Presentation is loading. Please wait.

Presentation is loading. Please wait.

فيزيولوژي تنفس Respiratory Physiology

Similar presentations


Presentation on theme: "فيزيولوژي تنفس Respiratory Physiology"— Presentation transcript:

1 فيزيولوژي تنفس Respiratory Physiology
دکتر محمدحسین بسکابادی استاد دانشگاه علوم پزشکی مشهد گروه فیزیولوژی

2 فيزيولوژي تنفس Respiratory Physiology
تعريف: تنفس عبارتست از انتقال اكسيژن از هواي جو به محيط سلولي و انتقال انيدريك كربنيك از محيط سلولي به هواي جو مراحل انجام تنفس: 1- ورود هوا به ريه (دم) و خروج هوا از ريه (بازدم) يا تهويه ريوي (Ventilation) 2- تبادل گازي بين ريه و خون يا انتشار (Diffusion) 3- انتقال گازها در خون (Gas Transport) 4- كنترل تنفس (Regulation of Respiration)

3 هدف كلي: آموختن روند تنفس اهدف جزئي:
1- مقدمه (مرور تشريحي- بافت شناسي و اعمال دستگاه تنفس) 2- تهويه ريوي (Ventilation) مكانيك تهويه (Mechanics of ventilation) حجم ها و ظرفيتهاي ریوي (Lung Volumes & Capacities) 3- گردش خون ريوي (Pulmonary Circulation) 4- انتشار گازي (Diffusion) 5- نسبت تهويه به جريان خون (Ventilation-Perfusion Ration= VA/Q) 6- انتقال گازها در خون (Gas transport) 7- تنظيم تنفس (Control of Respiration)

4 ساختمان و اعمال كلی دستگاه تنفس Structure and Function
الف: ساختمان دستگاه تنفس 1- مجاری تنفسی فوقانی (Upper Airways) مجاری بینی، حلق و حنجره 1- مجاری تنفسی تحتانی (Lower Airways)

5 مجاری تنفسی تحتانی (Lower Airways) نای (Trachea) و انشعابات آن بخش هدایتی (Conducting Zone) نای، نایژه ها، نایژكها و نایژكهای انتهائی (تا انتهای انشعاب16) بخش تنفسی (Respiratory Zone) نایژكهای تنفسی، مجاری حبابچه ای، دالانها و كیسه های هوائی (از انشعاب 17 تا آخر)

6 ↓قطر تدریجی مجاری تنفسی
↑سطح مقطع مجاری هر انشعاب به خصوص بعد از انشعاب 10 علت: ↑هندسی تعداد مجاری جابجایی هوا در قسمت هدایتی روند جریان هوا جابجایی هوا در قسمت تنفسی روند انتشار

7 ب- بافت شناسی دستگاه تنفس )مجاری تنفسی(
1- وجود حلقه های غضروفی در نای، تشكیل دهنده 6/5 محیط نای كاهش میزان غضروف در مجاری كوچكتر در انتهای نایژه ها: قطعات غضروفی از نایژكها به بعد عدم وجود غضروف اثر فیزیولوژیك: باز نگه داشتن مجاری تنفسی بزرگ مكانیسم باز ماندن مجاری كوچكتر: كشش شعاعی

8 وجود اپیتلیوم استوانه ای مژك دار وجود 100 الی 200 مژك در سطح هر سلول
2- بافت پوششی مجاری تنفسی وجود اپیتلیوم استوانه ای مژك دار وجود 100 الی 200 مژك در سطح هر سلول انقباض هر مژك به طرف حلق 10 تا 20 بار در ثانیه 3- وجود سلولهای ترشحی (Goblet Cells) بین سلولهای پوششی 4-وجود غدد مركب موكوسی در بافت تحت مخاطی  وجود لایه موكوسی در سطح اپیتلیوم 5- بافت تحت مخاطی و پیوندی 6- لایه بافت عضلانی صاف 7- ↓تدریجی ارتفاع سلولهای پوششی، میزان بافت همبندی و عضله  دیواره نایژكهای تنفسی  سلولهای پوششی تقریباً سنگفرشی+ لایه نازك بافت همبند (مناسب برای انتشار گازی)

9 ج: اعمال دستگاه تنفس عمل اصلی: انتقال O2 از هوای جو به خون و انتقال CO2 از خون به هوای جو اعمال دیگر: تغییرات فیزیكی هوای تنفسیAir Conditioning)): گرم و مرطوب شدن هوا (مجاری تنفسی فوقانی) تكلم (Vocalization) تصفیه هوای تنفسی (Air Filtration) اعمال متابولیكی(Metabolic Functions)

10 تكلم (Vocalization) عوامل موثر بر تكلم لبها، زبان و كام نرم
1- تولید اصوات (Phonation) ارتعاش یك جفت تارصوتی در محل حنجره در هنگام بازدم نوع صوت: كشش تارها، فاصله تارها و ضخامت تارها انقباض عضلات حنجره 2- ادای كلمات (Articulation) لبها، زبان و كام نرم 3- تشدید اصوات (Resonance) تمام حفرات مرتبط با تنفس عوامل موثر بر تكلم تارهای صوتی Vocal Cords) ) مركز تنظیم تكلم (Speech Control Center) دستگاه تنفس (Respiratory System) مرکز تنظیم تنفس دهان و بینی (Mouth, Nose)

11 تصفیه هوای تنفسی (Air Filtration)
ارتباط قطر ذرات و رسوب در مجاری ذرات بزرگتر در مجاری بزرگ پاك شدن مجاری از مواد رسوب شده: عمل مژكی- موكوسی  حركت مواد رسوب شده سرعت cm/min 1 مکانیسم 1- موهای پوشاننده مجاری بینی 2- رسوب گردبادی (Turbulent Precipitation) 3- رسوب وزنی (Gravity Precipitation) 4- رسوب انتشاری (Brownian Movement) 5- بیگانه خواری (Phagocytosis)

12 مكانیسم: محركها: راههای عصبی:
مكانیسمهای ویژه پاک شدن مجاری تنفسی از مواد محرک سرفه و عطسه (Cough & Sneeze) مكانیسم: انجام یك دم نسبتاً عمیق (ورود 5/2 لیتر هوا به ریه) بسته شدن اپیگلوت و انقباض عضلات بازدمی (افزایش فشار داخل ریه) باز شدن ناگهانی اپیگلوت و خروج سریع هوا km/h) 75) محركها: محرك عطسه: تحریكات شیمیائی و مكانیكی مجاری تنفسی فوقانی محرك سرفه: تحریك مكانیكی نای و محل دو شاخه شدن آن (Carina) یا تحریك شیمیائی مجاری تنفسی كوچكتر راههای عصبی: سرفه: عصب واگ عطسه: زوج 5 اعصاب مغزی - نخاعی

13 مکانيک تنفس Mechanics of Breathing
عضلات تنفس (Muscle of Respiration) عوامل موثر بر ثبات ريه و ارزيابي آنها (Factors Affacting Lung Stability, Lung Compliance) تغييرات فشار، حجم و جريان هوا در ضمن يك دوره تنفسي مقاومت مجاري تنفسي و جريان هوا در آنها (Airwy Resistance& Air flow) كار تنفسي (The Work of Breathing)

14 عضلات تنفسی (Muscle of Respiration)
مراحل تنفس: دم (Inspiration= Insp) = ورود هوا به ريه بازدم (Expiration= Exp) = خروج هوا از ريه عامل لازم: اختلاف فشار بین ریه وهوای جو علل ايجاد تنفس (اختلاف فشار): دم ↑ قطر قدامي- خلفي، ارتفاع و قطر طرفي ↑ حجم قفسه سينه = عمل مكانيكي ↓ فشار داخل ريه ورود هوا به ريه يا خروج از ريه عضلات تنفس: الف- عضلات دمي ب - عضلات بازدمی ج - قدرت عضلات تنفسی بازدم

15 الف- عضلات دمي (Inspiratory M.)
1- اصلی (Main Insp. M.) ديافراگم (Diaphragm)  ارتفاع و قطر طرفی s s21 عضلات بين دنده اي خارجي (External Intercostals M.)  قطر قدامی-خلفی 3- عضلات كمكي (Accessory M.) عضلات جناغی، چنبری، پستانی (Sternocleidomastoeid) عضلات نردبانی (Scalen M.) ب- عضلات بازدمي (Expiratory M.) 1- در هنگام تنفس عادي: بازدم غير فعال (Passive) 2- در هنگام افزايش تهويه: عضلات ديواره قدامي شكم ↓ ارتفاع عضلات بين دنده اي داخلی ↓ قطر قدامي خلفي ج- قدرت عضلات تنفسي بازدمي > دمي (حدود 2 برابر)

16 s3

17 (Factors Affecting Lung Stability) عوامل تعيين كننده خاصيت ارتجاعي ريه
عوامل موثر بر ثبات ريه (Factors Affecting Lung Stability) الف- عوامل تعيين كننده خاصیت ارتجاعي ريه   حجم ريه ب - عوامل مخالف خاصيت ارتجاعي ريه   حجم ريه ج - ارزیابی عوامل تعيين كننده خاصيت ارتجاعي ريه Elastic Recoil Forces 1- فيبرهاي الاستيكي ريه (الاستين و كلاژن) و درهم بافتن آنها خاصیت شبيه كشش  یکسوم خاصیت ارتجاعی ریه 2- كشش سطحي مایعات s22 واكنش مولكولهای مايع پوشاننده سطح حبابچه ها و هوا  حجم حبابچه ها  فشار جمع كننده  2xT/r= C.P.  دوسوم خاصیت ارتجاعی ریه

18 عوامل مخالف خاصيت ارتجاعي ريه Factors Causing In flatiron (Opposing ERF)
1- سورفكتنت 2- خاصیت الاستیكي ديواره قفسه سينه 3- فشار منفي جنب 4- بهم وابستگي حبابچه ائی سورفكتنت (Surfactant) 1- جنس: فسفولپيد: DPPC) یا (DPPL - دارای دو قطب هيدروفيل و هيدروفوب - قطب هيدروفيل چسبيده به مولكولهای آب سطح حبابچه ای - قطب هيدروفوب – معلق در هوای داخل حبابچه 2- اثر:  كشش سطحي مايعات پوشاننده حبابچه اي  ↓ فشار جمع كننده حبابچه اي - فشار جمع كننده حبابچة فاقد Cm H20= S20-18 - فشار جمع كننده حبابچه داراي =S H20 Cm 5-4 3- ↓ سورفكنت: در نوزادان  سندرم دیسترس تنفسي نوزادان در افراد بالغ  سندرم دیسترس تنفسي بالغين 4- خواص فيزيولوژيك: -  كار ريه - خشك نگه داشتن حبابچه - ثبات حبابچه اي

19 خاصيت الاستيكي ديواره قفسه سينه Negative Intraplural Pressure
Elastic Properties of Chest wall s23 1- خاصیت الاستيكي ديواره قفسه سينه   حجم 2- خاصیت ارتجاعي ريه  ↓ حجم  فشار منفی جنب فشار منفي فضاي جنب Negative Intraplural Pressure فشار منفي فضای جنب  جلوگيري از رويهم خوابيدن ريه بهم وابستگي حبابچه ها s24 Interdependence بهم وابستگي حبابچه ها  جلوگيري از رويهم خوابيدن حبابچه هاي مجاور علل: كشش شعاعي (Radial Traction) ديواره فيبروزي حبابچه ها (Fibrous Septa)، فيبرهاي بافت الاستیکی ریه ↑ نسبت مولكولهاي مايع سحطي حبابچه اي پوشيده شده توسط سورفكتنت  ↓ حجم حبابچه ها  ثبات حبابچه اي

20 ارزيابي عوامل موثر بر ثبات ريه
Lung Compliance مثال سمبوليك منحني حجم- فشار (Pressure-Volume Curve) تفاوت منحني دمي وبازدمي (Hysterics) علت: کشش سطحي مايعات ویژگی های منحنی بخش مسطح ابتدائي، علت:  کشش سطحی ( انعطاف پذيري قفسه سينه) بخش سطح انتهائي، علت: حداكثر اتساع ريه بخش پر شیب مياني (تغییر شدید حجم به ازاء تغییر فشار)

