Fizjologia człowieka

Transkrypt

1 Akademia Wychowania Fizycznego i Sportu w Gdańsku Katedra: Promocji Zdrowia Zakład: Biomedycznych Podstaw Zdrowia Fizjologia człowieka Osoby prowadzące przedmiot: Prof. nadzw. dr hab. Zbigniew Jastrzębski zb.jastrzebski@op.pl Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja

2 Temat ćwiczeń 8 Czynność układu oddechowego Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja

3 Oddychanie - pobór i wykorzystanie tlenu dla potrzeb wytwarzania energii Oddychanie zewnętrzne proces wymiany gazowej między powietrzem atmosferycznym, a pęcherzykami płucnymi. Dyfuzja gazów oddechowych przez barierę pęcherzykowowłośniczkową oraz transport tlenu i dwutlenku węgla przez krew do komórek i z komórek Oddychanie wewnętrzne wewnątrzkomórkowe procesy związane ze uŝyciem tlenu na potrzeby przemian metabolicznych. Proces zachodzi na łańcuchu oddechowym wewnętrznej błony mitochondrialnej Fizjologia Człowieka w Zarysie, W. Z. Traczyk, 2005

4 Funkcje układu oddechowego Utrzymywanie stałości środowiska wewnętrznego poprzez: Udział w regulacji równowagi kwasowo-zasadowej Obrona organizmu przed wdychanymi ciałami obcymi (bakteriami, pyłkami) Udział w regulacji stęŝenia niektórych substancji rozpuszczalnych we krwi i hormonów- przez śródbłonek naczyń płucnych Udział w regulacji gospodarki wodnej ( usuwanie pary wodnej) Udział w termoregulacji (parowanie wody)

5 Podział anatomiczny: DROGI ODDECHOWE GÓRNE Jama nosowa Gardło DOLNE Krtań Tchawica Oskrzela NARZĄD ODDECHOWY Płuca

6 Transport tlenu Transport tlenu Oksyhemoglobina (Hb4 + 4O 2 Hb4O8 ) Jest to nietrwałe połączenie hemu z cząsteczką tlenu - UTLENOWANIE Jest ono niezbędne do przetransportowania tlenu z płuc do narządów, tkanek i komórek w naszym organizmie. 95% - Hb 5% w osoczu

7 Transport tlenu Zgodnie z gradientem stęŝeń do krwi w naczyniach włosowatych oplatających pęcherzyki płucne dyfundują cząsteczki tlenu. Zostają one rozpuszczone za zasadzie rozpuszczalności gazów w płynach. Cząsteczki tlenu natychmiast dyfundują do erytrocytów gdzie kaŝda cząsteczka O2 łączy się z kationem Ŝelaza ( II ) tworząc oksyhemoglobinę.

8 Transport dwutlenku węglaw Transport dwutlenku węgla Na zasadzie róŝnicy ciśnień parcjalnych ( 6mm Hg) CO2 przenika z tkanek do krwi, rozpuszcza się na bardzo krótko na zasadzie rozpuszczalności fizycznej w osoczu i przenika do erytrocytów. Pod wpływem anhydrazy węglanowej reaguje z wodą i powstaję H2CO3. CO 2 + H 2 O H 2 CO 3

9 Transport dwutlenku węglaw Powstały kwas węglowy dysocjuje na kationy wodorowe i aniony wodorowęglanowe. Kationy wodoru łączą się z odtlenowaną Hb ułatwiając dysocjację O2, a aniony wodorowęglanowe dyfundują do osocza i płyną do płuc. H 2 CO 3 H + + HCO - 3

10 Transport dwutlenku węglaw Część CO2 łączy się z grupami aminowymi aminokwasów ( NH2 ) tworząc karbaminiany i powstaje karbaminohemoglobina która z krwią odtlenowaną dociera do płuc i w miejsce CO2 ponownie wchodzi O2. CO 2 + Hb-NH COO - + H + 6% CO2 dociera do płuc p na drodze fizycznej 94% CO2 dociera jako wodorowęglany ( 84-88%) 88%) i karbaminiany (6-10%)

