A légzés • Az élethez energia kell

• A állati sejtek: szerves vegyületekből aerob metabolizmussal – Biológiai oxidáció:

• ATP és NADH képződés

• C6H12O6+9O2=6CO2+6H2O

• Légzés: O2 és CO2 kicserélődése

• Diffúzió: egysejtűeknek könnyű

• Többsejtűek: romlik a felület/térfogat arány

– A lézőszervek ezt az arányt javítják (pl ember légzőfelülete 50-100m2, az test egyéb felszíne 2m2)

– A diffúzió sebességét a diffúziós út és a koncentrációgrádiens szabja meg. (az utóbbi növekedik pl. a légzőmozgások és a keringés kialakulásával)

A légzés részfolyamatai • A légzés (elsősorban emlős állatokat tekintve) három

alapvető részfolyamatból áll.

1. A légcsere a légköri levegő és a tüdőben lévő levegő kicserélődése. Változói: – az egyszerre beszívott levegő térfogata (légzésmélység)

– a percenkénti légvételek száma (légzésgyakoriság)

– a két utóbbi érték szorzata (légzési perctérfogat)

2. A gázcsere a vér és környezete közötti gázkicserélődés, az oxigén és a széndioxid mozgása a parciális nyomásgrádiens által megszabott irányba. – Külső és belső légzés

3. A sejtlégzés folyamata már a sejten belül zajlik.

A légzés törzsfejlődése • Kültakarón át

– Kizárólag: csalánozók, laposférgek, egyes hengeres- és gyűrűsférgek, puhatestűek és ízeltlábúak

– Fontos: puhatestűek, halak, kétéltűek

• Légzőszerv (levegő – tüdő, víz - kopoltyú)

Kopoltyúk

1. Kültakaró vékonyfalú függelékei:

• rákok, puhatestűek

2. A kültakaró betüremkedései:

• póktüdő: a potroh betüremkedésével kialakuló üregben

• rovarok, pókok légcsövei

3. Az előbél kitüremkedése:

• halak, kétéltűek lárváinak kopoltyúja

• gerincesek tüdeje

A rovarok légzőrendszere • A sejtekig szállítja a levegőt

• A keringési rendszer – kivételes módon – csak a tápanyagszállításban vesz részt, a légzőrendszertől független.

• A nagyobb rovaroknak légzőmozgásokat is kell végezniük, a nagyobb O2 igény miatt

Légcső

Légzsák Légcsövecske

Testi sejt

Levegő

Légcsövek

Légzsákok

Légzőnyílások

A halak légzése

Kopoltyú ívek

O2-szegény vér

O2-gazdag vér

Vér erek

Kopoltyúív

Kopoltyúfedő Víz áramlás

Vízáram Véráram

Ellenáramlásos gázcsere PO (mm Hg) a vízben

2 150

PO (mm Hg)

A vérben 2

120 90 60 30

140 110 80 50 20 Az O2 nettó diffuziója

Kopoltyú szálak

Lemez

• A vízben kevesebb az oxigén, mint a levegőben. • A víznek áramolnia kell!

– Vagy a hal mozog a vízben (cápák) – Vagy a vizet aktívan mozgatja a kopoltyún keresztül.

A gerincesek tüdeje

• Fejlettsége a metabolikus igénnyel nő. • Kétéltűek:

– zsákszerű

– nyelik a levegőt, bordáik nincsenek

– A légzésben a hajszálerekben gazdag szájnyálkahártyának és bőrnek is szerepe van.

• Hüllők: légmozgások a bordák segítségével – Egyre nagyobb belső felület.

– Az egyes hüllőcsoportok tüdeje változatos fejlettségű.

– A teknősökben és krokodilokban már nincs központi üreg.

– A kígyókban többnyire csak a bal oldali tüdő fejlődik ki.

• Halak: úszóhólyag (hidrosztatikai szerv, néha érzékszerv v hangadószerv, a

tüdővel homológ: tüdőshalak)

A madarak tüdeje

• Kettős légzés. – Belégzéskor a levegő részben

a hátsó légzsákokba, részben a tüdőn át az elülső légzsákokba jut.