21 ارزیابی، پذيرش ريه (Compliance)
تعريف: تغيير حجم ریه به ازاء تغيير واحد فشار در فشار جنبي (Plural Pressure) فشار بين دو سوي ريه (Trans Pulmonary P.)، بين حبابچه ها و فضای جنب شیب منحني حجمي - فشار ميزان: براي ريه: 200 ml/cm H2O براي ريه+ ديواره قفسه سينه 110 ml/cm H2O پذيرش ویژه (Specific Compliance) ميزان پذيرش به ازاء واحد حجم ريه (C/Unite Volume) s11 s10

22 s9

23 عوامل تغيير دهندة پذيرش ريه
عوامل تغيير دهندة پذيرش ريه ↓پذيرش: 1- خاصیت ارتجاعي ريه: فيبروز ريه ادم ريه آتلکتازی ( حجم حبابچه ها)   كشش سطحي 2-  عوامل مخالف خاصیت ارتجاعي ريه ↓ ترشح سورفکتنت (سندرم دیسترس تنفسي) تغيير شكل غير طبیعي(Deformity) قفسه سينه ↑ پديرش: 1-  خاصیت ارتجاعي ريه:  سن   فيبرهاي الاستیكي ريه آمفيزم   فيبرهاي الاستیكي ريه 2-  عوامل مخالف خاصیت ارتجاعي ريه

24 تغييرات فشار، حجم و جريان هوا در ضمن يك دوره تنفسي
فشار جنبی: استراحت: -5 cm H2O دم عادی: -8 cm H2O بازدم عادی: -5 cm H2O دم عمیق: -80 cm H2O بازدم عمیق: +100 cm H2O حجم ریه: دم: ورود 5/0 لیتر هوا به ریه باز دم: خروج 5/0 لیتر هوا از ریه فشار حبابچه ای: دم: -1 cm H2O باز دم: +1 cm H2O جریان هوا: دم: l/sec باز دم: -0.5 l/sec

25 مقاومت مجاري تنفسي و جريان هوا در آنها Airway Resistance and Air Flow
الف- جريان هوا انواع جريان 1- لايه اي یا موازي (Laminar) 2- گردبادي يا متلاطم (Turbulent) عوامل تعيين كننده نوع جريان < 2000  Laminar > 2000  Turbulent نوع جريان هوا در مجاري تنفسي 1- جريان موازي در مجاري بسيار كوچك (نایژكهاي انتهائي) 2- جريان متلاطم در ناي 3- در بقیه (اغلب) مجاري، جريان  بينابيني (Transitional) Re=

26 ب- مقاومت مجاري تنفسي محل اصلي مقاومت مجاري تتفسي
مجاري با قطر متوسط (انشعاب 5 الي 7) فقط 20% مقاومت  به مجاري با قطر كمتر از 2mm است عوامل موثر بر مقاومت مجاري تنفسي ↑قطر مجاري تنفسي↓ R↓ ↑: تحريك پاراسمپاتيك ↓ قطر تحريك سمپاتيك  ↑ قطر ادم والتهاب ديواره مجاري  ↓ قطر هيپرتروفي عضله ديواره مجاري  ↓ قطر ↓ حجم ريه ↑ ↑ R ↓ ↓ دانسیته و ويسكوزيته هوا ↑ ↓ R ↑

27 كار تنفس (Work of Breathing)  مقاومت مجاري (COPD) الف- مقدار:
V × W α P ب- انواع كار: كار كمپليانسي: مقدار انرژي لازم براي اتساع ريه (اصلي) كار مقاومت مجاري: مقدار انرژي لازم براي غلبه بر مقاومت كار مقاومت بافتي: مقدار انرژي لازم براي غلبه مقاومت بافتی ج- انرژي لازم: در تنفس عادي  3-2% انرژي كل بدن در هنگام ورزش   15تا 20 برابر (4-3%) د- عوامل افزايش دهنده:  مقاومت مجاري (COPD)  پذيرش (فيبروز ريه)

28 Pulmonary Ventilation
تهويه ريوي Pulmonary Ventilation حجم ها و ظرفيتهاي ريوي عوامل موثر اندازه گيري حجم دقيقه اي تنفس، تهويه حبابچه اي و فضای مرده

29 حجم ها و ظرفيتهاي ريوي ظرفیت ها (Capacities) حجم ها (Volumes)
دمی ml (IC) 3500 حیاتی (VC) ml باقيمانده عملي (FRC) ml 2300 كل ريه ml (TLC) 5800 حجم ها (Volumes) جاري (VT) ml500 دخيره دمي (IRV) ml 3000 ذخيره بازدمي (ERV) ml 1100 باقيمانده (RV) ml 1200 IRV VT IC ERV VC RV FRC TLC

30 عوامل موثر بر حجم ها و ظرفيتها
1- قد، سن و جنس: ↑قد↓  ↑حجم ها و ظرفیت ها↓ ↑سن  ↓حجم ها و ظرفیت ها (بعد از 20 سالگی) خانم ها > مردها (25-20%) مقادیر پیش بینی شده ( طبیعی = % پیش بینی شده) 2- وضعيت بدن: ایستاده : طبیعی خوابيده:   RV و ERV،  IRV نشسته: حدفاصل بين ایستاده و خوابيده 3- بيماريهاي ريوي: بيماريهاي انسدادي (Obstructive P.D.)  ↑ RV، ERV، FRC و ↓ IRV بيماریهاي محدود کننده (Restrictive P.D.)   RV، ERV، IRV و VT

31 اندازه گيري 1- اسپيرومتري (Spirometry) s25 2- اندازه گيري RV (يا FRC)
بجز RV و ظرفيتهاي كه RV در آن شركت ندارند 2- اندازه گيري RV (يا FRC) روش رقيق سازي هيلوم (Helium Dilution) شستشوي نيتروژن (Nitrogen Washout) روش بادي پلتيسموگرافي (Body Plethysmogrophy)

32 حجم دقيقه اي تنفس تهويه حبابچه اي Minute & Alveolar Ventilation
حجم دقيقه اي تنفس تهويه حبابچه اي Minute & Alveolar Ventilation 1- حجم دقيقه اي تنفس (Minute Ventilation) حجم هواي تهويه شده (وارد يا خارج شده از ريه) در يك دقيقه MV= RR ×VT  MV=12 ×0.5= 6lit 2- تهويه حبابچه اي (Alveolar Ventilation) و فضاي مرده (Dead Space) حجم هوائي كه در يك دقيقه در عمل انتشار گازي شركت مي كند VA=RR(VT –VD)  Alveolar VD VA= 12 × ( )= 4.2 Lit }  Anatomic VD Physiologic

