Uploaded by kalle tajthy

Respirationssystemet

advertisement
Respirationssystemet För sjuksköterskestuderande HT -2014
Lunds universitet
Marie Neuman
Disposition
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Struktur och funktion
Ventilation
Gastransport
Diffusion
Gasutbyte
Lungmekanik
Andningskontroll
Andning under stress
Struktur och funktion
Andningssystemets funktioner
Respiration= andning
• Gasutbyte- primärfunktion
o Förse kroppens vävnader med syre, O2
o Eliminera koldioxid, CO2
o För att koldioxidhalten och syresättningen av
blodet ska hållas konstant måste
ventilationen följa variationerna i
metabolismen
• Metabolisk funktion
• Filtrera
• Blodreservoar
Översikt respirationssystemet
1. Ventilation
2. Gasutbyte
3. Gastransport
4. Gasutbyte
5. Cellandning
Andningssystemets olika delar
Näshålan
Näsborrar
Munhåla
Struphuvud
Höger huvudbronk
Höger lunga
Svalg
Luftstrupe
Lungspets-­‐‑ apex
Vänster huvudbronk
Lungbas-­‐‑ basis
Diafragma
Övre luftvägarna
Näshålan- cavum
nasi
• Näsmusslor,
näsborre
• Näsan-lukta, fukta,
värma, rena
Munhålan- cavum
oris
• Munhåla- tunga,
tänder
Svalget- pharynx
Nedre luftvägarna
•
Höger lunga, (pulm), 3
lober
•
Vänster lunga, 2 lober
•
Struphuvudet- larynx
•
Luftstrupen- trachea
•
Huvudbronkerbronchus principalis
•
Lob- och
segmentalbroncher
•
Bronchioler
Larynx, struphuvudet
Struphuvudet och stämbanden
Trachea-­‐‑ luftstrupen
• 16-20 st. hästskoformade
brosk
• Dorsalt- glatt muskulatur
• Elastisk bindväv runt
• Insida respiratoriskt epitel,
slemprod, cilier
• 12-14 cm lång
• 1,5-2 cm diameter
• Delar sig i carina
• Vänster bronk tvärare
vinkel än höger
Bronkerna, luftrören
Stora bronker:
• respiratorisk epitel, cilier, slemprod.
Bronkioler:
• Inget brosk
• Respiratoriskt epitel
• Glatt muskulatur (autonoma
nervyst.)
• Parasympstimè
acetylcholinèkontraktionè
éluftvägsmotstånd
• Sympaticusstimèadrenalin
påverk.β-receptorerèNOfrisättningèrelaxationèêluftvägsm
otstånd
• Astma drabbar bronkiolerbehandlas med β –stimulerande,
anticholinergika
Luftvägarnas förgreningar
•
•
•
•
•
Trachea, bronker, bronkioler,
respiratoriska bronkioler,
alveolargångar och alveoler
Luftvägarna delar sig i 23
generationer innan de når
alveolerna där gasutbytet
sker
Generation 1-11 beroende av
brosk för hållas öppen
Deadspace= generation 1-16,
inget gasutbyte, ledande
delen, ca 150 ml luft
Endast gasutbyte där alveoler
finns, respiratoriska delen
(ancius), ca 3 liter luft
Alveoler och gasutbyte
Alveol= lungblåsa
Alveoler
• Alveolcell typ I är
tunnväggiga è snabb
diffusion p g a kort avstånd
• Alveolceller typ IIsurfactantproduktion, kan
dela sig och bli typ I, deltar
ej i gasutbytet
• Alveoler hålls öppna av
ytspänning i alveolväggen,
elastiska krafter i lungan och
av muskeltonus
• Utspända alveoler ger större
yta för gasutbyte,70-100 m2
hos vuxen, som en
tennisplan!
Surfactant
Är ett vätskeskikt som minskar
ytspänningen i alveolen och gör
att den inte drar ihop sig.
Surfactant ökar lungcompliance
(tänjbarhet) och gör lungan
mindre stel. Utan Surfactant blir
lungan svårare att fyllas med luft.
Bildas sent i fostestadiet (v 26-27).
Barn födda < v30 prematura
barn behöver ofta behandlas
ofta med det.
Jämför såpbubbal!
Lungsäckens funktionella anatomi
Alveoler och kapillärer
Luftvägsslemhinnan
•
•
•
•
•
•
Slemhinnan kallas respiratoriskt epitel
Finns från näshålan èbronkioler
Ska rena, fukta och värma luften
Är mycket kärlrik
Veckad i näshålan vilket ger stor yta
Har epitelceller med cilier (flimmerhår) och
slemproducerande s k bägarceller
(eng.Gobletceller)
Cilie-­‐‑ slemfunktionfunktion
Mucosproducerande, Gobletceller. håller tillsammans med
cilier (flimmerhår) luftvägarna
fria från föroreningar
.
Cilier försvinner vid rökning mm
men det produceras mer slemvilket rinner ner i luftvägarna
när cilierna inte finns è
pneumoni (lunginflammation)
Cilie-­‐‑slemfunktion
SammanfaSning struktur & funktion
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Primärfunktion är gasutbyte (O2 och CO2 )
Indelas i övre och nedre luftvägar
Hö lunga tre lober, vänster lunga två lober
Bronken ner till höger lunga rakare än den till vänster
lunga
Trachea är 12-14 cm lång och har hästskoformade brosk
Kapillärväggarna mycket tunna för effektiv gasutbyte
Inget gasutbyte sker i deadspace, ca 150 ml luft här
Gasutbyte sker i alveolerna
Negativt tryck i lungsäcken behövs för att lungan ska
kunna expandera
Cilier och slem klär luftvägarna och håller dem rena
Surfactant nödvändigt för att minska ytspänningen i
alveolerna
Ventilation
Ventilation
Alveolär ventilation-­‐‑ målet!
• Alveolär ventilation =
den mängd luft som
når alveolerna =
mängd inandad luft
minus deadspace
• Ex. 500ml
(andetagsvolym=
tidalvolym, TV) -150ml
(dead space)x12 RF,
respirationsfrekvens
= 4200 ml alveolär
ventilation
Den alveolära ventilationen vid olika andningsmönster
A) TV 150 ml x 40 andetag/min = 6000 ml minutventilation,
deadspace = 150 ml x 40 = 6000ml. è Alveolär ventilation
= 0 ml
B) TV 500 ml x 12 andetag/min = 6000 ml minutventilation,
deadspace = 150 ml x 12 =1800 ml. è Alveolär ventilation
=4 200 ml
ml x 6 andetag/min = 6000 ml minutventilation,
C) TV 1000
deadspace = 150 ml x 6 = 900 ml. è Alveolär ventilation
= 5 100 ml
Lungvolymerna
Spirometri
Gastransport
O2-­‐‑ transporten i blod
• Luften innehåller 21% syre
• O2 svårlöst i blod-­‐‑ 98,5 % transporteras bundet till hb-­‐‑ molekyler
• 1,5 % löst i plasma
CO2-­‐‑transporten i blod • Mycket mer lättlösligt än O2
• Binds mycket lättare (30 ggr) än O2 till hb-molekyler.
