Plućna ventilacija

Question 1

Koje su 4 glavne komponente respiracije?

Answer 1

Plućna ventilacija (strujanje zraka u oba smjera između atmosfere i alveola), difuzija kisika i ugljikova dioksida, prijeos O2 i CO2 krvlju i tjelesnim tekućinama do stanica i od njih, regulacija ventilacije

Question 2

Kako se pluća mogu širiti ili stezati?

Answer 2

• gibanje ošita prema dolje ili gore
• podizanje i spuštanje rebara - povećava ili smanjuje anterolateralni promjer prsne šupljine

Question 3

Mišići koji izazivaju rastezanje i stezanje pluća

Answer 3

• dijafragma - pri udisaju povlači donju površinu pluća na niže, a pri izdisaju se relaksira pa elastično stezanje pluća, prsnog koša i trbušnih tvorbi komprimira pluća i izbacuje zrak; kod pojačanog disanja potrebna je i kontrakcija trbušnih mišića jer elastične sile nisu dovoljno snažne
• podizanje rebrenog koša:
  - širenje anteroposteriornog promjera prsnog koša pomicanjem rebara iz usmjerenja koso prema dolje prema usmjerenju ravno prema naprijed (prsna kost se pomakne naprijed i udalji od kralježnice)
  - pri maksimalno udisaju anteroposteriorni promjer je 20% veći
• inspiracijski mišići: vanjski međurebreni mišići, sternokleidomastoidni, prednji mm. serrati, mm. scaleni (podižu prva dva)
• ekspiracijski: mm. recti abdominis (zajedno s ostalim trbušnim potiskuju trbušni sadržaj prema dijafragmi), unutarnji međurebreni mišići

Question 4

Smještaj pluća u prsnom košu

Answer 4

• pluća i stijenka prsnog koša povezani su u području hilusa u medijastinumu
• pluća plutuju u prsnoj šupljini okružena tankim slojem pleuralne tekućine, koja podmazuje kretnje pluća u šupljini
• limfni kanali održavaju blagi negativni podtlak između parijetalnog i visceralnog lista pleure usisavanjem suviška tekućine

Question 5

Što je pleuralni tlak i kako se mijenja tijekom disanja?

Answer 5

Pleuralni tlak je tlak tekućine u uskom prostoru između plućne pleure i pleure prsnog koša. U tom prostoru postoji blago usisavanje - malen negativan tlak.

Na početku udisaja normalan pleuralni tlak iznosi -5 cmH2O - veličina podtalka potrebna za održavanje pluća rastegnutima tijekom mirovanja.

Tijekom udisaja stvara se tlak od -7,5 cmH2O - širenje prsnog koša širi pluća većom silom.

Tijekom izdisaja je obrnuto.

Question 6

Što je alveolarni tlak i kako se i zašto mijenja tijekom disanja?

Answer 6

Alveolarni tlak je tlak u respiracijskom stablu koji je tijekom mirovanja jednak atmosferskom (0 cmH20).

Da bi zrak ušao u alveole, tlak u alveolama mora se sniziti. Tijekom normalnog udisaja tlak se snižava na vrijednost -1 cmH2O što je dovoljno za usisavanje 0,5 L zraka u 2s.

Tijekom izdisaja povisuje se alveolarni tlak za jednaku vrijednost (do +1 cmH20) čime se istiskuje 0,5 L zraka u 2 - 3 s.

Question 7

Što je transpulmonalni tlak?

Answer 7

Razlika između alveolarnog i pleuralnog tlaka.

Mjera elastičnih sila u plućima koje nastoje kolabirati pluća u svakom trenutku disanja.

Još se naziva tlak povratnog stezanja.

Question 8

Što je plućna popustljivost i koliko iznosi?

Answer 8

Prirast plućnog volumena po jedinici prirasta transpulmonalnog tlaka.

Ukupna popustljivost obaju pluća iznosi 200ml zraka po cmH2O transpulmonalnog tlaka (2000ml/kPa).

