Anatomie dýchacích cest tvoří základní kámen porozumění tomu, jak vzduch cestuje z vnějšího prostředí do plic a jak je zajištěna ochrana, zvlhčení a filtrace tohoto vzduchu. Dýchací systém je uzpůsoben k zajišťování dýchání, což patří mezi vitální životní funkce a je pro naši existenci nezbytné. Zahrnuje dýchací cesty a respirační oddíl. Dýchací cesty mají především distribuční funkci. Jejich úlohou ovšem není jen přivést do plic vdechnutý vzduch, ale i jeho úprava. Vdechnutý vzduch je třeba ohřát na tělesnou teplotu a zbavit nečistot ještě předtím, než se dostane do plic. A právě těmto funkcím odpovídá jejich stavba.
Termín anatomie dýchacích cest označuje celou síť struktur, které umožňují příjem vzduchu, jeho ohřev, zvlhčení a filtraci, až po výměnu plynů v alveolárních sacích. Z pohledu funkce lze hovořit o dvou hlavních úrovních: horní dýchací cesty a dolní dýchací cesty.
Dýchání a jeho řízení
Dýchání je mimovolný proces, nevyžaduje tedy vědomou kontrolu. Podílí se na něm pohyby hrudníku a bránice (sval oddělující břišní a hrudní dutinu). Dýchání jsme si vědomi pouze ve chvílích, kdy se na něj soustředíme nebo kdy je něčím narušeno, například náhlou dušností. Dýchání zajišťuje přísun životně důležitého kyslíku. Odborníci na biologii rozlišují mezi „vnitřním“ a „vnějším“ dýcháním. Vnitřním dýcháním se rozumí chemický proces, který je odborně označován jako buněčné dýchání neboli buněčná respirace. V rámci tohoto procesu se odehrávají chemické reakce, při nichž se organické sloučeniny prostřednictvím kyslíku oxidují, a buňky tak získávají energii.
To, co pod pojmem dýchání rozumí většina z nás, tedy výměna plynů mezi plícemi a krví, při němž do těla vstupuje kyslík a je odstraňován oxid uhličitý, se správně označuje jako vnější dýchání. Vdechovaný vzduch proniká dýchacími cestami, které se větví do čím dál jemnějších větví (průdušnice, průdušky, průdušinky), až se dostávají do plicních sklípků, kde dochází k výměně plynů. Vdechování a vydechování je zajišťováno dýchacími svaly. Jejich aktivita závisí na potřebě těla - zatímco v klidu vdechujeme a vydechujeme asi pět litrů vzduchu za minutu, při fyzické námaze se toto množství zvýší až dvacetinásobně.
Řídicí centrum v mozku
Dýchání sice je mimovolné a za normálních okolností o něm nepřemýšlíme, přesto je však řízeno mozkem. Dechové centrum se nachází v prodloužené míše. Z té vedou nervová vlákna až k dýchacím svalům a zajišťují jejich činnost. Dechové centrum nepřetržitě přijímá zprávy o aktuálním stavu dýchání a zásobení kyslíkem od vlastních „měřicích stanic“ umístěných například v tepnách, plicích a hrudníku. Mezi důležité údaje pro dechové centrum v mozku (které na základě jejich vyhodnocení řídí dechovou frekvenci) patří saturace kyslíkem, podíl oxidu uhličitého a hodnota pH v krvi a v mozkomíšním moku.
