Dýchání je proces, při kterém dochází v organizmu k výměně dýchacích plynů, tj. kyslíku (O2) a oxidu uhličitého (CO2). Termín je dosti široký a můžeme do něj zahrnout jak výměnu zmíněných plynů v plicních sklípcích, tak výměnu dýchacích plynů mezi ostatními tkáněmi a cévním kapilárním řečištěm.
Dýchací soustava
Dýchací soustava je soustavou orgánů, které mají za cíl transportovat vzduch mezi plicními sklípky a okolím organizmu. Při nádechu (inspirace) se vzduch dostává do plic, při výdechu (exspirace) je vzduch vydýchnut nosem, případně ústy, do okolního prostředí. Kromě vlastního transportu je vdechovaný vzduch dýchací soustavou zvlhčován, ohříván a očišťován od vdechnutých nečistot a mikroorganizmů. Druhou důležitou funkcí dýchací soustavy je schopnost tvorby zvuku, který se stává základem lidské řeči. Hlavní je v tomto úloha hrtanu. Více informací o jednotlivých částech dýchací soustavy najdete v příslušném textu.
Plicní dýchání
Plíce se chová během dýchání v podstatě pasivně. Při inspiraci dochází díky pohybům dýchacích svalů k roztažení pleurálních dutin, čímž v nich naroste podtlak a to umožňuje snadné rozepětí plicní tkáně. Při výdechu jde o proces opačný. Plicní pohyby jsou usnadněny produkcí malého množství tekutiny buňkami pleury, která snižuje tření. Kromě vlastního transportu vdechovaného a vydechovaného vzduchu dochází v plicních sklípcích na alveolokapilární membráně k difuzi krevních plynů. Kyslík difunduje do krevních kapilár v těsné blízkosti sklípků, oxid uhličitý difunduje z krve do sklípků.
Pozn: Samotná plíce není vybavena dýchacími svaly, ty jsou vůči plíci umístěny externě a jsou příčně pruhované. Hlavními dýchacími svaly jsou bránice a zevní mezižeberní svaly (musculi intercostales externi), a kromě nich existují svaly pomocné. Více najdete v příslušném textu.
Řízení plicního dýchání
Mimovolní automatické dýchání je řízeno z dechového centra, které je přítomno v prodloužené míše. Dechové centrum reaguje na stav vnitřního prostředí organizmu a umožňuje regulovat hloubku a frekvenci dýchání. Při volním dýchání se zapojuje do řízení dýchacích svalů mozková kůra. Při vážném poškození dechového centra nastává smrt.
Transport dýchacích plynů krví
Pouze malé množství kyslíku a oxidu uhličitého je rozpuštěno v krevní plazmě. Drtivá většina molekul těchto plynů je reverzibilně* vázána na sloučeninu hemoglobin v erytrocytech. V plicích se z hemoglobinu uvolňuje CO2 a na hemoglobin se váže O2, v tkáních dochází k opačnému ději.
*Afinita hemoglobinu ke kyslíku není stálá a souvisí s parametry okolního prostředí. Při poklesu pH a zvýšení okolní koncentrace CO2 afinita klesá a kyslík může být snadněji uvolněn a nahrazen molekulami CO2. Přesně takhle to probíhá v tkáních, v plicích je tomu naopak.
Tkáňové dýchání
V tkáních je z krevních kapilár vstřebáván kyslík a naopak z tkání do kapilár prostupuje oxid uhličitý. Kyslík je zcela nezbytný pro metabolizmus tkání a tvorbu energie. Podstatou tohoto procesu je tzv. dýchací řetězec probíhající v mitochondriích. Dýchací řetězec úzce souvisí s citrátovým cyklem a kyslík je v dýchacím řetězci spotřebován za vzniku energeticky bohatých molekul ATP, které umožňují život a funkci buněk.
Proč je to důležité?
-
Methemoglobinemie je stav, při kterém dochází k oxidaci molekuly železa v molekule hemoglobinu a takto změněný hemoglobin není schopen vázat O2 a CO2. Více o tomto stavu najdete v příslušném textu.
-
U otravy CO (oxid uhelnatý) dochází k vytěsnění kyslíku z hemoglobinu molekulami CO, které mají vůči hemoglobinu několiksetkrát (!) vyšší afinitu než O2. Z toho důvodu může k závažné otravě dojít při dlouhodobějším vystavení se vyšší koncentraci CO i v prostředí, kde je přítomen kyslík. Podrobnosti najdete v příslušném textu.
-
Dýchací řetězec je účinně blokován kyanidem, a proto je tato sloučenina prudce jedovatá a smrtící i v malém množství.
-
Množství dýchacích plynů v plazmě a další parametry se dají zjistit vyšetřením kapilární nebo tepenné krve (Astrup).
-
Saturaci hemoglobinu kyslíkem v kapilární krvi můžeme změřit pulzním oxymetrem.
-
Cyanóza je modravé zabarvení kůže a sliznic na podkladě snížené koncentrace hemoglobinu s navázaným O2. Hemoglobin s navázaným O2 (oxygenovaný) má barvu červenou, zatímco hemoglobin bez molekuly O2 (deoxygenovaný) má modravé zabarvení. Více najdete v příslušném textu.