(kada se transpulmonalni tlak povisi za 1 cmH2O, plućni volumen će se nakon 10 do 20 sekundi povećati za 200 ml.)

Question 9

Opiši dijagram plućne popustljivosti. Čime su određene značajke dijagrama plućne popustljivosti?

Answer 9

Dijagram pokazuje odnos promjene plućnog volumena i promjene pleuralnog tlaka. Odnos je različit u udisaju i izdisaju.

Te se krivulje nazivaju krivulja inspiracijske i krivulja ekspiracijske popustljivosti.

Svaka krivulja dobivena je malim postupnim promjenama pleuralnog tlaka, čekajući da volumen poprimi stabilnu vrijednost.

Značajke dijagrama su određene elastičnim silama pluća.

Question 10

Opiši elastične sile pluća (zašto nastaju). (usporedba s fiziološkom otopinom)

Answer 10

Elastične sile pluća nastaju iz dva razloga:
1. je razlog elastične sile samog plućnog tkiva - vlakna elastina i kolagena koja prožimaju plućni parenhim; kada se pluća rašire, ta se vlakna rastegnu i izravnaju, pa njihovo izduživanje pojača elastičnu silu.
2. razlog - elastična sila uzrokovana pov. napetošću tekućine koja oblaže unutrašnjost stijenke alveola i ostale plućne prostore ispunjene zrakom - kada se pluća ispune zrakom postoji dodirna površina između tekućine i zraka i potreban je veći pleuralni tlak da bi se kompenzirala elastična sila, dok u slučaju ispunjenja pluća fiziološkom otopinom neće doći do površinske napetosti pa će biti potrebni tri puta manji pleuralni tlakovi.

Zaključak: u plućima ispunjenima zrakom sile tkivne elastičnosti, koje nastoje kolabirati pluća, čine otp trećinu ukupne plućne elastičnosti, a sile površinske napetosti odgovorne su za dvije trećine.

Surfaktant uvelike smanjaju elastične plućne sile.

Question 11

Objasni načelo površinske napetosti na razini plućnih alveola.

Answer 11

Površina vode koja se nalazi u alveolama se pokušava stisnuti zbog površinske napetosti. Pokušava se istisnuti zrak iz alveola kroz dišne puteve, a alveole nastoje kolabirati. Zbog toga se stvara elastična sila površinske napetosti.

Question 12

Što je surfaktant i koji je njegov učinak na površinsku napetost?

Answer 12

Površinski aktivna tvar u vodi - smanjuje pov. napetost vode. Luče ga alveolarne epitelne stanice tipa II (10% površine alveola; granulirane stanice koje sadrže lipidne inkluzije). To je složena smjesa fosfolipida, bjelančevina i iona. Najvažnije komponente: dipalmitoil-fosfatidilkolin (odgovoran za smanjenje pov. nap.), surfaktantski apoproteini i kalcijevi ioni.

Dipalmitoil-fosfatidilkolin se ne otapa jednoliko u tekućini u alveolama - jedan dio molekule se otapa, a drugi se dio raspodjeljuje po površini vode u alveolama. Smanjuje površinsku napetost s 0,050 N/m (napetost u alveolama bez surfaktanta) na 0,005 - 0,030 N/m. (1/12 do 1/2 površinske napetosti čiste vode).

Question 13

Objasni važnost surfaktanta u situacijama začepljenih alveola i sindromu respiratornog distresa novorođenčadi.

Answer 13

Ako dišni putevi postanu neprohodni, površinska napetost pokušava izazvati kolaps alveola. Stvara se pozitivni tlak u alveolama koji nastoji izbaciti zrak. Prema formuli bi tlak bez surfaktanta bio 4,5 puta veći, stoga se sa surfaktantima umanjuje potreban tlak i napor raspiracijskih mišića potrebnih za širenje pluća.

