ZŠ VNB I / 09 - Srdce a plíce

Lekce I / 09 - Srdce a plíce

Cíl lekce:

Žáci se naučí, jak pracuje lidské srdce a plíce. Postaví si model plic, zjistí, co je to pneumotorax a jaký má vliv na lidský organismus. Dále zjistí svoji vitální kapacitu plic a tepovou frekvenci.

Zeptejte se Vašich dětí:

Co potřebují živočichové (včetně člověka) a rostliny k životu?
Co znamená plicní ventilace?
Čím dýchá člověk, bezobratlí, ryby, ptáci nebo savci?
Jak se kyslík dostane z plic do těla člověka?
Co se stane, když se v modelu plic udělá v PET láhvi nebo ve spodním balónku díra?
Jak se během experimentu měření pulsu ovlivnila činnost srdce a plic?

Plíce

Plíce jsou párový orgán, který umožňuje výměnu plynů mezi krví a vzduchem. Plíce savců včetně člověka se skládají z miliónů tenkostěnných váčků, plicních sklípků, alveol, které jsou opředeny krevními kapilárami. Do alveol se dostává vzduch, kyslík difunduje do krve v kapilárách, naopak oxid uhličitý se dostává do alveol a při výdechu odchází z těla ven.

Plíce
Obrázek lungs-breathing-anatomy-medicine od OpenClips [Public domain], via Pixabay

Plíce jsou v mládí růžové, postupem času šednou, někdy se objevují až černá místa. Mají kuželovitý (trojúhelníkovitý) tvar, houbovitou konzistenci, jsou uloženy v dutině hrudní a vazivovou mezihrudní přepážkou jsou rozděleny na levou a pravou část, přičemž levá plíce je dvojlaločnatá (tzn. menší) a pravá trojlaločnatá (tzn. větší). V mezižeberní přepážce je pak uložen osrdečník se srdcem. Tvar plic je přizpůsoben hrudním stěnám.

Plíce
Obrázek lungs-human-anatomy-bronchia od Nemo [Public domain], via Pixabay

Vnitřní stavba plic

Průdušky vstupují plicní brankou do plic, kde se větvením tenčí (vzniká tak tzv. průduškový strom) až na nejtenčí průdušinky. Na průdušinky navazují alveolární chodbičky, ty ústí do plicních váčků (1 plicní lalůček = 12 - 18 váčků). Stěna plicních váčků je hroznovitě vyklenuta v plicní sklípky (alveoly), jimiž končí rozvětvení dýchacích cest. Počet alveol je alespoň 700 000 000; plíce zabírají plochu 80 - 100 m2 (tj. zhruba 1 tenisový kurt); v plicích se neustále nachází 0,5 - 1 litr krve.

"Průduškový strom"
Obrázek windpipe-airway-lungs-air-tube od OpenClips [Public domain], via Pixabay

Povrch plic

Povrch plic pokrývá jemná hladká vazivová blanka tzv. poplicnice, která přechází na stěny dutiny hrudní v tzv. pohrudnici, přičemž mají mezi sebou úzkou štěrbinu, ve které je malé množství tekutiny umožňující klouzání blan při dýchání. Ve štěrbině je nitrohrudní tlak nižší než atmosférický; tento podtlak umožňuje pasivní roztahování plic při nádechu. Dostane-li se mezi plíce a hrudní stěnu vzduch (např. při průstřelu), poruší se povrchové napětí, plíce zkolabují, dojde ke vzniku pneumotoraxu, tj. smrštění plic, protože proniknutím vzduchu do štěrbiny se vyrovnal atmosférický tlak.

Pneumotorax
Obrázek Blausen 0742 Pneumothorax od BruceBlaus. "Blausen gallery 2014". Wikiversity Journal of Medicine. DOI:10.15347/wjm/2014.010. ISSN 20018762. [CC-BY-3.0], via Wikimedia Commons

Mechanika dýchání

Jako plicní ventilace se označuje výměna alveolárního vzduchu (tzv. vnější dýchání). Počet vdechů (výdechů) za 1 minutu se označuje jako dechová frekvence. U dospělého člověka v klidu představuje 16 vdechů/min., u dítěte 20 - 26 vdechů/min. v klidu, u sportovců 14 vdechů/min. Při tělesné námaze, emocích, v horkém prostředí se dechová frekvence zvyšuje. Dechový objem činí 0,5 litru vzduchu. V klidu se využívá pouze malá část kapacity plic. Spotřeba kyslíku na 1 vdech v klidu činí 15 - 20 ml, za 1 min to dělá 250 - 350 ml az a 1 den 350 l. Rozeznáváme dýchání žeberní (převážně u žen) a brániční (převážně u dětí a mužů).

Vdech (inspirace) je aktivním dějem, při kterém dochází ke stahu bránice, mezižeberních svalů a vyklenutí stěny břišní, zvětší se objem dutiny hrudní směrem nahoru a dopředu, díky podtlaku v pohrudniční štěrbině dojde k rozepnutí plic a nasátí vzduchu do plic, přičemž se uvnitř plic snižuje tlak.

Výdech (expirace) je pasivní děj, kdy dochází k uvolnění svalů, zmenšení objemu hrudníku a vypuzení vzduchu z plic.

