Dýchací systém
udržuje stálou výměnu plynů mezi tělem a vnějším prostředím (příjem kyslíku, vylučování oxidu uhličitého)
dýchací soustavu člověka můžeme rozčlenit na dvě části:
část vodivá
horní cesty dýchací: dutina nosní, nosohltan → obranný nepodmíněný reflex: kýchání
dolní cesty dýchací: hrtan, průdušnice, průdušky → obranný nepodmíněný reflex: kašlání
část respirační (plíce)
rozlišujeme dva typy dýchání:
vnější dýchání (plicní) = výměna dýchacích plynů mezi plicními sklípky a krví
vnitřní dýchání (tkáňové) = výměna dýchacích plynů mezi krví a tkáněmi
EMBRYONÁLNÍ VÝVOJ DS
kaudálně od štítné žlázy se trávicí trubice zplošťuje a vybíhá v laryngotracheální výchlipku
z výchlipky vzniká hrtan a postupným dichotomickým větvením průdušky, průdušnice, průdušinky a i plicní sklípky
vznik plic je postupný a dlouhý
sklípky se vytváří až v 10. měsíci a jejich tvorba pokračuje až 8 let
DÝCHACÍ CESTY
dutina nosní = cavum nasi
nosní dírky – nosohltan – nozdry (= choany)
podklad nosu tvoří nosní kůstky
svislá přepážka ji dělí na dvě nesouměrné poloviny
sliznice:
čichová část (nažloutlá) – senzorická část
dýchací část (růžová) – tlustá, prokrvená, obsahuje hlenové žlázky
funkce: předehřátí, zvlhčování vzduchu, zbavení prachu
vedlejší dutiny nosní (paranazální sinusy)
v kostech čelní, klínové, čelistní
vystlány tenkou sliznicí
možnost zanícení (→ nepříjemný zánět dutin)
význam: odlehčení lebky
nosohltan = nasopharynx
horní část hltanu (spojení s trávicí soustavou)
spojen Eustachovou trubicí se středním uchem
nosohltanové mandle („adenoidní vegetace“, lymfatické uzliny) → možnost zbytnění
hrtan = larynx
chrupavčitá část (6 cm)
chrupavky: štítná, prsténcová, hlasivkové, příklopková → spojení klouby a vazy
orgán fonace (tvorba hlasu): od hlasivkových chrupavek jsou ke štítné chrupavce napnuty hlasivkové vazy
křížení dýchacích cest s trávicími – otevírání/zavírání příklopky hrtanové (epiglottis) – odděluje hrtan a hltan
nejužší místo dýchacích cest (alergie → zbytnění sliznic → hrozí i udušení!)
průdušnice = trachea
cca 12 cm trubice nacházející se před jícnem
podkovovité chrupavky (15–20) spojené vazivem – pohyby hlavy
zadní strana blanitá (vazivo) – změny průsvitu (např. při hlubokém nádechu)
ve sliznici množství hlenových žlázek
ochranné zařízení dýchacích cest – řasinkový epitel
průdušky = bronchi
2 chrupavčité trubice, ve které se ve výši čtvrtého hrudního obratle (Th 4) dělí průdušnice
vstupují do plic a dále se dělí na průdušinky (bronchioly) n-tého řádu (dle počtu dělení)
PLÍCE = pulmo
hlavní párový respirační orgán umístěný v hrudní dutině; levá plíce 2 laloky, pravá plíce 3 laloky
kryty blánou poplicnicí (srůstá s plicním vazivem), která přechází v pohrudnici (vystýlá hrudní dutinu) → mezi nimi pohrudniční štěrbina/dutina s tekutinou (klouzání obou blan při dýchacích pohybech)
v pohrudniční dutině podtlak, drží plíce rozepjaté – při průniku vzduchu (např. úraz hrudníku) → pneumotorax (dochází ke smrštění plic)
obě plíce odděleny mezihrudím (mediastinum)
plicní báze (základna) leží na brániční klenbě
plicní branka (hilus) – vstup/výstup cév
plicní váčky s plicními sklípky (alveoly; jedna vrstva buněk, průměr 0,3 mm, až 400 miliónů sklípků, plocha 80–100 m2) – dochází k přestupu plynů po tlakovém spádu (parciální tlak, fyzikální principy)
PLICNÍ VENTILACE, DÝCHACÍ POHYBY, MECHANISMUS DÝCHÁNÍ - pojmy
dýchací svaly: bránice, mezižeberní svaly, při výdechu i břišní
dýchání: žeberní (více u dospělých) × brániční (více u dětí)
vdech = aktivní proces, vzduch nasáván, plíce se rozepínají, bránice se pohybuje směrem dolů
výdech = pasivní proces, vzduch vypuzován, plíce se smršťují, dýchací svaly ochabují, bránice směrem nahoru
vitální kapacita plic = maximální množství vzduchu, které můžeme vydechnout po největším možném nádechu (cca 4 litry) – spirometr