*prosječan polumjer alveola iznosi 100 mikrometara

U neke se djece kasnije počne lučiti surfaktant (normalno je nakon 6., 7. mj. trudnoće) pa se znaju roditi s vrlo malo surfaktanta ili ga uopće nemaju. Takva su djeca puno češće sklona kolapsu (6 do 8 puta više nego u odraslih). Takvo se stanje naziva sindrom respiratornog distresa novorođenčadi što se mora liječiti trajnim disanje uz pozitivan tlak.

Question 14

Učinak prsnog koša na plućnu rastegljivost

Answer 14

Za punjenje cijelog plućnog sustava potreban je dvostruko viši tlak od tlaka koji bi bio potreban za punjenje samih pluća.

Popustljivost pluća zajedno s prsnim košem je 110 ml/cmH2O, a za sama pluća je 200 ml/cmH2O.

Popustljivost cijelog sustava pluća-prsni koš može se smanjiti do 20 posto popustljivosti samih pluća - kada su pluća maksimalno proširena ili kad su stisnuta na mali volumen (povećavaju se ograničenja prsnog koša)

Question 15

Rad pri disanju

Answer 15

Pri normalnom disanju rad se obavlja samo u svrhu udisaja, ali ne i za potrebe izdisaja.

Rad koji se obavlja pri udisaju:
1. rad za svladavanje elastičnih sila prsnog koša i pluća (za rastezanje)
2. rad za svladavanje tkivnog otpora (viskoznost i strukture)
3. rad za svladavanje otpora (prilikom strujanja zraka) u dišnim putevima

Question 16

Energija potrebna za disanje

Answer 16

• normalno mirno disanje - 3 - 5 % ukupne energije tijela
• naporan mišićni rad - do 50 % (posebice u onih s manjom popustljivošću ili povećanim otporom u dišnim putevima)
• individualna sposobnost osiguravanja dostatne količine mišićne energije ograničava intenzitet fizičkog rada

Question 17

Spirometrija

Answer 17

Metoda kojom možemo proučavati plućnu ventilaciju bilježenjem volumena zraka koji udišemo i izdišemo.
Spirogram prikazuje promjene plućnog volumena pri različitim oblicima disanja.

Question 18

Plućni volumeni

Answer 18

Respiracijski volumen: volumen zraka koji se udahne i izdahne pri svakoj normalnoj respiraciji, a u odrasla muškarca iznosi oko 500 mL.
Inspiracijski rezervni volumen: maksimalni dodatni volumen zraka koji se može udahnuti nakon normalnog respiracijskog volumena - 3000 mL.
Ekspiracijski rezervni volumen: maksimalna dodatna količina zraka koja se može izdahnuti forsiranim izdisajem - 1100 mL.
Rezidualni volumen: količina zraka koja ostaje u plućima čak i poslije najjačeg izdisaja - 1200 mL.

• vrijednosti mogu varirati ovisno o fizičkoj spremi, dobi, visini, spolu i dr. čimbenicima

Question 19

Plućni kapaciteti

Answer 19

• zbroj dvaju ili više volumena

Inspiracijski kapacitet = RV + IRV = 3500 mL - količina zraka koju čovjek može udahnuti počevši od razine normalnog izdisaja.
Vitalni kapacitet = IRV + RV + ERV = 4600 mL - maksimalna količina zraka koju čovjek može istisnuti iz pluća nakon prethodnog maksimalnog udaha
Funkcionalni rezidualni kapacitet = RV + ERV = 2300 mL - količina zraka koja ostaje u plućima nakon normalnog izdisaja.
Ukupuni plućni kapacitet = RV + VK = 5800 mL - maksimalni volumen do kojeg se pluća mogu rastegnuti.