33 s3

34 s5

35 s7

36 s7

37 s19

38

39 گردش خون ريوي Pulmonary Circulation
تسريح گردش خون ريوي (Anatomy of Pulmonary Circulation) فشار خون در گردش خون ريوي (Blood Pressure in Pulmonary circulation) مقاومت در عروق ريوي و جريان خون در آنها (Vascular Resistance& Blood Flow) ديناميك مويرگي ريوي (تعادل آب در مويرگها) (Pulmonary capillary Dynamic) اعمال متابوليكي ريه (Metabolic function of The Lung)

40 تشريح گردش خون ريوي (Anatomy of Pulmonary Circulation)
بطن راست: ضخامت < بطن چپ (3/1): حلقه زده در اطراف بطن چپ شكل هلال: فشار بطن راست < بطن چپ عروق ريوي: ضخامت < عروق گردش عمومي (بخصوص لايه عضلاني) طول < عروق گردش عمومي عروقي با خاصيت اتساعي فراوان  ↓مقاومت عروق در مقابل جريان خون

41 گردش خون برونشي (Bronchial Circulation)
سيستم مويرگي خونرساني به ديواره حبابچه توسط يك آرتريول (m 13)  شبكه وسيع مويرگي در اطراف حبابچه  جريان یک لايه خون در اطراف حبابچه گردش خون برونشي (Bronchial Circulation)  خونرساني به پارانشيم ريه  خون وريدي  دهليز چپ

42 فشار خون در گردش خون ريوي (Blood Pressure in P. Circulation)

43

44 مقاومت عروق ريوي و جريان خون در آنها (Vascular Resistance& Blood Flow)
1- انواع عروق ريوي 2- مقاومت عروق ريوي 3- جريان خون در عروق ريوي انواع عروق ريوي (Types of Pulmonary Vessel) عروق حبابچه اي (Alveolar Vessel) مويرگها موجود در لابلاي حبابچه ها جريان خون  بستگی به فشار حبابچه و مويرگ فشار مويرگ> حبابچه  جريان خون فشار مويرگ< حبابچه  فشرده شدن مويرگ و  جريان خون عروق خارج حبابچه اي (Extra- Alveolar Vessel) تمام عروق بجز مويرگها عوامل خارج حبابچه اي  كشش بر ديواره عروق  باز نگه داشتن آنها

45 مقاومت عروق ريوي (Pulmonary Vascular Resistance)
رابطه فشار خون و مقاومت عروقي  برون ده قلب   مختصر فشار عروقي علت:  فشار داخل عروقي   مقاومت 1- اثر فشار خون بر مقاومت عروق 2- عوامل موثر بر مقاومت عروق ريوي

46 مكانيسم: 1- اتساع عروقي (Distention) 2- بسیج عروقي (Recruitment)

47 عوامل موثر مقاومت عروقي اثر فشار اكسیژن حبابچه اي بر مقاومت عروقي
 مقاومت 1- تحريك سمپاتيك 2- برخي مواد شیميائي 3-  PH  مقاومت 1- تحريك پاراسمپاتيك 2- برخي مواد شیميائي اثر فشار اكسیژن حبابچه اي بر مقاومت عروقي PO2↓ حبابچه اي تا mm Hg 70  تنگي عروقي مكانيسم: ترشح يك ماده احتمالي تنگ كننده عروقي از سلولهاي پوشاننده حبابچه ها اثر فيزيولوژيك: 1- انحراف جريان خون به ديواره حبابچه هاي داراي PO2  2- در دوران جنيني:  PO2  تنگي عروق و  مقاومت  عدم جريان خون ريوي

48 اثر حجم ريه بر مقاومت عروقي
 حجم تا حدي   مقاومت علت: اتساع عروق داخل و خارج حبابچه اي بيشتر حجم  ↑ مقاومت علت: رويهم خوابيدن عروق حبابچه اي

49 جريان خون ريوي الف- ميزان جريان خون ريه ب- اندازه گيری جريان خون ريه
ب- اندازه گيری جريان خون ريه ج- تاثير ورزش بر جريان خون ريه د- نواحی جريان خون در ريه

50 ميزان جريان خون ريه ميزان جريان خون گردش خون ريوي= گردش عمومي (5 ليتر)
حجم خون گردش خون ريوي ml 450 (9% كل خون بدن) mL در مويرگها بقيه در ساير عروق عمل ذخيرة گردش خون ريوي در مواقع لزوم، حجم خون ريه  (2/1) در صورت  حجم خون بدن  حجم خون ريه  (2 برابر) اندازه گيري جريان خون ريه: اكسیژن مصرفي در دقيقه = Q (CaO2 – CVO2) اكسیژن مصرفي در دقيقه Q= CvO2 Cao2 –

51 نواحي جريان خون الف- مثال سمبوليك

52 ب- نواحي سه گانه 1- ناحیه 1: PV و PA< Pa  عدم جريان خون
2- ناحیه 2: PA< Pa PV<  جريان متناوب 2- ناحیه 3: PA> Pa PV<  جريان مداوم در فرد سالم: عدم وجود ناحيه 1  Pa (شوك) يا  Pa (تهويه با فشار مثبت)  ناحيهه 1 جريان خون

53 تاثير ورزش بر جريان خون ريه
ورزش   جريان در قله % جريان در قاعده %

54 ديناميك مويرگي با تعادل آب در مويرگهاي ريوي
Capillary Dynamic فشارهاي موثر بر تعادل آب در مويرگهاي ريوي: خروج مايع از مويرگها f18 فشار هيدرواستاتیك مويرگي، mm Hg 7 فشار اسمزي كلوئيدي ECF، mm Hg 14 فشار هيدوراستاتيك ECF، mm Hg 8 مجموع mm Hg 29 تفاصل mm Hg 1+  خروج ml 20 آب از مويرگها در هر ساعت باز جذب توسط عروق لنفاوي جلوگيري از خروج مايع فشار اسمزي كلوئيدي خون mmHg 28 مجموع mmHg 28

