Dýchací systém
• Horní cesty dýchací – cavitas nasi, pars nasalis pharyngis (nosohltan) • Dolní cesty dýchací – larynx, trachea, bronchi, pulmones • Plíce v cavitas pleuralis
Nosní dutina rozdělena nosní přepážkou na dvě poloviny. Sliznice pokrývá všechny stěny -čichový okrsek – u stropu nosní dutiny -dýchací okrsek - ostatní sliznice, epitel víceřadý řasinkový, pohárkové buňky produkující hlen
Vedlejší dutiny nosní Rezonanční prostory - dodávají hlasu jeho zabarvení Produkce NO (oxidu dusnatého) ve sliznici – bakteriostatický účinek NO pak působí vasodilataci v plicích a lepší oxygenaci a sycení O2 arteriální krve
Larynx - hrtan • příklopka hrtanová (elastická) • chrupavka štítná • chrupavky hlasivkové (2) • chrupavka prstencová • další drobné chrupavky • Navzájem spojeny klouby a vazy – Prstencová + štítná – napínání hlasových vazů, rotační pohyb hlasivkových chrupavek
Dutina hrtanu – cavitas laryngis • aditus laryngis • vestibulum laryngis • glottis (hlasivka) • cavitas infraglottica
Hrtan • • • •
tvorba hlasu dýchání kašel polykání
pohlavní rozdíly na hrtanu • celkově větší a delší hrtan u mužů než u žen • prominující hrtan – ‘ohryzek‘ • mutace hlasu – rychlý růst hrtanu v pubertě (testosteron)
Vznik artikulované řeči Struktury dýchacích cest, svaly, CNS • Hlasové vazy napjaté, štěrbina se zužujehlasivky do fonačního postavení • Výdech – proud vzduchu rozkmitá hlasové vazy – chvění vzduchového sloupce - hrtanový tón • Úprava v rezonančních dutinách – zesiluje se, zabarvuje • Samohlásky – změna tvaru a velikosti dutiny ústní a úst • Souhlásky – do proudu vydechovaného vzduchu překážky (jazyk, zuby, rty)
Trachea - průdušnice 12 – 13 cm zavěšená na prstencovou chrup. krčí a hrudní úsek
pohled zepředu
pohled zezadu
Trachea • Podkovovité chrupavky pospojované vazivem – výztuha dýchacích cest • Vzadu chrupavka chybí – hladká svalovina + vazivo reguluje průsvit) • Sliznice poryta víceřadým epitelem s řasinkami • Žlázky produkují hlen – zachytávání nečistot, transport k dutině ústní
koniotomie
a
mezi štítnou a prstencovou chrupavkou
tracheotomie těsně pod prstencovou chrupavkou těsně nad horním okrajem hrudníku
Průdušky - bronchi • Pravá a levá průduška • Hlavní bronchy se dělí na bronchy lalokové (2 - 3) a segmentové (I - X) • Obdobná stavba jako stěna trachey • bronchi lobares • bronchi segmentales vdechnutá cizí tělesa jsou v 75% v pravém bronchu - strmější
Pulmones – plíce • Růžové - šedočerné • Houbovitá konzistence cca 750 g • Párový orgán, tvar komolého kužele • Baze plic – konkávně – brániční klenba • Hilus – na vnitřní ploše – vstupuje hlavní bronchus, artérie a vény • Zevní plocha – na hrudní stěnu
Dýchací oddíly plic a jejich bronchy Plíce Plicní laloky 3,2 Plicní segmenty – 1 bronchus, 1 větev plicní tepny 10 (3+2+5), 8 (4+4) Bronchiální strom se větví dál uvnitř plíce (cca 24x), s průsvitem průdušek se redukuje i jejich stěna, ztrácí se chrupavčitá výstuha
• Terminální bronchioly (průdušinky) 0,5 mm – na 2 respirační bronchioly – 2-10 chodbiček, na jejich konci plicní sklípky (alveoly) • alveoly – bazální lamina je společná s bazální membránou krevních kapilár
• alveolární membrána 1 µm • membranosní pneumocyty (tenké buňky tvoří souvislou výstelku alveolů) • alveolární póry (spojují sousední alveoly) • sekreční pneumocyty -produkují surfaktant • makrofágy „prašné“b.