• plućni volumeni i kapaciteti u žena oko 20 do 30 posto manji nego u muškaraca

Question 20

Metoda razrjeđivanja helija.
(razmisli kako bi svaki kapacitet i volumen izmjerio)

Answer 20

Ta se metoda koristi za mjerenje FRC-a indirektnim načinom jer se RV ne može izdahnuti u spirometar da bismo ga tako provjerili.
Metoda funkcionira ovako: spirometar poznatog volumena ispuni se zrakom pomiješanim s helijem u poznatoj koncentraciji. Nakon normalnog izdisaja zrak koji ostane u plućima je FRC. Ispitanik počinje udisati iz spirometra a plinovi iz spirometra se počinju miješati s plinovima u plućima. Helij se razrjeđuje s plinovima FRC-a. Formula:
FRC = ((CpHe/CzHe)-1) x Vpspir

Question 21

Čemu je jednak minutni volumen disanja?

Answer 21

To je ukupna količina novog zraka koji svake minute dospije u dišne puteve. Jednak je umnošku Vt (respiracijskog volumena) i frekvencije disanja (u minuti). Prosječno iznosi 6L/min.

• čovjek može kratko živjeti i s minutnim volumenom disanja od samo 1,5 L/min i s frekvencijom od samo 2 do 4 udisaja u minuti, a ponekad se frekvencija može povećati i do 40 do 50 udisaja u minuti, a respiracijski volumen može doseći 4600 mL - minutni volumen 200L/min, više od 30 puta veći od normalnog - većina ljudi to ne može izdržati

Question 22

Što je alveolarna ventilacija?

Answer 22

Alveolarna ventilacija predstavlja količinu zraka koja u jedinici vremena dospijeva u područja gdje se događa izmjena plinova i u kojima je zrak u uskom dodiru s krvi u plućima (alveole, alveolarni duktursi, alveolarne vrećice i respiracijski bronhioli).

Question 23

Što je zrak u mrtvom prostoru i koji je učinak mrtvog prostora na alveolarnu ventilaciju? Koji je normalni volumen mrtvog prostora? Objasni razliku između anatomskog i fiziološkog mrtvog prostora.

Answer 23

Postoji dio udahnutog zraka koji nikad ne dospije do područja za izmjenu plinova, koji ispunjava dišne puteve (nos, ždrijelo, dušnik) i naziva se zrak u mrtvom prostoru jer nema izmjene plinova.
Mrtvi prostor ometa uklananje ekspiracijskih plinova iz pluća jer se prvo izdahne zrak mrtvog prostora pri izdisaju.

150 mL normalno, a taj se volumen s godinama povećava.

Anatomski mrtvi prostor predstavlja sve dijelove dišnog sustava u kojem se ne događa izmjena plinova.
Fiziološki mrtvi prostor uključuje i alveolarni mrtvi prostor (ako primjerice neke alveole ne obavljaju svoju funkciju ako krv ne protječe u kapilarama oko njih).
U zdravih osoba su anatomski i fiziološki mrtvi prostor jednaki, no u nekih osoba koji imaju neke alveole nefunkcionalne fiziološki mrtvi prostor može biti čak 10 puta veći od anatomskog.

Question 24

Kako se mjeri volumen mrtvog prostora?

Answer 24

Pri mjerenju ispitanik udahne 100 %-tni kisik. Kada taj kisik uđe u dišni sustav, mrtvi prostor se popuni čistim kisikom, dok se u alveolama kisik pomiješa i sa zrakom u alveolama, ali ih ne ispuni u cijelosti. Ispitanik zatim izdahne u uređaj koji mjeri konc. dušika. Kada se izdahne određen volumen koji još nema niti malo dušika znači da je izdahnut zrak mrtvog prostora, a kada se počne pojavljivati dušika onda znamo da se krenuo izdisati i zrak iz alveola, a konc. dušika na uređaju u jednom trenu dostiže maksimum koji predstavlja konc. dušika u alveolama.
Vd (volumen u mrtvom prostoru) = (siva pov. x Ve)/(ruž. pov. + siva pov.)

Question 25

Što je minutna alveolarna ventilacija i koliko iznosi?

Answer 25

Minutna alveolarna ventilacija je ukupni volumen svježe udahnutog zraka koji dođe do alveola i u druga područja u kojima se odvija izmjena plinova.
Jednaka je umnošku frekvencije disanja i količine svježeg zraka koji ulazi u ta područja: Va = frek. x (Vt-Vd) = 4200 ml/min.
Alveolarna ventilacija je jedan od glavnih čimbenika o kojima ovisi koncentracija kisika i ugljikova dioksida u alveolama.