Čtěte také: Průvodce světem cihlových fasádních obkladů
Změna objemu dutiny hrudní na základě dýchacích pohybů je principem, který umožňuje vlastní výměnu dýchacích plynů. Dochází k pravidelnému zvětšování (vdech) a zmenšování (výdech) objemu hrudníku. Při vdechu (inspiriu) dochází k nasávání vzduchu ze zevního prostředí do plic, hrudník se rozšiřuje ve všech směrech a tlak vzduchu v plicích (na rozdíl od atmosférického tlaku) se zmenšuje. Při výdechu (expiriu) se naopak tlak v plicích zvětšuje a vzduch je z nich vytlačován. Vdech je aktivní činností, při které se zapojuje hlavní dýchací sval bránice a posunuje se směrem dolů, současně se také zapojují mezižeberní svaly. Při výdechu se bránice posunuje směrem nahoru, a to zcela pasivně, proto také výdech označujeme jako děj pasivní. Jako pomocné dýchací svaly se označují svaly břišní, prsní, svaly krku, zad a svaly pletence pažního, které se uplatňují zejména při usilovném dýchání.
Dospělý člověk při normálním klidném dýchání vymění jedním vdechem a výdechem asi 500 ml vzduchu frekvencí 14-18 dechů za minutu. Za tuto dobu vymění tedy zhruba 10 litrů vzduchu a tuto hodnotu nazýváme minutovou ventilací. Relativně malá část kapacity plic je využita při normálním klidném dechu. Člověk je schopen při zapojení pomocných dýchacích svalů a při usilovném dýchání maximálně prohloubit jak vdech, tak i výdech. Množství vzduchu, který vyměníme při maximálním nádechu a současně maximálním výdechu, nazýváme vitální kapacitou plic a její průměrná hodnota je 4 litry. Tato hodnota se může výrazně měnit v závislosti na některých faktorech, jako jsou například: pohlaví, tělesná hmotnost a výška, tvar a rozměry hrudníku a trénovanost. Minutová ventilace může při námaze, kdy je možné prohloubit dýchání a zvětšit jeho frekvenci, dosáhnout i hodnot kolem 150 litrů. Část vdechnutého vzduchu se na výměně dýchacích plynů vůbec nepodílí. Je to ta část vzduchu, která zůstává v dýchacích cestách a nedostane se do plicních sklípků.
Horní dýchací cesty
Dle anatomického uspořádání dělíme dýchací cesty na horní (supraglotické) a dolní (infraglotické). Mezi horní dýchací cesty tedy řadíme dutinu nosní a nosohltan. Vzduch se v dýchacích cestách při vdechování ohřívá nebo ochlazuje, aby do plic vstupoval za konstantní teploty. Navíc se v dýchacích cestách odehrává „filtrace“ malých částic (saze, prach, pyl atd.) a patogenů (například bakterie, spóry hub nebo viry), a vzduch přicházející do plic je tak předčištěn. Sliznice dýchacích cest je navíc za normálních okolností vlhká, takže suchý vzduch se v případě potřeby zvlhčuje.
Nosní dutina (cavum nasi)
Nos tvoří vstupní bránu pro vzduch do dýchacího systému. Kromě filtrace a zvlhčení vzduchu hraje nos také klíčovou roli v čichových procesech. Nosní dutina začíná nosními dírkami a končí vnitřními nozdrami (choany), které ústí do nosohltanu. Nosní přepážka (septum nasi) rozděluje nosní dutinu na dvě poloviny, skořepy nosní (conchae) pak horizontálně rozdělují nosní dutinu na horní, střední a dolní průchod nosní. Nosní dutina je spojená s vedlejšími dutinami nosními (sinus paranasales), které se nacházejí v horní čelisti (sinus maxillaris), čelní kosti (sinus frontalis), čichové kosti (cellulae ethmoidales) a klínové kosti (sinus sphenoidalis).
Hlavní funkcí dýchacích cest je dýchání a přenos kyslíku. Mezi další funkce patří upravení vlhkosti vdechovaného vzduchu a zmenšení teplotních rozdílů (ohřev). Dále se vzduch zbavuje větších částic nečistot pomocí řasinkového epitelu. Ve vestibulum nasi filtrují velké částice z vdechovaného vzduchu krátké chlupy (vibrissae). Na rozhraní vestibulum nasi a cavitas nasi propria se epitel mění na typický řasinkový epitel dýchacích cest. Střední a dolní conchy jsou kryty epitelem dýchacích cest. V oblasti nosních skořep je vyvinuta bohatá vaskularizace, která tvoří takzvaná kavernózní tělíska.
Čtěte také: Jak na instalaci cihlového obkladu?
V lamina propria se vyskytují venózní plexy (hlavně v nosní dutině), ve kterých proudí velké množství krve díky jejich bohatému prokrvení. To způsobuje ohřátí proudícího vzduchu. V této vrstvě sliznice najdeme seromucinózní tuboalveolární smíšené žlázky, které vylučují mucin jako sekret dýchacích cest. Tento sekret pokrývá sliznici, zabraňuje jejímu vysychání a zároveň zvlhčuje pronikající vzduch. Vedlejší nosní dutiny jsou vystlány tenkým epitelem dýchacích cest (sliznice pevně srostlá s periostem), ve kterém se nenachází tolik pohárkových buněk jako například v cavitas nasi.
Funkcí paranasálních dutin je odlehčení hmotnosti lebky a při tvorbě hlasu působí jako zvukové rezonátory. Vlastní dutinu nosní vystýlá sliznice, kterou dělíme na respirační, krytou řasinkovým epitelem s četnými hlenovými žlázkami, který umožňuje zachycení nečistot, a čichovou část s čichovými buňkami. Sliznice nosu jsou bohatě prokrvené a obsahují houževnaté řasinkové epitelie, které zajišťují čištění vzduchu spolu s nosními chloupky a sekrecí hlenu.
Nosohltan (nasopharynx)
Nosohltan je horní část hltanu, která se otevírá do dutiny nosní. Po stranách sem ústí Eustachovy trubice.
Dolní dýchací cesty
K dolním dýchacím cestám patří hrtan, průdušnice, průdušky a průdušinky.
Hrtan (larynx)
Hrtan leží na přední straně krku, před jícnem a je zavěšený na jazylce. Kostru hrtanu tvoří hrtanové chrupavky: štítná, prstencová, dvě hlasivkové chrupavky a příklopka (epiglottis). Hrtan spojuje hltan a průdušnici a má skelet z hyalinních a elastických chrupavek. Epitelová vrstva není všude stejná. Téměř na všech částech hrtanu nalezneme víceřadý cylindrický epitel s řasinkami a pohárkovými buňkami.
Čtěte také: Použití cihlového obkladu v exteriéru
Epiglottis je tvořena elastickou chrupavkou a je krytá sliznicí. V lamina propria mucosae se nacházejí elastická vlákna, seromucinózní tuboalveolární žlázky. Plicae vocales (hlasivkové vazy) jsou pár slizničních řas, které jsou podloženy elastickým hlasovým vazem (ligamentum vocale). Tyto vazy jsou kryty vícevrstevným dlaždicovitým epitelem, kvůli většímu mechanickému namáhání (rychlejší proudění vzduchu, vzájemný kontakt). Lamina propria neobsahuje žlázky. Plicae vestibulares (vestibulární vazy) jsou pokryty epitelem dýchacích cest (víceřadý cylindrický s řasinkami). Lamina propria mucosae je tvořena z řídkého kolagenního vaziva a je bohatá na elastická vlákna. Obsahuje tuboalveolární seromucinózní žlázky, které vylučováním sekretu pomáhají zvlhčovat povrch hlasivek, které jsou bez žlázek.
Prostor ohraničený plicami (plicae vocales a plicae vestibulares) je vystlán epitelem dýchacích cest. Hlasivkové vazy napjaté v hlasivkové štěrbině umožňují tvorbu tónu, na vzniku hlasu se dále podílejí kromě hlasivek hrtanová dutina a vedlejší dutiny nosní. Drobné svaly ležící na ventrální, laterální i dorsální straně hrtanu slouží k rozšiřování hlasivkové štěrbiny, kdy ji udržují otevřenou pro dýchání (respirační poloha).
