Dýchací soustava člověka
Vnější dýchání
výměna plynů mezi krví a okolím (vzduchem) kyslík se dostává dýchacími pohyby vdechovaným vzduchem do plicních alveol (plicní ventilace) a odtud difúzí do krevního oběhu opačným procesem se dostává CO2 z krevního oběhu do plic, odkud je vydechován
Vnitřní dýchání
výměna dýchacích plynů mezi krví a tkáněmi kyslík je transportován krví k cílovým buňkám, přes tenkou stěnu kapilár proniká difúzí do buňky a reaguje v mitochondriích s kyselinou pyrohroznovou za vzniku CO2, H2O a uvolnění energie (ve formě ATP) při extrémní fyzické námaze může dojít ke vzniku tzv. kyslíkového dluhu (O2 se spotřebovává rychleji než je přijímán) a kys. pyrohroznová se mění na kyselinu mléčnou
Výměna a přenos plynů
vdechovaný vzduch: 21% O2 a 0,03% CO2, vydechovaný vzduch: 14 % O2 a 5 % CO2 přenos plynů funguje na principu difúze a tlakového spádu difúzi plynů mezi alveolami a nitrem erytrocytů způsobují rozdíly parciálních tlaků na základě difúze z míst s vyšším tlakem do míst s nižším tlakem dochází k sycení žilní krve O2 a k přechodu CO2 do plic v tepenné krvi je O2 pod vyšším tlakem přechod do tkání, CO2 je ve tkáních nadbytek – přechod do krve
Transport O2 krví
na hemoglobin (4 podjednotky složené z porfyrinu a Fe+, z nichž každý kationt váže molekulu O2, tzv. hemy) se naváže O2, dojde k oxygenaci a vzniku oxyhemoglobinu (O2 je málo rozpustný, všechen je vázaný) v periferních tkáních je relativně nízké pH a relativně vysoký tlak CO2, čímž je urychleno předání O2 tkáním (opačný proces v alveolárních kapilárách – vazba O2 na hemoglobin)
Transport CO2 krví
rozpuštěn volně v plazmě (5 %) chemicky vázán (vznik HCO3- =hydrogenuhličitanu) (85 %) vázán s hemoglobinem =karbaminohemoglobin (10 %)
Rozdělení dýchací soustavy A) HORNÍ CESTY DÝCHACÍ: nosní dutina, vedlejší dutiny nosní nosohltan B) DOLNÍ CESTY DÝCHACÍ: hrtan průdušnice 2 průdušky průdušinky, plicní chodbičky a váčky, plicní sklípky
Schéma dýchací soustavy nosní dutina
nosohltan čípek hrtanová příklopka pravá plíce
hrtan průdušnice průduška průdušinka levá plíce
bránice
Nosní dutina dutina čelní kosti
střední nosní skořepa
spodní nosní skořepa
nosní dírka
horní nosní skořepa
dutina kosti klínové
nozdra (choana)
nosohltan
Vedlejší dutiny nosní dutiny čelní dutiny čichové
dutiny čelistní
Hltan
nosohltan – ústí Eustachova trubice, nosní mandle ústní část hltanu - křížení cest dýchacích a trávicích hrtanová část – hrtanová příklopka (epiglotis) dýchání
polykání
nosohltan
nosohltan hltan
hrtan průdušnice
hrtanová příklopka zdvižena
hrtanová příklopka skloněna
jícen
Ústní část hltanu – křížení dýchací a trávicí trubice měkké patro
dutina nosní
tvrdé patro
nosohltan
ústní část hltanu zdvižená hrtanová příklopka
hrtan
hrtanová část hltanu jícen
Hrtan
hrtan
štítná chrupavka
průdušnice
štítná žláza
Hrtan
zepředu
jazylka vazivo chrupavka štítná chrupavky hlasivkové chrupavka prstencová průdušnice
zezadu
Hrtan (larynx)
hrtanová příklopka- umožňuje polykání dutý trubicovitý orgán (5-6 cm), tvořen chrupavkami - štítná („ohryzek“) - připojena vazem k jazylce - prstencová- kloubně spojena se štítnou - hlasivková- párová, kloubní spoj s prstencovou
mezi štítnou a hlasivkovými chrupavkami jsou napjaty 2 páry vazů: nepravé a pravé vazy hlasové, ohraničující hlasivkovou štěrbinu (při dýchání je otevřená, při mluvení se zúží a vazy se napnou- proud vzduchu je rozechvívá a vzniká tón)
Hlasivky
Průdušnice
Průdušnice
(trachea)
pokračování hrtanu, vazivem připojena na dolní okraj prstencové chrupavky trubice dlouhá asi 12 cm a široká 2 cm ve výši 5.hrudního obratle se dělí na 2 průdušky stěna vystlána víceřadým řasinkovým epitelem, který napomáhá odstranit vdechnuté škodliviny a prach z dýchacích cest stěna vyztužena 16-20 podkovovitými chrupavkami uložena před jícnem
Průdušky (bronchi)
vznikají rozdělením průdušnice a zanořují se do plic pravá: klasické pokračování průdušnice levá: odbočuje více vlevo (vyhýbá se srdci)
Průdušinky (bronchioly)
větví se do koncových průdušinek a přecházejí v plicní chodbičky, které se zakončují v plicních váčcích, na jejichž stěnu nasedají plicní sklípky (alveoly) jsou bohatě obklopeny krevními cévami ubývá chrupavčitých obloučků, objevuje se více hladkého svalstva a ubývá řasinkový epitel
Plíce
Plíce
Plíce (Pulmo)
párový dýchací (houbovitý) orgán, hmotnost asi 700 g odděleny vazivovou mezihrudní přepážkou, nasedají na bránici rozděleny hlubokými zářezy na laloky (větší pravá na 3, levá na 2) povrch plic je kryt vazivovou blánou: poplicnicí, dutina hrudní je kryta pohrudnicí: mezi oběma blanami je dutina pohrudniční, vyplněná vazkou tekutinou, která umožňuje klouzání blan při dýchání
Plíce
Plicní sklípky (alveoly)
plicní sklípky
síť krevních vlásečnic
Plicní sklípky (alveoly)
zajišťují výměnu plynů v plicích stěny jsou polokulovité o rozměrech asi 0,2 mm a jsou tvořeny jednovrstevným bezřasinkovitým epitelem (pro pronikání plynů) obklopeny sítí krevních vlásečnic, které pojmou v obou plicích 60-80 ml krve (krev je do plic přiváděna plicními tepnami) počet: více než půl miliardy vzduchové prostory alveolů a červené krvinky musí být v těsném kontaktu- kyslík prochází přes tenkou stěnu a přes membránu červené krvinky (opačně v případě CO2) vnitřní plocha plic je bohatě větvená - dýchací plocha měří zhruba 80 m2
Mechanika dýchání
při dýchání jsou změny objemu hrudníku pasivně sledovány plícemi: střídavě v nich klesá a stoupá tlak- vzduch tak proudí do plic a z plic nádech (inspirace): bránice se stáhne a zploští, dojde k protažení hrudního koše, mezižeberní svaly se stáhnou a způsobí roztažení hrudního koše - sníží se tlak vzduchu a vzduch je nasáván tak dlouho, než se vnitřní a vnější tlak vyrovná výdech (exspirace): bránice a mezižeberní svaly se uvolní, hrudní koš se samovolně zužuje a vzduch z plic uniká (bez výdeje energie) v pohrudniční štěrbině je tlak nižší než tlak atmosférický, což způsobuje pružné napětí plic, které mají stálou tendenci smršťovat se
Mechanika dýchání
Dýchací svaly
vnější svaly mezižeberní: umožňují vdechový pohyb hrudníku vnitřní svaly mezižeberní: způsobují výdech bránice: nice nejdůležitější dýchací sval - odděluje hrudní a břišní dutinu, vyvinut až u savců - střed tvořen plochou šlachou, okraje jsou masité - 3 otvory pro aortu, jícen a dolní dutou žílu - při kontrakci nastává nádech a při uvolnění výdech (bránice je vyklenuta do dutiny hrudní) u mužů převládá při dýchání činnost bránice, u žen se více uplatňují mezižeberní svaly
Objemy v plicích
Objemy v plicích
Dechový objem: 500 ml vzduchu Dechová frekvence: asi 16 dechů/min Minutový dechový objem: asi 7 litrů vzduchu (až 9 l) Vdechový rezervní objem: asi 2,5 l (maximální nádech) Výdechový rezervní objem: asi 1 l (maximální výdech) Vitální kapacita plic: množství vzduchu při maximálním výdechu, před kterým došlo k maximálnímu nádechu - u běžné populace činí asi 3,5 - 5 litrů Zbytkový (reziduální) objem: množství vzduchu zůstávající v plicích i po maximálním výdechu (asi 1,5 l) Celková kapacita plic: asi 6 litrů (vitální kap. + reziduální objem) Přístroj na měření objemu plic se nazývá spirometr
Řízení činnosti dýchací soustavy
řízení zajišťuje CNS, dýchací centrum se nachází v prodloužené míše a dýchací svaly jsou inervovány vlákny z krční a hrudní míchy řízení hodně ovlivňují plicní baroreceptory na stimulaci tlaku O2 v tepenné krvi se podílejí periferní chemoreceptory koncový mozek (vědomá regulace)
Plíce kuřáka
nekuřáka