11 HEMOGLOBINA Wysycenie hemoglobiny tlenem - jest to stosunek zawartości oksyhemoglobiny do hemoglobiny całkowitej we krwi wyraŝony w procentach. W spoczynku dla krwi tętniczej współczynnik ten powinien wynosić min. 94%

12 HEMOGLOBINA Czynniki wpływające na zdolność Hb do wiązania się z tlenem: 1. PręŜność tlenu - wraz z jej wzrostem zwiększa się wysycenie. Przy PO2 = 12,7 kpa 97,5 % Hb jest wysycone. 2. PręŜność CO2 wzrost zmniejsza stopień wysycenia Hb tlenem. 3. Temperatura spadek temperatury krwi przy tej samej pręŝności O2 zwiększa stopień wysycenia. 4. ph zmniejszenie ph spowodowane zwiększoną ilością jonów wodorowych zmniejsza stopień wysycenia Hb tlenem. 5. 2,3 DPG kwas syntetyzowany w erytrocytach w pobocznym torze glikolitycznym w stęŝeniu 4,5 mmol/l. Wzrost jego stęŝenia powoduje łączenie się tego związku z łańcuchami Beta i maleje powinowactwo Hb do O2. Zwiększa to moŝliwość oddawania tlenu tkankom i przesuwa krzywą dysocjacji w prawo. Fizjologia Człowieka. Zagadnienia wybrane, Anna Szczęsna-Kaczmarek, Andrzej Suchanowski, Zbigniew Jastrzębski, Ewa Ziemann, Radosław Laskowski, Tomasz Grzywacz, 2005

13 Spirometria Jest badaniem diagnostycznym układu oddechowego, które umoŝliwia ocenę jego czynności: pojemność płuc objętość oddechową, czyli ilość powietrza nabieraną podczas spokojnego oddychania opór dróg oddechowych prędkość przepływu powietrza

14 Parametry spirometryczne charakteryzujące ce układ oddechowy: 1. V T objętość oddechowa: ilość powietrza (oddechowa, wdechowa i wydechowa), wprowadzana do układu oddechowego w czasie spokojnego wdechu lub usuwanie z układu oddechowego w czasie spokojnego wydechu V T =500ml. 2. IRV (inspiratory reserve volume) zapasowa objętość wdechowa: ilość powietrza wprowadzana do układu oddechowego podczas maksymalnego wdechu wykonywanego z poziomu spokojnego wydechu; IRV=3300ml 3. ERV (expiratory reserve volume) zapasowa objętość wydechowa: ilość powietrza usuwana z układu oddechowego podczas maksymalnego wydechu wykonywanego z poziomu spokojnego wdechu; ERV=1000ml 4. RV (residual volume) objętość zalegająca: ilość powietrza pozostająca w płucach na szczycie maksymalnego wydechu; RV=1200ml Fizjologia Człowieka. Zagadnienia wybrane, Anna Szczęsna-Kaczmarek, Andrzej Suchanowski, Zbigniew Jastrzębski, Ewa Ziemann, Radosław Laskowski, Tomasz Grzywacz, 2005