Průdušnice (trachea)
Průdušnice je dlouhá 10 až 12 cm a je složená ze 16 až 20 chrupavek tvaru písmene C a zadní vazivové stěny. V lamina propria najdeme shluky lymfocytů, elastická vlákna, řídké kolagenní vazivo, ale především průdušnicové seromucinózní žlázky - glandulae tracheales. Pod lamina propria najdeme vrstvu, kterou nazýváme tunica fibromusculocartilaginea. Tvoří ji pravidelně uspořádané hyalinní chrupavky ve tvaru prstenců, které se otevírají směrem dozadu. Zadní stěnu tvoří vazivo (paries membranaceus) a cirkulárně uspořádané hladké svalstvo (m. trachealis/bronchialis). Jednotlivé chrupavčité prstence spojují ligg. cartilagines tracheales. Ve výši 4. až 5. hrudního obratle dochází k bifurkaci trachey, tj. rozdělení na hlavní průdušky.
Průdušky (bronchi principales) a průdušinky (bronchioli)
Hlavní průdušky (bronchus principalis dexter et sinister) vstupují do plic. Pravá průduška probíhá v pokračování průdušnice a snáze do ní zapadají vdechnuté předměty. Levá průduška je delší a odstupuje ve větším úhlu. Po vstupu do plic se průdušky mnohonásobně větví. Průdušky se v plicích větví na průdušinky ústící do vlásečnicemi protkaných, tenkostěnných plicních sklípků - alveolů (tvoří houbovitou plicní tkáň), v jejichž stěně dochází k výměně dýchacích plynů mezi plícemi a krví.
Plíce (pulmo)
Plíce jsou párový orgán uložený v hrudní dutině. Levá plíce je menší, tvořena 2 laloky, pravá plíce je větší a je tvořena 3 laloky. Vrcholky plic (apex pulmonis) přesahují horní okraje klíčních kostí. Průdušinky se větví na alveolární chodbičky vedoucí do plicních sklípků (alveolů), kde probíhá výměna plynů. Plicní oběh je uskutečněn skrze plicní tepny (arteria pulmonalis dextra et sinistra), které přivádějí odkysličenou krev z pravé komory srdeční. Plicní žíly (venae pulmonales) odvádějí okysličenou krev z plic do levé srdeční předsíně, odkud je přes levou komoru okysličená krev odváděna srdečnicí (aorta) do velkého tělního oběhu.
Povrch plic kryje vazivová blána poplicnice, která přechází v blánu vystýlající hrudní dutinu, pohrudnici. Prostor mezi oběma blanami nazýváme pohrudniční dutina. Vnitřní vrstvu na povrchu plic nazýváme poplicnicí a zevní pohrudnicí. Ve štěrbině mezi oběma listy je ve srovnání s atmosférickým tlakem vzduchu tlak negativní, který je spoluodpovědný za rozpínání plic při dýchacích pohybech. Pohrudnice je přirostlá k bočním stěnám hrudníku a k bránici.
Jako mezihrudí (mediastinum) označujeme prostor, který je vymezený zepředu kostí hrudní, hrudní páteří zezadu, z boku nástěnnou pohrudnicí jednotlivých plicních křídel, zespodu bránicí a nahoře rovinou v úrovni prvních žeber. V této dutině je uloženo srdce, velké cévy, průdušnice, hlavní průdušky, brzlík, jícen a některé nervy. Plíce jsou elastické konzistence a každá plíce vyplňuje příslušnou polovinu dutiny hrudní. Hlubokými zářezy jsou plíce rozděleny v laloky (pravá plíce tři, levá dva laloky) a jejich tvar je přizpůsoben stěnám hrudníku.
Hlavní průduška vstupuje do plic společně s plicní tepnou a jsou zde také plicní žíly a mízní cévy. Vdechovaný vzduch se složitým dělením průdušek přes průdušinky dostává až do plicních sklípků, kde dochází k vlastní výměně dýchacích plynů. Stěna plicních sklípků (alveolů) je vystlána jemným epitelem a současně jsou ve stěnách sítě vlásečnic tvořící společně takzvanou alveolokapilární membránu, na které k této výměně dochází. Na základě tlakového rozdílu (gradientu) se kyslík snadno dostává do vlásečnic a oxid uhličitý naopak z krve do plicních sklípků.