Vid överskott på CO2 i blod tar det O2 s plats på hb
• Ca 60% av CO2 transporteras som HCO-3
(vätekarbonat)
• Ca 30% transporteras som HbCO2 (bundet till
hemoglobin)
• Ca 10% finns fritt i plasma
HbO2 dissociationskurva •
Kroppen har mycket stora
reservakapaciteter för att
försörja med syrgas efter behov
•
Vid saturation ca 90% blir
kurvan brantare (sämre
reservkapacitet)
•
O2 släpps lättare till vävnaden
vid t ex feber och acidos (”mer
syrgas går åt vid arbete”),
kurvan blir högerförskjuten
•
O2 binds hårdare till hb vid t ex
låg temp och alkalos
(vävnaden behöver inte så
mycket syrgas då)
Kolmonoxid, CO ”The silent killer”
• CO, kolmonoxid, lukt- och färglös mycket giftig gas
• Finns i brandrök från organiska material
• Tar O2 plats på hb- molekylen pga. att den binds mycket
lättare (ca 240 ggr lättare) än O2, dissociationskurvan
vänsterförskjuts och det blir dålig syresättning av
vävnaden p g a att O2 inte kan släppas av till vävnaden
• Kan leda till lungödem och ocklusion av de små
luftvägarna
• Den vanligaste dödsorsaken vid bränder är inte
brännskada utan CO-förgiftning
• Rökning med vattenpipa kan ge CO-förgiftning även vid
måttlig rökning
SammanfaSning gastransport
• Hb-molekylen indelad i 4 delar, kan binda max 100%
• CO2 binds mycket lättare till hb-molekylen än O2
• HbO2 dissociationskurvan påverkas av bl a temp
och pH
• Högerförskjutning av hbO2 dissociationskurva
• Vänsterförskjutning av hbO2 dissociationskurvan
• Kolmonoxidförgiftning – ”The silent killer”
Diffusion
Diffusion och gasers löslighet i vätska
Passiv transport-­‐‑ från hög koncentration till låg koncentration
Mängden gas i en vätska beror på:
• Gasens partialtryck
• Gasens löslighet i vaSen
CO2 är 30 ggr mer lösligt i vaSen än O2
Diffusionskapaciteten
Diffusionskapaciteten beror på:
• Ytan- ju mer yta desto större möjligheter för diffusion
• Membrantjockleken- ju tjockare membran desto
långsammare diffusion
• Tiden- ju snabbar blodflöde desto kortare tid för
diffusion
• Ficks lag
Partialtryck
= Den enskilda gasens deltryck av den totala
gasmängden
Från högt tryck till lågt tryck
Partialtryck av betydelse för transport av syrgas och koldioxid
Diffusion längs lungkapillären
Snabb diffusion (klart på 1/3
av tiden!) ger stor
reservkapacitet! Bra vid
snabbt flöde genom
kapillärnätet, t ex vid fysisk
ansträngning, då diffusionen
måste gå snabbare
Vid vissa lungsjukdomar tar
diffusionen längre tid. Blir
kanske aldrig optimal…
Gastubyte
Gasutbyte
För att gasutbyte ska kunna ske måste
ventilation och perfusion mötas!
Jämför pulmonell cirkulation systemcirkulation
Pulmonell cirkulation=
lågtryckssystem
Systemisk cirkulation=
högtryckssystem
Tunnare blodkärl i
pulmonella cirkulationen
främjar gasutbytet.
Flödet är identiskt igenom de
båda systemen = ca 5 liter i
vila = CO
Lungcirkulationen-­‐‑ till och från lungorna
• A pulmonalisdesaturerat blod (till
lungorna)
• V pulmonalis- från
lungorna med syresatt
blod
• Lungblodflöde = CO =
ca 5 l /min
Blodflödet genom lungorna
Perfusion och ventilation
• Ventilationen anpassas till blodflödet:
• Dåligt perfunderade alveoler leder till aS ventilationen minskas i det området (alveolen kan falla samman helt s.k atelektas), t ex lungemboli (propp i lungcirkulationen) • Blodflödet anpassas till ventilationen:
o Vid för lågt syrgastryck, pO2 , i en alveol minskas cirkulationen kring den/ de alveolerna, för aS inte ”slösa” cirkulation på dåligt ventilerade områden och därmed orsaka venös tillblandning av blodet som går ut i systemcirkulationen.. T ex sekret, lunginflammation, astma, hög höjd
Hypoxemi = syrebrist i blodet Hypoxi= syrebrist i kroppens vävnader
Orsaker:
1. Hypoventilation (för låg alveolär ventilation)
2. Diffusionsrubbning
3. Venös tillblandning – en del blod syresätts inte i
lungan och blandas med det väl syresatta
Nervceller känsligast för syrgasbrist. Vid total
syrgasbrist, anoxi, inträder medvetslöshet efter 15 sek
och nervceller dör efter 2-3 minuter!