15 Rodzaje pojemności płuc: p 1. IC (inspiratory capacity) pojemność wdechowa: objętość powietrza wypełniająca układ oddechowy na szczycie podczas maksymalnego wdechu wykonywanego z poziomu spokojnego wydechu; IC=3800ml; IC= V T +IRV 2. FRC (functional residual capacity) czynnościowa pojemność zalegająca: objętość powietrza pozostającego w płucach na szczycie spokojnego wydechu; FRC=2200ml; FRC = ERV+RV 3. VC (vital capacity) pojemnośćŝyciowa: objętość powietrza wprowadzana do układu oddechowego podczas maksymalnego wdechu wykonywanego z poziomu maksymalnego wydechu bądź objętość powietrza usuwana z układu oddechowego podczas maksymalnego wydechu wykonywanego z poziomu maksymalnego wdechu; VC=4800ml; VC = IRV+ V T +ERV lub VC = IC+ERV 4. TLC (total lung capacity) całkowita pojemność płuc: objętość powietrza w układzie oddechowym na szczycie maksymalnego wdechu; TLC=6000ml; TLC=IRV+ V T +ERV+RV; TLC=IC+FRC Fizjologia Człowieka. Zagadnienia wybrane, Anna Szczęsna-Kaczmarek, Andrzej Suchanowski, Zbigniew Jastrzębski, Ewa Ziemann, Radosław Laskowski, Tomasz Grzywacz, 2005

16 KONTROLA ODDYCHANIA Ośrodek oddechowy (kompleks oddechowy pnia mózgu) dzielimy na: a) Ośrodek wdechowy b) Wydechowy c) Pneumotaksyczny Istnieją 2 typy regulacji oddychania: a) Nerwowa b) Chemiczna Fizjologia Człowieka w Zarysie, W. Z. Traczyk, 2005

17 REGULACJA NERWOWA Odbywa się na zasadzie odruchu nerwowego. W obrębie układu oddechowego występują 3 typy receptorów: a) Mechanoreceptory wolno adoptujące się SAR b) Mechanoreceptory szybko adoptujące się RAR c) Receptory około-kapilarne J (zakończenie bezmielinowe nerwy błędnego) Regulacja czynności układu oddechowego jest podwójna: a) Kontrola dowolna, zaleŝna od ośrodków w korze mózgu, bardzo precyzyjna b) Sterowanie automatyczne, odbywające się bez udziału naszej woli, za pośrednictwem rytmicznej aktywności kompleksu oddechowego pnia mózgu ( KOPM) Fizjologia Człowieka w Zarysie, W. Z. Traczyk, 2005

18 Receptory dróg oddechowych i płuc Mechanoreceptory wolno adaptujące (SAR) obecne są w mięśniówce gładkiej tchawicy, oskrzeli i oskrzelików, odpowiadają za odruch Heringa-Breuera, który: hamuje neurony wdechowe, skraca wdech i zmniejsza jego amplitudę pobudza neurony wydechowe i wydłuŝa czas wydechu przyspiesza i spłyca rytm oddechowy przyspiesza akcję serca aktywowany jest podczas hiperwentylacji hamowany jest przez CO2 Fizjologia Człowieka w Zarysie, W. Z. Traczyk, 2005

19 Receptory dróg g oddechowych i płucp Mechanoreceptory szybko adaptujące (RAR) obecne są pod bł. śluzową tchawicy i oskrzeli: pobudzają aktywność wdechową, zmniejszają czas wydechu zwiększają podatność płuc poprawiają upowietrznienie pęcherzyków odpowiadają za odruchy ziewnięć, westchnień itp Fizjologia Człowieka w Zarysie, W. Z. Traczyk, 2005

20 Ośrodkowa regulacja oddychania Ośrodek oddechowy w rdzeniu przedłuŝonym neurony wdechowe - przednia część rdzenia neurony wydechowe - tylnia część rdzenia Ośrodek apneustyczny - most (pień mózgu) pobudzanie ośrodka wdechu Ośrodek pneumotaksyczny - most (pień mózgu) hamowanie ośrodka wdechu Chemoreceptory ośrodkowe pobudzanie ośrodka wdechu Regulacja dowolna - wpływ kory mózgowej Fizjologia Człowieka w Zarysie, W. Z. Traczyk, 2005

21 Bibliografia Fizjologia Człowieka w Zarysie, W. Z. Traczyk, 2005 Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego, J. Górski, 2001 Wprowadzenie do fizjologii klinicznej, Kozłowski S., Nazar K., Warszawa 1999 Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja