View
9
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
1
FysiologiRespirasjonssystemet
A. Rustan FRM3030 2007
Respirasjonssystemet• Del I:
– Oppbygning og funksjon– Lungenes ventilasjon– Gassutveksling i lungene/vev– Lungevolumer/lungekapasitet
• Del II:– Transport av oksygen og karbondioksyd i
blodet– Regulering av respirasjonen
Respirasjonssystemet (del I)
• Respirasjon (def.)• Oppbygning og funksjon
– Anatomi• Nesehule• Munnhule• Svelg (pharynx)• Strupehodet (larynx)• Luftrør (trakea)• Lunger
– Bronkier– Bronkioler– Alveoler
2
Respirasjonsorganene
NesehuleMunnhulePharynxLarynxThracheaBronkierLunger
Thorax(brystkassen)Brysthulen
Respirasjonsorganene
Pleura
Bronkier - bronkioler
3
Luftveiene:nedre deler
•Terminalbronkiole•Respiratoriskbronkiole•Alveoler
•Lungevene•Lungearterie
Alveolene• Antall: 300 millioner• Innvendig areal: 50-100 m2
• Diffusjonsbarriere: > 0,1µm• Celler/struktur:
• Type I og II pneumocytter• Alveolemakrofager• Endotelceller (kapillærer)• Bindevev (interstitium)• Basalmembraner• Surfaktanthinne
Alveolene (2)
• Lungesurfaktant (type II celler)– Fosfolipid-protein forbindelse– Reduserer overflatespenning, økt
strekkbarhet– Hindrer kollaps– Motvirker ødem
Approximate composition of surfactant
Dipalmitoylphosphatidylcholine 62
Other phospholipids 15
Neutral lipids 13
Proteins 8
Carbohydrates 2
Component percent composition
4
Lungenes ventilasjon
• Inspirasjon (aktiv prosess)– Diafragma– Eksterne (ytre) skråmuskler (interkostal)
• Ekspirasjon– Interne (indre) skråmuskler– Abdominale muskler (bukveggen)
• Respirasjonssyklus (ca. 4 sek.)• Pleuravæsken - intrapleuraltrykk• Pneumotoraks
Respirasjons-musklenesfunksjon
Trykkforandringer og luftstrøm
Intrapleuraltrykk er negativt også i hvile
Trykkvariasjoner
5
Sammenhengmellomalveole-trykk oglunge-ventilasjon
Palv=LungealveoletrykkPatm=Atmosfæretrykk
Pneumothorax
• Boyle-Mariottes lov:– Trykk og volum (P x V = K)– P1 x V1 = P2 x V2
• Daltons lov: Gassenes partialtrykk (P1 + P2 +P3 + osv. = PT) Pgass = Ptotal x fgass
Gasslovene
Conc. of gas in solution = partial pressure of gas X solubility coefficient
e.g., [O2] in moles/L: [O2] = PO2 x SO2
Henrys lov: Oppløselighet av gass i en væske erproporsjonal med partialtrykket av gassen somvæsken er i likevekt med.
6
Therefore [Gas] depends on both Pgas and Sgas
SCO2 is 20x higher than SO2
SCO2 = 0.03 mmol/L / mm HgSO2 = 1.37 µmol/L / mm Hg
Gassutveksling mellomalveolene og vev
• Tørr luft: 21 % O2, 0,04 % CO2, 79 % N2
• Partialtrykk av gasser (Daltons lov)• Alveolære gasstrykk
– Normalverdier• P for oksygen = 105 mmHg (13,3 kPa)• P for karbondioksyd = 40 mmHg (5,3 kPa)
– Faktorer som bestemmer PO2 i alveolene:• PO2 i atmosfæreluften• Alveolær ventilasjon• Kroppens forbruk av oksygen
Gassutveksling (2)
• Gassutveksling i lungene (alveoler ogblod)– Faktorer som påvirker gassutvekslingen
• Membrantykkelse• Overflateareal• Diffusjonskoeffisient• Forskjell i partialtrykk
– Lokal regulering av gjennomblødning og ventilasjon• RQ ratio• Reguleres av lokal PO2 og PCO2
• Gassutveklsing i systemiske kapillærer(i vev)
Gassutveksling i alveolene
7
Hurtig diffusjon i lungene Gassutveksling ved lungesykdom
Forhold som påvirkerventilasjonen
• Luftveismotstand– Glatt muskel i bronkiene– Regulering av bronkiolediameter
• Parasympatikus - konstriksjon• Adrenalin - dilatasjon• Histamin - konstriksjon• Leukotriener (LTC-D-E4) - konstriksjon• NANC neuroner (VIP?) - dilatasjon
• Lungenes elastisitet• Lungenes overflatespenning (surfactant)
• ”Respiratory distress syndrome” (nyfødte)
Ventilasjon og blodgjennomstrømning
8
Lungevolumer/-kapasitet
• Lungevolumer– Tidevolum (i hvile) (0,5 l)– Inspiratorisk reservevolum (3 l)– Ekspiratorisk reservevolum (1,5 l)– Vitalkapasitet (5 l)– Residualvolum (1 l)
• Spirometri• Forsert ekspiratorisk volum i ett sekund (FEV1)
Flow (F) of air
F = k(P1 - P2) = (P1 - P2)/R P = pressure;k = conductance = 1/R;R = resistance
P1 P2
F
Respirometer
9
10
Anatomisk dødvolumLungevolumer/-kapasitet (2)
• Alveoleventilasjon– Respiratorisk minuttvolum (ca. 6 l = 0,5 l x 12)– Anatomisk dødvolum (0,15 l)– Alveolær ventilasjon (ca. 4 l/min)– Pustemønster: Hastighet vs. dybde– Alveoleluften:
• Ulik sammensetning fra atmosfærisk luft• Delvis fornying ved hver inspirasjon• Fuktning• Gassutveksling
Lungesykdommer• Astma• Kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS)
– Kronisk bronkitt– Emfysem
• Cystisk fibrose• Silikose/asbestose
• Hypoventilering/Respiratorisk acidose• Hyperventilering/Respiratorisk alkalose
Normal Emphysema Asthma Pulm.Circ.
Exercise Capillary enlargement(e.g., Mitral Stenosis)
Longer pathsfor diffusion
Pathological Examples of Altered Respiratory Mechanics
11
Recommended