Anatomija i fiziologija čoveka – Respiratorna fiziologija

АНАТОМИЈА

И

ФИЗИОЛОГИЈА

ЧОВЕКА

ЗА

ИНЖЕЊЕРЕ

1

3. 

СИСТЕМСКЕ

ОСНОВЕ

ФИЗИОЛОГИЈЕ

РЕСПИРАТОРНОГ

СИСТЕМА

Свака

ћелија

у

организму

има

потребу

за

кисеоником

као

што

има

потребу

и

за

ослобађањем

угљен

-

диоксида

. 

Кисеоник

и

хранљиви

састојци

неоподни

за

нормалан

живот

и

функционисање

ћелије

се

до

ње

допремају

путем

крви

. 

Крв

је

течно

ткиво

које

циркулише

затвореним

системом

крвних

судова

 (Fox, 

2002): 

У

састав

крви

улазе

: 

1. 

Плазма

 (55 %) – 

готово

провидан

жућкасти

флуид

од

кога

је

 90 % 

вода

и

 10 % 

чврсте

материје

. 

Количински

, 

у

плазми

је

највише

натријумових

јона

, 

али

садржи

и

многе

друге

јоне

као

и

органске

молекуле

. 

Протеини

(

албумини

, 

глобулини

, 

фибриноген

) 

чине

 7–9 % 

плазме

 (60–80 g/l). 

Албумини

чине

 60–80 % 

протеина

плазме

, 

најмањи

су

по

димензијама

, 

формирају

се

у

јетри

и

главни

су

протеини

одговорни

за

колоидни

осмотски

притиск

(

онкотски

притисак

) 

у

капилару

. 

Глобулини

су

груписани

у

три

подтипа

: 

алфа

, 

бета

и

гама

глобулине

. 

Алфа

и

бета

се

производе

у

јетри

и

функција

им

је

траснпорт

липида

и

витамина

растворљивих

у

мастима

. 

Гама

глобулини

су

антитела

која

производе

лимфоцити

и

имају

функцију

у

имунолошкој

заштити

. 

Фибриноген

који

чини

само

око

 4 % 

протеина

плазме

, 

формира

се

у

јетри

и

има

важну

улогу

у

згрушавању

крви

. 

2. 

Ћелијски

елементи

 (45%) – 

тежи

су

од

плазме

и

приликом

узимања

узорака

крви

којој

је

спречена

коагулација

они

падају

на

дно

епрувете

, 

док

се

плазма

издваја

у

горњем

слоју

: 

- 

црвена

крвна

зрнца

или

еритроцити

 (4,2-6,4x10

12

/l) – 

транспорт

  O

2

и

С

O

2

. 

Она

садрже

крвни

протеин

хемоглобин

 (Hb) 

који

је

задужен

за

транспорт

хемијски

везаног

кисеоника

. 

Једно

црвено

крвно

зрнце

садржи

око

 280

х

10

6

молекула

хемоглобина

(Fox, 2002). 

Сваки

молекул

хемоглобина

 (Hb) 

садржи

четири

глобина

 – 

протеинска

ланца

од

којих

је

сваки

везан

за

по

један

хем

 – 

органски

молекул

црвеног

пигмента

који

садржи

један

јон

двовалентног

гвожђ

a 

(Fe

2+

). 

С

обзиром

на

ову

структуру

, 

сваки

молекул

хемоглобина

може

да

веже

највише

четири

молекула

O

2

. 

- 

бела

крвна

зрнца

или

леукоцити

 (4-11

х

10

9

/l) – 

одбрана

од

бактерија

- 

крвне

плочице

или

тромбоцити

 (250-500

х

10

9

/l) – 

важне

за

нормално

згрушавање

крви

. 

Крв

транспортује

  O

2

и

С

O

2

између

плућа

и

осталих

ткива

у

организму

. 

Ови

гасови

се

преносе

на

два

начина

: 

- 

физички

растворени

у

плазми

 (3 %) 

- 

хемијски

комбиновани

са

хемоглобином

или

претворени

у

друге

молекуле

 (97 %) 

Физиологија

размене

гасова

и

материја

у

организму

се

заснива

на

следећим

физичким

законима

: 

1. 

Далтонов

 (Dalton) 

закон

: 

у

смеши

гасова

, 

парцијални

притисак

сваког

појединачног

гаса

је

онај

притисак

који

би

тај

гас

имао

када

би

се

сам

налазио

у

целој

запремини

. 

Притом

, 

uk

i

i

n

P

P

=

=

∑

1

где

је

 n 

број

гасова

у

смеши

. 

2. 

Хенријев

 (Henry) 

закон

: 

степен

физичке

растворљивости

гаса

у

течности

је

директно

пропорционалан

парцијалном

притиску

гаса

којем

је

флуид

изложен

. 

Коефицијент

пропорционалности

се

назива

коефицијент

растворљивости

и

карактеристика

је

сваког

гаса

. 

На

пример

, 

угљен

-

диоксид

има

коефицијент

растворљивости

око

двадесет

пута

већи

од

кисеоника

што

значи

да

ће

се

, 

при

истим

условима

, 

у

течности

растворити

у

том

односу

. 

Коефицијент

растворљивости

зависи

од

температуре

, 

с

тим

што

јој

је

обрнуто

пропорционалан

. 

Уколико

је

течност

изложена

смеши

гасова

они

независно

продиру

у

течност

и

понашају

се

независно

један

од

другог

. 

3. 

Бојлов

 (Boyle) 

закон

: 

при

константној

температури

, 

притисак

гаса

у

суду

је

обрнуто

пропорционалан

запремини

суда

у

којем

се

налази

: 

(

)

p V

c o n s t

T

c o n s t

⋅

=

=

.

.

4. 

Грахамов

 (Graham) 

закон

: 

Дифузија

гаса

кроз

гас

је

обрнуто

пропорционална

квадратном

корену

њихових

молекулских

маса

при

константној

температури

: 

1

2

2

1

Mm

Mm

D

D

=

Брзина

кретања

ваздуха

на

почетку

дисајних

путева

је

велика

а

како

се

приближава

алвеолама

она

се

све

више

смањује

. 

Брзина

ваздуха

у

алвеолама

се

толико

смањује

да

се

кретање

гасова

одвија

на

нивоу

дифузије

гаса

кроз

гас

. 

С

обзиром

на

то

да

је

: 

85

,

0

44

32

2

2

=

=

=

MmCO

MmO

D

значи

да

је

брзина

дифузије

угљен

-

диоксида

 85 % 

од

брзине

дифузије

кисеоника

што

је

занемарљива

разлика

тако

да

се

слободно

може

рећи

да

ова

два

гаса

дифундују

истом

брзином

 (

Јовановић

, 2004). 

АНАТОМИЈА

И

ФИЗИОЛОГИЈА

ЧОВЕКА

ЗА

ИНЖЕЊЕРЕ

Handout 9

п

-2008 

2

3.1 

АНАТОМИЈА

РЕСПИРАТОРНОГ

СИСТЕМА

Системи

који

учествују

и

омогућавају

размену

гасова

су

респираторни

и

кардио

-

васкуларни

. 

Респираторни

систем

  (

сл

. 3.1.1) 

чине

нос

и

уста

, 

ждрело

 (pharynx), 

гркљан

 (larynx), 

душник

 (trachea) 

и

плућа

у

оквиру

којих

су

душнице

или

бронхије

које

се

у

плућима

деле

на

бронхиоле

на

чијим

се

крајевима

налазе

алвеоле

 (

сл

. 3.1.2.). 

Слика

 3.1.1. 

Респираторни

систем

 (Mackenna, 

Callander, 1997) 

Размена

гасова

се

одвија

искључиво

у

алвеолама

. 

Свака

алвеола

је

обавијена

сплетом

капилара

из

плућног

крвотока

где

кроз

јако

танку

алвеоларну

мембрану

и

зид

капилара

  (

алвеолокапиларна

или

респираторна

мембрана

), 

чија

је

дебљина

укупно

око

0,5

µ

m, 

крв

везује

 O

2

и

ослобађа

С

O

2

. 

Слика

 3.1.2. 

Дисајни

апарат

 (Mackenna, Callander, 

1997) 

Плућа

су

обавијена

танком

мембраном

 – 

плућном

марамицом

. 

Она

се

састоји

из

два

листа

: 

унутрашњег

(

дробног

или

висцералног

) 

листа

који

обавија

плућа

, 

док

спољашњи

  (

зидни

или

париетални

) 

лист

облаже

зидове

грудног

коша

. 

Простор

између

ова

два

слоја

се

назива

марамична

дупља

и

у

њој

се

налази

танак

слој

флуида

који

их

адхезионим

силама

држи

приљубљеним

, 

али

им

омогућава

да

клизе

један

преко

другог

. 

Еластична

сила

плућа

тежи

да

их

одвоји

, 

тако

што

између

висцералног

и

париеталног

листа

плућне

марамице

ствара

подпритисак

од

 2 – 6 mmHg. 

Обзиром

да

је

притисак

у

плућима

(

интрапулмонарни

) 

виши

од

притиска

у

марамичној

дупљи

  (

интраплеуралног

), 

постојање

разлике

у

овим

притисцима

одржава

плућа

приљубљена

за

грудни

кош

. 

Функција

респираторног

система

је

да

доноси

неопходан

кисеоник

и

елиминише

угљен

-

диоксид

из

организма

док

је

крв

та

која

транспортује

ове

гасове

, 

носећи

 O

2

свим

ткивима

у

организму

и

С

O

2

плућима

. 

Слика

 3.1.3. 

Кардио

-

ваксуларни

систем

 (Mackenna, 

Callander, 1997) 

Систем

у

организму

који

служи

да

транспортује

крв

до

сваке

ћелије

је

кардио

-

васкуларни

систем

. 

Њега

чине

: 

- 

срце

као

 „

пумпа

“ 

и

- 

крвни

судови

: 

- 

артерије

 – 

преносе

крв

од

срца

до

ткива

,