Slide 1

תמליל

1 מערכת הנשימה Respiration 1 Ronit.Ahdut@mail.huji.ac.il 1

2 פיזיולוגיה של מערכת הנשימה נושאי הקורס מבנה ותפקידי מערכת הנשימה תפקוד מכני של מערכת הנשימה אוורור הריאה מחזור הדם בריאה מעבר גזים מהאוויר לדם נשיאת גזים בדם מאזן חומצה בסיס בקרת הנשימה מאמץ 2

3 פיזיולוגיה של מערכת הנשימה חומר עזר : עקרונות הפיזיולוגיה, ברן ולוי, הוצאת האוניברסיטה הפתוחה Introduction to the Human Body: The essentials of Anatomy and Physiology G.J.Tortora & B. Derrickson Published by John Wiley & Sons Inc. 3

4 מערכות נשימה בחיות שונות חיות ללא מערכת נשימה: חד תאיים ורב תאיים קטנים מסתפקים בדיפוזיה חיות בעלות מערכת נשימה: ללא מערכת קרדיווסקולארית: )חרקים( צינורות אוויר בכל הגוף עד קרוב לתאים עם מערכת קרדיווסקולארית: דגים )זימים, זרימה חד כיוונית( מזרימים את הדם במקביל למים תוך כדי שחייה בעלי חוליות יבשתיים )ריאות, זרימה דו כיוונית( 4

5 הכנסת חמצן מהאטמוספרה החיצונית לתאי הגוף וסילוק פחמן דו-חמצני. מערכת הנשימה ביונקים 5

6 6 סקירת מערכת הנשימה

7 סקירת מערכת הנשימה 1 O 2 CO האוורור הריאתי RV LV Respiratory Control Centers 8 Sensors 6 O 2 CO 2 7 7

8 סקירת מערכת הנשימה 1 O 2 CO המכניקה של הנשימה.2 4 RV LV Respiratory Control Centers O 2 CO 2 Sensors 8

9 1 סקירת מערכת הנשימה O 2 CO דפוזיה ושחלוף הגזים באלבאולרי )בנאדיות(.3 4 RV LV Respiratory Control Centers O 2 CO 2 Sensors 9

10 סקירת מערכת הנשימה O 2 CO זרימת הדם הריאתית 4 RV LV Respiratory Control Centers 8 Sensors 6 O 2 CO

11 סקירת מערכת הנשימה O 2 CO נשיאת חמצן ופחמן דו-חמצני בדם.5 4 RV LV Sensors Respiratory Control Centers O 2 CO 2 11

12 1 סקירת מערכת הנשימה O 2 CO שחלוף גזים 3 5 ברקמות 4 RV LV Respiratory Control Centers 8 6 Sensors O 2 CO

13 1 סקירת מערכת הנשימה O 2 CO מטבוליזם בתאים RV LV Respiratory Control Centers 8 Sensors 6 O 2 CO

14 1 סקירת מערכת הנשימה O 2 CO בקרת הנשימה RV LV Respiratory Control Centers 8 Sensors 6 O 2 CO

15 1 סקירת מערכת הנשימה O 2 CO שרירי הנשימה RV LV Respiratory Control Centers 8 Sensors 6 O 2 CO

16 16 תפקידי מערכת הנשימה

17 הכנסת חמצן O 2 תפקידי מערכת הנשימה סילוק פחמן דו-חמצני CO 2 שמירה על מאזן חומצה-בסיס הרחה סינון האויר הננשם דיבור מטבוליזם

18 תפקידי מערכת הנשימה הכנסת חמצן O 2 ללא חמצן מוות תוך דקות החמצן משמש לחמצון מטבוליטים והפקת אנרגיה זמינה Glucose,Fat + O 2 -> ATP + CO 2 קליטת חמצן וסילוק פחמן דו חמצני

19 תפקידי מערכת הנשימה סילוק פחמן דו-חמצני CO 2 תוצר הפסולת של הנשימה התאית גורם לעליה בחומציות הדם ורעיל לרקמות CO 2 +H 2 O -> H 2 CO 3 -> H + +HCO 3 - קרבונט ביקרבונט 19

20 תהליך הנשימה הגדרה: נשימה היא החלפת גזים בין האוויר, הדם ותאי הגוף תהליך הנשימה כולל את תנועות הנשימה ואת הזרמת הדם מהריאות אל הרקמות ובחזרה 20

21 תהליך הנשימה שלושה שלבים בסיסיים בנשימה א. שאיפת ונשיפת אויר החלפת אויר בין הסביבה לריאות ב. תחלופת גזים חמצן ופחמן דו-חמצני בין הריאות לדם ג. תחלופת גזים חמצן ופחמן דו-חמצני בין הדם לתאי הגוף 21

22 בכדי שלא נתבלבל... שאיפה = הכנסת אויר נשיפה = הוצאת אויר אינספיריום ) In =פנימה( אקספיריום ) Ex =החוצה( 22

23 תהליך הנשימה

24 מבנה מערכת הנשימה להוריד השקף דרכי הנשימה העליונות: אף, גרון דרכי הנשימה התחתונות: Larynx לוע - Trachea צינור הנשימה - Bronchi סימפונות - Bronchioles סימפונונות - Alveoli נאדיות - 24

25 מבנה מערכת הנשימה דרכי הנשימה העליונות: אף, לוע דרכי הנשימה התחתונות : Larynx - גרון )קופסת הקול( צינור הנשימה- Trachea Bronchi (Bronchioles) ללא סחוס סימפונות- סימפונונות נאדיות- Alveoli

26 מבנה מערכת הנשימה אף צינור הנשימה )טרכיאה ) בצד ימין: שלוש אונות בצד שמאל : שתי אונות סרעפת 26

27 תפקוד מרכיבי מערכת הנשימה תפקידי האף סינון, חימום והוספת לחות לאויר סינון האויר מחלקיקי אבק גדולים ע י שערות לכידת האבק ע י רירית המופרשת מתאי האפיתל והעברתו לכיוון הגרון באמצעות cilia חימום האויר באמצעות מגע עם חללי האף הפנימיים העשירים בכלי דם לחלוח - הוספת לחות לאויר הנכנס לראות בעקבות מגע עם הרירית המצפה את חללי האף 27

28 תפקוד מרכיבי מערכת הנשימה האף תפקידים נוספים הרחה דיבור 28

29 תפקוד מרכיבי מערכת הנשימה תפקידי הלוע הובלת וסינון האוויר, דיבור הובלת אויר אל צינור הנשימה - הטרכיאה לכידת האבק ע י רירית המופרשת מתאי האפיתל והעברתו לכיוון הגרון באמצעות cilia דיבור באמצעות מיתרי הקול 29

30 תפקוד מרכיבי מערכת הנשימה תפקידי הגרון הובלת וסינון האויר, דיבור הובלת אויר אל צינור הנשימה - הטרכיאה לכידת האבק ע י רירית המופרשת מתאי האפיתל והעברתו לכיוון הגרון באמצעותcilia דיבור באמצעות מיתרי הקול

31 הלוע The larynx 31

32 תפקוד מרכיבי מערכת הנשימה תפקידי צינור הנשימה )הטרכיאה( הובלת וסינון האויר הובלת אויר אל הסימפונות לכידת האבק ע י רירית המופרשת מתאי האפיתל והעברתו לכיוון הגרון באמצעות cilia 32

33 תפקוד מרכיבי מערכת הנשימה ממוקמות בחלל בית החזה הריאות מוקפות בקרום דו-שכבתי ובין השכבות חלל צר עם נוזל 33

34 תפקוד מרכיבי מערכת הנשימה ממוקמות בחלל בית החזה הריאות מוקפות בקרום דו-שכבתי ובין השכבות חלל צר עם נוזל קרום הצדר הפריאטלי Parietal pleura מחובר לדופן חלל בית החזה ולסרעפת Visceral pleura קרום הצדר הויסצרלי מצפה את הריאות

35 תפקוד מרכיבי מערכת הנשימה הריאות לכל ריאה אספקת אויר מאחד הסמפונות שמתפצל ל"עץ סמפונות" בריאה בריאה הימנית שלוש אונות ובשמאלית שתי אונות כל אונה מחולקת לאזורים ששמם: Bronchopulmonary segments )סגמנטים ברונכופולמונרים( וכל איזור מחולק ליחידות קטנות הקרויות Lobules 35

36 36 מבנה מערכת הנשימה

37 37 מבנה מערכת הנשימה

38 תפקוד מרכיבי מערכת הנשימה הריאות כל lobule מכיל עורק, וריד וכלי לימפה קטנים ובתוכו מתפצלים הסימפונונות )ברונכיאולות( לענפים מיקרוסקופיים הקרויים Respiratory bronchioles כל respiratory bronchiole מתפצל ל אלביאולריים מהם יוצאים אלביאולי רבים צינורות 38

39 39 מבנה מערכת הנשימה

40 תפקוד מרכיבי מערכת הנשימה האלביאולי החלפת גזים בין האויר לדם מתבצעת באלביאולי מעבר גזים בין האויר הננשם לדם מתבצע בדיפוזיה דרך דפנות האלביאולי ונימי הדם המקיפים אותם 40 מה הם התכונות הנדרשות מהאלביאולי על מנת שמעבר הגזים בין האויר לדם )שטף הגזים( יתבצע ביעילות?