Vdech a výdech
(Obrázky: Inhalation and Expiration diagram (upraveno) ;
Inhalation diagram od LadyofHats [Public domain]), via Wikimedia Commons)

Vitální kapacita plic

Vitální kapacita plic představuje maximální množství vzduchu, které lze vydechnout po největším možném nádechu. Vitální kapacita plic je orientačním ukazatelem výkonnosti plic (u žen 3,2 l; u mužů 4,2 l), který závisí na pohlaví, věku, trénovanosti, zdravotním stavu a zvětšuje se u sportovců, foukačů skla, trubačů, zpěváků.

Dýchací soustava bezobratlých

Bezobratlí mohou dýchat celým povrchem těla nebo využívají žábry, plicní vaky, plášťovou dutinu anebo vzdušnice.

Dýchací soustava obratlovců

Ryby používají k dýchání speciální orgán „vnitřní žábry“. Některé ryby ale dýchají i vzdušný kyslík. Obojživelníci mohou dýchat buď celým povrchem těla, pomocí žáber (pulci) nebo plícemi (dospělci). Všichni plazi dýchají plícemi. Hadi mají jednu plíci zakrnělou a dýchají jen jednou. Ptákům slouží k dýchání plíce a systém vzdušných vaků. Dýchací soustava savců představuje soustavu orgánů, do které patří dýchací cesty (nosní dutina, nosohltan, hrtan, průdušnice a průdušky) a plíce.

Vývoj plic
Obrázek Schéma zdokonalení plic během fylogeneze od biomach.cz [CC BY-NC-ND 3.0 CZ ]

Krevní zásobení plic

Plicní brankou do plic vstupují plicní tepny, které přivádějí neokysličenou krev. Tepna se větví podobně jako průdušnice a průdušinky, až na kapiláry, které opřádají alveoly. Cévy nesoucí okysličenou krev se spojují v plicní žíly, které ústí do levé předsíně srdce. Ze srdce je pak okysličená krev rozváděna po celém těle.

Krevní cévy

Krevní cévy tvoří 96 000 km dlouhou uzavřenou soustavu trubic, která zabezpečuje pohyb tělních tekutin. Cévy se v jednotlivých úsecích liší stavbou a propustností stěn. Cévní řečiště je směrem od srdce a větví se tak, že se postupným větvením stěny tepen zeslabují až se větví do krevních vlásečnic.

Tepna (céva vedoucí krev ze srdce) → tepénka → vlásečnice (tenká céva, spoj mezi tepnami a žílami) → žilka → žíla (přivádí krev do srdce, odvádí krev z vlásečnic).

Krevní cévy
Obrázek Grafik blutkreislauf od Sansculotte [CC-BY-SA-2.5], via Wikimedia Commons

Srdce

Srdce je dutý svalový orgán živočichů s oběhovým systémem (včetně všech obratlovců), který svými pravidelnými stahy zajišťuje oběh hemolymfy nebo krve tělem, a tím i přenos dýchacích plynů, živin, odpadních látek a další funkce. Stavba srdce je u různých skupin živočichů odlišná. Nejjednodušší srdce mají někteří bezobratlí, u nichž rozšířený pulsující úsek cévy funguje jako peristaltické čerpadlo. Srdce ptáků a savců má čtyři oddíly s chlopněmi (které fungují jako ventily), dva pro plicní oběh (zajišťující průtok krve plícemi a její okysličování) a dva pro oběh hlavní (zajišťující průtok okysličené krve tělem).

Srdce je uloženo v dutině hrudní mezi pravou (1/3) a levou (2/3) plící, má kuželovitý tvar, kdy báze směřuje nahoru, hrot dolů a dosedá na bránici. Hmotnost srdce je 280 - 320 g, délka 14 cm. Srdce je uloženo v zevním vazivovém obalu osrdečníku (perikard), vnitřní vazivový obal se nazývá přísrdečník (epikard) a přechází po velkých cévách na srdce. Mezi oběma vazivovými blanami je štěrbina vyplněná tekutinou, která usnadňuje pohyby srdce, chrání srdce před nadměrným třením a před nárazy.

Srdce
Obrázek Wiki Heart Antomy Ties van od Brussel Tvanbr [CC-BY-SA-3.0], via Wikimedia Commons

Činnost srdce

Činnost srdce je udržována po celý život člověka. Funkcí srdce je udržovat cirkulaci krve v cévách, kdy se srdce rytmicky naplňuje krví ze žil a vyprazdňuje do tepen. Základem je rytmické střídání stahu srdeční svaloviny (systoly) a ochabnutí srdeční svaloviny (diastoly). Jeden srdeční cyklus představuje postupné naplnění dutin a vypuzení objemu. Délka srdečního cyklu je 0,8 s (puls). Frekvence srdečního cyklu (počet tepů) je 70 - 80 tepů/min. v klidu, 150 - 200 tepů/min. po námaze, 140 tepů/min. u novorozence (kvůli malému objemu srdce). Tlaková vlna, která při srdeční činnosti probíhá tepennou (arteriální) částí cévního systému se označuje jako tep = puls; lze ho hmatem sledovat na vřetenní tepně. Ve spánku je tepová frekvence o 10 - 20 tepů nižší než v bdělém stavu za klidu.

Činnost srdce
Obrázky Heart diasystole a Heart systole od Wapcaplet [CC-BY-SA-3.0], prostřednictvím Wikimedia Commons

Pokud vás téma zaujalo a chcete se dozvědět více: