układ oddechowy zajęcia 4.doc

UKŁAD ODDECHOWY

W skład układu oddechowego wchodzą:
DROGI ODDECHOWE:
- Jama nosowa
- Gardło
- Krtań
- Tchawica
- Oskrzela
WŁAŚCIWY NARZĄD ODDECHOWY:
- Płuca

Narządami pomocniczymi biorącymi udział w ruchach oddechowych są mięśnie: głównie przepona oraz mięśnie międzyżebrowe.
Drogi oddechowe zaczynają się nozdzrzami przednimi, które prowadzą do jamy nosowej.

Jama nosowa
Jama nosowa to pierwszy odcinek dróg oddechowych.
Podzielona jest na dwie części przegrodą nosa zbudowaną z kości oraz chrząstki. Wokół jamy nosowej znajdują się przestrzenie wypełnione powietrzem, tzw. zatoki oboczne nosa - często występują stany zapalne tych zatok. Od tyłu jama nosowa łączy się poprzez nozdrza tylne z jamą gardła.
Wewnątrz wysłana jest silnie unaczynioną błoną śluzową pokrytą licznymi rzęskami - migawkami, w przedniej części błonę śluzową jamy nosowej pokrywają grube, krótkie włoski. W jamie nosowej możemy wyróżni okolicę węchową, w błonie śluzowej tej okolicy znajdują się zakończenia nerwów węchowych.
Powietrze, które przechodzi przez jamę nosową, zostaje:
- oczyszczone z kurzu dzięki śluzowi, rzęskom i włoskom pokrywającym tę jamę;
- ogrzane;
- nawilżone.
 

Gardło
Gardło jest odcinkiem, w którym krzyżują się drogi oddechowe i pokarmowe. Jama gardła dzieli się na 3 czści:
- górną - nosową , która łączy się z jamą nosową; w bocznej ścianie części nosowej gardła po obu stronach znajdują się otwory - ujścia trąbek słuchowych;
- środkową - ustną, leżącą bezpośrednio za jamą ustną;
- dolną - krtaniową, w której znajduje się wejście do krtani.
 

Krtań
Jest to narząd położony między gardłem a tchawicą. Zbudowana jest z 9 chrząstek, połączonych ze sobą więzadłami i mięśniami, które służą do unoszenia i opuszczania krtani. Jedna z chrząstek - nagłośnia - zamyka wejście do krtani w czasie połykania pokarmu. W ten sposób drogi oddechowe są zabezpieczone przed niepożądanym wyniknięciem cząstek pokarmowych.
Wnętrze krtani jest wysłane nabłonkiem z ruchomymi rzęskami. Rzęski poruszają się w kierunku gardła, usuwając pyły lub inne zanieczyszcznia, dostające się do krtani wraz z wdychanym powietrzem.
Krtań jest narządem głosotwórczym. Wewnątrz krtani pomiędzy chrząstkami są rozpięte tzw. fałdy głosowe, które ograniczają przestrzeń, zwaną głośnią. Jest to właściwy aparat głosowy. Dolne fałdy głosowe są zwane strunami głosowymi.
Fałdy głosowe mogą się przemieszczac względem siebie dzięki odpowiednim mięśniom, powodując powiększanie lub zwężanie szpary głośni.
Szpara głośni może by szeroka, wtedy przechodzące przez nią powietrze nie powoduje powstawania żadnego dźwięku. Przy wąskiej wycieśnionej szparze głosowej, przechodzące przez nią powietrze wywołuje drgania strun głosowych i powstawanie dźwięku.
Wysokośc dźwięku zależy od stanu napięcia strun głosowych, natężenia zaś dźwięku - od szybkości przepływającego przez szparę głosową powietrza.
 

Tchawica
Ma kształt rury o dużej sprężystości, długości około 10-13cm. Od góry połączona jest z krtanią, u dołu przechodzi w dwa oskrzela.
Ściana tchawicy zbudowana jest z chrzęstnych pierścieni połączonych ze sobą za pomocą więzadeł. Każda chrząstka ma kształt podkowy. Tchawica wewnątrz jest wysłana błoną śluzową pokrytą nabłonkiem z rzęskami. Śluz wydzielany przez gruczoły śluzowe oraz falujące ruchy rzęsek ułatwiają wychwytywanie wdychanych wraz z powietrzem drobin pyłów, które usuwane są z dróg oddechowych w czasie odruchu kaszlu.
 

Oskrzela
Są naturalnym przedłużeniem tchawicy. Zbudowane podobnie jak tchawica z podkowiastych chrząstek, połączonych ze sobą więzadłami, wysłane nabłonkiem z ruchomymi rzęskami.
Oskrzela główne rozgałęziają się na oskrzela o mniejszej średnicy, które dają początek jeszcze węższym oskrzelikom. Najdrobniejsze z oskrzelików zakończone są pęcherzykami płucnymi.
W ścianach oskrzelików nie występują chrząstki.
System rozgałęzień każdego z oskrzeli głównych tworzy tzw. drzewo oskrzelowe doprowadzające powietrze do każdego z płuc.
Podstawowe zadania tchawicy i oskrzeli to:
- transport powietrza do płuc;
- ogrzewanie i nawilżanie tego powietrza;
- oczyszczanie powietrza z ciał obcych.
 

Płuca
Płuca są narządem parzystym o gąbczastej strukturze, leżącym wewnątrz klatki piersiowej. Mają kształ zbliżony do spłaszczonych stożków. Płuco lewe - w związku z ułożeniem serca - jest nieco mniejsze od prawego.
Płuca są pokryte cienką, błyszczącą błoną, tzw. opłucną, której wilgotna powierzchnia ułatwia ruch płuc w czasie oddechu, nie pozwalając na tarcie ścian. Zbudowane są z milionów pęchrerzyków płucnych. Każdy pęcherzyk jest opleciony gęstą siecią naczyń krwionośnych włosowatych
W pęcherzykach płucnych odbywa się wymiana gazowa między wypełniającym je powietrzem a krwią. Przenikanie gazów przez ściany pęcherzyków płucnych jest możliwe, gdyż składają się one z pojedynczej warstwy komórek.

WYMIANA GAZOWA

Proces występujący u wszystkich komórek zachodzący w trakcie oddychania tlenowego, polegający na pobraniu z otoczenia tlenu i wydaleniu dwutlenku węgla.

WYMIANA GAZOWA U CZŁOWIEKA -

Wymiana gazowa w płucach: Powietrze jest mieszaniną gazów. Najważniejszymi składnikami są: azot ok. 78%, tlen ok. 21%, dwutlenek węgla ok. 0,03% i inne gazy. Z powietrza wciągniętego do wnętrza pęcherzyków płucnych tlen przechodzi do naczyń włosowatych, a dwutlenek węgla, przetransportowany przez krew, w odwrotnym kierunku, do wnętrza pęcherzyka płucnego, a następnie do oskrzeli, tchawicy, krtani - na zewnątrz.

Jest to zjawisko fizyczne oparte na zasadach dyfuzji. Każdy gaz przechodzi z miejsca, gdzie znajduje się w wyższym stężeniu, do miejsca o niższym stężeniu. Tlen pobrany w pęcherzykach płucnych łączy się z hemoglobiną. Proces ten nazywamy zewnętrzną wymianą gazową.

Mechanizm wentylacji płuc:

Wdech:

·         mięśnie międzyżebrowe kurczą się,

·         żebra unoszą się do góry,

·         zwiększa się objętość klatki piersiowej,

·         przepona spłaszcza się.

Wydech:

·         mięśnie międzyżebrowe rozluźniają się,

·         żebra wracają do pierwotnego położenia,

·         zmniejsza się objętość klatki piersiowej.

Ilość wydychanego powietrza zależy od:

·         tempa oddychania,

·         głębokości oddychania.

Mechanizm oddychania zachodzi niezależnie od naszej woli. Kieruje nim układ nerwowy, którego ośrodki znajdują się w rdzeniu przedłużonym.

Wymiana gazowa w tkankach:

Tlen pobrany w pęcherzykach płucnych transportowany przez krew, dociera do tkanek. Tam odbywa się wymiana gazowa wewnętrzna, tzn. tlen przenika do komórek, a z komórek pobierany jest dwutlenek węgla, który z krwią wędrować będzie do płuc. Wędrówka gazów w tkankach odbywa się również na zasadzie dyfuzji.

Schematy obrazujące sposoby wymiany gazowej

MECHANIKA ODDYCHANIA

Rytmiczne ruchy oddechowe klatki piersiowej - oddechy (około 16 na min. w spoczynku) powodują wentylację płuc (przewietrzanie). Każdy oddech (czyli cykl oddechowy) składa się z wdechu (fazy wdechowej) oraz wydechu (fazy wydechowej), w czasie których do pęcherzyków płucnych jest wciągane powietrze atmosferyczne.
W czasie wdechu skurcz (praca) mięśni wdechowych: przepony, mięśni międzyżebrowych zewnętrznych, pokonuje opory elastyczne i nieelastyczne płuc i klatki piersiowej oraz opory dróg oddechowych dla przepływającego przez nie powietrza. Pokonanie oporów powoduje przesunięcie przepony w dół oraz ruch żeber i mostka ku górze i na zewnątrz, co wywołuje wdechowe powiększenie wymiarów klatki piersiowej, a więc zwiększenie objętości jamy klatki piersiowej. Sprężyste napięcie (pociąganie) ścian klatki piersiowej działające na zewnątrz obniża ciśnienie ujemne w jamie opłucnej w stosunku do ciśnienia atmosferycznego. Obniżone ciśnienie działa na opłucną płucną (pokrywającą płuco), powodując podążanie jej za opłucną ścienną (wyścielającą wewnętrzną powierzchnię klatki piersiowej). W konsekwencji płuca ulegają rozciągnięciu, zwiększają swoją objętość, co powoduje napływ powietrza do płuc tak długo, aż ciśnienie śródpęcherzykowe zrówna się z ciśnieniem atmosferycznym (rozprężanie się płuc).
Na szczycie wdechu mięśnie wdechowe rozkurczają się, przepona przesuwa się ku górze i klatka piersiowa stopniowo zmniejsza się (zapada), co doprowadza do zmniejszenia objętości klatki piersiowej. Ciśnienie ujemne w jamie opłucnej staje się mniej ujemne, sprężyste napięcie płuc (pociąganie płucne) działające do wewnątrz powoduje elastyczne zapadanie się płuc, a więc zmniejszanie objętości płuc. W pęcherzykach płucnych ciśnienie wzrasta powyżej ciśnienia atmosferycznego, co skierowuje przepływ powietrza w drogach oddechowych na zewnątrz. Spokojny wydech jest aktem biernym, natomiast w czasie nasilonego wydechu kurczą się mięśnie międzyżebrowe wewnętrzne oraz mięśnie przedniej ściany brzucha (zwiększenie ciśnienia śródbrzusznego - działanie tzw. tłoczni brzusznej), co zmienia ciśnienie w jamie opłucnej na dodatnie. W czasie swobodnego wdechu do dróg oddechowych dostaje się około 500 ml powietrza, stanowiącego objętość oddechową; z tej objętości do pęcherzyków płucnych dostaje się około 350 ml, a pozostałe 150 ml wypełnia drogi oddechowe, czyli tzw. przestrzeń martwą anatomiczną, w której nie ma wymiany gazów.

RUCHY ODDECHOWE

Wentylację płuc zapewniają ruchy ssąco-tłoczące klatki piersiowej. Wdech powodowany jest skurczem mięśni oddechowych: przepony rozpiętej na łuku żeber dolnych oraz mięśni międzyżebrowych zewnętrznych, rozpiętych na żebrach. Rozciągnięcie klatki piersiowej we wszystkich trzech wymiarach prowadzi do zwiększenia objętości płuc i wytworzenia podciśnienia zasysającego powietrze. Wydech jest najczęściej aktem biernym. Rozluźnienie mięśni oddechowych sprawia, że klatka piersiowa i płuca kurczą się, a niewielkie nadciśnienie wytłacza powietrze z płuc i dróg oddechowych.

Przy wdechu powietrze dostaje się najpierw do jamy nosowej. Tam ulega ogrzaniu, nawilżeniu i, w znacznym stopniu, oczyszczeniu z kurzu, bakterii i innych drobnych zanieczyszczeń. Jest to możliwe dzięki wyścieleniu jamy nosowej silnie unaczynioną błoną śluzową z wielowarstwowym nabłonkiem migawkowym, zawierającym liczne komórki śluzowe. Następnie powietrze przepływa do gardła i krtani. W gardle krzyżują się drogi oddechowe i przewód pokarmowy, dlatego przy przełykaniu dochodzi do zatrzymania oddechu i zamknięcia dróg oddechowych przez nagłośnię. Przez krtań i tchawicę powietrze przechodzi do drzewa oskrzelowego, by dotrzeć w końcu do pęcherzyków płucnych, w których zachodzi właściwa wymiana gazowa.

NAPIĘCIE PŁUCNE

Ciśnienie powietrza wielkości jednej atmosfery działa z jednej strony od zewnątrz na klatkę piersiową, z drugiej od wewnątrz przez światło dróg oddechowych na powierzchnię wewnętrzną płuc. Oprócz tego istnieją inne siły działające na klatkę piersiową i płuca. W toku kształtowania się klatki piersiowej i płuc wytwarza się sprężyste napięcie płuc - działające do wewnątrz oraz sprężyste napięcie ścian klatki piersiowej - działające na zewnątrz. Przeciwstawne działanie obu sił sprężystych wywołuje ujemne ciśnienie w jamie opłucnej (między ścianą klatki piersiowej i płucem), mniejsze od atmosferycznego. To zjawisko tłumaczy fakt, że płuco w fazie wdechu jest pociągane przez ścianę klatki piersiowej, mimo że nie jest z nią niczym połączone. Sprężyste napięcie płuc (pociąganie płucne) ma działanie ssące na wewnętrzną powierzchnię ściany klatki piersiowej. Przekonać się o nim można, gdy przedziurawieniu ulegnie ściana klatki piersiowej i nastąpi wprowadzenie powietrza do jamy opłucnej. Wówczas płuco kurczy się, zapada i przylega do miejsca wnikania do płuca oskrzela głównego i naczyń krwionośnych, wsysając powietrze przez powstały otwór. Jama opłucnej wypełnia się powietrzem - powstaje odma opłucnej. Płuco zapadnięte nie bierze udziału w oddychaniu.

CIŚNIENIE to wielkość skalarna określona jako wartość siły działającej prostopadle do powierzchni podzielona przez powierzchnię na jaką ona działa, co przedstawia zależność:

gdzie: p – ciśnienie (Pa), Fn – składowa siły prostopadła do powierzchni (N), S – powierzchnia (m²).

W przypadku gazów w stanie ustalonym w spoczynku, ciśnienie jakie gaz wywiera na ścianki naczynia jest funkcją objętości, masy i temperatury i dlatego w termodynamice traktowane jest jako funkcja stanu.

Uogólnieniem pojęcia ciśnienia jest naprężenie.

Do pomiaru służy manometr i barometr.

CHOROBY UKŁADU ODDECHOWEGO

Układ oddechowy ze względu na swą "otwartość" na świat zewnętrzny jest szczególnie narażony na działanie czynników chorobotwórczych obecnych w powietrzu. Najczęstszymi więc chorobami go dotykającymi są zakażenia - szczególnie górnych dróg oddechowych.

W większości wypadków są to infekcje wirusowe. To one są sprawcami pospolitych "katarów" przebiegających z zatkaniem nosa, kaszlem, bólem gardła, gorączką i innymi objawami ogólnymi. Do tych infekcji zalicza się też grypa, przebiegająca z reguły epidemicznie i różniąca się od innych banalnych zakażeń wirusowych dróg oddechowych cięższym przebiegiem, zajęciem niekiedy także dolnych odcinków dróg oddechowych oraz narządów pozapłucnych.