– Kilégzéskor a hátsó légzsákokból újra friss levegő kerül a tüdőbe, ezért

– a madarakban a gázcsere a ki- és belégzés során folyamatos.

Elülső légzsákok

Hátsó légzsákok

Tüdő

1 mm

Légáram

Tüdősípok a tüdőben

Elülső légzsákok

Tüdő

belégzés

Hátsó légzsákok 3

2 4

1

4

3 1

2 kilégzés

• A madarak légzőszerve a leghatékonyabb.

• Ez képes fedezni a repüléssel járó nagy oxigénigényt.

A madarak tüdeje • A légzőmozgásokat a bordaközi izmok és – repülés

során - a mellizmok hozzák létre. – a bordáik két részből állnak, amiket bordaközti ízület köt össze

– rekeszizom nincs

• Belégzéskor a szegycsont lesüllyed, a bordarészek által bezárt szög nő. Elsősorban a tüdőhöz kapcsolódó légzsákok tágulnak. – A légzsákok a fajsúly csökkentésében is fontosak, behatolnak az

izmok közé és a csontokba is.

• A madarak tüdejében a gázcsere egymással párhuzamosan futó légcsöveken (tüdősípokon) keresztül zajlik. – A levegő és a vér áramlási iránya itt is ellentétes.

– Bár a tüdő mérete kicsi, a felülete többszöröse lehet egy emlős tüdejének.

A madarak tüdeje • Két gége alakul ki: az emlősökével homológ felső gégefő

(larynx) és a hangadás szerve az alsó gégefő (syrinx) a két főhörgő elágazásánál. – Ezen a szakaszon a légutak fala porcmentes (hanghártyák).

– A hozzájuk tapadó izmok állítják be a légutak átmérőjét és a hanghártyák feszességét, ezáltal a hang magasságát és erejét.

– A két főhörgőben ez akár különbözhet is, vagyis a madarak egyszerre két hangot is kiadhatnak.

Az emlősök légzőrendszere

garat

gégefő

(nyelőcső)

légcső

jobb tüdő

hörgő

hörgőcske

(rekeszizom)

(szív)

kapillárisok

bal tüdő

A léghólyagocskák körüli sűrű kapilláris-hálózat (SEM)

50 m

léghólyagocskák

tüdőartéria (oxigén-szegény vér)

tüdővéna (oxigén-dús vér)

végső hörgőcske

orr- üreg

főhörgő

• Orr

• Garat - Gége

• Légcső

• Tüdő – Főhörgők

– Hörgők

– Hörgőcskék

– léghólyagocskák

• Mellhártya – Parietális (fali) és viszcerális (zsigeri) lemez között folyadék

Orr és garat (pharynx)

fülkürt nyílása

„orrgarat”

„szájgarat”

„gégegarat”

garatmandula

torokmandula

nyelvmandula

orrkagylók

nyálkahártya

• Az orr szerepe: – A levegő vezetése – melegítése, nedvesítése – tisztítása, szűrése – a beszédben rezonátor – szaglás

• Garat – a légutak és tápcsatorna

kereszteződése

– Nasopharynx (uvula, orrmandula, fülkürt)

– Oropharynx (torokmandulák)

– Laryngopharynx

Gégefő (Larynx)

• Porccsontok: – Pajzsporc (thyroidea -

ádámcsutka)

– Gyűrűporc (cricoidea)

– Kannaporc (arytenoidea)

– gégefedőporc (epiglottis): nyeléskor zárja a légcsövet.

• Hangszalagok légcső

gégefedő porc

pajzsporc

C porcok

hangrés

hangredő

elölnézet

hangszalagok

gyűrűporc

felülnézet

nyelv- csont

kanna- porc

Légcső (Trachea)

• Anatómia: – C alakú porcok

– Csillós hengerhám

• Funkció: – Levegő vezetése

– Tisztítás, melegítés

C porc

légzőhám

nyálka-termelő mirigy

simaizom

nyelőcső

légcső

Goblet sejt

nyálkaréteg

kötőszövet

őssejt

csillós

hengerhám-

sejt

A nyálka

a garat felé

mozog

Hörgők (Brochi et bronchioli)

• főhörgők: – Jobb és bal

– Belépnek a tüdőkbe

• másodlagos hörgők – Jobb oldalon 3, bal oldalon 2db

– A tüdőlebenyeket határozzák meg

– Porcdarabok

• harmadlagos hörgők stb.