55 f17

56 تفاوت دينامیك مويرگي گردش ريوي و عمومي
1- فشار هيدرواستاتيك گردش عمومي > گردش ريوي 2- فشار هيدرواستاتيك ECF ريه منفي تر از ECF بقيه بافتها 3- فشار اسمزي كلوئيدي ECF ريه > بقيه بافتها ادم ريه تعریف: ↑مایع میان بافتی ریه علت:  فشار اسمزي کلوئيدي خون  ادم عمومي (-) عوامل خارج كننده مايع از مويرگها ↓ فشار هيدرواستاتيك ECF (-)  فشار اسمزي- كلوئيد ECF (عفونتهاي ريه) (-)  فشار هيدرواستاتيك مويرگي (بيماري قلب چپ)

57 فشار هيدرواستاتيك مويرگي لازم براي ايجاد ادم= mmHg28 (برابر فشار كلوئيد اسمزي خون)
علت: مكانيسمهای دفاعي 1-  پمپ لنفاوي 2- فشار اسمزی کلوئيدی ECF ↑ تدريجي فشار تا mmHg 30  عدم ادم ریه ↑ سريع فشار تا mmHg  ادم شديد ريه

58 مایع جنبي ميزان چند ميلي ليتر ترشح شده توسط مويرگها
باز جذب بوسيله عروق لنفاوي ديافراگماتيك، پارتيال و مدیاستینال افزايش مایع فضای جنب (Plural Effusion) 1-  فشار هيدرواستاتيك مويرگي 2- عفونت فضای جنب 3- انسداد لنفاتیك ها

59 اعمال متابوليكي ريه (Metabolic Function of the Lung)
الف- سنتز مواد 1- مواد كربوهيدرات: مواد موجود در موکوس 2- مواد چربي: سورفكتنت 3- مواد پروتئيني: فيبرهاي الاستین و كلاژن ب- فعال شدن مواد 1- آنژيوتانسين 1  آنژيوتانسين 2 2- متابوليسم اسيد آرشيدونيك ج- غير فعال شدن مواد برادي كنين سروتونين نوراپي نفرين هيستامین؟

60 انتشارگازها (Diffusion)
فيزيك انتشار و فشار سهمي گازها Physical Basis of Diffusion & Gas Pressure غشاء تنفسي Respiratory Membrane انتشار گازها بين دوسوي غشاء تنفسي Diffusion Of Gases Through R. Membrane

61 فيزيك انتشار وفشار سهمي گازها Physical Basis of Diffusion & Gas Pressure
پايه مولكولي انتشار گازي Molecular Basis of Diffusion فشار سهمي گازها (Partial Pressure of Gases) در محیط گازی در مایعات عوامل مؤثر برانتشار گازها ازيك غشاء Factors Affecting Diffusion Across a Membrane

62 پايه مولكولي انتشار گازي
انتشار: جابجايي ذرات به علت جنبش ذاتي ذره اي انتشار خالص: انتشار از ناحيه با غلظت بيشتر به كمتر

63 فشار سهمي گازها (Partial Pressure o Gases)
در محيط گازي وابسته به غلظت گازها: PA =CA×Ptotal مثال: PO2 = 0.21×760 mmHg =160 mmHg در محيط مایع وابسته به غلظت گازها و ضریب حلالیت قانون هنری P = C/ Sc ضريب حلالیت گازهاي تنفسي مهم اكسيژن 024/0 كربن دی اكسيد 57/0 كربن مونواكسيد 018/0 ازت 012/0 هليوم 008/0

64 تركيب وفشار سهمي گازها در هواهای مختلف تنفسي

65 تعويض آهسته هواي حبابچه اي

66 اثر تهويه حبابچه اي و متابولیسم بر فشار سهمي اكسیژن و CO2 حبابچه اي

67 فشارهاي سهمي اكسيژن ودي اكسيد كربن هواي بازدمي

68 عوامل مؤثر بر انتشار گازها از يك غشاء
قانون فيك: Vgas α A/T×D×∆P D α S/MW O2 CO2 T P1 P2 A عوامل مؤثر بر ميزان انتشار از یک غشاء: 1) اختلاف فشار 2) سطح غشاء 3) ضخامت غشاء 4) صریب انتشاری ضریب انتشاری گازهاي مهم تنفسي اكسيژن 0/1 كربن دی اكسيد 0/23 كربن مونواكسيد 81/0 ازت 53/0 هليوم 95/0 - وزن مولكولي گاز - قابليت انحلال گاز در مايع

69 غشاء تنفسی Respiratory Membrane
سطح غشاء تنفسي : ضحامت عوامل محدود کننده انتشار ارزیابی انتشار سطح غشاء تنفسي : سطح غشاء مجاری ناحیه تنفسی برونشيول تنفسي، مجاري حبابچه اي، دالانها و حبابچه ها 50 تا 100 متر مربع (m2 75)

70 ضخامت غشاء تنفسي: 1- لايه مایع پوشاننده سطح داخلی حبابچه ها
2- اپيتليوم حبابچه اي 3- غشاء پايه اپيتلیوم حبابچه ای 4- لایه مایع میان بافتي 5- غشاء پايه آندوتلیوم مويرگي 6- آندوتليوم مويرگي ضخامت: μm 6/0

71 غشاء تنفسي عوامل محدودكننده انتشار گازها ازغشاء تنفسي
↑ ضخامت غشاء تنفسي(2 تا 3) 1- ادم ريه 2- فيبروز ريه 3- تجمع مایع در حبابچه ها ↓مساحت سطح غشاء تنفسي (3/1 تا 4/1) 1- خارج كردن قطعه اي ريه 2- آمفيزم (تخريب ديواره حبابچه ها)

72 ارزیابی انتشار گازها از غشاء تنفسی ظرفيت انتشاري (Diffusion Capacity)
تعريف: حجم گاز منتشر شده در نتیجه یك ميليمتر جيوه در مدت یک دقیقه اندازه گيري: اصول اندازه گیری (قوانين ديفوزيون) A V gas = D (P2 - P1) =DL T DL = گاز مورد استفاده روش های اندازه گیری مقادير طبیعی فاكتور انتقالی