Większość zakżeń wirusowych nie wymaga szczególnego leczenia, poza stosowaniem środków łagodzących objawy. Dotyczy to także grypy. Ze względu na niebezpieczne powikłania grypy - coraz powszechniejsze są zalecane przez lekarzy coroczne szczepienia przeciw grypie.

Zakażenia bakteryjne dróg oddechowych są nieco rzadsze. Często są wtórne do "torujących drogę" zakażeń wirusowych. Mogą dotyczyć każdego odcinka dróg oddechowych. Szczególnie niebezpieczne są jednak bakteryjne zapalenia płuc u małych dzieci, ludzi starych, osób z chorobami układu krążenia oraz z osłabioną odpornością (chorych na białaczki czy AIDS).

Najczęstsze są zapalenia pneumokokowe oraz bakteria o nazwie Haemophilus influenze. Najbardziej niebezpieczne są zapalenia gronkowcowe, czasem oporne na typową antybiotykoterapię.

Szczególnym rodzajem zakażenia bakteryjnego jest gruźlica płuc, wywołana prątkiem Kocha. Ta bakteria jest wyjątkowo tlenolubna, stąd tak często wybiera płuca jako miejsce zasiedlenia i namnażania. Dzięki szczepieniom i skutecznej wielolekowej terapii gruźlica nie jest takim zagrożeniem, jak w przeszłości, jednak w ostatnim dziesięcioleciu epidemiolodzy odnotowali gwałtowny wzrost objawowych zakażeń gruźliczych, przede wszystkim związanych z rozprzestrzenianiem się (zwłaszcza w Afryce) AIDS.

Drogi oddechowe są bardzo podatne na działanie alergenów. Coraz więcej jest osób cierpiących na katar sienny wywoływany przez pyłki traw i drzew oraz astmę oskrzelową, charakteryzującą się napadami skurczu oskrzeli i gromadzenia się śluzu w ich świetle. Napadowa duszność (zwłaszcza wydechowa) i suchy kaszel, szczególnie nocny - to typowe objawy astmy. Współczesne leczenie tej szybko rozprzestrzeniającej się choroby jest wielolekowe i opiera się na wziewnych lekach rozszerzających oskrzela oraz kortykoidach leczących zapalenie.

Niektóre bardzo poważne choroby maja ścisły etiopatogenetyczny związek z paleniem papierosów. Należy do nich przewlekła obturacyjna choroba płuc, w której dochodzi do trwałego i postępującego zwężenia dróg oddechowych w wyniku toczącego się przewlekłego zapalenia oskrzeli oraz nadmiernego rozdęcia płuc, zwanego rozedmą. Typowe objawy to ciągły kaszel, odkrztuszanie plwociny, duszność, pogorszenie tolerancji wysiłku, częste zakażenia dróg oddechowych - wirusowe i bakteryjne, nasilające przewlekłe objawy chorobowe. Ta choroba prowadzi do ciężkiej niewydolności oddechowej, będącej przyczyną śmierci. Przerwanie palenia papierosów może nawet w średnio zaawansowanej chorobie zahamować patologiczne procesy toczące się w drzewie oskrzelowym.

Także rak płuca (oskrzela) zależy wprost od palenia papierosów. Rozwija się skrycie, czasem całkiem przypadkowo wykrywany jest w badaniu radiologicznym płuc. Kiedy ujawnia się klinicznie, w 90% przypadków jest już za późno. Tylko 10% przypadków raka płaskonabłonkowego poddaje się skutecznemu leczeniu - operacyjnemu. Objawy, które powinny być poważnie potraktowane, to krwioplucie, kaszel i duszność, zwłaszcza, jeśli nagle pojawią się u osoby palącej.

Płuca są miejscem przerzutów bardzo wielu nowotworów złośliwych.

Ważną grupą chorób układu oddechowego są pylice - choroby zawodowe, związane z osadzaniem się w płucach drobnych cząsteczek pyłów. Niebezpieczne są przede wszystkim pyły krzemowe, powodujące pylicę krzemową, chorobę prowadzacą do znacznego upośledzenia czynności płuc. Szczególnie niebezpieczne są wdychane włókna azbestu, które nie tylko powodują uszkodzenie miąższu płucnego, ale też indukują nowotworzenie.