Dýchací systém a zátěž - fyziologie
Dýchání je v nejširším slova smyslu výměna plynů mezi organismem a zevním prostředím.
Nasávání vzduchu do plic a jeho vypuzování z plic (ventilace) v důsledku změn nitrohrudního (pleurálního) tlaku vede ke změnám tlaků v plicních sklípcích (alveolech). Ke změnám dochází při cyklickém rozpínání hrudníku činností dýchacího svalstva. Hlavním svalem, který se uplatňuje při klidovém dýchání je bránice.
Když se bránice aktivně stahuje (kontrahuje), zmenšuje se její vklenutí do hrudního koše, a tím se zvětšuje objem hrudní dutiny. Vedle bránice se na vdechu podílejí i zevní svaly mezižeberní. Při synchronní kontrakci s bránicí se zvedají žebra vzhůru, tím se hrudník vyklenuje a objem plic se rovněž zvyšuje. Plíce a hrudník jsou pružné struktury. Při výdechu elastické síly vracejí hrudník do výchozí polohy. Za klidových podmínek je výdech děj pasivní. Dýchání je za běžných podmínek zcela bezděčná, plně automatizovaná činnost.
Z funkčního hlediska můžeme dýchání rozdělit na systém zabezpečující transport vzduchu do plicních sklípků, výměnu kyslíku a oxidu uhličitého mezi sklípkovým plynem a krví plicních kapilár, který probíhá pasivně podle zákonů difúze. Plyn z oblasti vyšší koncentrace difunduje do oblasti koncentrace nižší. Kyslík v plicích difunduje ze sklípků do krve a oxid uhličitý naopak. Tuto soustavu na sebe navazujících dějů označujeme jako vnější dýchání. Vnitřním dýcháním rozumíme výměnu plynů mezi buňkou a jejím okolím.
Krevní systém obstarává transport plynů mezi plicními sklípky a buňkami tkání. Aby se krev mohla v plicích zbavit oxidu uhličitého a obohatit o kyslík, musí proudit v dostatečném množství kapilárami ventilovaných sklípků a naopak, aby byla využita sklípková nabídka kyslíku, musí být ventilované sklípky náležitě prokrveny (perfundovány). Jen správný poměr mezi ventilací a perfúzí zaručuje dokonalou výměnu dýchacích plynů.
Souhru všech funkcí udržují za fyziologických okolností v klidu i při zátěži složité regulační mechanismy zabezpečující stálost vnitřního prostředí organismu. Tyto regulační mechanismy jsou reprezentovány především centry ústředního nervového systému na jedné straně a periferními receptory na straně druhé.
Protože výměna plynů mezi vzduchem a krví probíhá jen na úrovni alveolo-kapilární membrány, je z anatomie patrné, že existuje část dýchacích cest, kde žádná výměna plynů neprobíhá (nos, ústa, průdušnice, průdušky).
Tento anatomický mrtvý prostor má objem kolem 150 ml. Protože však v klidu nejsou všechny plicní sklípky účinné při výměně plynů mezi vzduchem a krví plicních kapilár, existuje také fyziologický (funkční) mrtvý prostor a jeho ventilace je označována termínem ventilace funkčního mrtvého prostoru. Zbylá ventilace je označována termínem efektivní alveolární ventilace. Tlak CO2 v tepenné krvi je přímo úměrný metabolické produkci a nepřímo úměrný sklípkové ventilaci.
Základní hodnoty plicních objemů a z nich odvozené veličiny se určují v jednotlivých dechových polohách – nádechu (inspiriu) a výdechu (exspiriu) při klidném dýchání a maximálním nádechu a maximálním výdechu. Objem vdechnutého a vydechnutého vzduchu v klidu je dechový objem (VT). Normální hodnota kolem 500 ml.
Objem vzduchu získaný usilovným nádechem po nádechu klidném označujeme jako inspirační rezervní objem (IRV). Norma je kolem 3 litrů.
Po klidném výdechu můžeme vydechnou další objem vzduchu (do 1500 ml), tzv. exspirační rezervní objem (ERV).
I poté v plicích zůstává určité množství vzduchu (reziduum), proto hovoříme o reziduálním plicním objemu (RV).
Množství vzduchu, které vydechneme maximálním výdechem po maximálním nádechu je vitální kapacita (VT+ IRV+ERV= VC). Její průměrná hodnota je 4 až 5 l u žen a 5 až 6 l u mužů.
Součet VC+ RV= TLC – totální plicní kapacita. ERV + RV= FRC – funkční reziduální kapacita. VT + IRV= IC – inspirační kapacita.
Krev
Krev tvoří asi 8% hmotnosti těla. Tekutá součást (plazma) představuje asi 55% z celkového objemu krve. V plazmě jsou rozptýleny buněčné elementy.
Červené krvinky (erytrocyty) vznikají v kostní dřeni a ke svému vzniku potřebují železo a vitamín B 12 i jiné látky. Jejich tvorbu podněcuje erytropoetin, látka, která vzniká v ledvinách a intenzita její tvorby závisí na parciálním tlaku (obsahu) kyslíku v krvi. Objem červených krvinek a ostatních buněk vyjádřený v procentech objemu krve se nazývá hematokrit. Jeho hodnota je dána počtem a objemem buněčných elementů a tvoří 40 – 45%.
Červené krvinky obsahují červené krevní barvivo (hemoglobin), které přenáší kyslík do tkání. Jeho normální hodnoty jsou průměrně 15g na 100 ml krve. Rozpad červených krvinek s uvolněním hemoglobinu do okolního prostředí označujeme termínem hemolýza.
Také bílé krvinky (leukocyty) se tvoří v kostní dřeni, je jich 6 – 9 tisíc v mm3 a uplatňují se v boji proti infekci, při rozpoznávání vlastních struktur, struktur cizích či změněných a odstraňování cizích látek (imunitní reakce).
Původ v kostní dřeni mají i krevní destičky (trombocyty). Je jich 200 – 400 tisíc a uplatňují se při krevním srážení. Srážení krve je hlavním pochodem při zástavě krvácení. Někdy se krevní sraženina (koagulum) vytvoří na stěně cévy i bez poranění vedoucímu ke krvácení. Ke zvýšení krevní srážlivosti dochází při poškození cévní výstelky (endotelu), zvýšení hladin faktorů krevního srážení, které se tvoří především v játrech, zahuštění krve (hemokoncentrace), při větší ztrátě tekutin a oblenění rychlosti krevního proudu například při snížené pohyblivosti po úraze, operaci či závažnějším onemocnění.
Plazma tvoří 55 – 60% objemu krve a obsahuje důležité látky, zejména proteiny, minerály, produkty trávení a metabolismu cukrů, tuků, bílkovin a řadu dalších látek .
zdroj : www.aktin.cz