11
1 Fysiologi Respirasjonssystemet 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

Del I: Fysiologi Respirasjonssystemet · –Anatomi •Nesehule •Munnhule •Svelg (pharynx) •Strupehodet (larynx) •Luftrør (trakea) •Lunger –Bronkier –Bronkioler –Alveoler

  • Upload
    others

  • View
    9

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Del I: Fysiologi Respirasjonssystemet · –Anatomi •Nesehule •Munnhule •Svelg (pharynx) •Strupehodet (larynx) •Luftrør (trakea) •Lunger –Bronkier –Bronkioler –Alveoler

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

Page 2: Del I: Fysiologi Respirasjonssystemet · –Anatomi •Nesehule •Munnhule •Svelg (pharynx) •Strupehodet (larynx) •Luftrør (trakea) •Lunger –Bronkier –Bronkioler –Alveoler

2

Respirasjonsorganene

NesehuleMunnhulePharynxLarynxThracheaBronkierLunger

Thorax(brystkassen)Brysthulen

Respirasjonsorganene

Pleura

Bronkier - bronkioler

Page 3: Del I: Fysiologi Respirasjonssystemet · –Anatomi •Nesehule •Munnhule •Svelg (pharynx) •Strupehodet (larynx) •Luftrør (trakea) •Lunger –Bronkier –Bronkioler –Alveoler

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

Page 4: Del I: Fysiologi Respirasjonssystemet · –Anatomi •Nesehule •Munnhule •Svelg (pharynx) •Strupehodet (larynx) •Luftrør (trakea) •Lunger –Bronkier –Bronkioler –Alveoler

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

Page 5: Del I: Fysiologi Respirasjonssystemet · –Anatomi •Nesehule •Munnhule •Svelg (pharynx) •Strupehodet (larynx) •Luftrør (trakea) •Lunger –Bronkier –Bronkioler –Alveoler

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.

Page 6: Del I: Fysiologi Respirasjonssystemet · –Anatomi •Nesehule •Munnhule •Svelg (pharynx) •Strupehodet (larynx) •Luftrør (trakea) •Lunger –Bronkier –Bronkioler –Alveoler

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

Page 7: Del I: Fysiologi Respirasjonssystemet · –Anatomi •Nesehule •Munnhule •Svelg (pharynx) •Strupehodet (larynx) •Luftrør (trakea) •Lunger –Bronkier –Bronkioler –Alveoler

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

Page 8: Del I: Fysiologi Respirasjonssystemet · –Anatomi •Nesehule •Munnhule •Svelg (pharynx) •Strupehodet (larynx) •Luftrør (trakea) •Lunger –Bronkier –Bronkioler –Alveoler

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

Page 9: Del I: Fysiologi Respirasjonssystemet · –Anatomi •Nesehule •Munnhule •Svelg (pharynx) •Strupehodet (larynx) •Luftrør (trakea) •Lunger –Bronkier –Bronkioler –Alveoler

9

Page 10: Del I: Fysiologi Respirasjonssystemet · –Anatomi •Nesehule •Munnhule •Svelg (pharynx) •Strupehodet (larynx) •Luftrør (trakea) •Lunger –Bronkier –Bronkioler –Alveoler

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

Page 11: Del I: Fysiologi Respirasjonssystemet · –Anatomi •Nesehule •Munnhule •Svelg (pharynx) •Strupehodet (larynx) •Luftrør (trakea) •Lunger –Bronkier –Bronkioler –Alveoler

11