1

הפיזיולוגיה של הנשימה

ר בועז טירן"ד

הפיזיולוגיה של הנש ימה

בכלל ים , בקורס נעסוק בתכונות האנטומיותהפיזיקליים ובמנגנוני הבקרה הקשורים בפיזיולוגיה

.של הנשימה. א" שX 2 מפגשים 7 –משך הקורס

: ספרות מומלצתTextbook of Medical PhysiologyArthur C. Guyton, John E. Hall, (10th/11th edition).

Unit VII, RespirationChapter 37, Pulmonary ventilation. Chapter 38, Pulmonary circulation; Pulmonary edema; Pleural fluid. Chapter 39, Physical principles of gas exchange; Diffusion of oxygen and carbon dioxide through the respiratory membrane. Chapter 40, Transport of oxygen and carbon dioxide in the blood and body fluids. Chapter 41, Regulation of respiration. Chapter 42, Respiratory insufficiency: pathophysiology, diagnosis, oxygen therapy.

2

הפיזיולוגיה של הנש ימה

שחלוף של גזים בין –מהות תהליך הנשימה . באטמוספירה לבין רקמות הגוףהאויר

הפיזיולוגיה של הנש ימה

מרכיבים 4-ניתן לחלק את תהליך הנשימה כולו ל :עיקריים

הראתי האיוורור 1.

הדיפוזיה של הגזים2.

בדם-CO2וההוב לת החמצן 3.

בקרת הנשימה4.

תפקידי מערכת הנשימה במ בט כלליO2שחלוף

לדםהאויר בין מהדם לתאים

CO2שחלוף

מהתאים לדםלאוירמהדם pHבקרת

VocalizationProtect alveoli

3

התפשטות והתכווצות הרי אות

.הרמת הצלעות, ירידת הסרעפת: התפשטות הריאות.ירידת הצלעות, עלית הסרעפת: התכווצות הריאות התכווצות -השאיפה " ): שקטה("בנשימה הרגילה

. עם הרפית הסרעפת, פסיבית–והנשיפה , הסרעפת, )inspiration(אינספיריום = שאיפה : מושגים בסיסיים

, lungs= ריאות , )expiration(אקספיריום = נשיפה .diaphragm= סרעפת

Muscles of Inspiration

: שריר י נש ימ ה ע י קר י י ם

א ינטרק וסטל י י ם , סרעפת ה א י נטרכונדרל י ו החלק , חיצ ו נ י ים

. ה פנ ימ י י םה א ינטרק ו סטל י ים של

: שריר י עזר לנש י מ ההשר י ר ים , סטרנוקל י י ד ומסט ו א יד

.הסקלנ י י ם

Muscles of Expiration

בנשי מ ה – שריר י הנש י פ ה: מא ומצת

פנ י מי י ם א ינטרק וסטל י י ם , )ה א ינט רכונדרל י מלבד החלק (

רקטוס –שריר י הבט ן שר יר י ה אלכס ו ן , אבד ומ ינ יס

טרנ סברזוס , ה פנ ימ י ו ה ח יצ ונ י שר י ר י ה בטן . (אבד ומ ינ יס

מו שכ ים מטה את הצ לע ות וד וחס י ם את , התחת ונ ות

) . תכולת חלל הבט ן

4

שאיפה

נשיפה

חלל האף

חלל הפה

לשון

קנה

קרום הריאה

פרינקס

אפיגלוטיס

לרינקס

סמפון

5

דרכי נשי מה עליונות

נכנס תחילה דרך הנחיריים שם הוא מסונן האוירובהמשך מתחמם ומקבל לחות בחלל האף ובמערות

.האף

6

דרכי נשי מה עליונות

נכנס תחילה דרך הנחיריים שם הוא מסונן האוירובהמשך מתחמם ומקבל לחות בחלל האף ובמערות

.האףשהוא אזור אנטומי , האויר לפרינקסמשם עובר

. העיכול' ומעהנשימה ' למעהמשותף

דרכי נשי מה עליונות

נכנס תחילה דרך הנחיריים שם הוא מסונן האוירובהמשך מתחמם ומקבל לחות בחלל האף ובמערות

.האףשהוא אזור אנטומי , האויר לפרינקסמשם עובר

. העיכול' ומעהנשימה ' למעהמשותף אשר כולל את מיתרי , האויר ללרינקסבהמשך מגיע

. נמצא בקצה העליון של הקנההלרינקס . הקול

7

הקנה

. התחתונותהאויר לדרכי " דור ראשון" מקנות לו קשיחות השומרת על מעבר –טבעות הסחוס

.פתוחאפיתל : התאים המצפים את הקנה מבפנים הם מסוג

pseudostratified: ריסניםשכבתי ובעל -עמודי דמויciliated columnar epithelium.

