Prof. dr Živorad Mali čevićProf. dr Živorad Mali čevićFarmaceutski fakultet

Novi Sad

Plućna cirkulacija.

Broj

(generacija)Cilija

Glatki mišići

Traheja

Bronhi

Bronhiole

KONDUKTIVNA ZONA

1 (0) da da

(1)

14 (2)

(3)

da da

120.000 (4) da da

Struktura disajnih puteva. Disajno stablo sa 23 generacije grananja i brojevima od 1 traheja, 14 bronhija, 120.000 bronhiola, 2 miliona respiratornih bronhiola i alveolarnih duktusa i 16 miliona alveola.

Respiratorne bronhiole

Alveolarni duktusi

Alveolarne kese

RESPIRATORNA ZONA

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

2,00

0.00

0

malo

ne

malo

malo

(22)

(23)16

,000

.000

ne ne

Ekspiracija

SpirometarInspiracija

IRV

V

IC

VC

FEV1

(1 sec)

Maksimalna inspiracija

FEV1 inspiracija

ekspiracija

Vazduh u

plućima (L)

Merenje plućnih volumena i kapaciteta metodom spirometrije.

PeroVT

ERV

RV

FRCMaksimalna ekspiracija

Vreme (sekundi)

Alveolarni i arterijski PCO2 kao funkcija alveolarne ventilacije. Zapazite da kada se produkcija CO 2 duplira od 200 ml/min na 400 ml/min, alveolarna

Alveolarna ventilacija (L/min)

ml/min, alveolarna ventilacija se takoñe mora duplirati da bi se odražli PACO2 i PaCO2 na 40 mmHg, tj. da bi se održala ravnoteža.

Ekspiracija

Inspiracija

Pro

men

a vo

lum

ena

pluć

a (L

)0.50

0.25

Dijagram komplijanse pluća, odnosno pritisak-volumen kriva. Komplijansa je lakoća popustljivosti pluća. Nagib svake krive je komplijansa. Zapazite da je odnos

Intrapleuralni pritisak (cm H 2O)

Pro

men

a vo

lum

ena

plu

-5-4 -6

0

Zapazite da je odnos izmeñu volumena i pritiska razli čit u toku inspirijuma i ekspirijuma, fenomen koji je poznat kao hysteresishysteresis.

Velika alveola Mala alveola Mala alveola sa surfaktantom

Mali kolapsni pritisak

Veliki kolapsni pritisak

Mali kolapsni pritisak

Efekt veličine alveole i surfaktanta na kolapsni pritisak. Dužina strelica pokazuje relativnu veličinu kolapsnog

pritiska.

Patm = 0

NORMALNI DISAJNI CIKLUS

U miru Inspiracija Ekspiracija

Pritisci koji deluju na alveole i disajne puteve za vreme normalnog disajnog ciklusa. Brojevi označavaju pritisak u cm H2O. Date su i promene

transmuralnog pritiska pri inspiraciji i ekspiracij i .

Volumen i pritisci u toku disajnog

ciklusa. Intrapleuralni i

alveolarni pritisci su izraženi u odnosu na

atmosferski pritisak.

Respiratorni volumen (L)

Inspiracija Ekspiracija

1:3

pritisak. Intrapleuralni pritisak (cm H2O)

Alveolarni pritisak (cm H2O)

FORSIRANA EKSPIRACIJA

Pritisak u alveolama i disajnim putevima za

vreme forsirane ekspiracije. Pritisak je

izražen u cm H2O u relativnom odnosu na atmosferski pritisak. Brojevi iznad belih Brojevi iznad belih strelica označavaju

veličinu transmuralnog pritiska (+5 i -5).

4. Intersticijumski prostor

5. Bazalna membrana kapilara

6. Kapilarni endotel3. Bazalna membrana

epitela

2. Alveolarni epitel

1. Sloj tečnosti i surfaktanta

Alveola Kapilar

Eritrocit

7. Sloj plazme

8. Membrana eritrocita

Ultrastruktura alveolarne respiratorne membrane, prikazana u poprečnom preseku.

Difuzija kiseonika

Difuzija ugljen-dioksida

eritrocitapreseku. (Modifikovano po Gajtonu, sa dodatkom 7. i 8. sloja).

Alveola

Vazdušni put

Plućni kapilar

Mešana venska krv iz desnog

srca

Oksigenisana krv ka levom srcu

Shematski dijagram odnosa alveole i plućnog kapilara. Oksigenacija venske krvi u plućnim kapilarima.

Suvi udahnuti vazduh

Ovlaženi vazduh u

traheji

Alveolarni vazduh

Vrednosti PO2 i PCO2 u suvom udahnutom vazduhu, ovlaženom vazduhu u traheji,

vazduh

Mešana venska krv Sistemska

arterijska krv

traheji, alveolarnom vazduhu i krvi plućnih kapilara.

DISTRIBUCIJA U PLUĆIMA

Protok krvi Alveolarna ventilacija

Najmanji Manja Najve ća (3.0) Najveći (130 mmHg)

Manji (28 mmHg)

Apeks

Zona 1

Najveći Veća Najmanja (0.6) Najmanji (89 mmHg)

Veći (42 mmHg)

Zona 2

Zona 3

Baza

Varijacije u ventilaciono/perfuzionom V/Q odnosu u tri zone pluća.

Kriva disocijacije HbO 2S

atur

acija

hem

oglo

bina

(%

)Kriva disocijacije oksihemoglobina. P50 je parcijalni pritisak O 2(PO2), pri čemu je zasićeno 50% hemoglobina (tj. kada dve, od četiri hem grupe vežu O2). Promena

PO2 (mmHg)

Sat

urac

ija h

emog

lobi

na (

%)

P50

vežu O2). Promena vrednosti P50 koristi se kao indikator promene u afinitetu hemoglobina za O2. Normalno je P50=26 mmHg.

