Respiratoriska systemet
Vad består de övre luftvägarna av?
1. Näsan, näshålan (cavum nasi) och bihålorna - cylinder epitel med flimmerhår (cilier), fuktgivande bägarceller, rikt vaskulariserat
2. Munhålan (cavum oris)
3. Svalget (pharynx) - flerskiktat plattepitel, lymfatiska svalgringen och halsmandlar
Vilka fyra delat består respirationen av?
1. Ventialation (luftutbyte i lungorna)
2. --> Gasutbyte lungor/blod
3. Transport (i blodet)
4. --> Gasutbyte vävnader/blod
Vad består nedre luftvägarna av?
- Skedformat struplocksbrosk/epiglottis
- Struphuvudet (larynx), 6 cm långt rör inkl. sköldbrosk och stämband
- luftstrupen (trakea) som består av luftbrosk (hyalint hästskoformade brosk)
- förgrenas i två huvudbronker i området carina
Vad heter nedre luftvägarna på latin?
1 Larynx (struphuvudet) - brosk
2 Trachea (luftstrupen) - flakshalsen när vi behöver andas extra - brosk
3 Bronker - glatt muskulatur som styrs av ANS (autonomiska nervsystemet)
4. Bronkioler
5. Diafragman - em muskel som skiljer bröstkorg och bukhåla = kroppens viktigaste andningsmuskler
Vad heter kroppens två reglersystem?
- Sympatisk (fight, fly, fright) - aktiveras av noradrenalin - bronkodilation
- Parasympatiska - aktiveras av acetylkolin - bronkokonstriktion
Hur många förgreningar har bronkialträdet
- 23 förgreningar
(Naturens sätt att skapa en stor yta)
- Första 10 förgreningar har brosk i sig
- övriga 11 -23 har bronkeolet elstiska fibrer istället för brosk - styrs av ANS
Vad består respiratoriska bronkioler av?
Respiratoriska bronkioler består av ett enkelt kubiskt epitel (med Clara-celler och några cilierade celler), glatt muskulatur, elastiska fibrer och utskott av alveoler längs väggarna. Dessa strukturer är specialiserade för att både leda luft och påbörja gasutbytet i lungorna. Ytan har ökat från 2,5 cm2 till 5000 cm2.
Vad heter lungsäckarna på latin?
Pleura
- Består av yttre (parietala bladet)
- Inre bladet (viscerala bladet)
- Vakum mellan bladen (intrapleurala rummet)
- vänster lunga är något mindre än höger för att ge plats åt hjärtat.
Beskriv yttersta delen av andningsbronkeolerna
- Alveolerna - 250 miljoner alveoler/lunga, ger en yta på 75-100 m2
- Består av platt-epitel typ 1 och 2 och klär alveolerna mot gasfasen.
- Finns även gott om makrofager (del av kroppens immunförsvar)
- Typ 2 cellerna producerar en vätska som heter surfaktant och som sänker ytspänningen i alveolerna, så de vidags vid inandning
Hur stor är diffussions-strecken mellan alveolerna och kapillärerna?
0,7 ym
Vad skiljer lugnkretsloppet jämfört med systematiska kretsloppet?
- 25 över 9 (jämfört med systemkretsloppet som ligger på 120 över 80)
- Tjocklek på kärlväggarn är 1/3 mot i systemkretsloppet
- Samma blodflöde som i systemkretsloppet, ca 5 L/min = hjärtminutvolym
- Den "hypoxiska vasokonstruktion" (syrebrist , kärlen stänger sig själva) stryper blodflödet i mindre ventilerade delar
Hur fungerar kroppens andningsmekanik?
Volymändring i kroppen skapar luftflödet.
1. Inandning - Inspiration (kräver energi)
- muskelstyrka pressar ner diafragman och vidgar lugorna (tack vare lungsäcken som sitter ihop med bröstkorgen och diafragman)
- skapar ett undertryck, vilket gör att syre vill in i kroppen
- Vid kraftig inandning används också - bröstkorgens interkostalmuskler, muskler mellan revbenen, så revbenen reser sig utåt och volymen ökar.