V alveolech probíhá výměna plynů mezi krví a vzduchem. Plicní sklípky jsou obklopeny hustou sítí drobných plicních cév neboli kapilár. Kyslík vstupuje do krve a z té naopak do sklípků přechází oxid uhličitý. Oxid uhličitý (CO2) v těle vzniká jako odpadní produkt a je vydechován plícemi. Na výměně plynů se podílí pouze vzduch, který proniká do alveolů; zbývající objem v dýchacích cestách se nazývá mrtvý prostor. Poté, co byl kyslík absorbován z plicních sklípků do krevních cév, navázaný na červené krvinky putuje kyslík do celého těla. Jelikož výměna oxidu uhličitého za kyslík probíhá pouze v plicních sklípcích, nikoli v samotných dýchacích cestách, je důležité, aby dýchací cesty zůstávaly nenarušené a vzduch jimi mohl do plicních sklípků volně proudit. Člověk má typicky okolo 300 milionů plicních sklípků.
Další funkce plic
- Udržování acidobazické rovnováhy: Hodnota pH v krvi je konstantní, v průměru činí 7,40. Hodnota pH je závislá mimo jiné na koncentraci CO2 v krvi; zvýšením či snížením dechové frekvence tak je možné pH do určité míry regulovat. Při intenzivnějším dýchání (tj. vydechování většího množství oxidu uhličitého) se krev stává zásaditější (hodnota pH tedy stoupá). Při menší intenzitě dýchání se v krvi hromadí více CO2, který s vodou tvoří kyselinu uhličitou, a krev se stává kyselejší (hodnota pH klesá).
- Přeměna hormonů: Například angiotenzin I se přeměňuje na angiotenzin II. Angiotenzin je hormon, který hraje důležitou roli v regulaci krevního tlaku.
- Odstraňování látek z krevního řečiště.
Histologie dýchacích cest
Dýchací cesty jsou vystlány víceřadým cylindrickým epitelem s řasinkami. Je charakteristický tím, že všechny buňky nasedají na bazální membránu, ale ne každá dosahuje na povrch. V tomto epitelu nacházíme několik druhů buněk:
- Řasinkové buňky: Fungují koordinovaně v rámci jedné buňky i v rámci epitelu (posouvají hlen s nečistotami). Jejich řasinky kmitají směrem ven, pak se pomalu vracejí. Zbavují vdechovaný vzduch nečistot. Nečistoty jsou řasinkami posouvány do jícnu, aby se zabránilo jejich vniknutí do plic.
- Pohárkové buňky: Jejich úloha spočívá v produkci mucinu, který má vůči dýchacím cestám ochrannou funkci.
- Bazální buňky: Ukotvují epitel k bazální membráně a slouží jako rezervní buňky s schopností diferenciace ve všechny druhy buněk epitelu.
- Neuroendokrinní buňky: Produkují serotonin a různé peptidové hormony. Podobají se neuroendokrinním buňkám v GIT.
Pozor na záměnu epitelu dýchacích cest a respiračního epitelu, který je pouze v alveolech (jednovrstevný dlaždicový epitel).
Mechanismy čištění a ochrany
Řasinky přítomné ve sliznici zachytávají drobné prachové částice a odplavují je do nosohltanu, hlenové žlázky vdechovaný vzduch zvlhčují a bohaté žilní pleteně tento vzduch oteplují. Řasinkové buňky se starají o zbavení vzduchu nečistot. Řasinkové buňky pohybují hlenem a čistí dýchací cesty, zatímco klky a řasinky v bronchiolárních částech zajišťují efektivní clearence. Zachycené částice jsou přenášeny zpět směrem k ústům a nosu díky pravidelnému vlnivému pohybu mikroskopických řasinek. Takto zachycené částice se stávají součástí hlenu a tělo jich průběžně zbavuje vykašláváním nebo polykáním. Pokud jsou řasinky poškozeny nebo zničeny (například kouřením nebo v případě CHOPN), samočištění dýchacích cest je omezeno a hrdlo je tak neustále drážděno, což často vyvolává kašel.