Question 26

Kako se dišni putevi održavaju otvorenima? Opiši mišićnu stijenku bronha i bronhiola.

Answer 26

Dušnik - 5 šestina njegova opsega su brojni hrskavični prstenovi koji sprječavaju kolaps dušnika
Bronhi - manje zakrivljene hrskavične ploče - daju određenu čvrstoću, no istodobno omogućuju dovoljnu pokretljivost pri rastezanju i stezanju pluća
Bronhioli - promjer manji od 1,5 mm, nema hrskavičnih ploča, kod njih je kolaps sprječen transpulmonalnim tlakom koji širi alveole i održava bronhiole proširenima (alveole i bronhioli se ne šire u jednakoj mjeri)

Svugdje gdje se ne nalazi hrskavica u dušniku i bronhima se nalazi glatki mišić. Bronhiole su također građene od glatkog mišića osim respiratorne. Respiratorne su građene od plućnog epitela s pripadnim slojem vezivnog tkiva i pojedinim glatkim stanicama.
Mnoge opstruktivne bolesti su često posljedica pojačane kontrakcije glatkih mišića - suženje.

Question 27

Otpor protjecanju zraka u bronhalnom stablu.

Answer 27

U normalnoj respiraciji zrak lako provodi - potrebna je razlika tlaka od samo 1 cmH20. Otpor protjecanju zraka je najveći u većim bronhiolima i bronhima blizu dušnika - zbog toga što su malobrojni, u usporedbi s 65 000 paralelno spojenih terminalnih bronhiola.

Pri određenim bolestima ipak manji bronhioli imaju važniju ulogu u stvaranju otpora protjecanju zraka kroz dišne puteve - uski su, lako se začepe:
1. kontrakcijom mišića u njihovim stijenkama
2. pojavom edema u stijenkama
3. nakupljanjem sluzi u lumenu bronhiola

Question 28

Opiši živčani i lokalni nadzor nad mišićima bronhiola.

Answer 28

Simpatikus:
- samo mali dio simpatičkihh vlakana dolazi do središnjih dijelova pluća
- bronhalno stablo je veoma izloženo djelovanju noradrenalina i adrenalina - oba hormona uzroku dilataciju bronhalnog stabla, a pogotovo adrenalin jer jače djeluje na beta adrenergičke receptore

Parasimpatikus:
- nekoliko vagusnih vlakana ulazi u plućni parenhim
- luče acetilkolin - blaga ili umjerena konstrikcija bronhiola
- kod astme već postoji neka blaga konstrikcija pa parasimpatikus samo pogoršava - tada se koriste lijkeovi koji blokiraju djelovanje acetilkolina kao npr. atropin
- parasimpatički živci se ponekad aktiviraju i refleksima koji potječu iz pluća - epitelnu membranu dišnih puteva nadraže štetni plinovi, dim cigareta, bronhalna infekcija; pri začepljenju malih plućnih arterija mikroembolima

Lokalno:
- Konstrikcija: histamin i anafilaksijska tvar sporog djelovanja (mješavina leukotriena) - luče se iz mastocita u plućnom tkivu tijekom alergijskih reakcija (pelud) - ključna uloga pri opstrukciji dišnih puteva koja nastaje pri alergijskoj astmi
- dim, prašina, sumporni oksid i neke kisele tvari u smogu mogu djelovati izravno na plućno tkivo i potaknuti lokalne reakcije koje izazivaju konstrikciju

Question 29

Uloga sluzi i trepeljika u dišnim putevima.

Answer 29

Sluz i trepetljike nalaze se sve do završnih bronhiola.
Sluz se luči iz mukoznih vrčastih stanica u epitelu dišnih puteva, a djelomično iz malih podsluzničnih žlijezda. Održava dišne puteve vlažnima i zadržava male čestice udahnute zrakom da ne dospiju u alveole.

