Ugrás a tartalomhoz

Élettani alapismeretek

Cseri Julianna (2011)

Debreceni Egyetem

4. fejezet - A légzési szervrendszer működése

4. fejezet - A légzési szervrendszer működése

Alapfogalmak, a légzés mechanikája

Alapfogalmak

A légzés folyamata a külső gáztér és a léghólyagocskák gáztere (alveoláris tér) közötti légcserét (ventilláció), az alveoláris tér és a kisvérköri kapillárisokban áramló vér közötti gázcserét (külső légzés), valamint a nagyvérköri kapillárisok vére és a szövetek közötti gázcserét (belső légzés) foglalja magába. A mitokondriumban zajló folyamatot sejtlégzésnek nevezzük.

A légzés mechanikája

Légcsere (ventilláció)

Légzésszünetben a légutakban mérhető (intrapulmonális) nyomás megegyezik az atmoszférás nyomással. Az alveolusokban kb. 1,5 l levegő van, az ún. residualis volumen, ami az első légvételek során került a tüdőbe és onnan még erőltetett kilégzéssel sem távolítható el. A tüdő felszínét a pleura (mellhártya) visceralis lemeze borítja. A pleura parietális lemeze a mellkasfalhoz és a rekeszizomhoz tapad. A mellhártya két lemeze között vékony folyadékfilm található, a virtuális üregben a nyomás (intrapleurális nyomás) 2-4 Hgmm-rel alacsonyabb, mint a légköri nyomás. Ugyanez a szubatmoszférás nyomás mérhető a mellüregben is (intrathoracalis nyomás). Nyugalmi helyzetben a rekesz a mellüreg felé domborodik, mivel a hasüregi nyomás nagyobb, mint a mellüregi nyomás.

Belégzéskor összehúzódnak a külső bordaközti izmok, melynek hatására a bordák felemelkednek, a mellkas mérete horizontális és szagittális irányban nő. A rekeszizom összehúzódásakor a rekesz a hasüreg irányába mozdul el, vagyis a mellkas mérete függőleges irányban is nő, összességében tehát a mellkas térfogata nő. A mellkas térfogatának változása növeli a negatív nyomást a pleuralemezek közötti térben. A pleura fali lemezének elmozdulása a zsigeri lemezt is „viszi magával” a köztük lévő adhéziós erő miatt, ezáltal a tüdőszövet feszítettségi állapota is fokozódik, az alveoláris tér térfogata nő. Az intrapulmonális tér térfogatának növekedésével csökken az intrapulmonális nyomás, vagyis nyomáskülönbség keletkezik az atmoszférás levegő és az alveoláris tér között. Ez a nyomáskülönség hozza létre a levegő beáramlását, a belégzést (inhalatio).

4.1. ábra - Intrapulmonális és intrapleurális nyomásváltozások a légzési ciklus során

Intrapulmonális és intrapleurális nyomásváltozások a légzési ciklus során

Nyugalmi körülmények között kb. 500 ml levegőt lélegzünk be. A belégzőizmok elernyedése kilégzést eredményez. Kilégzéskor a nyomásértékek ellenkező irányban változnak, a belégzett levegőmennyiséggel megegyező térfogatú gázkeverék kerül leadásra. A nyugodt légzés során egy légzési ciklusban kicserélt levegőtérfogatot respirációs térfogatnak nevezzük.

4.2. ábra - Tüdőtérfogatok (statikus légzési paraméterek)

Tüdőtérfogatok (statikus légzési paraméterek)

Erőltetett belégzéssel még további levegőmennyiség lélegezhető be (belégzési rezerv; 2-2,5 l), ill. erőltetett kilégzéssel a respirációs térfogaton túl további 1,5 l levegő lélegezhető ki (kilégzési rezerv). A respirációs térfogat, a belégzési és a kilégzési rezerv együtt adja a vitálkapacitást. A felsorolt ún. statikus légzési paramétereket az orvosi gyakorlatban spirométerrel határozzák meg. A spirometriás vizsgálat során dinamikus paramétereket is vizsgálnak (milyen sebességgel történik a légcsere). Asthma bronchiale esetében a légutak ellenállása nő, a légcsere sebessége lecsökken.

Anatómiai holttér: a légutaknak azon szakaszai, melyek nem vesznek részt a külső légzésben (abban csak az alveolusok vesznek részt), de a bennük lévő levegőt is mozgatni kell a ventilláció során.

Fiziológiai holttér : nagyobb az anatómiai holttértől, mivel a tüdőnek vannak rosszabbul szellőztetett területei, amelyek nem vesznek részt a vér arterializálásában.

Dinamikus légzési paraméterek

A spirometriás eljárások során nem csak a statikus légzési paramétereket (légzési térfogat, belégzési és kilégzési rezerv, vitálkapacitás) határozzák meg, hanem mód nyílik a légzés dinamikájának vizsgálatára is. A be- és kilégzés során változik a levegő áramlásának sebessége. Meghatározható a PIF (csúcs áramlási sebesség a belégzés alatt – peak inspiratory flow), a PEF (csúcs áramlási sebesség a kilégzés alatt – peak expiratory flow), kirajzoltatható a légzési hurokgörbe. Ez utóbbi a be- ill. kilégzett levegőmennyiség függvényében ábrázolja az áramlási sebességet. A 0-vonal alatti kitérés a belégzést, a 0-vonal feletti kitérés pedig a kilégzést mutatja.

4.3. ábra - Dinamikus légzési paraméterek meghatározása a légzési hurokgörbék segítségével

Dinamikus légzési paraméterek meghatározása a légzési hurokgörbék segítségével

A légúti ellenállás fokozódásakor (pl. asthma bronchiale esetén) az áramlási sebesség csökken (obstructív kórképekben), de a vitálkapacitás kisebb mértékben változik, emphysémában pedig, amikor az alveolusok összeolvadnak, a tüdőszövet rugalmassága csökken, mind az áramlási sebesség, mind a cserélődő levegőmennyiség csökken, de az utóbbi nagyobb mértékben (restrictív kórképek).

Diagnosztikai jelentőségű a kilégzési Tiffenau-index: FEV1/VC, azaz a forszírozott kilégzés első másodperce alatt kilégzett levegő (FEV1) térfogatának és a vitálkapacitásnak (VC) a hányadosa. Egészséges egyén FEV1 értéke 80 % körül van, vagyis az erőltetett kilégzés első másodpercében a teljes levegőtérfogat 80 %-a kerül leadásra. Hasonló paraméterek a belégzés során is meghatározhatók. A következő ábra az idő függvényében is mutatja a légzési dinamika változásait.