73 مقادير طبیعی منو اكسيد كربن (CO): 17 اكسيژن (O2):
D CO = 0.81 D O2 =1  DLO2 = 1.23 * 17 = 21 اختلاف متوسطPO2 = 11mmHg  O2 منتشر شده در دقیقه = 11*21=230 دي اكسيد كربن (CO2): DL ↑ درورزش (3 برابر) علل: 1- ↑ تهویه 2- ↑ جریان خون 3- تطابق بهتر VA و Q

74 انتشار اكسيژن از حبابچه به خون
انتشار گازها از غشاء تنفسي Diffusion of Gases through RM انتشار اكسيژن از حبابچه به خون

75 مدت انتشار اكسيژن و اثر ورزش و اختلال انتشاری بر آن

76 انتشار گاز کربنیک از خون به حبابچه

77 مدت انتشار دي اكسيد كربن از عشاء تنفسی و اثر ورزش بر آن
مدت انتشار دي اكسيد كربن از عشاء تنفسی و اثر ورزش بر آن

78 نسبت تهویه به جریان خون (VA/Q)
اساس نسبت تهویه به جریان حون Principals of VA/Q Ratio (Symbolic Example) علل اختلال نسبت تهویه به جریان حون Simple Cause of VA/Q impairment اثر اختلال نسبت تهویه به جریان حون بر فشار گازها Effect of alteration in VA/Q on Gas Pressure نسبت تهویه به جریان حون در نواحی مختلف ریه Regional Differences in VA/Q

79 اساس نسبت تهویه به جریان حون
(Principals of VA/Q Ratio (Symbolic Example)

80 علل اختلال نسبت تهویه به جریان حون Simple Cause of VA/Q impairment
کاهش تهویه (Hypoventilation) علل: 1- ادم ريه 2- فيبروز ريه 3- تجمع مایع در حبابچه ها 4- خارج كردن قطعه اي ريه 5- آمفيزم (تخريب ديواره حبابچه ها)

81 شنت (Shunt)

82 اندازه گیری شنت (Shunt Measurement)

83 Effect of alteration in VA/Q on Gas Pressure
اثر اختلال نسبت تهویه به جریان حون بر فشار گازها Effect of alteration in VA/Q on Gas Pressure انواع اختلال (Types of Alterations) شنت (Shunt) فضای مرده (Dead Space)

84 منحنی نسبت تهویه به جریان خون (VA/Q Diagram)
شنت (Shunt) فضای مرده (Dead Space)

85 نسبت تهویه به جریان حون در نواحی مختلف ریه Regional Differences in VA/Q
تفاوت تهویه، جریان خون و نسبت آنها در نواحی مختلف ریه (Differences in Ventilation, Perfusion and VA/Q)

86 منحنی نسبت تهویه به جریان خون در نواحی مختلف ریه
(Regional Differences in VA/Q Diagram)

87 تفاوت تهویه، جریان خون و فشار گازها بین قاعده و قله ریه
(Differences in Ventilation, Perfusion and Gas Pressure Between Bottom and Top of the Lung)

88 مدت انتشار اكسيژن و اثر ورزش و اختلال انتشاری بر آن

89 انتشار گاز کربنیک از خون به حبابچه

90 انتقال گازها در خون (Gas Trans port by the Blood)
مسائل مرتبط معیار مصرف اکسیژن pH عوامل محدود کننده مصرف اکسژن انتقال گازها بین خون و بافتها اکسیژن گاز كربنیک انتقال اكسیژن روشهاي انتقالی محلول تركيب با هموگلوبين انتقال گاز كربنيك يون بيكربنات میزان انتقال و ضریب مصرف

91 انتقال اكسیژن به شكل محلول
انتقال اكسيژن (O2 Transport) انتقال اكسیژن به شكل محلول با توجه به قانون هنري) (P=C/Sc در صورت مشخض بودن فشار و حلالیت گاز، غلظت آن قابل محاسبه است لذا: PaO2=100mm Hg CaO2=0.29ml (vol%) PvO2=40mm Hg CvO2=0.12ml (vol%) Transported O2= CaO2 - CvO2=0.17ml مقدار كل اكسیژن مصرفي بدن در دقيقه ml250 مقدار كل اكسیژن انتقالي از ريه به بافتها در دقيقه خون ml اكسیژن 0.17ml 5000 ml x=8.5=ml 3%

92 انتقال اكسیژن به شكل ترکیب با Hb
ظرفيت اكسيژني منحني تجزيه اكسيژن-هموگلوبين مقدار اكسيژن انتقالي بشكل تركيب با Hb عوامل موثر بر ميل تركيبي Hb با O2 ظرفيت اكسيژني حداكثر مقدار اكسيژن تركيب با هر گرم ml=Hb 34/1 ميزان هموگلوبين موجود در هر ml100 خون = g15 حداكثر مقدار اكسيژن قابل تركيب با Hb موجود در ml100خون ml= 20  ظرفیت اكسیژني (O2 Capacity) عامل تعيين كننده: مقدار هموگلوبين خون در افراد آنمیک g)10 (Hb=  4/13 در افراد مبتلا به پلي سيستمي g)20 (Hb=  ml 8/ 26 1 g Hb ml O2 15 g x= 20 ml

93 منحني تجزيه اكسیژن-هموگلوبين
(O2-Hb Dissociation Curve)  PO2 ميزان تركيب Hb با O2 نسبت درصد O2 تركيب شده با Hb به ظرفيت اكسیژني = اشباع اكسیژني رابطه غير خطي (سیگموئیدی) بين PO2 و Sao2 منحني تجزيه O2– Hb داراي بخش مسطح انتهائي  mmHg 60=PO2 ↓،  اشباع حدود 90% Hb بخش پرشيب میاني   مختصر PO2  آزاد شدن مقدار زياد O2 دو بخش  حفظ PO2 در ECF  mmHg PAO2 60  ↓ PO2 در ECF = mmHg 37  mmHg PAO2 600  ↑ PO2 در ECF = mmHg 42

94 مقدار اكسيژن انتقالي بشكل تركيب با Hb
خون شرياني: 95mm Hg= PaO2 CaO2= 19.4 ml  SaO2 = 97% خون وريدي: 40mm Hg= PvO2 ، CvO2= 14.4 ml  SvO2 = 75% مقدار اكسيژن انتقالي 5ml در ورزش: 15mm Hg= PvO2 ، CvO2= 4.4 ml  SvO2 = 25% مقدار اكسيژن انتقالي 15ml ضریب مصرف (Utilization Coefficient) نسبت درصد خوني كه هنگام عبور از بافتها اکسیژن خود را به بافتها انتقال مي دهد. در هنگام استراحت اكسيژن خون 100ml ml O2 مصرفی x=25% ml در ورزش x=75% ml

95 عوامل موثر بر ميل تركيبي Hb با O2 (انحراف منحني تجزيه Hb)
1-  (PH) H+ 2-  CO2 3-  درجه حرارت 4-  DPG ميل تركيبي (انحراف منحني Hb به چب) 1-  H+ 2-  CO2 3-  درجه حرارات بدن 4- ↓ DPG 5- HbF

96 { اثر Bohr اثر فيزيولوژيك عوامل موثر بر ميل تركيبي Hb با O2
 CO2 در مجاورت بافت  آزاد شدن O2 از Hb  CO2 در مجاورت ريه  تركيب O2 با Hb در هنگام ورزش:  CO2،  DPG و  درجه حرارت  آزاد شدن مقدار زياد O2 از Hb در دوران جنيني، اكسيژن Hb خون از حوضچه هاي خون، خون جفت مادر (PO2=35 mm Hg) نياز به Hb با ميل تركيبي  با O2 { اثر Bohr

97 تركيب Hb با CO تركيب با Hbدر محل تركيب آن با O2
مونوكسيد كربن منحني تجزيه هموگلوبين – CO شبيه منحني تجزيه O2 ، فشار محور x بسيار كمتر PACO= 0.16 mm Hg اشباع 70% Hb PACO= 0. 6 mm Hg– مرگ

98 انتقال ايندريد كربنيك در خون (CO2 Transport)
روشهاي انتقالي مختلف به روش محلول PvCO2- 45mmHg  CvCO2 = 2.7 ml PaCO2= 40mmHg  CaCO2 = 2.4 ml خون 100 ml توسط CO2 انتقال = ml 7% CO2 به روش تركيب باHb 23% به روش يون بيكربنات70% ايندراز كربنيك  عمل كاتاليزوري در واكنش بين H2O و CO2 (↑5000) تجريه H2CO3 به HCO3- و H+ تركيب H+ با Hb جدا شده از اكسيژن خروج HCO3- از RBC و ورود كلر تعويض كلري ↓غلظت كلر پلاسما و  آن در RBC خون وريدي ↑غلظت كلر پلاسما و آن در RBC خون شرياني اثر Haldane افزايش O2 خون  ميزان CO2 آن مكانيسم: تركيب O2 با Hb   ميل تركيبي آن با CO2  آزاد شدن آن تركيب O2 با Hb  آزاد شدن H+ از Hb

99 میزان انتقال و ضریب مصرف
ميزان CO2 منتقل شده PvCO2- 45mmHg  CvCO2 = 52ml PaCO2= 40mmHg  CaCO2 = 48ml انتقالي از بافت به ريه CO2 ميزان= 4ml ضريب تبادلات گازي (Respiratory Exchange Rate) انتقال =CO2 0.8= انتقال O2 = 5 در صورت مصرف مواد كربوهيدراتي = 1 در صورت مصرف مواد چربي = 7/0

100 مسائل مرتبط با انتقال گازها
معيار مصرف O2 : ADP  ADP به ½   مصرف O2 به ½  ADP به 1.5 برابر   مصرف O2 1.5 محدودیت مصرف اكسيژن 1- تهويه ائي Hypoxic Hypoxia 2- جريان خوني Prefusion Hypoxia 3- انتشاري Diffusion Hypoxia 4- مصرف O2 توسط سلول Cytotoxic Hypoxia PH خون PH خون شرياني = 41/7 PH خون وريدي = 37/7 تفاوت = 04/0 در هنگام ورزش = 04/0

101 تبادل اكسيژن و CO2 بين خون مويرگي و سلولها
فشار اكسيژن انتهاي شرياني مويرگها= 95 mmHg فشار اكسيژن مايع ميان بافتی 40 mmHg تفاوت mmHg  انتشار O2 از مويرگها به ECF فشار اكسيژن داخل سلولي بسيار متفاوت (بطور توسط 23 mmHg) تفاوت فشار اكسيژن ECF و سلولي = 17 mmHg  انتشار O2 از ECF به سلول

102 تبادل CO2 PCO2 داخل سلولی 46 mmHg 45 mmHg ECF PCO2
تفاوت 1 mmHg  انتشار CO2 از سلول به ECF PCO2 انتهای شريانی مويرگها= 40 mmHg تفاوت= 5 mmHg  انتشار ECF بداخل یرگ

103

104 تنظیم تنفس (Regulation of Respiration)
تعريف و اجزاء تعريف: تنظيم تنفس عبارتست از حفظ فشار گازهاي تنفسي در خون شرياني (مايع ميان بافتی)  يك سیستم تنظيم كننده اجزاء: گيرنده ها (Receptors): درك كننده تغييرات گازهاي تنفسي كنترل كننده مركزي (Central Controller): دريافت كننده اطلاعات مربوط به گيرنده ها و ارسال دستورات مناسب به جزء عمل كننده (مركز تنظيم تنفس) عمل كننده ها (Effectors): عضلات تنفسي

105 كنترل كننده مركزي Central Controller
تعريف و اجزاء عملكرد تنظيم تنفس در حال عادي  غير فيدبك منفي  مركز تنفس گيرنده ها تنظیم کلی تنفس تنظیم غیر طبیعی تنفس مراكز بصل النخاعي (Medullary Centers) مراكز پل مغزي(Pons Centers) ساير بخشها (Other Parts)

106 مراكز بصل النخاعي (Medullary Centers)
(Dorsal Respiratory Group of Neurons=DRGN) محل: هسته دسته منزوي (N. Tractus Solitorus) مركز اصلي تنفس: ايجاد 12 تا 16 تحريك خودبخودي در هر دقيقه (شبيه SAN)  انقباصي عضلات دمي  دم  ریتم پايه تنفس (Inspiratory Area) اعمال تمام عوامل موثر بر تنفس از طريق DRGN گروه نرونهاي قدامي s5 (Ventral Respiratory Group of Neurons=DRGN)

