Thanh quản Larynx Ngã ba khí-phế quản Carina Khí quản Trachea PQ thùy trên phải PQ gốc phải PQ thùy giữa phải PQ thùy dưới phải Sụn giáp Sụn nhẫn Vòng sụn Phế quản gốc trái PQ thùy trên
Trang 1SINH LÝ HÔ HẤP
TS LÊ ĐÌNH TÙNG
Trang 2• Thông khí phổi (hô hấp cơ học).
• Trao đổi khí (Phổi, Máu, Mô) – Quá trình
lý-hóa của hô hấp.
• Sử dụng O2 ở TB (hô hấp TB)
• Điều hòa hô hấp (chủ yếu: điều hòa thông khí)
Trang 3Không khí
TB mô
Phế nang
Tuần hoàn phổi
Trao đổi O2 & CO2 giữa khí phế nang và máu.
Vận chuyển O2 & CO2 giữa phổi và mô.
Trao đổi O2 & CO2 giữa
Trang 4Chức năng khác của hệ thống hô hấp
• Đào thải nước và nhiệt.
• Tăng thể tích máu trở về từ TM — Bơm hô hấp.
• Tham gia vào cân bằng acid-base — Đào thải CO2.
• Chức năng phát âm.
• Bảo vệ chống lại dị vật hô hấp.
• Chuyển biến, hoạt hóa, và bất hoạt một số yếu tố đi theo hệ tuần hoàn.
– Hoạt hóa angiotensin II
– Bất hoạt prostoglandins
Trang 5MỤC TIÊU HỌC TẬP
• Trình bày được cấu tạo màng hô hấp, áp suất âm trong khoang màng phổi.
• Trình bày được chức năng thông khí phổi
• Trình bày được quá trình vận chuyển khí của máu.
• Mô tả được hoạt động của trung tâm hô hấp và các yếu tố tham gia điều hòa hô hấp.
• Nêu được nguyên tắc, ý nghĩa của một số kỹ thuật thăm dò chức năng thông khí phổi.
Trang 6KHÁI QUÁT NỘI DUNG HỌC TẬP
1 Áp suất âm trong khoang màng phổi
Cơ chế tạo thành, ý nghĩa
2 Chức năng thông khí phổi
Các động tác hô hấp bình thường và đặc biệt
Các thể tích, dung tích, lưu lượng thở và ý nghĩa
3 Chức năng vận chuyển khí của máu
Máu vận chuyển O2 từ phổi đến mô Máu vận chuyển CO2 từ mô đến phổi
4 Điều hoà hô hấp
Cấu tạo và hoạt động của các trung tâm hô hấpCác yếu tố điều hoà hô hấp
Trang 7ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI CHỨC NĂNG
• 1 Đường dẫn khí:
Trang 8– Lớp nhày được bài tiết
để dính, giữ bụi hô hấp.
Khí quản
PQ gốc trái
PQ gốc phải
Trang 9Đường mũi Miệng Hầu
Thanh quản Khí quản
PQ gốc
phải
Tiểu PQ
Tiểu PQ tận
Trang 10• Xoang (Sinuses)
• Hầu (Pharynx)
• Thanh quản (Larynx)
• Đường hô hấp dưới
• Khí quản (Trachea)
• Phế quản (Bronchial tree)
Nắp thanh quản Thực quản
Xoang trán Ngách mũi Khẩu cái cứng
Khoang mũi
Khí quản
Trang 11ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI CHỨC NĂNG
1 Đường dẫn khí:
Trang 1212
Xoang trán
Lỗ mũi Khẩu cái cứng Uvula
Nắp thanh quản Xương móng (Hyoid bone)
Thanh quản
Trên Giữa Dưới Xoang bướm (Sphenoidal sinus) Hạch nhân hầu (Pharyngeal tonsil)
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc Permission required for reproduction or display.
Đường hô hấp trên
Trang 13Mũi (Nasal Cavity)
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc Permission required for reproduction or display.
Lớp nhầy Mucus Particle
TB Goblet
Nhung mao (Cilia)
Ngách mũi
Nasal cavity
TB BM
(b) (a) b: © Biophoto Associates/Photo Researchers, Inc.