Na svakoj epitelnoj stanici je 200 trepetljika. One neprekidno zamahuju, 10 do 20 puta u sekundi, a smjer njihova zamaha je prema ždrijelu (one u plućima zamahuju prema gore, a one u nosu prema dolje). Sluz se tim treperenjem pomiče prema ždrijelu (nekoliko mm/min) - sluz s česticama se proguta ili iskašlje.

Question 30

Opiši refleks kašljanja.

Answer 30

Bronhi i dušnik su jako osjetljivi na lagani dodir, vrlo mala količina neke tvari je dovoljna da izazove refleks kašljanja. Najviše su osjetljivi grkljan i račvište dušnika, a završni bronhioli i alveole su osjetljivi na korozivne kemijske podražaje (sumporni dioksid i klor).
Aferentni živci putem vagusa odlaze u produženu moždinu.
Slijed zbivanja je sljedeći:
1. brzo se udahne 2,5 L zraka
2. epiglotis i glasnice se zatvore, zadržava se zrak u plućima
3. trbušni mišići se snažno kontrahiraju, kao i drugi eksp. miši. - tlak u plućima naraste do 100 mmHg i više
4. glasnice i epiglotis se otvore i zrak eksplozivno izađe iz pluća (120 do 160 km/h)
Broz gibanje kroz jako sužene bronhe i bronhiole omogućuje da otiđu sve strane stvari.

Question 31

Opiši refleks kihanja.

Answer 31

Nadražaj nosnih puteva izaziva refleks, a aferentna vlakna idu putem 5. moždanog živca do produžene moždine. Sličan slijed reakcija kao i s refleksom kašljanja ali se uvula spusti pa zrak brzo prolazi kroz nos, čiste se hodnici od stranih tvari.

Question 32

Opiši normalne dišne funkcije nosa.

Answer 32

U nosnim šupljinama odvijaju se tri bitna procesa za respiraciju: 1. zagrijavanje zraka (površine nosnih školjki i septuma - 160 cm kvad.), 2. potpuno vlaženje zraka, 3. djelomična filtracija zraka. To se zajednički naziva funkcija pripreme zraka. Zrak se prije ulaska u donje dišne puteve gotovo zasiti vodenom parom i ima temp. nižu samo za 0,5 od tjelesne.
Dlačice u nosu važne su za uklananje velikih čestica, a “taloženje zbog turbulencije” uklanja i manje čestice. Zrak dok prolazi kroz nosne hodnike nailazi na mnogo zapreka, čestice raspršene u zraku prate smjer zraka koji nailazi na zapreke i kada udare neku zapreku tamo se zadržavaju na sluzi i trepetljikama se prenose do ždrijela. - u pluća ne ulaze čestice veće od 6 mikrom.
Preostale čestice zaustavljaju se u manjim bronhiolima zbog taloženja zbog gravitacije. Neke još sitnije odlaze do alveola, a ako su manje od 0,5 mikrom raspršene su u alveolarnom zraku pa se izdišu.
Trećina čestica iz duhanskog dima se taloži u alveolama difuzijom i njih čiste alveolarni makrofazi (plućni limfni sustav).

Question 33

Opiši stvaranje glasa.

Answer 33

U govoru sudjeluju: dišni sustav, kontrolni centri u kori velikog mozga, dišni centri u mozgu i strukture za artikulaciju te rezonanciju u usnoj i nosnoj šupljini.
Tijekom fonacije se glasnice odnosno vokalni nabori približavaju, tako da prolaz zraka kroz njih uzrokuje vibracije; visina vibracije ovisi o stupnju nategnutosi glasnica i time koliko su priljubljene te masom njihovih rubova.
Snopovi mišića koji su unutar glasnic mogu mijenjati oblik i masu rubova glasnica.

Bitni organi za artikulaciju su usne, jezik i meko nepce, a za rezonanciju su usta, nos, paranazalni sinusi, ždrijelo i prsna šupljina.