107 s3 s6 s7

108 شكل پتانسیل عمل DRGN و تاثير عوامل بر آنها
شكل دست انداز (Ramp) مانند داراي يك نقطه قطع ناگهاني (Turn off Point) عوامل موثر تنفس AP RR : ↓ AP  RR:  AP  عمق تنفس:  قدرت AP  عمق تنفس:  قدرت AP 2s 3s RR= 12/min 1.5s 2.25s RR= 16/min 3s 4.5s RR= 8/min

109 گروه نرونهاي قدامي VRGN
در محل هسته آمبيگوس و رتروآمبیگوس s4 در تنفس عادي غير فعال در  تهويه: ارسال تحريكاتي به عضلات بازدمي  بازدم عميق ارسال تحريكاتي به مجاري تنفسي خارجي  گشادي آنها Expiratory & Inspiratory Area

110 مراكز پل مغزی (Pons Centers)
مركز پنوموتاكسيك (Pneumotaxic Centre) در قسمت فوقاني پل مغزي (هسته Prabrachialis) s4 ارسال تحريكاتي به گروه نرونهاي خلفي تعيين كننده محل نقطه قطع ناگهاني  تنظيم دقيق تعداد تنفس مركز آپنوستيك (Apneustic Centre) در قسمت تحتاني پل مغزي  قطع تنفس در حالت دم نقش آن در تنظيم تنفس انسانها؟ احتمال نقش در تنظيم تنفس نوزادان؟

111 (Other Centers) ساير مراكز
سيستم لمبيك و هيپوتالاموس تنظيم تنفس در ترس، وحشت، اضطراب و هيجان قطع اوليه تنفس،  تهويه قشر مغز تنظيم ارادي تنفس  تهويه مشكلتر از  تهويه ( CO2)

112 (Receptors) گيرنده ها الف- گيرنده هاي شيميائي (Chemo-Receptors)
گيرنده هاي شيميائي مركزي (Central CR) گيرنده هاي شيميائي محيطي (Peripheral CR) ب- ساير گيرنده ها (Other Receptors)

113 گيرنده هاي شيميائي مركزي (Central Chemo-Receptors=CCR)
محل: بصل النخاع نزديك سطح قدامي (با فاصله μm50) عامل محرك: تغيير H+ s11 عدم نفوپذيري مويرگهاي مغزي بهH+ نفوذپذيري مويرگها به CO2  انتشار Co2، تركيب با آب – توليد H2CO3 تجزيه به HCO3 و H+  تحريك گيرنده هاي مركزي عامل محركت مستقيم CCR، H+ عامل محرك خوني، تغيير CO2 (بطور غير مستقيم) پاسخ:

114 عوامل تعيين كننده غلظت H+ در محيط CCR
s10 عوامل تعيين كننده غلظت H+ در محيط CCR متابوليسم موضعي جريان خون موضعي مایع مغزي نخاعي (CSF)، نقش: فاقد پروتئين  مختصر H+ تحريك CCR ارتباط با شبكه عروقي كوروئيد

115 پاسخ دهي CCR عوامل  دهنده حساسیت CCR به CO2
خون به ميزان mmHg 1   تهويه lit/min3-2  اثر CO2 بعد از 2 تا 3 روز به ميزان يك پنچم اوليه عوامل  دهنده حساسیت CCR به CO2  سن  كار تنفسي  ورزش  مقاومت مجاري تنفسي خواب داروهاي بيهوشي داروهاي تضعيف مرکز تنفس نژادهاي مختلف

116 گيرنده هاي شيميائي محيطي (Peripheral Chemo-Receptors=PCR)
محل: قدوس آئورت (Aortic Bodies) ارسال تحريكات به DRGN: ع واگ محل انشعاب شريان كاروئيد (Carotid Bodies) ارسال تحريكات به DRGN: ع زباني حلقي عوامل محرك: تغييرO2: محرك اصلي تحريك توسط تغيير CO2 و H+ خون  اهمیت فيزيولوژيك تغيير H+ خون تنظيم از طريق تحريك PCR (احسام كاروئيدي) تغيير CO2 خون  تنظيم سريعتر تنفس از طريق تحريك PCR نوع پاسخ

117 پاسخ دهي PCR  PaO2= 500 mmHgتحريك ضعف PCR  PO2   تحريك ضعف PCR
در محدوده PO2= 30-60mmHg  تحريك شديد (محدوده فشار عدم اشباع Hb) تغيير PaO2 : عدم محرك قوي براي تنظيم تنفس  O2  تحريك   PCR تهويه s15 CO2    تهويه تغيير O2خون شرياني: تحت شرايطي يك محرك مهم براي تنظيم تنفس ثابت ماندن فشار CO2 خون شرياني اختلال انتشاري ورزش صعود تدريجي به ارتفاعات

118 s14

119 ساير گيرنده ها (Other Receptors)
گيرنده هاي كششي (Stretch Receptors) با تطابق آهسته(Slow Adapting R) محل: لابلای عضلات صاف مجاري تنفسي محرك: اتساع مجاري تنفسي هدايت تحريكات: فيبرهاي میلينه واگ اثر: محدود شدن عمل دم (Herring Brouer Reflex) در صورت  VT از 1.5 lit گيرنده هاي تحريكي (Irritant Receptors) با تطابق سريع (Rapid Adapting R) محل: لابلاي سلولهاي پوششي مجاري تنفسي محرك: استنشاق گازهاي محرك هدايت تحريكات: فيبرهاي ميلينه واگ اثر: تنگي مجاري تنفسي اثر رفلكسي دفاعي (جلوگيري از ورود گاز محرك بيشتر) گيرنده هاي J

120 گيرنده هاي J (Juxta Capillary R)
محل: حد فاصل مويرگها و حبابچه ها محرك: وجود مواد محرك در خون ريوي و پرخوني ريه هدایت تحريكات: فيبرهاي غير میلینه اثر: تنفس سطحي و سريع مسئول تنگي تنفس در نارسائي شديد قلبي

121

122

123 تنفس دوره اي (Chin Stock Breathing)
نوع تنفس:  تدريجي عمق تنفس، ايجاد حداكثر عمق  تدريجي عمق، قطع دوره اي تنفس مكانيسم: حساسيت بیش از حد مركز تنفس  سرعت جريان خون ضربه مغزی کما


Download ppt "فيزيولوژي تنفس Respiratory Physiology"

Similar presentations


Ads by Google