- även halsmusklerna kan användas för att öka volymen
2. Utandning - Expiration
- Diafragman slappnar av och de elastiska lungorna drar ihop sig och luften åket ut
- Vid forcerad utandning kan bukmusklerna aktiveras, som pressar på tarmar och magsäck, som i sin tur pressar på diafragman. Även de inre interkostalmusklerna kan användas för att sänka revbenen
Hur mycket energi krävs det för att andas?
- I vila står respiration endast för 2% av kroppens O2-förbrukning
- Vid arbete kräver respirationen 10-20% O2- förbrukning
Hur stor effektivitetsgrad har respirationssystemet?
- Beror på andningsdjup och frekvens (hur stor % som når alveolerna)
- Skillnaden mellan lungventilation vs. alveolär ventilation kallas "Dead space"
Våra luftvägar = Dead space = 1,5 dl (0,15 l) = luften i luftrören
- vid ett andetag är 0,15 l gammal luft+0,35 l ny luft
Vad är tidalvolym
Tidalvolym är den mängd luft som andas in eller ut ur lungorna under en normal andningscykel när man är i vila. Denna volym varierar mellan individer beroende på faktorer som ålder, kön, kroppsstorlek och fysisk kondition, men för en vuxen människa brukar den normalt vara omkring 500 milliliter per andetag.
Vad leder ytlig andning till?
-Ytlig inandning ger låg tidavolym (säg 0,3 l)
- frisk luft till alveolerna blir 0,3 l - 0,15 l = 0,3 l
- ytlig andning ger ökad frekvens = 20 andetag/min
- lugnventilationen = andningsfrekvens * tidavolym
- alveolar ventilation = andningsfrekvens * frisk luft till alveolerna = 3l/min
Vid ytlig andning minskar mängden CO2 som kommer ut från kroppen och kroppen blir sur, vilket är större fara än syrebrist.
Vad innehåller luften?
Luften vid havsnivå = 100 kPa (760 mmHg) innehåller:
- 78 % N (har ingen funktion för oss människor)
- 21 % O2
- 1 % Ar + CO2
Partialtryck - den enskilda gasens koncentration
Hur ser livets kretsloppet ut?
6 H20 + 6 CO2 + energi --> C6H12O6 + 6 O2
Vad består luften i alveolerna av?
Luften dels uppvärmd och fuktmättad, dels består den av både luft utifrån och innifrån (mindre än 10% av luften byts ut per andetag = tämligen konstant sammansättning)
Totala trycket i lungorna är 101 kPa:
- N2 = 76,3 kPa
- 02 = 13,3 kPa
- CO2 = 5,3 kPa
- Vattenånga = 6,3 kPa
Beskriv diffusionsförhållandena i lungorna.
1. Hög koncentrationsskillnad för syre, men inte CO2 (blodet tillbaka har en syrehalt på 5,3% och CO2 halt på 6,1 %)
2. Kort diffusionsväg - 3 tunna skikt på knappt 1 ym vardera
3. Stor diffusionsyta = ca 70 m2 (alveolernas yta)
4. Hög permeabilitet (genomsläpplighet) - 20 ggr större för CO2 än O2
Hur mycket syre kan blodet transporters?
- O2 löser sig dåligt i blod (ca 3 ml/l)
- O transporteras på Erytrocyterna
- proteinet Hemoglobon har fyra peptidkedjor med en Fe jon i vardera kedjan som binder syret.
- 300 miljoner Hb i varje blodkropp gör att vi kan binda totalt 197 ml O2/ liter
Varför är kolmonoxid farligt?
- Gasen binder 200 ggr lättare till hemoglobinet (bindningsstyrka) jämfört med syrgas. Får vi i oss kolmonoxid får vi syrebrist och kan dö. Den luktar inte eller märks på något sätt.
- Bildas vid eldningsprocesser
- Att mäta syresättningsgraden (syresaturation) i kroppen mäter bara att hemoglobinet är mättat, inte om det är mättat med syre eller kolmonoxid.
Vad gör myoglobin?
- Myoglobin kan också bära sitt eget syre - när besläktat med hemoglobin.
Beskriv hemoglobins syremättnadskurva
- 13,3 % syrehalt = 98,5 % syremättnad
- 8 % syrehalt = 3 500 m höjd = 90 % syremättnad
- 5,3 % syrehalt = vävnader i vila = 75% syrenmättnad
- 2,7 % syrehalt = vävnader i arbete = 17 %
Hur påverkar blodets pH, kroppstemp och CO2 syresättningsgraden?
Lågt pH och förhöjd kroppstemperatur skjuter hemoglobinets mättnads kurva till vänster = acidos, vilket innebär att syresättningsgraden minskar (minskar hemoglobinets förmåga att binda syre som då lättare går ut i vävnader).
Hur transporteras CO2 tillbaka i kroppen?
- 7 % löses i plasman (7%)
- 23 % binds till hemoglobinet i erytrocyterna (23%)
- 70 % omvandlas till fria vätejoner och bikarbonat (HCO3-) = surt
CO2 + H2O (i blodplasma) <--> H2CO3 (karbanhydras, kolsyra) <--> H+ + HCO3-
- Ett enzym i erytrocyterna snabbar på processen
- Reversibel process
- Om andningen inte fungerar blir kroppen försurad.
Vad innebär att andningen är en viktig pH-reglerare?
Lungornas roll i syra-bas balansen
När vi andas ut, elimineras koldioxid från kroppen. Koldioxid löser sig i blodet och bildar kolsyra, som snabbt bryts ner till vätejoner (H⁺) och bikarbonatjoner (HCO₃⁻). Vätejonerna gör blodet surare, vilket sänker pH-värdet. Genom att andas ut mer koldioxid (t.ex. vid snabbare eller djupare andning) minskar koncentrationen av vätejoner och därmed höjs pH-värdet, vilket gör blodet mindre surt (mer alkaliskt).
Omvänt, om andningen är långsam eller ytlig, ackumuleras mer koldioxid i kroppen, vilket ökar produktionen av vätejoner och sänker pH-värdet, vilket gör blodet surare.
Varför är ett stabilt pH i kroppen så viktigt?
- Proteinkedjorna bryts upp och tappar sin form vid ett förändrat pH
Vilka andningsstörningar finns det?
- Hypoventilation - respiratorisk acidos
(lungödem, förlamad andningsmuskulatur)
- Signal kommer från centrala Nerv systemet Förvirring --> medvetslöshet --> koma -> död
- behandlas genom att stimulera andningen och tillföra bikarbonat
- Hyperventilation (t ex ångestattack) - respiratorisk alkalos
- vi vädrar ut för mycket CO2
- stickningar och domningar och ev. kramper
- åtgärd hävs genom att andas i en påse = minskar CO2
Vilka faktorer påverkar andningsmönstret, men har inte med kroppens gasbehov att göra?
- Påverkan från högre områden i hjärnan så som kortex, limbiska systemet och hypotalamus
- Viljemässig kontroll, emotionella reaktioner, tal och sång (tuggning och sväljning)
- Fysisk aktiva (bergsklättring, dykning mm)
Beskriv den kemiska kontrollen av andningen?
1. Styrs av respirationscentrum i förlängda märgen (medulla oblangata) som får signaler från
- centrala kemoreceptorer (får signal om mängden H+ joner i cerebrospinalvätskan, upplösta CO2 molekyler) = styr andningen vid normal andning
- perifera kemoreceptorer, mäter O2 och pH värdet, skickar signal om O2 trycket ligger under 8 kPa
(Carotisartärerna skickar information om blodet som går upp till huvudet, känner av syrehalten och vätehalten)
2. Skickar signal till respirations-musklerna, diafragman och interkostalmusklerna
3. Påverkar ventilation
4. Arteriellt halten syre, väte och CO2
Hur prioriterar andningsregleringen?
1. Cerebrospinalvätskans pH
2. Artiellt pCO2 - ökning med 6-8 % fördubblar ventilationen
3. Arteriellt pO2 krävs sänkning med 60 % av normalvärdet för ökad ventilation
Hur kan man mäta lugnvolym & kapacitet?