Mũi - Nasal Cavity (nose) là lối để không khí từ bên ngoài
đi vào hệ thống hô hấp Lông mũi viền bên trong mũi là một phần của hệ thống làm sạch không khí
Trang 14Xoang (Sinuses)
14
• Khí lấp đầy các xoang: hàm (maxillary), trán
(frontal), sàng (ethmoid), bướm (sphenoid)
•Xoang là các hốc nằm trong xương sọ Thông
với mũi qua các lỗ nhỏ Chức năng của xoang
chưa được hiểu rõ Tuy nhiên, xoang tham gia
điều hòa nhiệt độ và độ ẩm của không khí trước
khi vào phổi, làm nhẹ hộp sọ, cộng hưởng âm
Trang 15Hầu (Pharynx)
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc Permission required for reproduction or display.
Xoang trán
Lỗ mũil Khẩu cái cứng Lưỡi gà (Uvula)
Thượng thanh môn (Epiglottis) Xương móng (Hyoid bone)
Thanh quản (Larynx)
Superior Middle Inferior Xoang bướm (Sphenoidal sinus) Hạch nhân hầu (Pharyngeal tonsil)
Lỗ vòi nhĩ (Opening of auditory tube)
Trang 16Thanh quản (Larynx)
• Đường dẫn khí mở rộng, nằm trên
khí quản và dưới hầu
• Tạo thành bởi khung cơ - sụn, được
bọc bởi tổ chức liên kết
Sụn thượng thanh môn Xương móng
Sụn giáp Sụn nhẫn
Xương móng Sụn thượng thanh môn Epiglottic cartilage Sụn giáp
Xương móng Thượng thanh môn Sụn giáp
Sụn nhẫn (b)
(a)
Dây thanh âm giả
Dây thanh âm thật
Sụn giáp Sụn nêm (Cuneiform cartilage) Sụn sừng (Corniculate cartilage) Sụn phễu (Arytenoid) cartilage
Dây thanh âm thật
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc Permission required for reproduction or display.
Thanh môn Sụn sừng (a)
Lớp lót lòng khí quản
c: © CNRI/PhotoTake
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc Permission required for reproduction or display.
Trang 17ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI CHỨC NĂNG
Trang 18phải và phế quản trái.
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc Permission required for reproduction or display.
Thanh quản (Larynx)
Ngã ba khí-phế quản (Carina)
Khí quản (Trachea)
PQ thùy trên phải
PQ gốc phải
PQ thùy giữa phải
PQ thùy dưới phải
Sụn giáp Sụn nhẫn
Vòng sụn
Phế quản gốc trái
PQ thùy trên trái
Trang 19Sụn Hyalin (Hyaline cartilage)
BM có nhung mao (Ciliated epithelium)
Cơ trơn
Lòng khí quản
Tổ chức liên kết
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc Permission required for reproduction or display.
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc Permission required for reproduction or display.
Xương móng Sụn giáp Sụn nhẫn
Khuyết cảnh (Jugular Notch)
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc Permission required for reproduction or display.
Trang 20ALBIO9700/2006JK
Trang 21The ciliated epithelium
Trang 22Cây Phế quản (Bronchial Tree)
Thùy giữa phải
Thùy trên phải
PQ gốc phải (Right primary bronchus)
PQ thùy (Secondary bronchus)
Thùy dưới phải
Ống phế nang (Alveolar duct)
Phế nang (Alveolus) Respiratory bronchiole
PQ phân thùy (Tertiary bronchus) Tiểu phế quản tận -Terminal bronchiole
Khí quản Thùy đỉnh trái
Thùy dưới trái
22
Trang 233.PQ phân thùy và hạ phân thùy
(Tertiary or segmental bronchi)
4.Tiểu phế quản nội thùy (Intralobular
7.Ống phế nang (Alveolar ducts)
8.Túi phế nang (Alveolar sacs)
9.Phế nang (Alveoli)
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc Permission required for reproduction or display.
© Ralph Hutchings/Visuals Unlimited
Trang 24The Lung Tissues
Trang 26Thiết diện qua tiểu PQ và Khí quản
Trang 27cho trao đổi khí.
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc Permission required for reproduction or display.
Blood flow Blood flow
Trang 28Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc Permission required for reproduction or display.
Mạch mául Mao mạch Phế nang
Tissues and Organs: A Text-Atlas of Scanning Electron Microscopy, by R.G Kessel and
R.H Kardon © 1979 W.H Freeman and Company
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc Permission required for reproduction or display.
Courtesy of the American Lung Association
Tiểu phế quản Phế nang
Trang 32• Sụn: ngăn không cho đường dẫn khí bị xẹp
trong khi hít vào.
• Vi nhung mao (Cilia): chuyển động theo nhịp,
đưa dần chất nhầy về phía họng, nơi chất nhầy
được nuốt.
• TB Goblet: bài tiết lớp áo nhầy bảo vệ Dính bụi
hô hấp và vi sinh vật trong khí thở trên lớp nhầy
này.
• Cơ trơn (Smooth muscle): cơ không tùy ý Khi
co, làm hẹp đường dẫn khí.
ALBIO9700/2006JK
Trang 33ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI CHỨC NĂNG
Chức năng:
• Dẫn khí: Sụn/KQ, FQ,…
TK chi phối: giao cảm & phó giao cảm
• Làm ấm và bão hòa hơi nước
• Bảo vệ: Hệ thống tiết nhày & lông mao Đẩy bụi, vk, khí độc
Chức năng khác: Phát âm, biểu lộ tình cảm
• Nói: hoà âm (mũi &miệng) và phát âm (thanh quản), rung dây thanh âm/TQ Khi thở 2 dây thanh âm tách
xa, khi phát âm 2 dây thanh âm di chuyển gần nhau
và dòng kk làm rung dây thanh âm.
Trang 34ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI CHỨC NĂNG
2 Phổi - phế nang và màng hô hấp
Phế nang:
• Là đơn vị cấu tạo đồng thời là đơn vị chức năng
• Khoảng 300 triệu phế nang với diện tích tiếp xúc 70-
120 m2.
Màng hô hấp: Là đơn vị hô hấp của phế nang
• 6 lớp: Lớp chất hoạt diện (surfactant), lớp biểu mô phế nang, lớp màng đáy biểu mô phế nang, lớp liên kết (khoảng kẽ); lớp màng đáy mao mạch, lớp nội mạc.
• Dày: 0,2- 0, 6 µm; diện tích: 50- 100 m2
Trang 35Thùy trên phải
Thùy giữa phải
Thùy dưới phải
Thùy trái trên Thùy trái dưới Khí quản
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc Permission required for reproduction or display.
Trang 36ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI CHỨC NĂNG
Trang 37Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc Permission required for
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc Permission required for reproduction or
Trang 38Phế nang: túi có thành mỏng, có khả năng giãn.
• Được mao mạch phổi bao bọc, hình thành diện tích
trao đổi khí theo hình thức khuếch tán, rất rộng
Dịch lót lòng phế nang
chứa surfactant
Phế bào Type II Phế bào Type I
Dịch kẽ
Phế nang
Đại thực bào Phế nang
Hồng cầu
Mao mạch phổi
Thành phế nang: lớp
TBBM đơn, dẹt (Phế
bào Type I)
Phế bào Type II bài
tiết surfactant
Surfactant làm cho
phổi nở rộng
Trang 40ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI CHỨC NĂNG
2 Phổi - phế nang và màng hô hấp
Màng hô hấp
Hồng cầu
Tế bào nội mô
Màng đáy Khoảng kẽ
Màng đáy Phế bào Dịch lót lòng phế nang
Trang 41Đặc điểm hình thái chức năng
Trang 42Sức căng (Compliance)
• Phổi giãn ra dễ hay khó phụ thuộc vào:
– Sợi Elastin và collagen
– Thành phần nước
– Sức căng bề mặt (Surface tension)
Trang 43Surfactant làm giảm sức căng bề mặt
Vách PN
Lực liên phân tử
phân tử nước Giao diện
khí-dịch
Trang 44Surfactant (chi tiết)
•Surfactant là một phức chất gồm phospholipids và một số apoproteins Do phế bào Type II tổng hợp, lót lòng PN và tiểu PQ nhỏ nhất Surfactant giảm sức căng
bề mặt trên khắp phổi, vì vậy tham gia hình thành tính đàn hồi chung của phổi
•Đóng vai trò quan trọng trong ổn định thể tích phế nang Theo định luật Laplace, trong các cấu trúc hình cầu có sức căng bề mặt, chẳng hạn như phế nang, áp suất tỷ lệ nghịch với bán kính (P=4T/r đối với hình cầu có 2 giao diện dịch-khí
(bong bóng xà phòng), và P=2T/r đối với hình cầu chỉ có 1 giao diện dịch-khí (phế nang); P= áp suất, T= sức căng bề mặt, và r= bán kính) Do đó, khi T không đổi, phế nang nhỏ sẽ có áp suất lớn hơn phế nang lớn Phế nang nhỏ sẽ đẩy khí vào phế nang lớn khi thể tích phổi giảm xuống Điều này không xảy ra, vì surfactant làm giảm sức căng bề mặt ở các mức độ khác nhau, T giảm nhiều ở các phế
nang nhỏ, và giảm ít ở các phế nang lớn, nhờ vậy làm cho phế nang ổn định,
giảm nguy cơ xẹp phế nang
•Surfactant được hình thành muộn ở thai nhi nên trẻ sinh non không có đủ lương surfactants dễ bị suy hô hấp và có thể tử vong.
Trang 45 Co phế nang tạo ra tính đàn hồi.
Ngăn không cho phế nang bị xẹp
Thiếu surfactant có thể dẫn đến suy hô hấp ở trẻ sơ sinh
Trang 46khác biệt áp suất trong các
phế nang lớn & nhỏ thông
qua sức căng bề mặt
Trang 47Phổi có thuộc tính đàn hồi
• Phổi có tính đàn hồi, co lại khi bị kéo căng
• Sức căng là lực cần để kéo căng hay làm phổi giãn ra
- Quả bóng thành mỏng có sức căng lớn hơn quả bóng thành dày
• Với một giá trị áp suất nhất định, phổi có sức căng cao
có thể giãn nhiều hơn phổi có sức căng thấp
• Thuộc tính đàn hồi của phổi phụ thuộc vào tính đàn hồi
và sức căng bề mặt của phế nang
• Rất nhiều yếu tố có thể làm giảm sức căng của phổi.
Trang 48Chức năng của phổi
• Trao đổi khí
– Vận chuyển O2 vào trong máu
– Đưa CO2 từ máu ra ngoài
Trang 49ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI CHỨC NĂNG
3 Lồng ngực
Là buồng kín chứa phổi và tim
Có tính đàn hồi và thay đổi kích thước
Trang 50Lồng ngực (Thoracic Cavity)
• Cơ hoành (Diaphragm):
– Tấm cơ vân, chia khoang trước cơ thể thành 2 phần
• Trên cơ hoành: lồng ngực
– Chứa: tim (heart), mạch máu lớn (large blood vessels), khí quản (trachea), thực quản (esophagus), tuyến ức
(thymus), và phổi (lungs)
• Dưới cơ hoành: ổ bụng (abdominopelvic cavity)
– Chứa: gan (liver), tụy (pancreas), ống tiêu hóa (GI tract), lách (spleen), ống sinh dục – tiết niệu (genitourinary
tract)
• Khoang màng phổi (Intrapleural space):
– Khoang giữa lá tạng (visceral) và lá thành (parietal
pleurae)
Trang 51Cấu tạo lồng ngực: Cứng, kín, có khả năng thay đổi thể tích.
-Cơ hoành, liên sườn ngoài, liên sườn trong, gai sống, răng to, cơ bậc thang
(hít vào thông thường).
-Ức đòn chũm, ngực to, các cơ chéo (hít vào cố gắng).
Sụn giáp Sụn nhẫn Xương đòn Xương bả vai
Sụn sườn
Xương ức
Thùy trên phổi phải
Thùy giữa phổi phải
Thùy dưới phổi phải
Thùy trên phổi trái Thùy dưới phổi trái Khí quản
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc Permission required for reproduction or display.
Trang 52Cấu tạo lồng ngực (tiếp)
• Cơ hoành &
liên sườn ngoài
Đóng vai trò chủ yếu khi hít vào
Ức đòn chũm
Cơ thang
Cơ liên sườn ngoài
Cơ hoành
Cơ liên sườn trong
Cơ thành bụng
Trang 53ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI CHỨC NĂNG
4 Khoang màng phổi và cơ chế tạo áp suất
âm trong khoang màng phổi (KMP):
•Khoang màng phổi: Tạo bởi 2 lá
•Lá thành: Bao mặt trong thành
ngực và cơ hoành
•Lá tạng: Bao bọc mặt ngoài phổi
Liên tiếp với nhau ở rốn phổi tạo thành một khoang: Khoang màng phổi
Trang 54Đặc điểm hình thái chức năng
Khoang màng phổi
Trang 55ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI CHỨC NĂNG
Lá t ng có xu h ạng có xu hướng tách ra khỏi lá thành nên thể tích ướng ng tách ra kh i lá th nh nên th tích ỏi lá thành nên thể tích àn hồi ể tích
KMP t ng lên d n ăng lên dẫn đến áp suất giảm đi ẫn đến áp suất giảm đi đến áp suất giảm đi n áp su t gi m i ất giảm đi ảm đi đ
D ch ịch m ng àn hồi ph i ổi được b m c ơm liên t c ục v o àn hồi khoang
b ch huy t ạng có xu hướng tách ra khỏi lá thành nên thể tích ến áp suất giảm đi
Vàn hồi
Trang 56ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI CHỨC NĂNG
4 Khoang màng phổi
•Ý nghĩa của áp suất âm trong KMP
•Lá tạng luôn dính sát vào lá thành phổi đi theo các cử động của lồng ngực một cách dễ dàng
•Áp suất âm ở KMP áp suất lồng ngực thấp máu
về tim dễ dàng và máu lên phổi dễ dàng
•Khi hít vào: không khí vào phổi nhiều nhất, máu về phổi cũng nhiều nhất hiệu suất trao đổi khí đạt tối đa.
