeli i postępowej rozedmy płuc, z czasem dochodzi do powstania serca płucnego i niewydolności krążenia.

pylice kolagenowe

• pylica krzemowa (silicosis)

powstająca w następstwie wdychania pyłu krzemionki krystalicznej SiO₂

• pylica azbestowa (asbestosis)

charakteryzująca się śródmiąższowym włóknieniem tkanki płucnej, często z odczynem opłucnowym

• pylica talkowa(talcosis)

cechująca się włóknieniem tkanki płucnej typu śródmiąższowego a częściowo typu ogniskowego

• pylica aluminiowa (aluminosis)

zmiany w płucach spowodowane są wdychaniem pyłu drobno sproszkowanego glinu lub dymów powstających przy prażeniu boksytów

Pylice niekolagenowe

choroby wywołane wdychaniem pyłów niezwłókniających

np. pyłu żelaza (siderosis)

cyny Sn (stannosis)

siarczanu baru (BaSo₄) (barytosis)

pylice wywołane pyłem mieszanym

• pylica górników kopalń węgla

• choroba rozwija sie w następstwie wdychania pyłu kopalnianego, który jest mieszaniną pyłu węglowego, krzemionki, glinokrzemianów i wielu innych składników w tym metali śladowych

• zespół Caplana

reumatoidalna postać pylicy

w obrazie RTG można zaobserwować okrągłe, zwykle mnogie zacienienia . Towarzyszą im dodatnie odczyny serologiczne na obecność czynnika reumatoidalnego (RF), rzadziej objawy reumatoidalnego zapalenia stawów.

• pylica spawaczy elektrycznych

rodzaj wdychanych dymów i gazów zależy od rodzaju spawanego materiału i używanych elektrod. Najczęściej spawanie połączone jest z emisją : tlenków Fe, Mn, Ti, N, CO i HF .

Podział pylic płuc

w zależności od zmian anatomopatologicznych podzielono pylice na

• kolagenowe

wywołane są przez pył o działaniu zwłókniającym (krzemionka, azbest) i charakteryzują się trwałym uszkodzeniem lub zniszczeniem struktury pęcherzyków płucnych oraz włóknieniem typu kolagenowego

• niekolagenowe

wywoływane przez pyły o słabym działaniu zwłókniającym (ZnO, BaSO₄) typu retikulinowego, bez zmian w strukturze pęcherzyków płucnych

gruźlica

wywołują prątki ludzkie

(Mycobacterium tuberculosis nazywane też Mycobacterium tuberculosis hominis)

zwane prątkami Kocha na cześć niemieckiego bakteriologa Roberta Kocha, który wyizolował bakterię w 1882 roku

znacznie rzadziej zdarzają się zakażenia M. bovis,

M. africanum lub M. microtti.

zakażenie poszczepienne może u osób z osłabioną odpornością wywołać szczep BCG (atenuowany M. bovis)

wszystkie te gatunki określa się wspólną nazwą

Mycobacterium complex - prątki właściwe

drogi szerzenia drogi szerzenia

• układ oddechowy

źródłem zakażenia jest prątkujący chory na płucną postać gruźlicy

W większości przypadków organizm człowieka potrafi sam obronić się przed rozwojem zachorowania.

Jak się ocenia, tylko u 2-3% zakażonych rozwinie się gruźlica, a u ok. 5% może się rozwinąć po kilku a nawet kilkunastu latach

drogą jelitową

Zakażenie człowieka występuje bardzo rzadko. Spowodowane jest spożyciem mleka, które zawiera prątki bydlęce Mycobacterium bovis

przez skórę

dotyczą one pracowników zajmujących się zwierzętami lekarze weterynarii, rolnicy

gruźlica należy, z powodu możliwości zakażenia się od zwierząt, do chorób odzwierzęcych (zwanych również antropozoonozami lub zoonozami)

Objawy kliniczne

• spadek wagi ciała

• gorączka

• kaszel

a w przypadku gruźlicy płucnej (występujące coraz rzadziej)

• plwocina z krwią

• w zaawansowanej postaci odpluwanie

na podstawie symptomów klinicznych nie można rozpoznać choroby, w przypadku gruźlicy płucnej nasuwają one tylko podejrzenie schorzenia

RTG klatki piersiowej -gruźlicy płuc nie może stanowić definitywnego rozpoznania (nie zawsze da się odróżnić obraz gruźlicy od podobnych zmian chorobowych w płucach)

• próba tuberkulinowa

należy wziąć pod uwagę występowanie wyników zarówno fałszywie dodatnich, jak i ujemnych

• ostatecznym potwierdzeniem rozpoznania gruźlicy jest diagnostyka mikrobiologiczna

np. preparat bezpośredni plwociny (BK) i hodowla na pożywkach

prątki kwasooporne widoczne w preparacie