Blodgas
Arteriell, saO2 eller venös svO2
Ger svar på:
• pO2
• pCO2
• pH
• Saturation
• Basöverskott, BE
• Bikarbonat
• Hb
Saturation i blod
• Artärblod 95-100%
• Venöst blod >65 %
Perifer saturation, spO2 • Bör vara 95-100%
• Mäts med klämma på finger/näsa/öra
• Beroende av bra cirkulation i mätområdet!
Hypervetilation
Leder till êpCO2. - för stor alveolär ventilation
èrespiratorisk alkalos
Orsak:
Ångest/oro/hysteri, hjärnskada mm
Behandling:
Skapa lugn och ro
Andas i påse (får tillbaka koldioxiden)
Hypoventilation
• éPCO2- för liten alveolär ventilationè respiratorisk
acidos
• Orsak: êmedvetandegrad, smärta (gör ont att
andas), CNS-skada mm
• OBS Det är inte fel på själva lungan vid
hypoventilation. Om åtgärdar orsaken är problemet
löst!
Beh:
Väck patienten!
Syrgas botar lågt PO2, enkelt,
men högt pcO2 botas bara med ökad ventilation.
Medvetslöshet inträder vid för högt pCO2
SammanfaSning gasutbyte • Lungornas primärfunktion gasutbyte
• Kritiska punkten är blodgasbarriären
• Hypoxemi 3 orsaker- hypovent, diff.rubbn och venös
tillblandning
• PO2 sjunker vid hypoventilation
• PCO2 stiger vid hypoventlation
• Själva lungan ofta ok vid hypovent
• Orsaker t hypovent – hjärnskada, nervskada till eller från
andningscentrum eller muskulatur, bröstkorgsskada
• Diffrubbning kan bero på fibros (förtjockning av
membran), lågt pO2, ödem, lunginflammation
(pneumoni)
Lungmekanik
Andningsmuskulatur
• Diafragama,
mellangärdet, den
viktigaste
andningsmuskeln.
Sköter nästan 100 %
av andningsarbetet i
vila
• Fäster i
revbensbågen och i
lumbalkotorna
• Innerveras av n
Frenicus, en på varje
sida, C3- C5
In-­‐‑ och utandning
Inandning:
• Aktiv process
• Diafragma (mellangärdet)
• Externa intercostalmuskler
• Accessoriska andningsmuskler (hjälpmuskler)- mm scalenii,
m sternocleidomastoideus, m trapezius och
m pectoralis major
Diafragma aktiveras och planar ut è bukorganen dras nedåt
Revbenen (costa) lyfts upp/ut av externa intercostalmuskler èluft
flödar in i lungorna
Utandning:
• Passiv process i vila
• Diafragma slappnar av, revbenen dras nedåt och luften pressas
ut av bukorganen som ”åker uppåt”
• Vid arbete, hosta mm hjälper bukmuskulaturen och interna
intercostalmuskler till
Andningsmuskulatur
Inandning (inspiration) och utandning (expiration)
http://youtu.be/NSEzg6TBheY
Lungans elastiska egenskaper
Compliance-­‐‑ lungans tänjbarhet. Påverkas av ytspänningen i alveolerna och tänjbarheten i lungans elastiska bindväv
Pel (i boken recoil)= lungans elastiska krafter aS dra sig samman
Muskulära krafter i bronkioler som påverkas av autonoma nervsystemet
Starkaste kraften vinner!
