Układ oddechowy Układ oddechowy Tchawica i oskrzela główne

Transkrypt

1 Układ oddechowy Układ oddechowy jest niezbędnym do życia elementem każdego organizmu. Proces oddychania umożliwia wymianę ze środowiskiem dwutlenku węgla na potrzebny tlen. W pierwszych etapach życia zarodek ludzki oddycha całą powierzchnią ciała, a dopiero po wytworzeniu łożyska wymiana gazowa odbywa się między krwią matki i zarodka. Po porodzie, kiedy układ oddechowy jest już w pełni sprawny możliwe jest samodzielne oddychanie. Do układu oddechowego zaliczamy: nos, jamę nosową, gardło (miejsce skrzyżowania z drogą pokarmową), krtań, tchawicę, oskrzela i płuca. Górne drogi oddechowe stanowią: jama nosowa, jama ustna, gardło i krtań, zaś dolne: tchawica, oskrzela i płuca. Powietrze przechodzące przez górne drogi oddechowe zostaje wpierw ogrzane, nawilżone i oczyszczone. Aby zachować ciągłą drożność dróg oddechowych ich ściany wzmocnione są elementami chrzęstnymi i kostnymi. Tchawica i oskrzela główne Tchawica (łac. trachea) narząd układu oddechowego, sprężysta cewa, stanowiąca przedłużenie krtani i zapewniająca dopływ powietrza do płuc. Rozpoczyna się na wysokości kręgu szyjnego C6-C7, kończy zaś na wysokości kręgu piersiowego Th4-Th5. U swego dolnego końca, tchawica dzieli się na oskrzela główne prawe i lewe, pod kątem otwartym ku dołowi. Miejsce tego podziału tworzy rozdwojenie tchawicy (bifurcatio tracheae). W tym miejscu znajduje się także ostroga tchawicy (carina tracheae) rozdzielająca powietrze do dwóch oskrzeli głównych. Długość tchawicy wynosi 10,5 12 cm, jej średnica waha się w granicach około 2 cm. Utrzymanie światła tchawica zawdzięcza szkieletowi własnemu, złożonemu z kilkunastu (od 16 do 20) chrząstek tchawiczych (cartilagines tracheales) o podkowiastym kształcie zbudowanych z tkanki chrzęstnej szklistej. Chrząstki połączone są między sobą mocnymi, włóknistymi więzadłami obrączkowymi lub tchawiczymi (ligamenta anularia seu trachealia). Chrząstki tchawicze z racji swojego kształtu (otaczają od 2/3 do 3/4 obwodu tchawicy), przy ich wolnych końcach utrzymuje ściana błoniasta (paries membranaceceus), zbudowana z włókiem mięśniowych gładkich, układających się w dwie warstwy warstwę zewnętrzną tworzą nieliczne pęczki włókiem podłużnych, warstwę wewnętrzną zaś, znacznie grubszą, rozgałęzione pasma mięśniowe. Warstwę poprzeczną mięśniówki tchawicy tworzy mięsień tchawiczy (musculus trachealis), tworzący właściwą ścianę tylną tchawicy. Wyściółkę tchawicy stanowią dwa rodzaje komórek nabłonkowych. Mają one za zadanie chronić płuca przed pyłem, który nie został zatrzymany w obrębie nosa i gardła. Komórka śluzowa (kubkowa) wydziela lepki śluz pokrywający tchawicę, który zatrzymuje drobinki kurzu. Komórka urzęsiona jest wyposażona w liczne rzęski, które wykonując nieustannie ruchy w kierunku górnym powodują przesuwanie się kurzu ku górze, gdzie następnie zostaje odkrztuszony lub połknięty. Oprócz komórek nabłonkowych, znajdują się tu również komóreki endokrynowe oraz limfocyty śródnabłonkowe. Od zewnątrz tchawicę pokrywa przydanka (tunica adventitia), łącząca ją z otoczeniem. Jej powierzchnia wewnętrzna pokryta jest wielorzędowym nabłonkiem migawkowym, którego migawki poruszają się w kierunku gardła. W klatce piersiowej, tchawica rozgałęzia się, poprzez rozdwojenie tchawicy, na dwa oskrzela główne (zwane inaczej zewnątrzpłucnymi), tworząc w ten sposób pierwsze elementy drzewa 1

2 oskrzelowego. Prawe oskrzele główne, które w porównaniu do lewego jest krótsze, nieco grubsze i odchodzi pod mniejszym kątem w stosunku do osi tchawicy. Sprawia to, że podczas zachłyśnięcia, częściej dostają się tu ciała obce. Podczas połykania pokarmów, krtań wraz z górną częścią tchawicy unosi się o około 2 3 cm ku górze. Podobnie silnie ku górze tchawica przesuwa się w ruchach głowy i kręgosłupa szyjnego do tyłu w krańcowych ruchach głowy, tchawica może unieść się nawet o 1,5 cm. Tchawica oskrzela i płuca w obrazie rentgenowskim. Tchawica. Wypełniona powietrzem rura tchawicy daje łatwo rozpoznawalne rozjaśnienie, zstępujące pionowo przez szyję do klatki piersiowej. Wyrostki kolczyste dolnych kręgów szyjnych i górnych piersiowych można rozpoznać przez przezierny słup powietrza na zdjęciu P-A. Zakładając dokładne ustawienie pacjenta w projekcji P-A, tchawica zachowuje pozycję w linii pośrodkowej aż do osiągnięcia poziomu łuku aorty, gdzie zbacza nieco w prawo od linii pośrodkowej. Jest to miejsce użyteczne w badaniu klinicznym, ponieważ na rentgenogramie klatki piersiowej łuk aorty nie jest dobrze widoczny, kierunek zaś przesunięcia cienia tchawicy na wysokości Th 5 - Th 6 mówi m. in. o tym, czy mamy do czynienia z prawidłowym lewym czy rzadko zdarzającym się prawym łukiem aorty. U dorosłego tchawica dzieli się na wysokości Th 6 - Th 7 na oskrzela główne. Do uwidocznienia dolnych gałęzi oskrzeli głównych, drugo-, trzeciorzędowych, używa się technik specjalnych, jak tomografia HRCT i bronchografia. Wnęki i płuca. Z powodu swej małej zbitości płuca są bardziej przepuszczalne dla promieni w porównaniu z tkankami otaczającymi. Oba płuca są jednakowo jasne po obu stronach na tej samej wysokości. Do uwidocznienia całych płuc potrzebne są obie projekcje: P-A i boczna. W widoku P-A płuca są przysłonięte poniżej najwyższego punktu przepony, a z przodu i z tyłu przez cienie śródpiersia. Te obszary zasłonięte w projekcji P-A stają się widoczne w projekcji bocznej. Wnęka każdego płuca składa się na rentgenogramie głównie z rozgałęziających się tętnic płucnych, z małym udziałem żył płucnych i węzłów chłonnych oskrzelowo-płucnych. Wnikające przez wnęki oskrzela nie dają cienia. Na pola płucne nakładają się rozkrzewiające się linijne rozgałęzienia, tworzące tzw. rysunek płucny. Jest on wywołany wypełnionymi krwią naczyniami krwionośnymi (nie rozgałęzieniami oskrzeli). 2