• hörgőcskék – Csak simaizom

porcgyűrűk porc darabkák

pleura

bal föhőrgő

légcső

másodlagos hörgő

harmadlagos hörgő

kisebb hörgők

hörgőcskék

terminális hörgőcske

léghörgőcske

léghólyagocskák

Léghólyagocskák (alveoli) • Anatómia: rugalmasrostos kötőszövet, egyrétegű laphám, tüdőkapillárisok hálózzák be

• Funkció: gázcsere – 300 millió léghólyagocska

– 70m2 felület a légcserére

tüdőarteriola

venula

ductus alveolaris

bronchus respiratoricus

kapillárisok

léghólyagocskák

rugalmas rostok

terminális bronchus

tüdővéna

tüdőartéria

simaizom

bronchus respiratoricus

kötőszövet

ductus alveolaris

arteriola kapillárisok

léghólygocskák

A légzőrendszer funkciója

Kilélegzett

levegő

Belélegzett

levegő

Tüdőartériák

Szisztémás vénák

Szisztémás artériák

Tüdővénák

tüdőkapilláris

Léghólyagocska légtere

Léghólyagocska hámsejt

Heart

Szisztémás kapillárisok

CO2 O2

Testi

szövetek

CO2 O2

8 1

2

3 7

6 4

5

• Légcsere: • Gázcsere

– Külső légzés: tüdő léghólyagocskák - vér

– Belső légzés: vér - szövetek

• Biológiai oxidáció

• hőleadás • pH szabályozása • kiválasztás • pici vérrögök és buborékok

kiszűrése a vénából • a szív mechanikai védelme • Angiotenzin I-II átalakítás

(ACE)

A külső légzés • A léghólyagocskák szövettani szerkezete

– Type I sejtek: epitélium (laphám) sejtek

– Type II sejtek: köbhám sejtek a surfactant réteget képezik

léghólya-

gocskák

vörösvértest légnyílás

légző-

membrán epitélium

endotélium

alaphártyák

epitél-

sejt

endotél-

sejt

kapilláris

vörösvértest

makrofág

II-es típusú

sejt

I-es típusú

sejt

kapilláris

epitélsejt

Az alveoláris gázcsere tényezői 1. Membrán felület (tüdőtágulás!)

2. Membrán vastagság

3. Koncentráció grádiens

gáz

Parciális nyomás % (Hgmm)

levegő be léghólya-

gocskák vénás vér artériás vér levegő ki

O2 21 (158) 13 (100) 6 (40) 13 (95) 15 (116)

CO2 0,0004 (0,3) 5 (40) 7 (46) 5 (40) 4 (32)

H2O 0,008 (5,7) 6 (47) 7 (47) 6 (47) 6 (47)

N2 stb. 78+ (596) 76 (573) 80 (573) 76 (573) 75 (565)

•(normál levegő nyomása: 760Hgmm)

•Dalton törvénye: egy gázkeverék nyomása az összetevői parciális nyomásának összege.

Az alveoláris gázcsere tényezői 4. Vízoldékonyság (CO2 20szor jobban, mint O2)

– Henry törvénye: A folyadékok oldottgáz-tartalma a gáz oldékonyságától és parciális nyomásától függ.

– O2 fizikai oldódása igen rossz, és a hőmérséklettel csak tovább romlik - halpusztulás

– Légzőpigmentek kialakulása

• Hemocianin: – puhatestűekben, ízeltlábúakban, Cu-tartalmú

• Hemoglobin: – Gerincesekben, (néhány gerinctelenben)

– Négy alegységből áll (tetramer).

– Fehérjerész: globin

– Nem fehérje rész: Hem (vas + porfirin váz)

5. Megfelelő keringés (Ha egy adott tüdőrészben romlik a légcsere, akkor annak vérellátása is reflexesen csökken.)

A légzőizmok beidegzése • A kicserélt levegő (és hő) mennyisége a légzések

mélységétől és szaporaságától függ.

• A légzőizmokat gerincvelői mozgatóneuronok idegzik be.