Krafter som verkar i och på bronkerna
Pel (=recoil) är ett
tredimentionellt nätverk
som främst består av
alveolära strukturer
Det finns ingen annan kraft
än Pel som håller små
luftvägar öppna
Lungans elastiska tryck/
volymkurva vid olika sjukdomar
Luftvägsmotstånd
Luftvägarna blir vidare när lungvolymen är ökad
p g a aS alveolära strukturer drar ut bronkernaè luftvägsmotståndet sjunker med ökad lungvolym. Det är orsaken till varför patienter med svår lungsjukdom, andas med stora lungvolymer. Om de hade andats med normala lungvolym hade resistensen blivit för stor. FRC-­‐‑ funktionell residualkapacitet
• FRC, funktionell
residualkapacitet
= den luftmängd som är
kvar i lungorna efter normal
utandning
• Krafter som vill dra ihop
lungan och krafter som
vill dra den utåt skapar
undertrycket i pleura
• Undertrycket gör att
luftvägar och alveoler
inte faller samman så lätt.
FRC blir större ju mer
undertryck man har.
Pneumothorax-­‐‑ lungkollaps
Pleuratrycket =
atmosfärstrycket p g a hål i
lungsäcken
Lungan faller ihop p g a att
undertrycket i pleura
försvunnit (lungans elastiska
krafter vinner)
Behandlas med pleurasug
Ventilpneumothorax
Orsak: Hålet ger backventileffekt,
luft läcker in med varje andetag
men kommer inte utèövertryck i
thoraxè êvenöst återflödeè
êcardiac output
Symtom: Lufthunger, bröstsmärta,
tachycardi, hypotension
Vänta inte på röntgen om
patienten är dålig! Stick hål med
rosa kanyl i IC 3 (läkare)
medioklavikulärt så luften
kommer ut och övertrycket
sjunker.
Senare behandling. med
dränage
Revbensfrakturer
Vid frakturer på costa 1-2 eller sternum- misstänk större
trauma! Noggrann övervakning!
Vid frakturer på costa 10-12 - risk för lever/mjältskada
Thoraxskador gör ont! Viktigt att smärtbehandla så
personen kan andas ordentligt.
Subcutant emfysem
• ”Michelingubbe” med
relativt lindriga besvär
• Knastrar som kramsnö
när man palperar
• Behandlas ev. med
pleurasug eller vänta…
• Resorberas spontant på
några dagar
Atelektaser-­‐‑ sammanfallna lungblåsor
Symptom:
• Beror på atelektasernas omfattning och omfattning
av ev. venös tillblandning i artärblodet
• Patienten kan vara symtomfri
• Stora atelektatiska områden leder till försämrad
syresättning och ansträngd andning
Diagnos:
• Dämpade andningsljud
• Lungröntgen visar förtätningar
Orsaker till atelektaser
•
•
•
•
•
•
•
•
”Den stora, feta liggande rökaren” är en högriskpatient
Immobilisering
NedsaS respirations-­‐‑ och/eller hostkraft
Sekret
Ödem
Andningssmärta
Narkos
NedsaS andnings-­‐‑ och/eller hostkraft Optimera FRC
Förebygg och åtgärda atelektaser!
Tänk lungvolym – öka FRC!
FRC = funktionell residualkapacitet = den volym som finns kvar i
lungorna efter en normal utandning
Upp ur sängen!
PEP-­‐‑träning positive expiratory pressure
• Andningsträning då patienten får blåsa ut genom
en pipa med motstånd vilket hjälper alveolerna att
öppna sig
• Ger bäst resultat om patienten står eller sitter
bekvämt och är smärtfri. Meningslöst att göra
liggande!
• Patienten uppmanas träna minst 1 ggr/timmen
• Många patienter behöver upprepade instruktioner
för bästa resultat
SammanfaSning lungmekanik
• Utandningen är en passiv process
• Diafragma är den viktigaste andningsmuskeln,
innerveras av n Frenicus
• Pel (= recoil) = lungans elastiska återfjädringstryck
• Compliance = lungans tänjbarhet, högt vid emfysem
• Pneumothorax= hål på lungsäcken, pleura
• Bättre FRC i upprätt läge
• Atelektaser är mycket vanligt på sjukhus, ffa hos äldre
• Andningsträning med s k PEP-pipa mycket viktig!!!
