Mechanizm wdechu i wydechu polega na wytworzeniu pomiędzy atmosferą i wnętrzem płuc różnicy ciśnień powodującej przepływ powietrza.
WDECH: Skurcz mięśni międzyżebrowych i przepony - wzrost objętości klatki piersiowej - spadek ciśnienia wewnątrz płuc - napływ powietrza z atmosfery.
WYDECH: Zwolnienie napięcia mięśni międzyżebrowych i przepony - spadek objętości klatki piersiowej i płuc - wzrost ciśnienia powietrza wewnątrz płuc - wypchnięcie powietrza do atmosfery.
Pojemności oddechowe
Mechanizm wymiany gazowej w pęcherzykach płucnych i w tkankach zachodzi na drodze dyfuzji, czyli fizycznego przemieszczania się cząsteczek gazów zgodnie z istniejącą różnicą (gradientem) stężeń (ciśnień parcjalnych) tlenu i CO2. W płucach - tlen zgodnie z różnicą ciśnień przemieszcza się z pęcherzyków płucnych do krwi przepływającej przez oplatające je naczyniach krwionośne, dwutlenek węgla wędruje w przeciwnym kierunku. W tkankach - tlen dyfunduje z krwi do tkanek i komórek ciała, natomiast CO2 przemieszcza się z tkanek do naczyń krwionośnych.
Sterowanie procesem oddychania
Ruchy oddechowe znajdują się pod kontrolą układu nerwowego wysyłającego impulsy do mięśni oddechowych. Ten mimowolny proces odbywa się automatycznie i zazwyczaj nieświadomie (nie przestajemy przecież oddychać śpiąc lub czytając ciekawą książkę). Głównym czynnikiem pobudzającym układ oddechowy i określającym szybkość i głębokość procesu oddychania jest ilość CO2 w krwi Poziom tej substancji jest analizowany przez odpowiednie receptory układu nerwowego i nawet niewielki wzrost stężenia CO2 prowadzi do przyspieszenia i pogłębienia oddechu. Poziom tlenu w krwi aczkolwiek decydujący o prawidłowym funkcjonowaniu organizmu nie wpływa znacząco na regulację procesu oddychania.
Tempo oddychania
Silne emocje takie jak strach czy stres mogą wpływać na tempo oddychania podnosząc jego częstotliwość, co dla płetwonurka oznacza szybsze zużycie rezerw powietrza. To dla tego w trakcie pierwszych nurkowań adepci zużywają zawsze więcej powietrza niż ich instruktor.
Zatrzymanie oddechu
W pewnych granicach możemy kontrolować proces oddychania, wstrzymując je nawet na kilka minut. Kiedy jednak stężenie CO2 w krwi osiągnie odpowiednio wysoki poziom, dalsze powstrzymanie oddechu staje się niemożliwe i po wydechu musimy wykonać kolejny wdech - moment ten nazywamy punktem przełamania.
Hiperwentylacja pozwala na wstrzymanie oddechu na dłużej.
Poszczególne części układu oddechowego
JAMA NOSOWA
Jama nosowa oczyszcza, nawilża i ogrzewa wdychane powietrze, dzięki silnie ukrwionej i pokrytej rzęskami śluzówce. W ten sposób powietrze zostaje oczyszczone z ewentualnych drażniących zanieczyszczeń i ogrzane, przed dotarciem do płuc
GARDŁO
Gardło jest kanałem utworzonym przez mięśnie i błony śluzowe, w którym łączy się jama ustna z tylną częścią przewodów nosowych i krtanią. Jego kształt przypomina szeroką, ale niską rurę z przednią częścią złożoną z jamy nosowej i ustnej.
Gardło jest nie tylko odcinkiem przewodu oddechowego, ale i pokarmowego
KRTAŃ
Krtań jest narządem mowy. Utworzona jest przez mięśnie i chrząstki ułożone symetrycznie, a od wewnątrz wyścielona jest błoną śluzową. Krtań leży w środkowej części szyi, na przedniej powierzchni pod gardłem, poniżej podstawy języka, a ponad tchawicą, z którą się łączy. Jej główne części złożone to chrząstki (tarczkowata, pierścieniowata i nagłośnia) i są połączone ze sobą więzadłami oraz błonami.
Funkcje krtani:
- nagłośnia zamyka dolne drogi oddechowe w czasie połykania pokarmu
- wydawanie głosu - przez struny głosowe - dzięki ich drganiom wydawane są dźwięki
TCHAWICA
Tchawica jest narządem stanowiącym część układu oddechowego. Ma kształt rury o znacznym stopniu elastyczności, która zaczyna się jako przedłużenie krtani i przebiega w dół, nieco ku tyłowi w obrębie szyi i na wysokości czwartego lub piątego kręgu piersiowego rozdziela się na dwa oskrzela główne. Przednia powierzchnia tchawicy jest zaokrąglona. Cała ściana tchawicy składa się z 16 - 20 pierścieni chrząstkowych, połączonych tkanką elastyczną. Chrząstki mają kształt podkowy i nadają tchawicy charakterystyczny półkolisty kształt. Tylna ściana tchawicy utworzona jest przez błonę łącznotkankową, która nadaje jej pewną elastyczność, a ponadto zawiera mięśnie gładkie, których skurcz może zmienić przekrój tchawicy.
OSKRZELA
Oskrzela są przewodami częściowo giętkimi, zbudowanymi z pierścieniowatych chrząstek i wysłane nabłonkiem oddechowym. Oskrzela mają własną sieć naczyń krwionośnych.
PRZEŁYK
Przełyk Jest rurowatym narządem łączącym gardło z żołądkiem. Jego rolą jest transportowanie pogryzionego pokarmu z jamy ustnej do żołądka. Zbudowany jest on z mięśni, a od środka pokryty błoną śluzową. Praktycznie cały przełyk znajduje się w klatce piersiowej (w obrębie śródpiersia), lecz końcowy odcinek około 4 - 5 cm leży pod przeponą, czyli w jamie brzusznej. W przełyku występują dwa rodzaje nabłonka (rodzaj komórek pokrywających jego wnętrze), co ma istotne znaczenie dla powstawania pewnych schorzeń. W dolnej części przełyku, tej wewnątrzbrzusznej nabłonek jest taki sam, jak w żołądku. W tej okolicy znajduje się również tak zwany zwieracz dolny przełyku, którego zadaniem jest niedopuszczanie do cofania się kwaśnej treści żołądkowej z powrotem do przełyku.
Mimo pozornie prostej budowy, przełyk jest siedliskiem wielu groźnych, a niekiedy tylko dokuczliwych chorób Oczywiście najgroźniejszą z nich jest rak.
Rak przełyku to choroba ludzi po pięćdziesiątym roku życia (choć mogą chorować i młodsi!), palaczy papierosów, nadużywających alkoholu i nie dbających o higienę jamy ustnej. Jak każda choroba, może dotknąć jednak każdego.
PŁUCA
Płuca stanowią główną część układu oddechowego i złożone są z dwóch części, leżących w klatce piersiowej. Płuca mają kształt zbliżony do ściętego stożka i cechują się znaczną elastycznością, pozwalającą na wchodzenie do nich dużej ilości powietrza. Konsystencja ich jest miękka, barwa różowa.
Oba płuca podzielone są na płaty: płuco prawe ma trzy płaty, a płuco lewe - dwa. Przyczyna tej różnicy wynika z faktu, że po lewej stronie klatki piersiowej mieści się oprócz płuca także serce.
Płaty zbudowane są z pęcherzyków płucnych, wysłane nabłonkiem oddechowym i otoczone gęstą siecią naczyń krwionośnych.
Płuca są pokryte ochronną błoną, opłucną, chroniącą je od urazów przy ocieraniu się o ściany klatki piersiowej.
Choroby układu oddechowego
Zapalenie płuc
Zapalenie płuc jest to ostry stan zapalny miąższu płucnego wywołany przez bakterie, wirusy, mykoplazmy, riketsje, grzyby, pierwotniaki, pasożyty, czynniki chemiczne i fizyczne. Najczęściej zapalenie płuc wywołują bakterie oraz wirusy. Jeżeli dojdzie do martwicy miąższu i zniszczenia przegród międzypęcherzykowych, powstaje ropień płuca.
Podstawowym badaniem w rozpoznawaniu zapalenia płuc jest wywiad chorobowy (gorączka, dreszcze, kaszel, duszność, ból w klatce piersiowej), zmiany opukowe i osłuchowe nad płucem, badania laboratoryjne i RTG klatki piersiowej. W celu wykrycia czynnika wywołującego zapalenie płuc bardzo istotne jest, przed podaniem antybiotyków, pobranie plwociny (wydzieliny oskrzelowej) do badania bakteriologicznego. Badanie to w oparciu o wykonanie antybiogramu pozwala ustalić lekarzowi, jaki należy zastosować antybiotyk.
Ostre zapalenie oskrzeli
Ostre zapalenie (nieżyt) oskrzeli jest to proces zapalny dróg oddechowych toczący się w ich ścianie. Najczęstszą przyczyną są zakażenia wirusowe i bakteryjne.
W rozpoznawaniu ostrego zapalenia oskrzeli najważniejsze jest badanie podmiotowe, tj. wywiad lekarski (ostry początek choroby przebiegający z kaszlem, katarem i bólami w klatce piersiowej).
Przewlekłe zapalenie oskrzeli
Przewlekłe zapalenie (nieżyt) oskrzeli cechuje się nadmiernym wydzielaniem śluzu w drzewie oskrzelowym, co przejawia się przewlekłym i nawracającym kaszlem oraz odkrztuszaniem. Rozpoznanie można postawić na podstawie obecności kaszlu i odkrztuszania wydzieliny oskrzelowej w ciągu 3 lub więcej kolejnych miesięcy w roku przez co najmniej 2 lata lub więcej. Prawie wszyscy palacze mają przewlekły nieżyt oskrzeli. Większość palaczy nie dostrzega swojego kaszlu.
Przewlekłe zapalenie oskrzeli rozpoznaje się na podstawie badania przedmiotowego chorego tj. stwierdza się zmiany osłuchowe w płucach. Przy odkrztuszaniu ropnej plwociny wykonuje się badanie bakteriologiczne.
Rozstrzenie oskrzeli
Rozstrzenie oskrzeli stanowią stałe i nieodwracalne rozszerzenie światła oskrzeli podsegmentowych lub segmentowych ze współistniejącym zniszczeniem rusztowania chrzęstno-mięśniowo-włóknistego. Zależnie od postaci derformacji dzieli się rozstrzenie na: cylindryczne, wrzecionowate oraz workowate. Chorzy zgłaszają obfite i stałe odkrztuszanie wydzieliny oskrzelowej, zwłaszcza w porze rannej, przeważnie ropnej. Może występować krwioplucie.
Rozstrzenie oskrzeli rozpoznaje się na podstawie bronchografii. Pomocnym badaniem jest również tomografia komputerowa klatki piersiowej. Zwykle wykonuje się badanie bakteriologiczne plwociny.
Odma opłucnej
Odma opłucnej jest chorobą polegającą na obecności powietrza w jamie opłucnej z częściowym lub całkowitym zapadnięciem płuca. Podstawowym badaniem dla rozpoznania odmy opłucnej jest badanie radiologiczne klatki piersiowej i punkcja jamy opłucnej.
Rozedma płuc
Rozedma płuc charakteryzuje się powiększeniem ponad normę przestrzeni powietrznych w strukturach płuc znajdujących się obwodowo od oskrzelików i przebiega z destrukcją ścianki tych struktur. Pękanie i zanikanie ścian oskrzelików prowadzi do powstania dużych przestrzeni powietrznych w środkowej części zrazika płucnego lub, jak w rozedmie uogólnionej, cały zrazik ulega destrukcji. Tworzą się duże przestrzenie powietrzne, miejscami zlewające się ze sobą (pęcherze rozedmowe).
Rozedma płuc rozpoznawana jest na podstawie wywiadu lekarskiego (występuje duszność wysiłkowa), badania przedmiotowego (zmiany osłuchowe w płucach) i badania radiologicznego płuc.
Niedodma płuc
Niedodma płuc jest zapadnięciem się pęcherzyków płucnych i oznacza niepełne rozprężenie płuca lub części jego miąższu (stan zmniejszonego upowietrznienia lub całkowitej bezpowietrzności). Mechanizm niedodmy polega na zamknięciu światła oskrzela (niedodma obturacyjna) lub na ucisku z zewnątrz na płuco (niedodma kompresyjna).
Podstawowym badaniem dla rozpoznania całkowitej lub częściowej niedodmy płuca jest badanie radiologiczne klatki piersiowej.
Obrzęk płuc
Obrzęk płuc jest to zespół chorobowy (o różnej przyczynie), którego podstawą jest nadmierne uwodnienie miąższu płucnego, upośledzające jego podatność. Istotą sprawy jest przesiąkanie płynu ze światła włośniczek płucnych do przestrzeni śródmiąższowych oraz do pęcherzyków płucnych, upośledzające wymianę gazową.
Zator tętnicy płucnej
Zator tętnicy płucnej (zatorowość płucna) polega na zaczopowaniu, najczęściej skrzepliną, tętnicy płucnej (zator masywny) lub obwodowej gałęzi tętnicy płucnej (zator mały), czego konsekwencją jest upośledzenie wymiany gazowej w płucach.
W większości przypadków jest następstwem powikłań zakrzepowych. W sposób patologiczny wewnątrz naczyń krwionośnych formuje się czop wykrzepionej krwi (skrzeplina), który odrywa się od ściany naczynia i wędrując dalej z prądem krwi powoduje zamknięcie (zator) naczynia w innym miejscu - często w płucach. Skrzeplina powstaje w układzie żylnym, głównie w żyłach głębokich kończyn dolnych i miednicy małej lub w prawej komorze i prawym przedsionku serca. Przy podejrzeniu zatoru tętnicy płucnej wykonuje się badania: EKG, RTG klatki piersiowej, scyntygrafię płuc, angiografię płuc i badania laboratoryjne krwi (badania gazometryczne).
Sarkoidoza
Sarkoidoza jest przewlekłą wielonarządową chorobą o nieznanej przyczynie, charakteryzującą się występowaniem w zajętych tkankach i układach nacieków zapalnych i specyficznych guzków, tzw. nie serowaciejących ziarniniaków, które mogą wchłonąć się lub ulec zwłóknieniu. Choroba dotyczy najczęściej ludzi młodych i objawia się powiększeniem węzłów wnęk płuc (tj. w miejscu wnikania do płuc oskrzeli głównych i naczyń), naciekami w obrębie płuc, zmianami na skórze i w obrębie narządu wzroku.
Rozpoznanie sarkoidozy ustala się na podstawie badania histopatologicznego tkanki pobranej najczęściej z węzłów chłonnych z dołu nadobojczykowego lub z śródpiersia w czasie mediastinoskopii. Istnienie sarkoidozy mogą sugerować: obraz kliniczny choroby oraz badanie radiologiczne płuc.
Gruźlica
Gruźlica jest przewlekłą chorobą zakaźną, umiejscowiającą się w 90-95% przypadków w płucach. Przyczyną gruźlicy u ludzi są prątki gruźlicy. Do zakażenia dochodzi drogą wziewną do układu oddechowego, znacznie rzadziej przez przewód pokarmowy, a jeszcze rzadziej przez kontakt skóry lub śluzówki oka z materiałem zakażonym prątkiem.
Zakażeniu ulega wiele osób, a choruje zaledwie 1% zakażonych, czyli zakażenie gruźlicą nie jest jednoznaczne z rozwojem choroby. Muszą jeszcze występować inne czynniki - osłabiające odporność organizmu, które sprzyjają przejściu zakażenia w chorobę. Do tych czynników należą: zakażenie wirusem HIV, cukrzyca, nowotwory, przyjmowanie leków immunosupresyjnych. Sprzyjają temu również złe warunki bytowe, niedożywienie i stresy.
Podstawowymi badaniami w rozpoznaniu gruźlicy płuc są: badanie RTG klatki piersiowej, próba tuberkulinowa (odczyn Mantoux) i wychodowanie prątków gruźlicy z plwociny lub wydzieliny oskrzelowej pobranej w czasie bronchoskopii.
Ropniak opłucnej
Ropniakiem opłucnej określa się obecność zainfekowanego płynu lub ropy w jamie opłucnej. Rozpoznanie ropniaka opłucnej ustala się w oparciu o wywiad lekarski, badanie przedmiotowe (opukiwanie i osłuchiwanie klatki piersiowej) i badanie RTG klatki piersiowej wykazujące cechy płynu w jamie opłucnej. Wykonywana jest zawsze punkcja jamy opłucnej.
Niewydolność oddechowa
Niewydolność oddechową określa się jako niedostateczne wysycenie tlenem krwi tętniczej lub obniżone wydalanie dwutlenku węgla.
Niewydolność oddechowa rozpoznawana jest w oparciu o badanie przedmiotowe (zwiększenie liczby oddechów) i badanie gazometryczne krwi tętniczej oraz inne badania, zależnie od przyczyny wystąpienia choroby.
Astma (dychawica) oskrzelowa
Astma (dychawica) oskrzelowa jest spowodowana zwężeniem oskrzeli i oskrzelików wskutek skurczu ich mięśni gładkich, obrzękiem błony śluzowej, nadmiernym wydzielaniem śluzu i jego zastojem w drogach oddechowych. Dominującym objawem klinicznym jest duszność napadowa. Należy w większości przypadków do chorób alergicznych układu oddechowego.
Dla rozpoznania astmy oskrzelowej i ustalenia stopnia jej zaawansowania wykonuje się badania: badanie podmiotowe (wywiad lekarski), badanie przedmiotowe (np. osłuchiwanie i opukiwanie klatki piersiowej), alergenowe testy skórne, badanie gazometryczne, EKG, RTG klatki piersiowej i badanie spirometryczne.
Nowotwory płuca
Nowotwory pierwotne płuca dzieli się na łagodne (brodawczaki, gruczolaki) i zlośliwe. Guzami wtórnymi są przerzuty nowotworowe do płuc.
Najczęstszym nowotworem złośliwym u człowieka jest rak płuc. Częstość jego występowania dynamicznie wzrasta. Należy szacować, że w Polsce obecnie liczba zachorowań na raka płuca wynosi 20 000 rocznie; prawie taka sama jest liczba zgonów w ciągu roku z powodu tego nowotworu. Palenie tytoniu jest głównym czynnikiem sprzyjającym zachorowaniu na raka płuc.
Różne są typy histologiczne raka płuc, różny jest też rozwój choroby. Wyróżnia się dwie grupy chorych: na raka drobnokomórkowego i raka niedrobnokomórkowego. Rozróżnienie to w zasadniczy sposób decyduje o wyborze metody leczenia, postępowaniu chirurgicznym i rokowaniu.
Wczesny okres choroby przebiega bez objawów. Objawy występują w miarę postępu choroby, najczęściej jest to uporczywy kaszel. W każdym przypadku utrzymującego się przewlekle kaszlu pacjent powinien zasięgnąć opinii lekarza.
