Biologie člověka

dýchaní:

1. plicní ventilace - výměna vzduchu mezi vnějším prostředím a plícemi

2. výměna O₂ a CO₂ mezi vzduchem a krví

3. tkáňové dýchání - oxidativní metabolismus tkání - spotřebovává se O₂ a vydává se CO₂

pojmy:

vnější dýchání - plicní ventilace + výměna plynů mezi vzduchem a krví

vnitřní dýchání - výměna plynů mezi krví a tkáněmi + tkáňové dýchání

STAVBA DÝCHACÍ SOUSTAVY

1. dýchací cesty

2. respirační část - plíce - výměna plynů

DÝCHACÍ CESTY

- nosní dutina spojená s dutinami v lebečních kostech (vedlejší dutiny nosní) - vystlány tenkou sliznicí  hltan (pharynx) - horní část - nosohltan (nasopharynx) - ústí zde Eustachovy trubice (spojují střední ucho s nosohltanem) v blízkosti lymfatické uzlíky - nosohltanové mandle hrtan (larynx) průdušnice (trachea) - dolní část do hrudníku dělí se na 2 hlavní průdušky (bronchy) - zanořují se do plic - větví se a tvoří bronchiální strom průdušinky  plicní váčky  plicní sklípky

- dýchací cesty rozdělujeme:

1. horní cesty dýchací - dutina nosní, nosohltan

2. dolní cesty dýchací - hrtan, průdušnice, průdušky

Dutina nosní

- začíná nosními dírkami - ústí nozdrami (choanami) do nosohltanu

- na bočních stěnách - skořepy nosní

- dutina vystlána sliznicí, krytou řasinkovým epitelem - obsahuje hlenové žlázky, pod sliznicí - husté žilní pleteně

Hltan

= trubice, prochází vzduch i potrava, na konci se dělí na hrtan a jícen

Hrtan

- proti vstupu potravy při polykání chráněn hrtanovou příklopkou (epiglottis) - uzavírá se reflexně

- vyztužen chrupavkami - největší - štítná (ohryzek), pod ní chrupavka prstencová - na její zadní straně dvě chrupavky hlasivkové

- od štítné k hlasivkovým napjaty dva hlasivkové vazy - tvoří hlasivkovou štěrbinu

- vystlán sliznicí

Průdušnice, průdušky

- vyztuženy chrupavkami

- vystlány sliznicí s velkým množstvím hlenových žlázek

- stěna průdušinek je tvořena sliznicí + vazivo se snopečky hladké svaloviny

Průduškové astma - křečovité stahy hladkých svalů průdušek a průdušinek provázené tvorbou hlenu

Plíce

- v dutině hrudní, vazivovou mezihrudní přepážkou (mediastinum) odděleny na pravou a levou

- pravá plíce - 3 laloky

- levá plíce - 2 laloky

- na povrchu - jemná blána - poplicnice (pleura pulmonalis) - srůstá s plicním vazivem

- na vnitřní straně hrudníku - pohrudnice (pleura parietalis)

- mezi pohrudnicí a poplicnicí - pohrudniční štěrbina - vyplněna tekutinou - je zde podtlak

- při poranění pohrudniční štěrbiny - vzduch vnikne dovnitř, plíce se smrští - pneumotorax

- tkáň složena z průdušek a plicních váčků - prostoupena nervy a cévami

- plicní váčky - plicní sklípky (alveoly) - stěna sklípků - jednovrstevný epitel, zevně opředen sítí krevních vlásečnic

- ve stěně sklípků - výměna plynů

PLICNÍ VENTILACE

- proces, kdy se vzduch pohybuje z plic a do plic na základě změn tlaku v plicích

- závisí na objemu vdechovaného vzduchu a na frekvenci dechu

- vdechovaný vzduch: 21 % O₂, 78 % N₂, 0,03 % CO₂

- vydechovaný vzduch: 16 % O₂, 79 % N₂, 4 % CO₂

VDECH - aktivní

- objem hrudní dutiny se zvětšuje stahy bránice a mezižeberních svalů

- bránice - stahem se zplošťuje - pohyb připomíná píst - nasává vzduch

- současně stah zevních mezižeberních svalů - zvětšují hrudník nahoru a dopředu

- pohyby bránice a hrudníku pasivně následuje pružná plicní tkáň - vzduch se nasává

VÝDECH - pasivní

- relaxace svalů

- při silném výdechu - spolupracují břišní svaly, vnitřní mezižeberní svaly

POJMY

žeberní dýchání - převládá činnost žeber

brániční (břišní) dýchání - činnost bránice - lepší, na dýchání by se mělo podílet větším

dílem

dechový objem - množství vzduchu vstupující a vystupující během jednoho dechu - 500 ml

frekvence dýchání - 14 - 18 vdechů/min (max. 60 vdechů/min)

vitální kapacita plic - maximální výdech po maximálním vdechu, 5 - 6 l,

- využíváme asi 50 %

mrtvý prostor - vzduch nevyužitý v dýchacích cestách - 150 ml

KYSLÍKATÝ  DLUH

- při námaze nestačí množství kyslíku - E se získává štěpení glykogenu anaerobní glykolýzou na kyselinu mléčnou

- potřeba později kyslík doplnit - do hemoglobinu červených krvinek, kyslík spotřebovaný v důsledku zvýšené teploty, k oxidaci kyseliny mléčné vytvořené při námaze

ŘÍZENÍ PLICNÍHO DÝCHÁNÍ

- dýchací centrum v prodloužené míše (vznikají zde rytmické vzruchy) - míšními nervy vedeny k dýchacím svalům