• A légvételek mélysége és frekvenciája függ a légzőizmokat beidegző motoros idegben

– ingerületbe került axonok számától,

– és egy adott axonon terjedő AP frekvenciától. • A belégzés alatt mindkét tényező fokozatosan növekszik (crescendo). (I)

• A kilégzés elején is van egy kicsi aktivitás a n. phrenicus axonjaiban. (E1)

• Légzési szünetben viszont semmi. (E2)

• A motoneuronok vezérlését végző idegsejtek a nyúltvelőben és a hídban találhatók. – aktivitásuk a légzőmozgásokkal összefüggésben változik.

– A légzés ritmusgenerátorát ezeknek a sejteknek a komplex hálózata alkotja, ám a rendszer pontos működése még nem ismert.

Légzés-szinkron neuronok • Inspiratory (belégzés alatt aktív)

– I-con

– I-Aug

– I-Dec

– Late-I

• Exspiratory (kilégzés alatt aktív) – E-Aug

– E-Dec

• Phase-spanning (fázisváltás során aktív) – Pre-I

– E-I

A légzésszabályozás agytörzsi területei

• Nyúltvelő • dorzomediális neuroncsoport DRG • ventrolaterális neuronoszlop VRC

•Híd • Hídi neuroncsoport PRG

•„pneumotaxikus központ”

Nyúltvelői területek

• Nyúltvelői dorzomediális neuroncsoport (DRG): – Lényegében a nucleus tractus solitarii-nak felel meg

– A nucleus tractus solitarii a IX és X. agyideg szenzoros magja.

– Ide futnak be a perifériás kemoreceptorokból és a tüdő receptoraiból származó ingerületek.

– Reciprok kapcsolatban van a VRG-vel

– A belégzés alatt aktív sejtek

• A serkentők (I-Aug) premotor neuronok, központi hatásra aktiválódnak és a rekeszizom motoneuronjait aktiválják.

• A gátlókat (Late-I) a tüdő feszülési receptorainak ingerülete aktiválja, gátolják a belégzést (VRG-be PRG-be vetül)

• Ventrolaterális neuroncsoport (VRG): – A VII agyidegmagtól hátra végig a nyúltvelőben (≈ n. reticularis

ventrolateralis területe)

– Egyaránt találhatók belégzés-aktív és kilégzés-aktív neuronok • Rostrálisan belégzés alatt aktív (I-Aug) bulbospinális sejtek a külső

bordaközi izmokat idegzik be.

• Caudálisan (≈ nucl. retroambiguus) kilégzés alatt aktív serkentő

(E-Aug) és gátló (E-Dec) sejtek a belső ill. külső bordaközi izmokat idegzik be

• nucleus ambiguus a X. ideg motoros magja

– A VRG felett található

– a légzésben szintén szerepet játszó szájpad, garat és gége hatáncsíkolt izmait irányító motoneuronok csoportja.

Nyúltvelői területek

• Bötzinger komplex – a VRGtől rostrálisan, a híd és nyúltvelő határán

– régebben „apneuziás központ”

– olyan kilégzés-aktív (E-Aug és E-Dec) neuronok halmaza, melyek a belégzés-aktív neuronokat gátolják.

– kaudális részén (Pre-Bötzinger komplex) serkentő E-I neuronok, ritmusgeneráló sejtek

• RTN: retrotrapezoid nucleus – A VII agyideg alatt

– Kemoszenzitív sejtek (serkentők)

– Pre-I sejtek: ritmusgeneráló neuronok?

Területek a nyúltvelő-híd határon

Hídi területek

• PRG – Az V. agyidegtől előre, n. parabrachiales és a Kölliker-Fuse mag

– „pneumotaxikus központ”

– A belégzés/kilégzés váltásában lehet szerepe

– Laterálisan belégzést mediálisan kilégzést serkentő neuronok

– A viscerális afferensek és a felsőbb területek utasításainak integráló állomása

– Elsősorban altatott vagy alvó állaton, perifériás bemenetek hiányában, ill supressziója során.

Az agytörzs különböző szintű átmetszéseinek hatása

Híd

Nyúltvelő

Gerincvelő

perifériás

kemoreceptorok

felől

a bordaközi izmok és

a rekeszizom motoneuronjai

felé

PRN

DRG VRG

ép vágusz átmetszett vágusz

lassú eupnoé

légzésleállás

szabálytalan légzés

eupnoé

belégzési görcs

Légzés-szabályozó agytörzsi területek

VRG DRG

nAmb

nucl.

phrenicus

cVRG

rVRG

preBötz

Bötz

PRN nucl. VII.

K-F

NTS

RTN

légzőizmok

gerincvelői

motoneuronjai

cVRG

rVRG

preBötz

Bötz

LC

nPB

perifériás kemoreceptorok felől

a tüdő mechanoreceptorai felől

K-F

NTS

RTN

cVRG rVRG preBötz

Bötz

1mm

nPB

V.

VII.

Felsőbb szabályozó területek

• Agykéreg – Közvetlenül a piramispályán át, és/vagy a légzőközpontok

felülszabályozásával.

– Akaratlagos szabályozás: apnoé, beszéd, hiperventilláció stb

– Tudattalan, ám részben kérgi eredetű: légszomj Kérgi szenzoros területek érzékelik a ventilláció mértékét és ha az kisebb, mint a szükséglet, légszomj alakul ki.

– Éber állapotban nem okoz apneusist a híd roncsolása. – Ondin átka (central hypoventilation syndrome): alvás alatt

lélegeztetni kell, mert az automatikus kontrol nem működik

• Az éberségi szint befolyásolja a szabályozást.

• Limbikus rendszer – hipotalamusz – Emóciók légzési hatásai

A tüdő receptorai 1.

• A légutak simaizomsejtjei között elhelyezkedő lassan adaptálódó feszítési receptorok:

– ingerületét velőshüvelyes rostok a n. vagusban futva a nucleus tractus solitarii (NTS)-ba juttatják.

– Az AP frekvencia és az ingerületbe kerülő axonok száma a tüdő feszülésével arányosan nő.

– A reflexes válasz a passzív kilégzés (és a bronchusok dilatációja).

– Egyesek szerint emberben nyugodt légzés során nincs jelentősége.

A tüdő receptorai 2.

• Irritáns receptorok (A légutak hámsejtjei között elhelyezkedő gyorsan adaptálódó mechanoreceptorok):

– Vékony velőshüvelyes axonok idegzik be (vagus).

– Ingerelhetőek extrém inflációval, hisztaminnal, protaglandinokkal, füsttel (stb).

– A reflexes válasz hiper/tachypnoé, bronchuskonstrikció, (nyákszekréció) és köhögés.

• J-receptorok: A tüdőkapillárisok közelében helyezkednek el:

– C-rostok idegzik be.

– Ingerelhetőek kapszaicinnel, hisztaminnal, bradikininnel, szerotoninnal, prosztaglandinokkal.

– Tüdőödéma ingerli – zsigeri fájdalom

– A reflexes válasz apnoé, gyors, felületes légzés, bronchuskonstrikció, nyákszekréció és keringési változások.

A légutak mechanoreceptorai • Orrjáratok

– Inger: mechanikai és kémiai, afferens: n. trigeminus – Reflex: tüsszentés, bradikardia

• Búvárreflex (víziállatokban) – Inger: hideg víz az arcra ill orrjáratokba – Reflex: apnoé, gégefedő záródása (embernél is megvan gyengén)

• Légcső, alsó légutak – Inger: mechanikai és kémiai, afferens: n. vagus – Reflex: köhögés, vérnyomás-hullám (valsalva)

• Garat – Inger: perisztaltikus hullám nyelés alatt, afferens: n.

vagus/glossopharingeus – Reflex: gégefedő záródása

– Inger: a belégzés okozta negatív nyomás – Reflex: a garat izmainak megfeszülése (obstructive sleep apnea:

ez a reflex nem működik rendesen)

Gerincvelői reflexek a légzésben • Izomorsó receptorok

– A diafragmában nagyon kevés, inkább a bordaközi izmokban – Inger: alacsony compliance – Afferens: érzőidegek a háti gerincvelőbe – Reflex: további izmok bevonása a légzésbe

• Fájdalom – Csupasz idegvégződések a bőrben, csontban és zsigerekben – Inger: ischemia, sérülés – Afferens: zsigeri és szomatikus érzőidegek a gerincvelőbe – Reflex: apnoé, szaggatott légzés, hipoventilláció, szapora légzés stb.