Rozpoznanie raka płuca opiera się na dokładnie zebranym wywiadzie lekarskim od pacjenta, badaniu przedmiotowym (opukiwaniu, osłuchiwaniu klatki piersiowej), a także na badaniach dodatkowych. Zwykle wykonuje się najpierw RTG klatki piersiowej. Największą wartość rozpoznawczą ma dodatni wynik badania cytologicznego plwociny - stwierdzenie w niej komórek nowotworowych. Wynik negatywny nie wyklucza istnienia nowotworu. Oprócz badania plwociny, do badania mikroskopowego pobiera się także materiał tkankowy lub komórkowy w czasie badania bronchoskopowego (biopsja guza, wydzielina oskrzelowa), mediastinoskopii (biopsja węzłów chłonnych śródpiersia), biopsji celowanej guza (np. pod kontrolą tomografii komputerowej), czy też punkcji opłucnej, podczas której uzyskuje się płyn z jamy opłucnej.
Higiena układu oddechowego
Bardzo ważna jest wentylacja pomieszczeń, w których się pracuje. Powietrze musi być wolne od zanieczyszczeń pyłowych i chemicznych. W przeciwnym razie może obniżyć się tam stężenie tlenu. Jeśli pomieszczenia nie będą wietrzone może dojść do niedotlenienia organizmu, a potem do śmierci przez uduszenie. W życiu codziennym występuje zagrożenie zatrucia się tlenkami węgla utleniającymi się z piecyków lub niesprawnych instalacji kominowych. Bardzo niebezpieczny jest czad (tlenek węgla). Wśród ludzi dorosłych i coraz częściej wśród młodzieży popularne jest palenie papierosów. Jest to bardzo niebezpieczny nałóg. Wynikiem palenia jest np. rak płuc. Na tę chorobę umiera wielu palaczy. Układ oddechowy jest zagrożony na każdym kroku. Drażnią go spaliny samochodowe wdychanie przez człowieka każdego dnia.
Aby zadbać o swój układ oddechowy ludzie powinni przede wszystkim zachować wszelką ostrożność oraz nie niszczyć swojego zdrowia przez używki.
ODDYCHANIE WSPOMAGANE (dodatkowo)
Jest to oddychanie sztuczne, w którym stosuje się specjalne sposoby w celu wprowadzenia i wyprowadzenia powietrza z płuc bez udziału mięśni oddechowych, które w normalnych warunkach zapewniają oddychanie.
Oddychanie wspomagane służy do wprowadzenia powietrza z tlenem do płuc u osoby, która z jakiegoś powodu przestała lub nie jest w stanie sama oddychać.
Oddychanie jest jedną z życiowo ważnych funkcji organizmu. Mózg może przeżyć tylko kilka minut bez dopływu tlenu, który dostaje z wdychanym powietrzem. Na ogół po upływie 4 minut bezdechu uszkodzenie mózgu staje się nieodwracalne, a powyżej 6 minut stwierdza się śmierć mózgu. Dlatego, jeżeli jakaś osoba przestaje oddychać, to pierwszą rzeczą, jaką należy wykonać, jest doprowadzenie powietrza do płuc.
Powinno to być jedną z pierwszych czynności przy udzielaniu pierwszej pomocy. Oddychanie wspomagane jest stosowane także do utrzymania dopływu powietrza do płuc chorych w stanie śpiączki przy narkozie stosowanej do operacji.
Gdy znajdujemy się w sytuacji wymagającej udzielenia natychmiastowej pomocy, np. ofierze wypadku, to powinniśmy wykonać oddychanie wspomagane metodą usta-usta. Przedtem jednak musimy się upewnić, czy nie ma przeszkód do tego zabiegu (np. sztucznych zębów itp.), gdyż bez ich usunięcia możemy w czasie ratowania chorego wepchnąć je do dróg oddechowych.
W metodzie usta-usta wdmuchujemy powietrze z naszych płuc do płuc ratowanego, który nie oddycha, przy czym zatykamy mu nos, aby wdmuchiwane powietrze nie uciekało tą drogą. Po wdmuchnięcie uciska się klatkę piersiową, aby powietrze wyszło z płuc ratowanego. Manewr ten powtarza się, dopóki ratowany nie zacznie sam oddychać. Szpitale mają do tego specjalne aparaty- respiratory, zapewniające oddychanie wspomagane.