3 Drzewo oskrzelowe Drzewo oskrzelowe jest silnie rozgałęzionym układem przewodzącym powietrze. Po odejściu od oskrzela głównego wyróżnia się kolejno oskrzela płatowe, segmentowe, podsegmentowe ulegające kolejnym podziałom aż do oskrzelików końcowych. Przy podziale przekrój i długość zmniejsza się. Od oskrzelików końcowych odchodzą oskrzeliki oddechowe tworzące przewodziki pęcherzykowe zakończone pęcherzykami płucnymi, w których zachodzi wymiana gazowa między powietrzem oddechowym a krwią. Oskrzeliki oddechowe wraz z przewodzikami pęcherzykowymi i pęcherzykami płucnymi nazywane są gronkiem płucnym, elementarną jednostką czynnościową płuc. Budowa ściany oskrzeli początkowo przypomina budowę tchawicy, jednak w oskrzelikach dalszych o średnim przekroju chrząstki tracą podkowiasty wygląd i stają się różnokształtne. Ponadto występuje błona mięśniowa i błona śluzowa. Opłucna Opłucna (łac. pleura) jest błoną surowiczą otaczającą płuca. Opłucna składa się z dwóch blaszek: opłucnej ściennej przylegającej do ściany klatki piersiowej i przepony oraz opłucnej płucnej pokrywającej płuco. Opłucna płucna we wnęce płuca przechodzi w opłucną ścienną. Wnika ona również w szczeliny międzypłatowe sięgając ich dna, dzięki czemu oba płaty są przedzielone podwójną warstwą opłucnej płucnej. Przejścia pomiędzy opłucną ścienną nazywane są zachyłkami. Występują zachyłki: żebrowo-przeponowy (przejście opłucnej z żeber na przeponę), przeponowo-śródpiersiowy (miejsce przejścia z przepony na śródpiersie) i żebrowo-śródpiersiowy przedni (miejsce przejścia z żeber na tylną powierzchnię mostka) i tylny (na przednią powierzchnię kręgosłupa). Miedzy obu blaszkami znajduje się przestrzeń nazwana jamą opłucnej, która wypełniona jest niewielką ilością płynu surowiczego. Obie blaszki kontaktują się ze sobą. W niektórych stanach chorobowych dochodzi do gromadzenia się płynu, krwi czy treści ropnej w jamie opłucnej. Unaczynienie opłucnej pochodzi od tętnic międzyżebrowych tylnych, gałęzi śródpiersiowych, przełykowych, tętnic przeponowych górnych odchodzących od aorty piersiowej, gałęzi międzyżebrowych przednich, tętnicy osierdziowo-przeponowej, tętnicy mięśniowo-przeponowej odchodzących od tętnicy piersiowej wewnętrznej oraz gałęzi oskrzelowych zaopatrujących w krew opłucną płucną. Odpływ żylny jest adekwatny do przebiegu tętnic. Opływ chłonki odbywa się przez węzły chłonne międzyżebrowe mostkowe i kręgowe do węzłów śródpiersiowych przednich i tylnych. Opłucna płucna zaopatrywana jest przez układ współczulny, zaś opłucna ścienna przez nerwy międzyżebrowe i nerw przeponowy. Płuca Płuca (łac. pulmones) są narządem zawieszonym w klatce piersiowej tworząc jej dokładny odlew. Od ściany klatki oddziela je jednak opłucna ścienna i opłucna płucna. Płuca spoczywają u swojej podstawy na przeponie, zaś biegunem górnym przekraczają otwór górny klatki piersiowej. Płuco lewe i prawe są oddzielone od siebie obecnymi w klatce piersiowej narządami, a przestrzeń ta nazywa się śródpiersiem (łac.mediastinum). 3