Kriva disocijacije oksihemoglobina. Na izgled i položaj krive uti ču: parcijalni pritisak ugljen-dioksida (PCO2), pH, te-mperatura (t), 2.3-difosfoglicerat (2,3-difosfoglicerat (2,3-DPG).

A. UZROČNICI SKRETANJA UDESNO

Sat

urac

ija h

emog

lobi

na (%

)

↑↑↑↑ PO2 (mmHg)

↓↓↓↓ pH

↑↑↑↑ Temperatura (t)

↑↑↑↑ 2,3-DPG

B. UZROČNICI SKRETANJA ULEVO

↓↓↓↓ PO2 (mmHg)

↑↑↑↑ pH

↓↓↓↓ Temperatura (t)

↓↓↓↓ 2,3-DPG; Hemoglobin F

Sat

urac

ija h

emog

lobi

na (%

)PO2 (mmHg)

Sat

urac

ija h

emog

lobi

na (%

)

P50

PO2 (mmHg)S

atur

acija

hem

oglo

bina

(%)

P50

Skretanje krive disocijacije oksihemoglobina. A. Skretanja udesno su povezana sa povećanjem P50 i smanjenjem afiniteta Hb za O2. B. Skretanja ulevo su povezana sa smanjenjem P50 i povećanjem afiniteta Hb za O2.

Tkivo

Metabolizam

CO2

Cl−−−−

O2↑↑↑↑O2↑↑↑↑O2

Hb

KarbaminohemoglobinOksihemoglobin

Oslobañanje O2 do tkiva

H2CO3

Kapilar

CO2 + H2OH+ + HCO3

−−−−

Hb-H

KARBOANHIDRAZA

ERITROCIT

Transport ugljen-dioksida (CO2) u krvi. CO 2 i H2O u eritrocitima prelaze u H+ i HCO3-. Ovu reakciju katalizuje enzim

karboanhidraza oko 6.000 puta. Hemoglobin je pufer za H+ (Hb-H), a HCO3- se razmenjuje sa Cl- i transportuje u plazmi

(Ambiržeov efekat). Oslobañanje O2 iz sistemskih kapilara u tkiva dovodi do porasta prenosnog kapaciteta krvi za CO2(Haldaneov efekat).

Normalno

Ugljen-monoksid (CO)

TROVANJE UGLJEN-MONOKSIDOMS

atur

acija

Hb

(%)

Efekat ugljen-monoksida (CO) na krivu disocijacije HbO2. CO redukuje kapacitet vezivanja O2 za hemoglobin i dovodi do skretanja

PO2 (mmHg)

Sat

urac

ija H

b (%

)

dovodi do skretanja krive disocijacije HbO2 ulevo.

AFERENTNE INFORMACIJE

Plućni receptori na istezanje

Receptori miši-ća i zglobova

Periferni hemoreceptori

O2 CO2 H+

Centralni hemoreceptori

H+

CN IXCN X

CN X

EFERENTNE

Apneustički centar

Pneumotaksi-čki centar

n. frenikus

INSPIRATORNICENTAR

EFERENTNE INFORMACIJE

Dijafragma

n. frenikus

Ilustrativni prikaz regulacije disanja. Aferentne ( senzorne) informacije pristižu u inspiratorni centar preko centralnih i p erifernih hemoreceptora kao i mehanoreceptora. Eferentne (motorne) informac ije se šalju iz inspiratornog centra preko frenikusa do dijafragme. CN = kranijalni nerv.

Centralni hemoreceptori

CENTRALNI HEMORECEPTORI

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3−−−−

CO2

H+

Inspiratorni centar

KAPILARI

MEDULA

Krvno-moždana barijera

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3−−−−CST Moždano-

CST barijera

Odgovor centralnih hemoreceptora na promene koncentracije H + jona (pH vrednosti). Tekstualno su opisane različite faze ove regulacije.

2COvP Q/V &&

FIZI ČKO VEŽBANJE

↑↑↑↑ potrošnja O2↑↑↑↑ produkcija CO 2↑↑↑↑ ventilacija

ARTERIJSKA KRV VENSKA KRVPROTOK KRVI KROZ

PLUĆAKRIVA DISOCIJACIJE

HbO2

↑↑↑↑↑↑↑↑ MVS↑↑↑↑ Protok krvi kroz plu ća

Nema promene PaO2nema promene PaCO2Nema promene ili ↓↓↓↓pH

veću u plućima↓↓↓↓ Fiziološki mrtvi prostor

Skreće udesno↑↑↑↑ P50↓↓↓↓ Afinitet za O2

Odgovori receptorskog sistema na fizi čki rad.

AV&

EKSTREMNA NADMORSKA VISINA

↓↓↓↓ Patm↓↓↓↓ Alveolarni PO2

VENTILACIJA ARTERIJSKA KRV PLUĆNI PROTOK KRIVA DISOCIJACIJE HbO2

↑↑↑↑

↓↓↓↓ PaO2↑↑↑↑ pH (respiratorna

alkaloza)

↑↑↑↑ Pulmonalna rezistanca↑↑↑↑ Pulmonalni arterijski

pritisakHipertrofija desne komore

↑↑↑↑ 2,3-DPGSkretanje udesno↑↑↑↑ P50↓↓↓↓ Afinitet za O2

HbO2

Odgovori respiratornog sistema u uslovima ekstremne nadmorske visine.