• Izületek – A végtagokban főleg – Inger: fokozott mozgás – Afferens: szomatikus érzőidegek a gerincvelőbe – Reflex: légzés frekvenciájának és mélységének fokozódása

• Egyéb, ismeretlen mechanizmusú reflexek – Csuklás: száraz étel, stb – Ásítás: álmosság, unalom stb – Sóhajtozás: mély belégzés 15-30 másodpercenként

Centrális kemoreceptorok

• Valójában a likvor és az EC tér pH-ját érzékeli – állandó [HCO3

-] mellett a pH és a [CO2] egyenesen arányos.

– Az izokarbonát körülményeket a HCO3/Cl antiporter biztosítja

– A vér pH-ját nem érzékeli, mert az agyi erek nem permeábilisek az ionokra, csak a CO2 juthat át.

• Tartós hiperkapnia (8-12 óra) esetén „adaptálódnak” – ekkor már a liquor HCO3

- koncentrációja is megnő

KCO

HHCO

][

][][

2

3

• A nyúltvelő ventrális felszínén

– n retrotrapezoideus (RTN)

• Hiperkapnia (PalvCO2 ↑) aktiválja

• A válasz 1-2 perc alatt alakul ki.

Nyúltvelő Bemenet a légzésszabályozó neuronok felé

vérerek

Liquor

v.

v.

HCO3/Cl antiporter

Perifériás kemoreceptorok

• Glomus caroticum és Glomus aorticum – Az utóbbi kevéssé jelentős a légzésben

– Hámsejtes csomók

– 2 mg tömegű,

– 2000 ml/100g/perc véráramlás

– I (szenzoros) és II (támasztó) típusú sejtek

• Beidegzés: – n.glossopharyngeus(IX) ill. vagus(X)

• Sejttest: – ggl pertosum ill. nodosum

• A NTS mediális részére vetül. aorta g. aorticum

g. caroticum

a. carotis

s. caroticus

s. aorticus

szenzoros sejt

támasztó sejt

szenzoros ideg IX. X.

•Hipoxia: – Csak jóval a fiziológiás érték (100Hgmm) alatt (60Hgmm-től)

aktiválódik.

– A hiperkapniás hipoxia (aszfixia, fulladás) a legerősebb inger

– O2-függő Na/K pumpa (Skou’s emzim): • hipoxia gátolja →

• depolarizáció →

• Ca++ influx →

• transzmitter-felszabadulás

•A sejtek DA tartalmúak, ám az gátló mediátor. A transzmitter esetleg acetilkolin, vagy ATP.

A glomusok aktiválása 1.

magas CO2

alacsony CO2

PO2

< 55 = hipotóniás hipoxia

denerváció

50 Hgmm Pao2

ven

till

áci

ó

10 liter/perc

A glomusok aktiválása 2.

• Hipovolémia: • közvetve, nagy O2 igényük miatt hipoxiát érzékelnek

• Hiperkapnia: • A CO2 az sejtplazma savasodását okozza. • A H+/Na+ antiporter beindul

– Gyors (pár mp) hatás – lineáris érzékenység – Hipoxia mellett erősebb reakció – nem adaptálódik!

• Tartós hiperkapniában az egyetlen belégzési inger. Ilyen betegnek életveszélyes tiszta oxigént adni!!!

• pH emelkedése: – Nagyon gyors, légzéssel szinkron, lineáris hatás

• K+ emelkedése: • magas [K+]EC depolarizál

– Az izomműködést követő ventilláció-fokozódás egyik ingere.

magas O2

alacsony O2

PCO2

A légzésszabályozás sémája

Vér

Nyúltvelői-hidi

légzőközpontok

Gerincvelő

Légzőizmok

Tüdő és mellkas

Alveolus-kapilláris

határ

Agykéreg

Kemoreceptorok Mechanoreceptorok

PCO2, PO2, pH

feszülés,

elmozdulás

ideg-impulzusok

ideg-impulzusok

légcsere

diffúzió

véráramlás

mechanikai munka

Hiperkapnia • A P CO2alv növekedése (normál 40Hgmm) növeli a ventillációt.

– 100 fölött légzésbénulást okoz...

– A perctérfogat CO2-függése szigmoid jellegű

– A maximális CO2 válasz még mindig csak 60%-a az akaratlagos max. ventillációnak.

• Először a légzések mélysége fokozódik és csak adott érték felett és csak ép vagusok mellett! nő a frekvencia.

lég

zési

per

ctér

fog

at

PaCO2 (Hgmm)

PaCO2 (%)

• CO2 érzékenység = A görbe meredeksége az 5-7%-os tartományban

(30-40Hgmm körül) normál≈6liter/perc/%CO2

– hipoxia növeli az CO2érzékenységet és a receptorérzékenységet is

– a metabolikus acidózis, a fizikai munka növelik

– az alvás csökkenti a receptorérzékenységet

– Az altatószerek csökkentik a receptorérzékenységet és a CO2érzékenységet

Ven

till

áci

ó (

lite

r/p

erc)

hipoxia

normál kontroll

kontroll

fizikai munka

metabolikus acidózis

Hgmm

kPa

PaCO2

PaO2 37 Hgmm

CO2 válasz görbék

CO2 érzékenység

Hipoxia • Az PO2alv csökkenése növeli a perctérfogatot.

– hiperbolikus jellegű • O2 válaszküszöb: ahol a ventilláció intenzíven növekedni kezd (kb70 Hgmm)

– A következményes hipokapnia ellensúlyozza a hatást.

– Hiperkapniával párosulva erősebb

– 30Hgmm alatt eszméletvesztés

PaO2 Hgmm

PaCO2=50Hgmm

Ven

till

áci

ó (

lite

r/p

erc)

PaCO2=45Hgmm

PaCO2=38Hgmm

Hipoxiák • Hipoxiás hipoxia

– kevés az artériákban az oxigén • alacsony O2 parciális nyomás (magas hegyek, oxigényszegény levegő) • asthma, tüdő ödéma, tüdő fibrózis, tüdőtágulás, pitvari sövény hiány, • légzőizmok elégtelen működése (pl. légmell) • légzőközpont gyenge működése

• Hipovolémiás/hipotenziós hipoxia – nem jut el az oxigén a szövetekhez

• alacsony perctérfogat • érelzáródás • szívelégtelenség

• Anémiás hipoxia – kevés a működőképes hemoglobin:

• anémia, • CO mérgezés

• Szöveti hipoxia – a szövetek nem tudják felhasználni az oxigént

• ciánmérgezés (sejtek O2 felvétele gátolt. A cián a terminális oxidáció egyik enzimjét bénítja.)

Magashegyi akklimatizáció: hipobár hipoxia

• Azonnali hiperventilláció a hipoxia miatt

• Következményes hipokapnia és respirációs alkalózis. • Ha a hiperventilláció nem

okozna hipokapniát, az eszméletvesztés már 70Hgmm O2 nyomás mellett kialakulna, mert 70-40=30Hgmm alveoláris O2 alakulna ki.

• A Mont Everesten (8,848)m mindössze 43Hgmm az O2 parciális nyomása. Ezen a magasságon a ventilláció ötszörösére fokozódik, ami a CO2 alveoláris koncentrációját 8Hgmm-re csökkenti. Vagyis az alveoláris O2 35Hgmm, az eszméletvesztés határa!

ven

till

áci

ó (

lite

r/p

erc)

Az oxigén parciális nyomása a levegőben (Hgmm)

pH

PaCO2

PaO2

magasság (km)

ny

om

ás

(Hg

mm

)

A tengerszint feletti magasság hatása a légzési paraméterekre

Magashegyi akklimatizáció: hipobár hipoxia

• Négy öt nap után a vese savkiválasztása csökken, a bikarbonáté viszont emiatt nő.

• A vér pH helyreáll, az alacsony bikarbonát szint a CSFben növeli a CO2 érzékenységet és a receptorérzékenységet is.

• A vese eritropoetin-termelése is fokozódik, magasabb RBC, hematokrit, és hemoglobin koncentráció alakul ki.

• A szív perctérfogata is nő.