dechový objem = objem vzduchu, který se vymění při každém vdechu (cca 0,5 litru v klidu)
dechová frekvence = počet vdechů za minutu (cca 16 v klidu)
minutový dechový objem = objem vzduchu vyměněný za minutu (cca 8 litrů = 0,5 litru × 16 dechů)
inspirační rezervní objem = objem vzduchu, který můžeme ještě usilovně vdechnout po klidném nádechu (až 3 litry)
exspirační rezervní objem = objem vzduchu, který můžeme ještě usilovně vydechnout po klidném výdechu (do 1,5 litru)
reziduální plicní objem = objem vzduchu, který není možné z plic vydechnout (0,5–1 litr)
při dýchání se nevyužívá všechen vzduch, část ho zůstává nevyužita v dýchacích cestách → mrtvý prostor
kyslíkový dluh = prací zatížené svaly mohou část energie získávat štěpením glykogenu na kyselinu mléčnou (anaerobní glykolýza – bez kyslíku!), po práci dočasné zvýšené dýchání zajišťuje splácení takto vytvořeného kyslíkového dluhu (doplnění kyslíku v Hb, oxidace laktátu)
hypoxie = snížené zásobování buněk kyslíkem (průvodní jevy - modrání kůže a rtů)
anoxie = úplná absence kyslíku
apnoe = bezdeší (inspirační a. – zadržení dechu po nádechu, expirační a. – zadržení dechu po výdechu)
ŘÍZENÍ DÝCHÁNÍ, DÝCHACÍCH POHYBŮ
neurony dýchacího centra – schopnost cyklické tvorby vzruchů (→ automacie, rytmicita)
centrum: prodloužená mícha, hypothalamus
samostatnost není úplná – chemoreceptory v cévách (aktivace např. při snížené hladině kyslíku)
aktivita vycházející z mozkové kůry – volní dýchání
PŘENOS DÝCHACÍCH PLYNŮ
závisí na tlakovém spádu – parciální tlak kyslíku/oxidu uhličitého (viz vpravo saturační křivku)
zprostředkováván hemoglobinem
bílkovina globin + nebílkovinný pigment hem (s železem FeII)
1 molekula hemoglobinu má 4 hemové skupiny → váže 4 O2
přenos kyslíku: 98 % vázáno na Fe v hemoglobinu (Hb) → oxyhemoglobin (vazba je slabá, ve tkáních se snadno uvolňuje)
přenos oxidu uhličitého: plazma - 8 %, hydrogenuhličitanový anion - 67 %, hemoglobin - 25 % (vzn. karbaminohemoglobin)
CO se váže 300× rychleji než kyslík, 0,1 % ve vzduchu CO už je nebezpečné (→ karbonylhemoglobin → riziko vnitřního udušení!)
dusičnany nebo dusitany v pitné vodě – oxidace FeII na FeIII, vzniká methemoglobin (neschopný přenášet kyslík)
VÝMĚNA PLYNŮ
vnitřní dýchání - výměna mezi tkáněmi a krví
CO2 produkovaný tkáněmi difunduje do do krve, kde se mění na hydrogenuhličitanový anion a proton
díky produkci H+ dochází k okyselení, které snižuje afinitu hemoglobinu ke kyslíku
kyslík je tedy uvolněn pro tkáně
zevní dýchání - výměna plynů mezi plicními sklípky a krví
CO2 přinášený krví proniká do alveol a je vydechován
vdechovaný kyslík difunduje do krve a je rozváděn ke tkáním
Saturační křivka hemoglobinu
vyjadřuje závislost nasycení hemoglobinu kyslíkem na parciálním tlaku kyslíku
ke stoprocentnímu nasycená hemoglobinu kyslíkem dochází při tlaku 120 torrů
tvar křivky závisí na:
velikosti těla
množství kyslíku v prostředí
vlivu teploty
vlivu pH, parciálního tlaku CO2
TVORBA HLASU
probíhá pomocí hlasivky, jež je podložena hlasivkovými vazy
vazy se díky pohybům chrupavek a svalů pohybují - napínají se, přibližují a oddalují
napjaté hlasové vazy se při výdechu rozechvívají a vzniká tón
tón je rezonancí v dutinách nad hrtanem formován do barvy lidského hlasu
CHOROBY, NEMOCI A PORUCHY DÝCHACÍ SOUSTAVY
rýma: alergická nebo infekční, zvýšená tvorba hlenu
chřipka: virus, kapénková infekce
katary dýchacích cest: virové i bakteriální
angína: zánět mandlí (hnisavá, spálová)
zápal: plic, průdušnice, průdušek
astma: křeče hladkého svalstva, zúžení průdušek a zvýšená produkce hlenu
tuberkulóza: vede k rozpadu infekční tkáně, agens Mycobacterium tuberculosis
rakovina plic: nádorové onemocnění často spjaté s kouřením