Výměna dýchacích plynů • Alveolo-kapilární bariéra 1µm • Difuze O2 a CO2 na ploše asi 100 m2 • Difuze oběma směry, ve směru tlakových gradientů vetší • Difuze rychlá a průtok krve pomalý – ustaví se rovnováha • Většina pulmonálních kapilár v klidu uzavřena, otvírá se při zátěži • Patologické stavy – klesá difuzní kapacita plic – zmenšuje se plocha – rozedma plic – zesílení a snížení permeability alveolo-kapilární membrány
Plicní cirkulace – 3 typy cév • Plicní cévy (funkční) – ve srovnání se systémovou cirkulací jsou kratší, mají menší odpor a mnohem slabší stěnu - velká plicní poddajnost, schopné pojmout velké množství krve (adaptaci na změnu srdečního výdeje). Pravá komora - artérie – kapiláry – alveoly – vény – levá síň • Bronchiální cévy (nutriční) – větve aorty, které vedou okysličenou krev pro pojivovou tkáň plic, septa a bronchy. Ústí do plicních žil, snižují celkovou saturaci okysličené krve • Lymfatické cévy- odvádí přebytečnou tekutinu z intersticiálního prostoru, brání edému plic
• Nutritivní krevní oběh – bronchiální tepny sledují větvení bronchů až na bronchioli respiratorii
• Funkční oběh – výměna plynů mezi krví a vzduchem – A. pulmonalis – větví se spolu s bronchy – kapiláry kolem alveolů – Vény pulmonales vznikají z kapilárních sítí alveolu – mezi segmenty, k bronchům až v hilu
Pleurální dutina • Poplicnice – tenká, průhledná blána, pokrývá povrch plíce • V plicním hilu – pohrudnice – Jednovrstevný plochý epitel, tekutina – dýchací pohyby – Uchycena k hrudní stěně – kolem každé plíce dutina – Vzduchotěsně uzavřená, tlak nižší než atmosférický a tlak v alveolárním systému
Pneumotorax • • • •
Proniknutí vzduchu do pleurální dutiny Kolaps plíce, ztráta ventilační funkce Zevní – přes hrudní stěnu a pleuru Vnitřní – mezi bronchiálním stromem a pleurální dutinou • Tenzní pneumotorax - ventilový mechanismus, kdy při nádechu proniká do pleurální dutiny vzduch a při výdechu se defekt uzavírá, čímž se vzduch hromadí v dutině • Punkce pleurální dutiny – vzduch, tekutina
Statické objemy plic • Dechový objem - asi 0,5 l vzduchu • Mrtvý prostor – objem dýchacích cest – 150-200 ml • Expirační rezervní objem – 1,1 l – lze vydechnout • Stále zůstává 1,2 l - reziduální objem • Inspirační rezervní objem – 3 l
Statické plicní kapacity • Vitální kapacita – součet dechového objemu a inspiračního a expiračního rezervního objemu – množství vzduchu, které vydechneme s max. úsilím po max. nádechu • Celková plicní kapacita – vitální kapacita + reziduální objem • Funkční reziduální kapacita- množství vzduchu v plicích po klidovém výdechu
Dynamické objemy plic • Objemy které jsou ventilovány za časovou jednotku • Maximální minutová ventilace – asi 120 -170 l
Mechanismus ventilace plic • Inspirační svaly – bránice (60%) a mezižeberní svaly, při usilovném dýchání i pomocné inspirační svaly • Rozpínání hrudníku – v plicích negativní tlak proti atmosférickému tlaku – nasávání vzduchu do vyrovnání – inspirace - aktivní děj • Ochabnutí napětí dýchacích svalů – retrakční síla plic je větší než síly rozpínající hrudník – v plicích tlak vyšší než atm. - vzduch proudí ven – expirace – pasivní děj (v klidu) • Dechový cyklus
Mechanismus ventilace plic • • • • •
Klidová frekvence 15 dechů/min Minutová ventilace plic – cca 8 l/min Rozsah 8 – 28 dechů/min Maximální minutová ventilace – asi 120 -170 l Velké požadavky – mohutnější inspirace + aktivní expirace • Dechový objem až na hodnoty vitální kapacity • Stoupá dechová frekvence
Pneumonie – zápal plic • Akutní infekce plicního parenchymu postihující alveolární prostory a tkáň intersticia. Může postihovat celý lalok (lobární p.), jeho segment (segmentární p.), přestupovat z bronchů na příslušné sklípky (bronchopneumonie) nebo postihuje tkáň intersticia (intersticiální pneumonie). • Viry a bakterie (pneumokoky, hemofily, stafylokoky) • Atypické pneumonie - Mycoplasma pneumoniae, Chlamydia pneumoniae • Mykotické pneumonie
• 429 million episodes of illness worldwide • Antibiotics are the main defense against community-acquired and hospital-acquired bacterial pneumonias • bacterial organisms form resistant biofilms rendering many antibiotics ineffective • New biomaterial formulations of antibiotics are currently being developed to penetrate biofilms in the respiratory tract and destroy pathogenic microbes.