4 Płuca podzielone są szczelinami międzypłatowymi na płaty. Prawe płuco posiada trzy płaty: górny, środkowy i największy dolny, a szczeliny dzielące narząd to szczelina skośna i pozioma. Płuco lewe posiada jedynie dwa płaty: górny i dolny oraz szczelinę skośną. Każdy płat podzielony jest ponadto na segmenty. Każde płuco zawiera 10 segmentów. Płuco lewe po 5 na każdy z dwóch płatów oraz płuco prawe 3 segmenty w płacie górnym, 2 w środkowym oraz 5 w dolnym. Segment tworzą oskrzele segmentowe, gałęzie tętnicy płucnej otaczające miąższ. Podobnie wygląda to w przypadku podsegmentów i zrazików. W obrębie zrazika występuje od kilkunastu do około 30 gronek. Platy i zraziki oddzielone są przegrodami łącznotkankowymi. Każde z płuc wyglądem swym przypomina stożek w związku, z czym wyróżnić można powierzchnię boczną (żebrową), przyśrodkową (śródpiersiową) oraz szczyt i podstawę. Powierzchnia boczna jest największa, wypukła i graniczy ze ścianą klatki piersiowej. Powierzchnia przyśrodkowa jest wklęsła. Przylega do kręgosłupa i ogranicza śródpiersie. Na powierzchni przyśrodkowej znajduje się wnęka płuca, zagłębienie, w którym mieszczą się węzły chłonne oraz oskrzela, naczynia (tętnica płucna, żyła płucna górna i dolna, tętnice i żyły oskrzelowe) oraz nerwy tworzące z kolei korzeń płuca. Korzeń płuca objęty jest opłucną schodzącą ku dołowi i tworzącą krezkę płuca. Przed wnęką, w śródpiersiu, znajduje się serce otoczone osierdziem i tworzące na powierzchni przyśrodkowej płuca wycisk sercowy. Szczyt płuca wystaje nieco ponad otwór górny klatki piersiowej utworzony przez żebro pierwsze pochylone ku dołowi i w przód. Płuco otoczone jest w tym miejscu opłucną ścienną tworząc osklepek opłucnej. Podstawa płuca przylegająca do przepony jest wklęsła i również obejmuje serce. W płucach znajduje się około 3 milionów pęcherzyków płucnych, których łączna powierzchnia porównywana jest do trzypokojowego mieszkania lub kortu tenisowego. Średnica pęcherzyka płucnego wynosi mikrometrów. Ściana pęcherzyków zbudowana jest z naczyń włosowatych, tkanki łącznej oraz komórek płucnych tzw. penumocytów. Pneumocyty typu I są komórkami o dużej powierzchni i cienkiej cytoplazmie, biorą udział w wymianie gazowej. Pneumocyty typu II odpowiedzialne są głównie za produkcję substancji fosfolipidowej (surfaktantu), która jest związkiem powierzchniowo czynnym obniżającym napięcie powierzchniowe pęcherzyków płucnych, co chroni je przed zapadaniem się i zmniejsza opór sprężysty podczas pracy oddechowej. Unaczynienie w przypadku płuc jest nieco bardziej skomplikowane. Dopływ krwi zapewnia pień płucny prowadzący krew z prawej komory serca. Jest to krew żylna. Pień płucny rozgałęzia się na prawą i lewą tętnicę płucną, a te na tętnice płatowe, segmentowe. Natomiast żyły płucne prowadzą krew już utlenowaną do lewego przedsionka serca, gdzie uchodzą po dwie: żyła płucna górna i dolna. Żyła płucna górna lewa odprowadza 4

5 krew głównie z płata górnego, prawa z górnego i środkowego, obie żyły dolne z płatów dolnych. Rzadko niewielka ilość krwi może odpływać do żył głównych a stąd do prawego przedsionka. Innym rodzajem unaczynienia są gałęzie oskrzelowe odchodzące od aorty piersiowej oraz tętnicy piersiowej wewnętrznej doprowadzające krew tętniczą. Krew żylna natomiast odpływa poprzez żyły oskrzelowe uchodzące do żyły nieparzystej i żyły ramienno-głowowej lub uchodzi do żył płucnych, zawierających już, utlenowaną krew. Licznie występujące w tej lokalizacji węzły chłonne zostały podzielone na kilkanaście grup (numeracja kliniczna poszczególnych grup węzłowych na rycinie obok). Wzdłuż tchawicy i oskrzeli znajdują się węzły chłonne oskrzelowo-płucne (w miejscu odejścia oskrzeli płatowych), węzły chłonne płucne (miejsce dalszego podziału oskrzeli), węzły tchawiczo-oskrzelowe górne i dolne (kąty miedzy tchawicą a oskrzelem), węzły tchawicze (wzdłuż tchawicy). Naczynia chłonne tworzą sieć powierzchowną i głęboką. Sieć głęboka przebiega wraz z naczyniami płucnymi, powierzchowna zaś podopłucnowo. Chłonka odpływa głównie przez węzły tchawiczo-oskrzelowe, pnie oskrzelowo-śródpiersiowe do kąta żylnego lub żyły ramienno-głowowej prawej i przewodu piersiowego po stronie lewej. Z dolnego obszaru płuc chłonka odpływa przez węzły oskrzelowo-płucne, tchawiczo-oskrzelowo dolne, dalej węzły śródpiersiowe tylne zaotrzewnowe do przewodu piersiowego. Za unerwienie płuc odpowiedzialny jest nerw błędny oddając gałęzie oskrzelowe przednie i tylne tworzące splot płucny, układ współczulny i nerw przeponowy. Nerw błędny wywołuje skurcz mięśniówki oskrzeli, rozkurcz naczyń, zaś układ współczulny działa do niego przeciwnie. Klatka piersiowa rusztowanie kostne Klatka piersiowa utworzona jest przez 12 par żeber przymocowanych do 12 kręgów piersiowych i mostka. Mostek (łac. sternum) jest kością płaską. Składa się z rękojeści, trzonu i wyrostka mieczykowatego. Rękojeść w stosunku do trzonu ustawiona jest pod kątem rozwartym ku tyłowi (tzw. kąt mostka). Od góry, na rękojeści znajduje się wcięcie szyjne. Bocznie od niego, obustronnie, wcięcia obojczykowe. 5

6 Poniżej mieszczą się wcięcia żebrowe dla chrząstek odpowiednich żeber (I-VII). Wcięcie dla żebra pierwszego położone jest na bocznej powierzchni rękojeści mostka, drugie na granicy rękojeści z trzonem, zaś dla żebra VII na granicy pomiędzy trzonem a wyrostkiem mieczykowatym. Żebro (łac. costa) ma kształt spłaszczonego łuku, wypukłością zwróconego na zewnątrz. Posiada trzon oraz część mostkową i kręgosłupową. Siedem górnych żeber nosi nazwę żeber prawdziwych, ponieważ ich chrząstki żebrowe łączą się bezpośrednio z mostkiem. Pozostałe pięć par żeber to żebra rzekome. Oprócz dwóch ostatnich żeber łączą się z chrząstką żebrową leżącą wyżej, najwyższa zaś z chrząstką żebrową żebra VII i tworzą łuk żebrowy. Ostatnie dwa żebra (XI i XII) kończą się między mięśniami brzucha. Część kręgosłupowa żebra składa się z główki i szyjki żebra. Na bocznej powierzchni szyjki znajduje się guzek żebra. Miejsce to określa się kątem żebra. Od guzka żebra do przedniej części żebra na dolnym brzegu biegnie bruzda dla naczyń i nerwów międzyżebrowych. Pierwsze żebro różni się wyglądem od pozostałych. Jest ono krótkie i płaskie. Posiada guzek dla mięśnia pochyłego przedniego oraz bruzdę dla tętnicy podobojczykowej. Żebra ustawione są w ten sposób, że utworzona przez nie ściana przednia jest ustawiona skośnie ku dołowi i do przodu. Żebra połączone są z kręgami stawami żebrowo-kręgowymi, natomiast z mostkiem za pomocą stawów mostkowożebrowych. Histologia układu oddechowego Drogi oddechowe można podzielić na górne (od okolicy nosa i zatok do krtani) i dolne. Dolne drogi oddechowe (od tchawicy do płuc) stanowią główny cel cytologii układu oddechowego. W preparatach z dolnych dróg można niekiedy znaleźć komórki z górnych dróg oddechowych. Tchawica i oskrzela wyścielone są komórkami migawkowymi. Maja one umiejscowione przy podstawie jądro z drobnoziarnistą chromatyną oraz rąbek oskórkowy z rzęskami na powierzchni zwróconej do światła. Co sześć komórek migawkowych widzimy jedną komórkę kubkową z cytoplazmą rozepchniętą przez śluz i jądrem zepchniętym na obwód. W pobliżu błony podstawnej znajdują się komórki podstawne zwane też rezerwowymi. Są to małe niezróżnicowane komórki, które są prekursorami komórek migawkowych i kubkowych. Są tam jeszcze argyrofgilne komórki neuroendokrynne (Kulczyckiego) ale nie można ich zidentyfikować w rutynowych barwieniach. W ultrastrukturze posiadają w cytoplazmie gęste elektronowo ziarnistości neuroendokrynne. Oskrzeliki są wyścielone przez nieurzęsione komórki Clara, kształtu kostkowego lub walcowatego których zwykle nie widzimy w preparatach cytologicznych. Pneumocyty typu I są cienkimi spłaszczonymi komórkami wyścielającymi powierzchnie pęcherzyków, na których dokonuje się wymiana gazowa. Pneumocyty typu II, są to komórki grubsze kształtu kostkowego, które znajdują się również na powierzchni pęcherzyków płucnych gdzie wydzielają surfaktant do światła pęcherzyków. W ultrastrukturze jest on widoczny jako tzw. ciałka lamelarne. W rozmazach cytologicznych pneumocyty typu II trudno odróżnić od makrofagów ponieważ jak i one mają zwakuolizowaną cytoplazmę. Makrofagi płucne mają okrągłe lub owalne jądra i wodniczki w cytoplazmie a często też sfagocytowany materiał jak np. cząsteczki węgla. Obecność makrofagów płucnych świadczy, że plwocina nadaje się do badania cytologicznego. 6