- Spirometri - statisk (lugnvolym) eller dynamisk (luftflöde)
- PEF-mätare - maximal hastighet i utblåset
Vad kan statisk spirometri mäta?
- Vanliga andetag = Tidavolym = 0,5 l i vila
- Andas ut allt du orkar = Expiratoriska reservvolym = 1,5 l
- Residualvolym = 1,0 l = luften som alltid är kvar i våra lungor, efter att vi har andats ut allt vi kan
- Andas in allt du orkar ger Inspiratoriska reservvolym = 3,0 l
- Vitalkapacitet = Inspiartorisk volym + Expiratorisk volym + Tidalvolymen = 5,0 l
Man kan även mäta hur snabbt man kan andas ut den inspiratoriska reservvolymen = Forcerad Expiratorisk volum
Vad består respiratoriskt epitel av?
Respiratoriskt epitel, även känt som luftvägsepitel, är ett slemproducerande flerradigt cylinderepitel som täcker större delen av de övre och nedre luftvägarna. Det består främst av följande celltyper:
1. Cilierade celler – Dessa celler har små utskott, cilier, som rör sig rytmiskt för att transportera slem och fångade partiklar upp mot svalget.
2. Bägarceller – Specialiserade celler som producerar och utsöndrar slem, vilket hjälper till att fukta luftvägarna och fånga in damm och mikroorganismer.
3. Basalceller – Stamceller som kan differentiera till andra celltyper i epitelet och bidrar till epitelvävnadens förnyelse.
4. Borstceller – Sensoriska celler med mikrovilli, vars funktion inte är helt klarlagd, men de tros spela en roll i kemisk känsel.
5. Endokrina celler (Kulchitsky-celler) – Små celler som utsöndrar olika hormoner och neurotransmittorer, delvis kopplade till reglering av luftvägsfunktioner.
Det respiratoriska epitelet är anpassat för att skydda luftvägarna från partiklar och patogener genom sin kombination av slemproduktion och cilierad transport.
Beskriv hostreflexerna
1. Irritation: Hostreflexen börjar med att receptorer i luftvägarna (främst i struphuvudet, luftstrupen och större bronker) blir irriterade av stimuli som rök, damm, kemikalier, slem eller infektioner. Sensoriska nervfibrer (vanligtvis från vagusnerven) reagerar på denna irritation.
2. Afferent signalering: När receptorerna stimuleras skickas nervsignaler via sensoriska nervfibrer till hostcentrum i medulla oblongata i hjärnstammen.
3. Effektorsvar:
- Inandning: En djup inandning sker för att fylla lungorna med luft.
- Glottisstängning: Struphuvudets röstspringa (glottis) stängs för att öka trycket i bröstkorgen.
- Muskelkontraktion: De interkostala musklerna och bukmusklerna kontraherar kraftigt för att öka trycket i luftvägarna.
- Utandning (hostning): När glottis öppnas plötsligt släpps luften ut med stor kraft, vilket ger upphov till själva hostningen. Denna snabba utandning kan nå höga hastigheter och hjälper till att driva ut slem och irriterande ämnen från luftvägarna.
- Återställning: Efter hostningen återgår glottis till sitt normala tillstånd, och andningen
Vad heter bröstskiljeväggen?
Mediastinum (omger luftstrupe, matstrupe och hjärtat)
Vad heter lungor på latin?
Pulmones
Vad heter lungsäckens två ytor?
- Yttre ytan - parietala ytan
- inre ytan - viscerala bladet
Hur många lungsegment finns det i resp. lunga (huvudgren från huvudbronken och en huvudgren från lungartären)?
Höger lunga: Har vanligtvis 10 segment, fördelade över de tre loberna:
- Övre lob: 3 segment
- Mellersta lob: 2 segment
- Nedre lob: 5 segment
Vänster lunga: Har vanligtvis 8–10 segment, fördelade över de två loberna:
- Övre lob: 4–5 segment
Nedre lob: 4–5 segment
Vänster lunga har ibland färre segment på grund av hjärtats placering.