Dýchací systém

Základní funkcí dýchací soustavy je zajištění výměny kyslíku a oxidu uhličitého (tzv. dýchacích plynů) mezi zevním prostředím a organismem. Kyslík potřebuje člověk nutně k udržování života. Bez něj nemůže uvolňovat nezbytnou energii, která je ze živin získávána oxidací. Na složitém procesu dýchání se podílí:

• vlastní dýchací ústrojí (anatomicky se dělí na dýchací cesty a plíce)
• dýchací svaly (bránice, mezižeberní svaly)
• krev (zajišťuje vazbu a transport kyslíku a oxidu uhličitého mezi plícemi a ostatními tkáněmi celého organismu)
• oběhový, srdečně-cévní systém (zabezpečuje oběh krve, a tím i transport a výměnu dýchacích plynů)
• centrální nervová soustava (řídí proces dýchání)

Dýchací cesty

Dělí se na dva oddíly – horní a dolní cesty dýchací, jejichž rozhraní je dané hlasovou štěrbinou.

Horní dýchací cesty

Anatomicky se horní cesty dýchací dělí na:

• dutina nosní – kromě dechové plní i smyslovou (čichovou) funkci. Řasinky přítomné ve sliznici zachytávají drobné prachové částice a odplavují je do nosohltanu, hlenové žlázky vdechovaný vzduch zvlhčují a bohaté žilní pleteně tento vzduch oteplují.
• dutina ústní – je zároveň součástí trávicího traktu
• nosohltan – v této oblasti se „kříží“ dechový a trávicí systém
• hrtan – je tvořen štítnou a prstencovou chrupavkou. Jsou zde umístěny hlasové vazy a drobné svaly, které se podílejí na udržování napětí těchto vazů a na tvorbě hlasu. Hlasivky tvoří předěl mezi horními a dolními cestami dýchacími. Vstup do dolních cest dýchacích uzavírá příklopka hrtanová (epiglotis).

Dolní dýchací cesty

Tuto část dýchacího systému dělíme:

• průdušnice (trachea) – navazuje na hrtan, postupuje krkem a vstupuje do dutiny hrudní a mezihrudí, kde se dělí se na dvě hlavní průdušky. Jejich stěna je tvořena prstencovými chrupavkami a vystlána řasinkovým epitelem
• průdušky (bronchi principales) – vznikají dělením průdušnice a pokračují jako pravá a levá. Levá průduška odstupuje pod větším úhlem, směr pravé průdušky je více přímý (velmi často při hluboké intubaci kanyla „sklouzává“ do této části a ventilace je nedostatečná). Obě průdušky vstupují do příslušné plíce.
• průdušinky (bronchioli) – se označují průdušky II.a III. řádu; poslední řád průdušinek nazýváme „terminální bronchioly“. Každý terminální bronchiolus je obklopen hroznem (acinus) útvarů, které nazýváme:
• plicní sklípky (alveolus) – zde dochází k vlastní výměně dýchacích plynů

Plíce

Párový orgán, který je uložen v hrudní dutině. Jejich povrch je obalen dvěma serózními blánami (pleura). Vnitřní vrstvu na povrchu plic nazýváme poplicnicí a zevní pohrudnicí. Ve štěrbině mezi oběma listy je ve srovnání s atmosférickým tlakem vzduchu tlak negativní, který je spoluodpovědný za rozpínání plic při dýchacích pohybech. Pohrudnice je přirostlá k bočním stěnám hrudníku a k bránici. Jako mezihrudí (mediastinum) označujeme prostor, který je vymezený zepředu kostí hrudní, hrudní páteří zezadu, z boku nástěnnou pohrudnicí jednotlivých plicních křídel, zespodu bránicí a nahoře rovinou v úrovni prvních žeber. V této dutině je uloženo srdce, velké cévy, průdušnice, hlavní průdušky, brzlík, jícen a některé nervy.

Plíce jsou elastické konzistence a každá plíce vyplňuje příslušnou polovinu dutiny hrudní. Hlubokými zářezy jsou plíce rozděleny v laloky (pravá plíce tři, levá dva laloky) a jejich tvar je přizpůsoben stěnám hrudníku. Hlavní průduška vstupuje do plic společně s plicní tepnou a jsou zde také plicní žíly a mízní cévy. Vdechovaný vzduch se složitým dělením průdušek přes průdušinky dostává až do plicních sklípků, kde dochází k vlastní výměně dýchacích plynů. Stěna plicních sklípků (alveolů) je vystlána jemným epitelem a současně jsou ve stěnách sítě vlásečnic tvořící společně tzv. alveolokapilární membránu, na které k této výměně dochází. Na základě tlakového rozdílu (gradientu) se kyslík snadno dostává do vlásečnic a oxid uhličitý naopak z krve do plicních sklípků.

Anatomie plic

Mechanika dýchání

Změna objemu dutiny hrudní na základě dýchacích pohybů je principem, který umožňuje vlastní výměnu dýchacích plynů. Dochází k pravidelnému zvětšování (vdech) a zmenšování (výdech) objemu hrudníku. Při vdechu (inspiriu) dochází k nasávání vzduchu ze zevního prostředí do plic, hrudník se rozšiřuje ve všech směrech a tlak vzduchu v plicích (na rozdíl od atmosférického tlaku) se zmenšuje. Při výdechu (expiriu) se naopak tlak v plicích zvětšuje a vzduch je z nich vytlačován. Vdech je aktivní činností, při které se zapojuje hlavní dýchací sval bránice a posunuje se směrem dolů, současně se také zapojují mezižeberní svaly. Při výdechu se bránice posunuje směrem nahoru, a to zcela pasivně, proto také výdech označujeme jako děj pasivní. Jako pomocné dýchací svaly se označují svaly břišní, prsní, svaly krku, zad a svaly pletence pažního, které se uplatňují zejména při usilovném dýchání.

Mechanika dýchání

Fyziologie dýchání

Dospělý člověk při normálním klidném dýchání vymění jedním vdechem a výdechem asi 500 ml vzduchu frekvencí 14–18 dechů za minutu. Za tuto dobu vymění tedy zhruba 10 litrů vzduchu a tuto hodnotu nazýváme minutovou ventilací. Relativně malá část kapacity plic je využita při normálním klidném dechu. Člověk je schopen při zapojení pomocných dýchacích svalů a při usilovném dýchání maximálně prohloubit jak vdech, tak i výdech. Množství vzduchu, který vyměníme při maximálním nádechu a současně maximálním výdechu, nazýváme vitální kapacitou plic a její průměrná hodnota je 4 litry. Tato hodnota se může výrazně měnit v závislosti na některých faktorech, jako jsou např.: pohlaví, tělesná hmotnost a výška, tvar a rozměry hrudníku a trénovanost. Minutová ventilace může při námaze, kdy je možné prohloubit dýchání a zvětšit jeho frekvenci, dosáhnout i hodnot kolem 150 litrů. Část vdechnutého vzduchu se na výměně dýchacích plynů vůbec nepodílí. Je to ta část vzduchu, která zůstává v dýchacích cestách a nedostane se do plicních sklípků. V průměru se jedná o množství asi 150 ml a tento objem nazýváme mrtvým prostorem.

Řízení dýchání

Řídicí centrum dýchání je uloženo v prodloužené míše, kam přicházejí informace z jednotlivých receptorů (např. o napětí a tlaku v hrudníku z receptorů v dýchacích svalech, o množství kyslíku v krvi z chemoreceptorů v aortě atd.), zde jsou zpracovány a pomocí míšních nervů jsou zpět vysílány „pokyny“ upravující charakter dýchání na základě požadavků organismu.