7 Fizjologia oddychania podstawowe określenia Oddychanie to proces polegający na wymianie gazowej tlenu i dwutlenku węgla pomiędzy organizmem a środowiskiem zewnętrznym. Wymiana gazowa w płucach nosi miano oddychania zewnętrznego. Za regulację oddychania odpowiada ośrodek oddechowy zlokalizowany w rdzeniu przedłużonym i moście. Wywołuje on powstanie rytmu oddychania, kontroluje głębokość i częstość oddechu w zależności od pobudzenia mechanoreceptorów zlokalizowanych w obrębie klatki piersiowej oraz chemoreceptorów występujących w mózgu (centralne), kłębkach szyjnych znajdujących się w rozwidleniu tętnicy szyjnej wspólnej oraz aortalnych (obwodowe) zlokalizowanych w łuku aorty. Bodźce dotyczące ciśnienia parcjalnego tlenu we krwi są przekazywane przez te receptory do ośrodka oddechowego. Drogą zstępującą przez rdzeń kręgowy, nerw przeponowy i nerwy międzyżebrowe dociera informacja zwrotna korygująca wentylację. Proces jest nieświadomy, choć możliwa jest świadoma kontrola oddychania z udziałem kory mózgu. Mięśnie oddechowe są to mięśnie, które biorą udział w akcie oddychania. Dzieli się je na mięśnie wdechowe i wydechowe. Mięśnie oddechowe, do których należy przede wszystkim przepona oraz mięśnie międzyżebrowe zewnętrzne umożliwiają unoszenie żeber zwiększając objętość klatki piersiowej, przez co spada ciśnienie w drogach oddechowych prowadzące do wdechu. Wdech trwa tak długo, aż dojdzie do wyrównania ciśnienia pęcherzykowego z ciśnieniem atmosferycznym. Głównym mięśniem biorącym udział w oddychaniu jest przepona. Powoduje ona oddychanie brzuszne. Podczas skurczu spłaszcza się. Dzięki temu podczas wdechu klatka piersiowa jest powiększana, ciśnienie w niej opada. Wtedy powietrze atmosferyczne dostaje się z dróg oddechowych do płuc. Mięśnie międzyżebrowe zewnętrzne unoszą żebra - są mięśniami wdechowymi Podczas wydechu napięcie brzucha podnosi rozluźnioną przeponę Podczas wdechu ważnymi mięśniami pomocniczymi są mięśnie piersiowe mniejszy i większy. Do tej grupy mięśni należy także mięsień zębaty przedni.. Natomiast mięśnie międzyżebrowe wewnętrzne opuszczają żębra - są mięśniami wydechowymi. Mięsień poprzeczny klatki piersiowej działa wydechowo poprzez zmniejszenie kąta przyczepu chrząstki żebrowej do mostka. Pomaga to usuwać powietrze z płuc. W niektórych sytuacjach mechanizm ten wspomagany jest przez mięśnie pochyłe i mostkowo-obojczykowo-sutkowe. Wydech jest procesem biernym i umożliwiają go mięśnie brzuszne i międzyżebrowe wewnętrzne. Bardzo ważnymi w oddychaniu są także mięśnie grzbietu oraz mięśnie brzucha. W wydechu uczestniczą: mięsień najszerszy grzbietu, mięśnie zębate tylne, mięsień poprzeczny brzucha, mięsień prosty brzucha. Mięśnie oddechowe główne i pomocnicze (mięśnie biorące udział w procesie oddychania) Wdech Mięśnie podstawowe, właściwe przepona międzyżebrowe zewnętrzne Mięśnie pomocnicze, rezerwowe pochyłe mostkowo obojczykowo sutkowe podobojczykowe dźwigacz łopatki równoległoboczne czworoboczny (część górna) piersiowe mniejsze najszerszy grzbietu prostownik grzbietu zębaty przedni zębaty tylny górny 7