8

הסמפונות

הקנה מתפצל בקצהו התחתון לסמפון ראשי מימין . דור שני של דרכי הנשימה התחתונות–ומשמאל

" דור"כל התפצלות נוספת של דרכי הנשימה מכונה ) . alveoli(וזאת עד לבועיות הריאה

ככל שהדורות מתקדמים פחות תמיכה של סחוס עד . המוחלטתלהעלמותו

)bronchioles(סמפוניות

.חסרי סחוס, מ ופחות" מ1קוטר של רובם מכילים סיבי שריר חלק

התכווצות של סיבי השריר יוצרת הפרעה לזרימת .האויר

מוליכות אויר עד לאזור בו מתבצע שחלוף הסמפוניות Conducting zone vs. respiratory zone: הגזים

(respiratory bronchioles, alveolar ducts and sacs and alveoli).

9

Alveoli - הבועיות

. מאפשרים שחלוף גזים–תאים דקים Surfactant -מפרישי סורפקטנט תאים

סיבים אלסטיים קרום הבסיס דק

משטח הבועיות90%רשת נימים על פני

A=Alveolus, C=Capillary

23-התחתונות באדם להאויר מסווג את מבנה דרכי . התפצלויות עוקבות

והסימפוניות מתפצלים הסימפונות , 0-הקנה מוגדר כאפיתל דרכי אויר אלו מכילים תאי . 16 עד 1לדורות

. להוליך אויר-תפקידם העיקרי . ובלוטות רירריסני כבר מכילים בועיות 23 עד 17ההתפצלויות מדור

. ומתרחש בהם שחלוף של אויר

:וייבלמודל –בריאות האויר התפצלות דרכי Weibel Lung Model

10

Summary of Lung Airway divisions:

Weibel Lung Model

16

הולכת א ויר

שחלוף גז ים

נפח מת

אבל אין חילופי גזים, אזור שבו יש מעבר אוויר לא כל האוויר מבחוץ –מקטין את יעילות הנשימה

.האלוי אולרימגיע לחלל נשימה דרך שנורקל

נפח מת פיזיולוגי, נפח מת אנטומי

11

נפח מת

הנפח במנגנון הנשימה : DEAD SPACE=הנפח המתבאדם בוגר בריא . אשר איננו משתתף בשחלוף הגזים

.ml 300) בערך= (

נפח מת

הנפח במנגנון הנשימה : DEAD SPACE=הנפח המת= באדם בוגר בריא . אשר איננו משתתף בשחלוף הגזים

.ml 300) בערך(ANATOMIC DEAD = הנפח המת האנטומי SPACE :

. ל" מ150-נפחו כ. האויר מוליכי האוירנפח דרכי

נפח מת

הנפח במנגנון הנשימה : DEAD SPACE=הנפח המת= באדם בוגר בריא . אשר איננו משתתף בשחלוף הגזים

.ml 300) בערך(ANATOMIC DEAD = הנפח המת האנטומי SPACE :

. ל" מ150-נפחו כ. האויר מוליכי האוירנפח דרכיPHYSIOLOGIC = הנפח המת הפיזיולוגי DEAD

SPACE : אשר איננו משתתף בשחלוף גזיםהראתיהנפח ,. ל באדם בריא" מ150-מוערך גם כן כ

12

נפח מת אנטומי

Alveolus: הרא תיתהבועית

היחידה האנטומית האחראית על שחלוף הגזים תפקיד מנגנון הנשימה כולו להביא אויר אל . בריאות. הבועית

. מיליון בועיות300 עד 200- כ–באדם בוגר

Alveolus: הרא תיתהבועית

:מתח פניםבעית מכיוון שכל בועית מאד קטנה קיימת . בנקודת מגע בין נוזל ואווירתופעה פיזיקלית

בתוכה ומתח האויר לחץ , הקשר בין גודל הבועית: פלס-הפנים מתואר על ידי חוק לה

13

Alveolus: הרא תיתהבועית

:מתח פניםבעית מכיוון שכל בועית מאד קטנה קיימת . בנקודת מגע בין נוזל ואווירתופעה פיזיקלית

בתוכה ומתח האויר לחץ , הקשר בין גודל הבועית:פלס-הפנים מתואר על ידי חוק לה

פלס בועית קטנה-פ חוק לה" עתשאף לקרוס וקשה יהיה לנפחה

. מחדש

Alveolus: הרא תיתהבועית

חומר המופרש על ידי תאים בדופן הבועית : הפתרוןtype IIמסוג pneumocytes סורפקטנט המכונה

)Surfactant .(, פוספוליפידיםבעיקר , חומר זה מכיל חומרים שונים

המורידים את מתח הפנים של הנוזל המצפה את . הבועית מבפנים

surfactant: הרא תיתהבועית

14

surfactant: הרא תיתהבועית

, כשרדיוס הבועיות קטן, לאחר נשיפה, סורפקטנטללא , עולה מתח הפנים על הלחץ ב בועית והבועית קורסת

). ביילודRDS. (ודרוש לחץ גדול לנפחה מחדש 4מקטין את מתח הפנים בפקטור של הסורפקטנט

. לערך

surfactant: הרא תיתהבועית

LaPlace’s: פלס בבועיות-חוק לה Law P = 2T / r

P=pressure, T=tension, r=radius.לחץמתח פניםרדיוס

בבועיות הקטנות הלחץ גדול יותר

15

בבועיות הקטנות הלחץ גדול יותר