Trang 57Chức năng thông khí của phổi
1 Các động tác hô hấp:
Hít vào thông thường:
• Là động tác chủ động, sự co của các cơ: cơ hoành, cơ bậc thang, cơ răng to, cơ liên sườn trong và ngoài lồng ngực tăng kích thước cả ba chiều: thẳng đứng,
trước sau và chiều ngang
• Dung tích lồng ngực tăng áp suất trong lồng ngực và phổi âm hơn không khí từ ngoài vào phổi
Trang 58CHỨC NĂNG THÔNG KHÍ CỦA PHỔI
1 Các động tác hô hấp
Hít vào gắng sức:
• Huy động thêm co cơ ức đòn chũm, cơ ngực,
cơ chéo và cơ hoành hạ thấp hơn.
lượng khí vào phổi thêm 1500 - 2000 ml
Trang 59CHỨC NĂNG THÔNG KHÍ CỦA PHỔI
1 Các động tác hô hấp
Giãn khung sườn
↑Đk ngang
↑ Đk trước- sau
Co cơ liên sườn
Giãn cơ liên sườn
Co cơ hoành
Co cơ hoành
Co cơ thành bụng
Trang 60Cơ liên sườn
Xương sườn nâng lên đưa xương ức lên trên và ra trước, tăng kích thước lồng ngực theo
chiều trước sau
Trước khi hít vào Hít vào
Khung sườn đưa lên trên
Cơ liên sườn ngoài co
Xương ức
Cơ hoành giãn
Co cơ hoành
Trang 61Hít vào (Inspiration)
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc Permission required for reproduction or display.
Hít vào thông thường Hít vào gắng sức
Cơ liên sườn ngoài kéo xương sườn lên trên
và ra ngoài
Co cơ hoành
Xương ức kéo lên trên và
ra trước
Cơ ức đòn chũm nâng xương ức lên
(Sternocleidomastoid elevates sternum
Cơ ngực bé nâng xương sườn lên (Pectoralis minor elevates ribs)
Cơ hoành co mạnh hơn (Diaphragm contracts more)
Trang 62CHỨC NĂNG THÔNG KHÍ CỦA PHỔI
Cơ chéo ngoài
Cơ liên sườn trong
Cơ thẳng bụng
Cơ hoành
Cơ hoành
Trang 63Biến đổi áp suất trong phế nang – không khí đi vào phổi và từ phổi đi ra.
• Nếu áp suất trong phổi
thấp hơn áp suất khi
quyển, không khí đi vào
phổi
• Ngược lại: không khí từ
trong phổi đi ra ngoài
Định luật Boyle’ : tương quan
ngược giữa áp suất và thể tích khí
Giả định: nhiệt độ hằng định.
Trang 64Chân không (Vacuum)
760 mm
Mercury (Hg)
Áp suất khí quyển trên bề mặt trái đất
Áp suất được đo
bằng mm Hg
Trang 65Áp suất khí quyển
760 mm Hg
Áp suất trong phế nang 760
Lá thành
Phổi
756 mm Hg
Các giá trị áp suất trong và ngoài
phổi
• Áp suất khí quyển: 760 mm Hg
(mặt nước biển), do trọng lượng
của không khí lên bề mặt trái đất
• Áp suất khí quyển ~ = Áp suất
trong phế nang (áp suất trong phổi)
• Áp suất khoang màng phổi: giá trị
áp suất đo được trong khoang