8 Wydech Mięśnie podstawowe, właściwe międzyżebrowe wewnętrzne Mięśnie pomocnicze, rezerwowe prosty brzucha skośne brzucha zewnętrzne i wewnętrzne poprzeczny brzucha poprzeczny klatki piersiowej czworoboczny lędźwi najszerszy grzbietu zębaty przedni zębaty tylny dolny Przy wykonaniu spokojnego wdechu biorą udział mięśnie właściwe wdechowe, przy nasilonym lub utrudnionym wdechu biorą udział mięśnie pomocnicze. Mięśnie mostkowo obojczykowo sutkowe pracują wydatnie tylko wtedy gdy ustabilizowana jest głowa i kręgosłup szyjny, pozostałe mięśnie gdy ustabilizowana jest obręcz kończyny górnej. Wydech jest aktem biernym, przebiega na skutek wyzwalania energii elastycznej płuc i klatki piersiowej nagromadzonej w czasie wdechu. Nasilony lub utrudniony wymaga użycia mięśni właściwych i pomocniczych. Mechanizm rozciągania płuc jako konsekwencja pracy poszczególnych grup mięśniowych i ciśnienia w jamie opłucnowej. Płuca ulegają rozciągnięciu w wyniku oddziaływania na nie ujemnego ciśnienia w jamie opłucnej. Ciśnienie jest ujemne i w wydechu przyjmuje około -1, -2mmHg, a we wdechu -6, - 8mmHg w stosunku do ciśnienia atmosferycznego atmosferycznego. 8

9 Pojemność płuc Powietrze wypełniające płuca można podzielić na kilka frakcji. Objętość powietrza wdychanego i wydychanego (średnio 500ml) nazywana jest objętością oddechową. Podczas spokojnego wdechu objętość, jaka może zwiększyć objętość oddechową to wdechowa objętość zapasowa (około 3000ml), zaś wydechowa to wydechowa objętość zapasowa (około 1300ml). Objętość, jaka pozostaje w płucach po maksymalnym wydechu to objętość zalegająca (1200ml). Sumy wymienionych objętości określają poszczególne pojemności płuc. Pojemność życiowa płuc jest maksymalną objętością wydychanego powietrza po dokonaniu maksymalnego wdechu. Całkowita pojemność płuc jest sumą wszystkich czterech objętości płuc. Objętość powietrza biorąca udział w wymianie gazowej w ciągu jednej minuty to wentylacja pęcherzykowa. Przy przeciętnej dla każdego człowieka liczbie wdechów 12/min. wynosi ona 4l. Wentylacja minutowa zaś 6-7,5 l/min. Wskaźniki statyczne i dynamiczne wydolności oddechowej TLC całkowita pojemność płuc (total lung capacity). TLC = V T + ERV + IRV + RV VC pojemność życiowa płuc (vital capacity) jest to ilość powietrza wprowadzonego do płuc przy maksymalnym wdechu z poziomu maksymalnego wydechu, lub też ilość powietrza usuniętego maksymalnym lecz powolnym wydechem po najgłębszym wdechu. IRV objętość zapasowa wdechowa (inspiratory reserve volume). Po wykonaniu spokojnego wdechu można jeszcze nabrać do płuc dodatkową objętość powietrza do poziomu maksymalnego wdechu ta objętość to IRV. 9

