Dýchací systém ANATOMIE DÝCHACÍCH CEST Dutina nosní VKSTI HtTLUM NASI Dutina ústní Hrtan i 11111 <': 11 11 < I l:u-ln:n ■ is DKXTKB llilľis SU I pulmonis dext lObus sup. pulinonia dexl itms iiiimIíus pulmonis Jest, lii'uiii'liiis loharis melius ' Diapimignui l.nlms inľ. [milium!« faxt. •'' líniiiľlius liiliiiľis inľ piillncniis dexl Vedlejší dutiny nosní Hltan PULMO SINISTER (apex) Lobns sop. pulmonis sin, UliilNt Ills PKINOJPAUS SINISTER Bronchos lobalis sn|>. pulmouis sin. Bronchus Lobaris ini. Prudšnice Plíce Hiaphragma (pars liimliiilis, cnis dext.) 0322 25 8667 19 Hlavní nádechové svaly: bránice, zevní mezižeberní svaly Pomocné dýchací svaly: m. sternocleidomastoideus, skupina skalenových svalů Výdechové svaly: vnitřní mezižeberní svaly, svaly přední stěny břišní ) (• trachea mm scaíeni mm. intercostaíes interní mm. intercostaíes externí páka A - B < A' - C -* zvedáni žeber B B" 1 páka A-B'>A' -C -klesáni žeber PLEURA pulmonalis partialis pleurální štěrbina ELASTICKÉ VLASTNOSTI PLIC ^ AV plieni poddajnost (compliance): (_, =-------- AP Faktory ovlivňující elastické vlastnosti plic: stavba plic: přítomnost elastických vláken povrchové napětí alveolu: SURFAKTANT - snižuje povrchové napětí 8 TI 1 Odpor dýchacího systému K. = ----------- 71 r4 p 2T maximálni nádech IC (3 000 ml) IRO (2 500 mi) 49% DO (500 ml) hRí) kľtäovúvýdechová^ (J 500 ml) poloha (poloha FRC) ft((^ —I..........."............*""-—" (3 000 ml) KO maximálni VC (4 500 mi) TLC f\ (6 OOOml) (l 500 ml) výdech Statické plieni objemy: - dechový objem DO (0,5 1) - inspirační rezervní objem IRO (2,5 1) - exspirační rezervní objem ERO (1,5 1) - reziduálni objem RO (1,5 1) Statické plieni kapacity: - vitálni kapacita plic VC (4,5 1) = IRO+DO+ERO - celková kapacita plic TC (6 1) = IRO+DO+ERO+RO - inspirační kapacita IC (3 1) = IRO+DO - funkční reziduálni kapacita FRC (3 1) = ERO+RO Dynamické plieni parametry: - dechová frekvence f - minutová ventilace plic V- - maximální minutová ventilace M Vv*- - jedno sekundová vitální kapacita FEVX Funkční _ anatomický , alveolárni mrtvý prostor mrtvý prostor mrtvý prostor vdechovaný vzduch alveolárni vzduch vydechovaný vzduch p02 21 13 15 pco2 0,03 5 4 H20 0 6 6 N2 80 77 75 tepny kapiláry žíly p02 13 <5 5 PC02 5 >6 6 H20 6 6 6 N2 77 77 77 TRANSPORT O 2 rozpuštěný v plazmě vazba na hemoglobin (Fe2+) 1 molekula hemoglobinu váže 4 molekuly 02 i teploty kPa 100%t TpH ipC02, ÍD?j6 50% PCO; asi 0,75 s 100 střední tlak P!ice v a, puimonaiis afveoius v úrovni komory (15 mmHg) / ""»/ a. pulmona/is zóna 1 P. > Pa > P, perfúze Q hrot (ľ — ífi báze ntilace V, perfúze Q ^ -------1----------1---------r 0,5 1,0 1r5 VA, popř. d (I.min""1 na 11 plic) tlaky v mmHg pOj = 40 pCO, = 46 V, vnejsi vzduch p03 = 150 pCO, = 0 0 neventilovany alveolus«-------- normální neperfundovaný v* ů = 0 ^ = v* ó. 5,25 V, = oo TRANSPORT co2 -vplazme rozpuštěný vazba na plazmatické bílkoviny -v červených krvinkách rozpuštěný vazba na hemoglobin" C02 + H20 —' H2C03 - — H+ + HC03 C02 í (pH 1 dýchaní f normalizace C02 (pH) j normalizace dýchání bránice \ dýchání t normalizace p02 \ normalizace dýcháni