Patologie a onemocnění dýchacích cest
Obstrukce dýchacích cest může nastat z různých příčin: otoky sliznic, hromadění hlenu, cizí tělesa, zúžení dýchacích průduchů nebo strukturální abnormality. Nárůst sliznice při infekci běžně vede ke snížení průchodnosti vzduchu a může vyvolat sípání, kašel a dušnost. Infekce nosních dutin, sinusů nebo hrtanu mohou krátkodobě změnit tvar a modulaci dýchacích cest. Zánět sliznic vede k otoku, zhoršené filtraci a zvýšené produkci hlenu. Často se objevují příznaky jako rýma, bolest obličeje, změny hlasu a překrvené oči.
- Astma představuje stav, kdy je ovlivněna drobná průdušková část, což vede k hyperreaktivitě dýchacích cest, zúžení průchodů a potížím s výdechem. Záněty a vazivo na průduškách mohou zhoršovat průchodnost dýchacích cest i při nízké zátěži.
- Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) je další častá porucha, která postihuje dolní dýchací cesty a může být způsobena kombinací zánětu, fibrózy a ztráty elastických vlastností plic.
Prevence onemocnění dýchacích cest
Prevence zahrnuje pravidelnou hygienu rukou, očkování proti chřipce a pneumokokům, a také vyhýbání se expozici škodlivým látkám v pracovním prostředí. Správné dýchání a udržování zdravých dýchacích cest má vliv na výkonnost, energii, kvalitu spánku i celkové zdraví.
| Část dýchacích cest | Popis | Hlavní funkce | Typ epitelu |
|---|---|---|---|
| Nosní dutina | Vstupní brána do dýchacího systému, rozdělená skořepami. | Filtrace, ohřev, zvlhčování vzduchu, čich. | Respirační (řasinkový), čichový. |
| Vedlejší nosní dutiny | Dutiny v kostech lebky (čelní, čichové, klínové, maxilární). | Odlehčení lebky, zvukové rezonátory, úprava vzduchu. | Tenký řasinkový. |
| Hltan (nosohltan) | Spojuje nosní dutinu s hrtanem. | Průchod vzduchu, ústí Eustachovy trubice. | Řasinkový cylindrický. |
| Hrtan | Trubice z chrupavek (štítná, prstencová, hlasivkové, epiglottis). | Průchod vzduchu, hlasotvorba, ochrana před vdechnutím cizích těles. | Víceřadý cylindrický s řasinkami a pohárkovými buňkami (mimo hlasivek). |
| Průdušnice | Trubice z chrupavčitých prstenců, navazuje na hrtan. | Přenos vzduchu do průdušek, filtrace nečistot. | Víceřadý cylindrický s řasinkami a pohárkovými buňkami. |
| Průdušky | Větve průdušnice vstupující do plic. | Přenos vzduchu hlouběji do plic. | Víceřadý cylindrický s řasinkami a pohárkovými buňkami. |
| Průdušinky | Dále se větvící průdušky v plicích. | Distribuce vzduchu do alveol. | Řasinkový cylindrický, v terminálních bronchiolách nižší epitel. |
| Plicní sklípky (alveoly) | Drobné vzdušné kapsy v plicích. | Výměna kyslíku a oxidu uhličitého. | Jednovrstevný dlaždicový epitel. |
| Plíce | Párový orgán v hrudní dutině. | Hlavní orgán pro výměnu plynů. | Viz plicní sklípky a bronchiální strom. |
tags: #obklad #na #horni #a #dolni #dychaci