10 FRC czynnościowa pojemność zalęgająca (functional residual capacity). Po wykonaniu spokojnego wydechu pozostaje jeszcze w płucach znaczna objętość powietrza zwana FRC. Z czynnościową pojemnością zalęgającą miesza się każda nowa porcja powietrza docierająca podczas wdechu do pęcherzyków płucnych. FRC zapobiega nadmiernym wahaniom składu powietrza pęcherzykowego przy każdym wdechu i wydechu a tym samym zapobiega niebezpieczeństwu wypłukania się organizmu z dwutlenku węgla. FRC działa jak bufor zapobiegający znaczniejszym wahaniom składu gazowego powietrza pęcherzykowego. Niska prężność CO 2 we krwi tętniczej oznaczałaby skrajną hipokapnię i alkalozę co doprowadziłoby do zwężenia naczyń mózgowych, niedokrwienia i uszkodzenia mózgu oraz praktycznie wszystkich komórek organizmu. O tym wskaźniku wentylacyjnym należy pamiętać przy doborze wartości podczas prowadzenia wentylacji mechanicznej. FRC waha się w bardzo szerokich granicach : u młodych mężczyzn wartości średnie oscylują w granicach 2400 ml, u starszych mężczyzn nawet około 3400 ml. U kobiet wartości te są około 25% mniejsze. Zastosowanie PEEP w trakcie wentylacji mechanicznej (respirator) powoduje zwiększenie FRC tym samym poprawia wentylację płuc, zmniejsza przeciek wewnątrzpłucny tzw. shunt i w ten sposób poprawia utlenowanie krwi tętniczej, co pozwala na stosowanie mniej toksycznych, niższych stężeń tlenu w mieszaninie oddechowej. ERV objętość zapasowa wydechowa (expiratory reserve volume). Część czynnościowej pojemności zalęgającej (FRC) może być usunięta maksymalnym wydechem, tę objętość określa się właśnie mianem zapasowej objętości oddechowej (ERV) RV objętość zalęgająca (residual volume) jest to objętość powietrza jaka pozostaje w płucach nawet po najgłębszym wydechu. Objętość zalęgająca pozostaje w płucach wskutek zapadania się niektórych drobnych oskrzelików pod koniec wydechu, kiedy ciśnienie w klatce piersiowej wzrasta i może przewyższyć ciśnienie w dystalnych oskrzelikach. Przy wentylacji mechanicznej można zmniejszyć tę objętość stosując np. PEEP. V P objętość przestrzeni martwej wynosi około 150 ml i jest równoznaczna z objętością dróg oddechowych w których powietrze nie ulega wymianie gazowej. Przy spokojnym wdechu do klatki piersiowej dostaje się około 500 ml powietrza jest to tzw. objętość oddechowa (V T ), natomiast do pęcherzyków płucnych będzie docierać = 350 ml powietrza przy każdym wdechu, co określa się mianem wentylacji pęcherzykowej (V A ). FEV 1 nasilona objętość oddechowa pierwszosekundowa (forced expiratory volume in one second) wskaźnik dynamiczny objętości wydychanego powietrza w okresie 1 sekundy od rozpoczęcia maksymalnego wydechu. Ocenia głównie zmiany o charakterze obturacyjnym. Wymiana gazowa Wymiana gazowa odbywa się przez błonę pęcherzykowo-włośniczkową. Odbywa się zgodnie z gradientem ciśnień, czyli od wartości ciśnienia gazu większego do mniejszego. Ciśnienie parcjalne 10

11 tlenu w pęcherzykach płucnych wynosi 100mmHg, we krwi tętniczej mmHg, żylnej 35-40mmHg. W przypadku dwutlenku węgla ciśnienie parcjalne tlenu w pęcherzykach płucny i krwi tętniczej wynosi około 40mmHg, żylnej zaś 45mmHg. Po przejściu bariery pęcherzykowowłośniczkowej gazy transportowane są w formie rozpuszczonej, związanej z białkami krwi lub zostają przekształcone. Transport tlenu odbywa się głównie przy udziale hemoglobiny, a dwutlenek węgla transportowany jest głównie w postaci wodorowęglanów, w mniejszym stopniu w formie rozpuszczonej lub związanej z hemoglobiną. Narządy śródpiersia i płuca w obrazie rentgenowskim. 11

12 Mechanika złamania żeber 12

13 Oddech paradoksalny ( wiotka klatka piersiowa ) Pourazowe okna kostne 13

14 Perfuzja fizjologiczna Andrzej Jabłonka I. A. Bochenek, M. Reicher: Anatomia człowieka, Tom II. II. J. Sokołowska-Pituchowa: Anatomia człowieka. III. W.Łasiński: Anatomia Topograficzna i stosowana, Tom I. IV. W. Traczyk, A. Trzebski: Fizjologia człowieka z elementami fizjologii klinicznej V. St. Leszczyński: Radiologia Tom I i II. VI. T.W. Shields: General Thoracic Surgery vol.1 VII. W. Kozera: Anatomia-24 14