41 איך עוברים הגזים מהאוויר לדם ולהיפך? דיפוזיה 41

42 תפקוד מרכיבי מערכת הנשימה שטף הגז נקבע ע"י חוק פיק )Fick( לשטף )דיפוזיה( דרך קרום: עוצמת השטף היא ביחס ישר למפל הריכוזים ולשטח הפנים וביחס הפוך לעובי המחסום )הקרום( Dקבוע דיפוזיה )ביחס ישר למסיסות. לפחמן דו חמצני קבוע דיפוזיה גדול פי 25 משל חמצן( שטף דרך קרום = D Xשטח פנים X מפל ריכוזים עובי מחסום )עובי הממברנה( 42

43 היסטולוגיה: חתך ברקמת ריאה 43 אלבאולי קטנים )מבנה כוורת( ברשת צפופה של נימיות דקות שטח עצום )כ - 70 מטר רבוע(

44 מבנה הרקמה מתאים לתפקידה שחלוף גזים שטח פנים גדול למגע בין אוויר לרקמת הריאה) = אלבאולי( שטח פנים גדול בין רקמת הריאה לזרם הדם ( = נימיות( הדרך שצריך לעבור הגז מהאוויר לדם קצרה 44

45 תפקוד מרכיבי מערכת הנשימה סה כ עובי הדופן המשותפת לאלביאולי ולנים הדם 0.5 µm הריאות מכילות כ- 300 מליון אלביאולי שטח הפנים של סך כל האלביאולי בריאות כ מ"ר 45

46 46 מבנה מערכת הנשימה

47 האלבאולי מכוסים ברשת צפופה של כלי דם רשת נימי הדם בריאה כל אלבאולוס מוקף בכלי דם )חתך דרך מספר אלבאולי( עורקיק

48 האלבאולי מכוסים ברשת צפופה של כלי דם רשת נימי הדם בריאה כל אלבאולוס מוקף בכלי דם )חתך דרך מספר אלבאולי( עורקיק נימי דם

49 האלבאולי מכוסים ברשת צפופה של רשת נימי הדם בריאה כלי דם כל אלבאולוס מוקף בכלי דם )חתך דרך מספר אלבאולי) עורקיק נימי דם אלבאולוס נימי דם

50 חתך דרך כלי דם העובר בין אלבאולי באלבאולי ריכוז החמצן גבוה החמצן זורם לפי מפל הריכוזים מהאלבאולי לכדוריות הדם כדורית דם כלי דם

51 חתך דרך כלי דם העובר בין אלבאולי עובי המחסום במעבר בין האלבאולי לדם הוא שליש עד חצי מיקרון מחסום זה מורכב מתא אפיתל, מרוח בין תאי, ותא אנדותל

52 חתך דרך כלי דם העובר בין אלבאולי

53 צינורות הולכה בריאה טרכיאה ברונכי ברונכיאולות

54 אלביאולי יחידת המבנה התפקודית הבסיסית בריאה. נוזל בין- רקמתי קפילרה אלביאולי כדורית דם אדומה CO 2 O 2 שכבת נוזל אפיתל אלביאולי אנדותל קפילרה

55 מבנה מערכת הנשימה מערכת הנשימה כוללת את הריאות ומערכת צינורות שמקשרת בין הריאות לסביבה החיצונית. מחלקים את מערכת הנשימה ל- 2 אזורים: האזור ההולכתי האזור הנשימתי Conducting Zone Respiratory Zone 55

56 מבנה מערכת הנשימה )המשך ) Generation 0 2 n Area (cm 2 ) 2.5 : האזור ההולכתי (Conducting Airways) קנה הנשימה (Trachea) סימפונות.(Bronchi) 3 10 סימפוניות,(Bronchioles) סימפוניות סופיות.(Terminal bronchioles)

57 מבנה מערכת הנשימה )המשך( האזור הנשימתי: סימפוניות נשימתיות Respiratory bronchiols תעלות אלבאולריות Alveolar ducts שקים אלבאולריים Alveolar sacs

58 צינורות הולכה בריאה טרכיאה 58

59 צינורות הולכה בריאה טרכיאה ברונכי 59

60 צינורות הולכה בריאה טרכיאה ברונכי 60 ברונכיאולות

61 סכמה של מבנה הריאה מהטרכיאה עד לצינורות האלביאולי הסופיים כ- 25 התפצלויות דורות של אזורי הולכה אזורי נשימה 61

62 סכמה של מבנה הריאה אזורי נשימה ברונכיאולות רספירטוריות ואלביאולי אזורי הולכה צינורות הולכה מרכזיים זרימת אויר מהירה זרימת אויר איטית דפנות עבות הכוללות דפנות דקות סחוסים ושרירים אין מעבר גזים לדם יש מעבר גזים לדם

63 לריאה שטח פנים ענק בעיות אפשריות : זיהומים התייבשות שינוי טמפרטורה קריסה 63

64 לריאה שטח פנים ענק ב יות י ומים תייב ות ינוי טמפ טו ק יס פת ונות Cilia י )מוקוס ), מק ופ ים, י ול טב בכניס למ כת חימום בכניס למ כת מבנ כוו ת סו פקטנט ונפח יתי ל וי

65 65

66 סיכום, נקודות מרכזיות בשיעור תפקיד מערכת הנשימה, קליטת חמצן ופליטת פחמן דו- חמצני שטף מרבי של גזים דורש שטח פנים גדול ועובי מחסום קטן מעבר הגזים מהאוויר לדם ובחזרה נעשה באזורים הרספירטוריים )אזורי נשימה( חשיפת שטח פנים גדול לסביבה החיצונית יוצרת בעיות 66

67 Respiration links to movies סרט 1 סרט 2 סרט 3 67