• Upp ur sängen!
Andningsreglering
Andningscentrum i medulla oblongata och pons
• Andningscentrum i
förlängda märgen,
medulla oblongata, och
PONS känner av
vätejonkoncentration
och pCO2 i likvor, som
de ”badas i”
• PCO2, koldioxid, är den
viktigaste styrningen av
andningen!
Chemoreceptorer
• Pco2 och vätejonkoncentrationen viktigast. Medulla
reagerar inom sekunder.
• Perifera chemoreceptorer i aortabågen reagerar
på pCO2, pH och vätejonkoncentrationen
• Perifera chemoreceptorer i carotisbifurcationen
reagerar när pO2 är < 8 kPa (spO2 ca 88-90%) vilket
ger en kraftig ”hypoxisk andningsdrive”
Andningsreglering
Andningsmönster
•
Tachypne- hög andningsfrekvens
•
Cheyne Stokes andning:
o Oregelbunden andning, stunder av snabb andning
(tachypne) / långa uppehål l- Vid hjärnskada i
o lågt blodtryck, t ex grav hjärtsvikt, i livet slutskede
•
”Blue bloathers:”
o T ex KOL. Patienten är van vid låg ventilation och högt
pCO2- har ingen CO2-drive – andningen drivs av pO2-drive.
Vid syrgasbehandling kan patienten sluta andas. Ge så lite
syrgas som möjligt!
•
Pink puffer”:
o T ex emfysempatient med högt pCO2 kontinuerligt
Respkontroll sammanfaSning
• Imponerande exakt system
• CO2 är den viktigaste och snabbaste ”driven”, inom
sekunder
• Centrala sensorer reagerar på pH i
cerebrospinalvätskan
• Medulla och pons ansvariga för andningsrytmen
• Perifera chemoreceptorer i carotis och ortabågen
reagerar på pO2, pH och vätejonkonc
• Effektorer är andingsmusklerna som ska koordinera!
(Okoordinerade andningsmuskler diskuteras som
orsak till plötslig spädbarnsdöd)
Andning under stress
Lungfysiologi vid fysisk stress
• Lungorna har enorm reservkapacitet för gasutbyte
• Syrgaskonsumtionen kan öka upp till 20 ggr hos
vältränade
• Syrgaskonsumtion och volym ökar linjärt till en viss
gräns, därefter bildas lactat (vid anaerob
träning)vilket sänker pH, ökar
vätejonkoncentrationen och stimulerar till ökad
ventilation via kemoreceptorer
Hög höjd
Vi hög höjd sjunker
barometertrycket och
därmed pO2.
• Viktigast för acklimatisering
på hög höjd är
hyperventilation
• Hb stiger efter några dagar
på hög höjd
• Lungödem på hög höjd
beror på en ojämn hypoxisk
vasokonstriktion av
lungkapillärerna som blir
skadade och läcker, det blir
då mindre område för
hjärtat att tömma sig i
•
bild
Hypoxisk vasokontriktion, HPV
• Mekanism för att fördela lungblodflöde
• Lungkärl drar ihop sig lokalt om det inte finns syre i
alveolen (hypoxi)
• För att undvika shunt/venös tillblandning
• Vid PO2 10 k Pa
• Hög höjd- hela lungan utsätts för hypoxi è é
lungkärlstryck è lungödem (höjdsjuka), HAPE
• Kan ge pulmonell hypertension (högt blodtryck i
lungcirkulationen)
Syrgasbehandling-­‐‑ kan det vara farligt?
• Patienter med KOL kan sluta andas då deras
andningsdrive kan vara syrgasbrist!
• Ge inte mer syrgas än att saturationen blir ok
• Syrgas är ett läkemedel och ska ordineras av läkare
Tack!
Download