• A hipoxia a tüdőben vazokonstrikciót okoz, ami növeli a kisvérköri nyomást. Emiatt a tüdőartériák és a jobb szívkamra hipertrófiája indul meg.

• A vér 2,3-DPG tartalma is megnő, ezért a hemoglobin O2 affinitása csökken, az oxigén leadása a szövetek felé fokozódik.

Légzés és izommunka • A ventilláció nagyobb, mint amit hiperkapniával el lehetne érni. (Kb,

mint az akaratlagos maximum: 100-120 l/perc.)

Miért fokozódik a légzés?

1. A mozgató kéreg felől eredő parancsok (azonnali)

2. Az izmok receptoraiból kiinduló reflexek (azonnali)

3. Az izommunka során megnövekvő [K+]EC hatására (lassú adaptáció)

4. Tejsavas acidózis (extrém izommunka)

• Az artériás PCO2, (PO2 és pH) alig változik az izommunka alatt!!

• Extrém izommunka estén még csökken is, mivel ekkor már az izom vérellátása nem tud lépést tartani az igénnyel: „anaerob küszöb”.

Metabolikus acidózis • Metabolikus acidózis

– A glomusok által jelzett acidózis erős mély légzőmozgásokat okoz.

– A centrális kemoreceptorok nem jelzik a fellépő hipokapniát, mert a cerebrospinális folyadék HCO3

2- koncentrációja lecsökken.

KCO

HHCO

][

][][

2

3

• Tüsszentés és köhögés – Az orrnyálkahártya ill. alsó légutak nyálkahártyájának kémiai vagy

mechanikai ingerlésével kiváltott inger a n. trigeminus és n. olfactorius közvetítésével a nyúltvelői központba jut.

– Válasz: elnyújtott belégzést követően záródik a glottis és a szájüreg, majd robbanásszerű (aktív) kilégzés következik.

• Lihegés – folyadék és hőleadás

– csak a respirációs holtteret szellőzteti

• Reflexes apnoé – kellemetlen szagok, hideg zuhany, erős zaj, éles fájdalom

– nyelés és hányás alatt (a glottis is záródik)

• Akaratlagos apnoé – a fokozott figyelmet, vagy precíz kézmozgást kísérő folyamat

– agykérgi eredetű

Légzőreflexek

A köhögés gyógyszerei • Köhögéscsillapítók: • centrálisan, a köhögési központra ható vegyületek

» Chinin anhydrat Diapulmon

» Butamirat Sinecod

» Codein (ópium alkaloid) Coderit

• perifériásan, a nyálkahártyareceptorok érzékenységét csökkentik » Prenoxdiazin Libexin

• Köptetők: • a nyák viszkozitásának csökkentésével

» Bromhexin Paxirasol

» Ambroxol Halixol

» Acetylcistein ACC, Solmucol, Fluimucil

» Carbocystein Mukopront

• a szekréció fokozásával » Emetin Radipon

» guajakol (bukkfa) Erigon (+codein etc.)

» illóolajok (Fagifor)

» ammónium klorid Radipon(+emetin+codein stb)

Asthma bronchiale

• A hörgők gyulladásos betegsége

• A hörgők átmérője csökken (simaizomkonstrikció, a nyálkahártya ödémásodása, viszkózus váladékképződés, és sejtduzzadás következtében).

• Klinikai jellemzője a rohamokban jelentkező kilégzési vagy ki-és belégzési nehézség.

• Kiváltója lehet: allergén, hideg, por, terhelés stb. – Az allergiás eredetű asthma

• a tüdő hízósejtjeiben allergén hatására képződött IgE antitest antigénkötése gyulladási mediátorok histamin, heparin, leukotriének, prosztaglandinok felszabadulásához vezet.

– A nem allergiás eredetű asthma • Az epithel sejtek alatt elhelyezkedő irritáns receptorok mechanikai- hő vagy

kémiai ingerlésének hatására kialakuló paraszimpatikus túlsúly.

• Az asthma gyógyszerei: – Inhalálva a legjobb, mert akkor kicsi a szisztémás mellékhatás. – 2 receptor agonisták: salbutamol, spiropent; – xantinszármazékok: diaphyllin;

– gyulladáscsökkentők