- činnost centra ovlivněna chemickými podměty (koncentrace - parciální tlak O₂ a CO₂, změna pH) - chemoreceptory umístěny v aortě a krkavicích

zvýšení parciálního tlaku CO₂ - stimulace receptorů - signály aktivují dýchací centrum - zvýšení plicní ventilace - hodnoty CO₂ se vrátí k normě (oxid se odstraní, krev se doplní kyslíkem) a naopak

Při bolesti, emocích, horečce - činnost dýchací soustavy ovlivněna mozkovou kůrou a podkorovými oblastmi

volní dýchání - vědomé ovlivňování dýchacího centra

- při zadržení dechu - prudce stoupne obsah CO₂ v krvi - stimuluje dýchací centrum, které potlačí volní regulace dýchání - nelze se zadusit pouhou zástavou dechu

NERESPIRAČNÍ FUNKCE DÝCHACÍ SOUSTAVY

1. brání vstupu cizorodých látek a patogenů

- epitel dýchacích cest vylučuje hlen - zachycují se mikroorganismy - řasinky epitelu hlen posouvají až do hltanu - zde polknuty (brání SO₂, nikotin, dehet z cigaret - hromadí se v plicích - náchylnější k infekci)

2. tvorba hlasu

- podílí se hrtanové svaly pohybující chrupavkami - mění se napětí hlasivkových vazů a tvar štěrbiny

- na řeči se podílí mluvidla: měkké patro, dásně, jazyk, zuby, rty

3. ohřívání a zvlhčování vzduchu před vstupem do plic

- ohřívání - kontakt s hustě prokrvenou sliznicí v horní části dýchacích cest

- zvlhčování - voda se odpařuje z hlenu - ochrana před vysoušením plicní tkáně

ONEMOCNĚNÍ DÝCHACÍ SOUSTAVY

CHŘIPKA

- horečnaté onemocnění virového původu

- příznaky: rýma, bolest v krku, kašel, bolest kloubů, svalů a hlavy

PNEUMONIE (ZÁPAL PLIC)

- příčina: viry, bakterie nebo mykoplazmata

- plícní sklípky jsou zaplněny vodou a hlenem - ztíženo dýchání

- starší lidé, tělesně slabí, postižení - příčina smrti

TUBERKULÓZA (TBC)

- vyvolána bakteriemi - Mycobakterium tuberculosis

- bakterie se usazují v plících, zjizvují tkáň, rozšiřují se do jiných orgánů

- v některých případech se může plicní tkáň potrhat

OBRANNÉ DÝCHACÍ REFLEXY

- ochrana před pevnými částečkami, nadměrným množstvím hlenu, dráždivými a čpavými látkami

- kýchnutí - drážděním sliznice nosní

- kašel - podráždění sliznice hrtanu, průdušnice, průdušek

PORUCHY OVLIVŇUJÍCÍ PLICNÍ FUNKCE

Ucpání dýchacích cest

- nemocní s chronickou bronchitidou

- vdechováním prachových částic - ztlušťování stěn dýchacích cest - zmenšení vnitřního průsvitu

Astma

- stěny bronchiolů se stahují - zužují se

- onemocnění doprovázeno otoky, ztlušťování stěn dýchacích cest a zvýšenou produkcí hlenu

= záchvatovitá choroba většinou spojená s alergiemi

- léky - roztahují bronchioly, čistí dýchací cesty

Kouření

- škodí dýchací soustavě, žaludku, srdci a močovému měchýři

- příčina bronchitidy, plicní rakoviny a kardiovaskulárních chorob

PŘENOS KYSLÍKU A OXIDU UHLIČITÉHO

Přenos kyslíku v krvi

ve dvou formách:

1. rozpuštěný v plazmě - málo (3 ml / l krve)

2. vázaný na hemoglobin v červených krvinkách - 98 % (197 ml / l krve)

Stavba hemoglobinu

a/ bílkovinná část - globin

b/ nebílkovinný pigment - HEM - obsahuje Fe²⁺ - váže se kyslík

- 1 molekula hemoglobinu - 4 hemové skupiny, 4 polypeptidové (bílkovinné) řetězce

- Mr = 68 000

Vazba s kyslíkem

- 1 molekula hemoglobinu - 4 molekuly kyslíku

- Hb + 4 O₂® Hb (O₂)₄

- oxidační číslo Fe²⁺se nemění - OXYGENACE

- hemoglobin s navázaným kyslíkem - OXYHEMOGLOBIN - světle červený

- po uvolnění - DEOXYHEMOGLOBIN (HEMOGLOBIN) - tmavě modrý

- Pozn. v klidu v tepnách - 97 % hemoglobinu nasyceno

v žilách - 75 % nasyceno - pouze 23 % oxyhemoglobinu předává kyslík

tkáním

Vazba s CO

- váže se snadno, pevně, znemožňuje navázání kyslíku

- afinita CO k hemoglobinu - 200 - 300x větší než afinita ke kyslíku

- hemoglobin s CO - KARBONYLHEMOGLOBIN

- vazba je reverzibilní - proces je pomalý

Reakce s dusičnany, dusitany

- dochází k oxidaci Fe²⁺ na Fe³⁺- hemoglobin nedokáže přenášet kyslík = methemoglobin

- citliví - kojenci

Přenos CO₂ krví

3 formy:

1. rozpuštěný v plazmě

2. ve formě HCO₃^-

3. vázaný na hemoglobin

ad 1/ v malém množství - 8 %, nezůstává v molekulární podobě - přeměňuje se na HCO₃^-

ad 2/ z HCO₃^- se v plicích změní zpět na CO₂ - 67 %

CO₂ + H₂O (plazma) « H₂CO₃ « HCO₃^- + H⁺

ad 3/ váže se na hemoglobin v kapilárách a v plicích se zase uvolňuje - hemoglobin může

opět vázat O₂

- 25 %