Liposomes are biocompatible, biodegradable, and readily cleared by physiological metabolism. Moreover, liposomes are attractive as drug delivery vehicles, they can carry both hydrophobic and hydrophilic drugs over long periods of time and are able to concentrate antimicrobial agents at biofilm interfaces.
Gentamycin Amikacin Amphotericin B Animal model 1 dose
Chronická obstrukční plicní nemoc • Onemocnění charakterizované omezením proudu vzduchu v průduškách (bronchiální obstrukcí), které není plně reverzibilní. Bronchiální obstrukce progreduje a je spojena s abnormální zánětlivou odpovědí plic na škodliviny. • obstrukce - bronchokonstrikce, hypersekrece a edém sliznice dolních cest dýchacích, remodelace bronchiální stěny. • subepiteliální fibróza, hypertrofií a hyperplazií hladké svaloviny průdušek a pohárkových buněk. • zvýšení tloušťky stěny dýchacích cest, které se účastní zúžení průdušek
Astma • Zánětlivé onemocnění dýchacích cest s bronchiální hyperreaktivitou a variabilní dechovou obstrukcí, která je reverzibilní spontánně nebo léčbou. • neléčené astma může vést k remodelaci bronchiální stěny a ireverzibilní obstrukci • projevuje se exspirační dušností, hvízdáním nebo rekurentním neproduktivním kašlem, zejména v noci • příčina zvyšující se prevalence je nejasná (5–7 %). • genetické faktory a vliv prostředí • aeroalergeny (roztoči, plísně, pyly, zvířecí srst, peří), potraviny a léků, různé chemikálie, chladný vzduch, fyzická námaha, stres
Silikóza plic • mnohaletá inhalace prachu, který obsahuje volný oxid křemičitý • mezi nejzávažnější ložiskové kolagenní fibrózy. • k expozici dochází při práci v rudných a kamenouhelných dolech, lomech • volný oxid křemičitý působí na alveolární makrofágy - proliferace fibroblastů - vznik fibrózy • mnohočetná splývající ložiska, skořápkovité kalcifikace v lymfatických uzlinách • kašel či dušnost až při pokročilejším postižení plic, postupně známky respirační nedostatečnosti
Tuberkulóza • Infekční onemocnění - Mycobacterium tuberculosis – intracelulárně přežívající mikrob • infekce se šíří kapénkovou, alimentární nebo transplacentární cestou • předpokládá se, že třetina světové populace je infikována bakterií M. tuberculosis, v ČR v roce 2009 zaznamenáno 710 případů • plíce, periferní uzliny, ledviny, močového ústrojí, kosti a kůže • nekróza a vznik chorobné dutiny (kaverna) • opouzdření a kalcifikaci ložiska • dlouhodobém užívání antituberkulotik
Cystická fibróza • smrtelná lidská dědičná nemoc, mutace genu pro CFTR, postihuje převážně dýchací a trávicí soustavu • hustý, lepivý hlen v dýchacích cestách – zablokování, živná půda pro mikroorganismy -chronický zánět dýchacích cest. • léčba dýchacího ústrojí - inhalace, fyzioterapie, antibiotika, transplantace plic • nevyléčitelná, zmírnění jeho projevů • 1 dítě z 2500 až 3000 narozených děti, což je celkově okolo 40 až 50 dětí ročně
Tumory plic • benigní – vzácné • maligní – plicní karcinomy – spinocelulární – adenokarcinom – malobuněčný
• plíce jsou velmi častým orgánem pro metatázy; tumory se šíří lymfatickou cestou, hematogeně nebo i přímým prorůstáním • nejčastější maligní tumory u mužů, jedny z nejčastějších i u žen
Karcinom plic • nádorové masy stenozují nebo vyplňují bronchy a šíří se do okolního parenchymu; v plicním parenchymu kolaps, zánět, edém, nekrózy a nádorová disseminace • asi 40% pacientů přežívá rok od diagnózy, pětileté přežití je 15% • nejúčinnější léčba je chirurgická (u lokalizovaných forem) v kombinaci s dalšími postupy • malobuněčný - chirurgická léčba není indikovaná, tumor se léčí ozařováním a chemoterapeuticky