Mechanika dýchání při práci: • plieni ventilace v klidu: brániční dýchání u netrénovaného 30-40%, u trénovaného 50-60% • při práci se podíl hraničního dýchání f, postupně přechod dýchání do inspirační polohy (do IRV), do DF 40/min se nepoužívá výdechové svalstvo, při |DF se zapojují výdechové svaly —► |spotřeba energie —»lepší je |DO a jDF Dechová frekvence (DF) • zvyšování v průběhu práce je individuální, u žen bývá vyšší • lehká práce 20-30/min, těžká 30-40/min, velmi těžká 40-60/min • u zátěže cyklického charakteru může být vázána na pohyb • fDF může vést ke |DO a tím i minutové ventilace —► jalveolární ventilace —► ^fyziologického (funkčního) mrtvého prostoru Dechový objem (DO) • v klidu asi 0.5 I, střední výkon asi 1-2 I (30%VC), těžká práce asi 2-3 I (50%VC, u trénovaných až 60-70%VC) Vitální kapacita (VC) • je statický parametr, ovlivnitelný předchozí zátěží: při mírné (rozdýchání) se může |, při střední se nemění, při vysoké pro únavu dýchacích svalů může i klesnout na 60% výchozí hodnoty Minutová ventilace (MV) závisí na p02 a pC02 minutová ventilace po skončení práce klesá nejdříve rychle, pak pozvolněji Maximální minutová ventilace (MMV) volni: v ' měřena v klidových podmínkách; muži asi 100-150 l/min, ženy 80-100 l/min pracovní: je asi o 20 % j než volní ó-i -c 5- CN 4-1 O ™o 3 - § V02 • VC02 8 12 16 20 Time (min) SPOTŘEBA KYSLÍKU V02 [1 min] Množství kyslíku předané tkáním za časovou jednotku Ukazatel aerometabolických schopnosti organizmu a výkonnosti transportního systému. Udává se rovněž v jednotkách l/min/kg? tento parametr zohledňuje interindividuální rozdíly v imotnosti těla. VÝDEJ OXIDU UHLIČITÉHO VC02 [1 min] Doplňková hodnota při neinvazivním určování anaerobního prahu a pro stanovení poměru respirační výměny R MAXIMÁLNÍ SPOTŘEBA KYSLÍKU V02max [l/min] nebo [l/min/kg] Důležitý funkční ukazatel zátěžového vyšetření - představuje kapacitu transportního systému. Nemocné osoby mají tento index podstatně nižší a ani nesplňují kritéria pro dosažení maxima. Maximální spotřeba kyslíku V04max \ ml/ kg /min) 100 = max. aerobní výkon nejvyšší v 18 letech: muži 46,5 ml/kg/min ženy 37 ml/kg/min - postupně klesá s věkem Cross-country Endurance Rowers skiers see skaters flood Aerobic Entjuronce WeighT"^0"11/ seďentofy Post myocardial Runners cydiii* dancer* ,y*"mrner* j;^ůri sedentary infarction patfent závisí na: ventilaci, alveolokapilární difúzi, transportu oběhovým systémem, tkáňové difúzi, buněčné oxidaci Immediate post myncn bM infarction patient 3 2.5 "i 2 I 5 -J I - 0 5- Ramp pfototol 8 10 12 U Time Iminl q VE/VC02 • VE/V02 ,-55 ■50 VENTILAČNÍ EKVIVALENT VE02 [1] Množství vzduchu v litrech proventilovaného plícemi, z něhož si organizmus odebere 1 litr 02. Během stupňovaného zatížení nejprve mírně klesá, s dalším vzrůstem zátěže stoupá pozvolna, později strměji. Průběh má exponenciální charakter, místo počátku -45 § prudkého vzestupu odpovídá přibližně úrovní anaerobního prahu. I Hodnota je ukazatelem ekonomiky dýchání: zdatnější a zdraví mají při stejných zátěžích nižší výsledky, málo zdatní a nemocní reaguji podstatně vyššími hodnotami. < m < J-40 m -35 L 30 T--------1-------I--------1-------I--------1 0 75 150 225 300 375 450 Power Output (Watts) ventilační ekvivalent veco2 [1] Množství vzduchu v litrech proventilovaného plícemi, z něhož organizmus vyloučí 1 litr C02. Změny reaktivní -fáze úvodní = f DF a ventilace před výkonem mechanismus: emoce (více u osob netrénovaných) a podmíněné reflexy (převládají u trénovaných osob) startovní a předstartovní stavy Změny reaktivní -fáze průvod n í= při vlastním výkonu roste DF a ventilace nejdřív rychle (fáze iniciální), —►zpomalení, —»při déletrvající zátěži (více než 40-60s) se může projevit mrtvý bod 5 10 Time {minj 250-, 200- *E c > 0 1 75 T-------1-------1-------1------R- 150 225 300 375 450 Power Output (Watts) 87 mrtvý bod • subjektivní příznaky = nouze o dech, svalová slabost, bolesti ve svalech, tíha a tuhnutí svalů • objektivní příznaky = pokles výkonu, l koordinace, narušená ekonomika dýchání, tzn. jDO a ventilace, ale f DF, T TF, t TK; • příčina = nedostatečná sladěnost systémů při přechodu neoxidativního metabolismu na oxidatívni druhý dech • jestliže se pokračuje dále, pak příznaky mrtvého bodu mizí, —► druhý dech, tzn. ÍDO, | DF, i TF, i TK • rovnovážný stav po 2-3 min méně intenzivní a po 5-6 min intenzivnější práce Změny reaktivní -fáze následná = návrat ventilačních parametrů k výchozím hodnotám, zpočátku rychleji, postupně pomalejší y (í.niíi) Změny adaptační lepší mechanika dýchání lepši plieni difúzi |DF t max. DO (3-5 I) t VC S 5-8 I, $ 3.5-4.5 I i minutovou ventilaci při standardním zatížení, vyšší max. hodnotu S 150-200 I, ? 100-130 I rychlejší nástup setrvalého stavu minimální až nulové projevy mrtvého bodu HYPOXIE Hypoxická hypoxie - i arteriálního p02 Anemická hypoxie - normální arteriální p02, i přenášejícího hemoglobinu Stagnační / ischemická hypoxie - i průtoku, není dodáváno dostatečné množství 02 Histotoxická hypoxie - dodávka 02 přiměřená, zábran využití 02 buňkami HYPERKAPNIE - T C02 Deprese CNS - zmatenost, poruchy smyslové ostrosti, nakonec koma s útlumem dýchání a smrt HYPOKAPNIE - i C02 Hypoxie mozku díky vazokonstrikci cév - ztráta orientace, závratě, parestézie t BAROMETRICKÉHO TLAKU Přetlak 100% kyslíku - dráždění dýchacích cest, svalové záškuby, zvonění v uších, závratě, křeče a koma Přetlak s N: dusíková narkóza - euforie, snížená výkonnost a intelekt Přetlak s He: neurotický syndrom - třesy, netečnost, porušení manuální zručnosti, intelekt není porušen "V*. -Žša&ss*-^^*--- ■*" "^ ^^ _—«^^^»^^_ > i 1 Signál pro vynorení HYPERVENTILACE \ .-""\ t ^ *~ ** S ' S I S , ■fr: A. Dýcháni ve výice (bez aklimatizace) A E > 18 16 14 12 10 parciální tlaky v okolním vzduchu bod varu tělesných tekutin při 37 °C maximální výška při dýchání 02 hyperventilace 02 maximální výška pří dýchání vzduchu hyperventilace vzduchu tlak 02 v alveotech při dýchání vzduchu tlak Q2 v alveolech při dýchání čistého 02 minutová ventilace kritický při hyperventilaci výškový zisk díky hyperventilaci kritický bez hyperventilace výškový zisk díky hyperventilaci kritický bez hyperventilace Q. o I I 15 25 15 PAo^kPa) 25 10 30 . VT (l/min)