Termin 3 · Homeostas · PBL Fall 8
Luftvägarna
Andningsorganens anatomi, mekanik och gasutbyte
01 · Fallet
Patientfallet
Ett barn med hösnuva under sommaren ska tälta i trädgården. Natten är fuktig och råkall, och barnet vaknar med pipande andning och tydlig andnöd. Det andas lättast sittande.
På akuten är barnet cyanotiskt med lilafärgade läppar och har svårt att få luft. Värst är det att andas in. Det får Bricanyl (β₂-stimulerare) och Pulmicort (inhalationssteroid).
Arteriell blodgas
- aB-PO₂
- 8 kPa(10–13 normalt), lågt
- aB-PCO₂
- 5 kPa(4,6–6,0 normalt), normalt
Vid återbesök mäts PEF och FEV₁ före och efter behandling. Värdena blir klart bättre efteråt, och en β₂-stimulerare ges via inhalator.
Central fråga: hur förklaras pipande andnöd med lågt PO₂ men bevarat PCO₂, och varför vänder det på β₂-stimulerare?
02 · Prioritera
Tentafokus
Det här måste du kunna på det här fallet:
- Luftvägarnas indelning i konduktiv och respiratorisk zon, och var gasutbytet börjar
- Hur brosk, bägarceller och epitel förändras från trachea ner till alveolerna
- Att inspiration är aktiv (diafragma) och expiration normalt passiv (återfjädring)
- Vad surfaktant gör och varför för tidigt födda barn saknar den
- Lungvolymerna och skillnaden mellan statisk och dynamisk spirometri (FEV₁, FVC, PEF)
- Astma vs KOL, reversibel respektive irreversibel obstruktion, och varför β-blockerare är farliga vid astma
03 · Översikt
Luftvägarnas indelning
Luftvägarna delas på två sätt: efter läge (övre/nedre) och efter funktion (ledande/respiratorisk). Den ledande delen för bara luft; gasutbytet sker först i den respiratoriska delen.
Övre luftvägar
Näshåla och munhåla, svalg (farynx), struphuvud (larynx).
Nedre luftvägar
Tracheobronkialträdet och lungorna.
Ledande (konduktiv) zon
Näs- och munhåla, svalg, struphuvud och tracheobronkialträdet, leder luft, inget gasutbyte.
Respiratorisk zon
Respiratoriska bronkioler, alveolgångar och alveoler, här sker gasutbytet.
Luftvägarnas funktioner
Primära funktioner
Gasutbyte (O₂/CO₂), lukt och röstgenerering.
Vaskulär homeostas
pH-reglering via CO₂-avgivning, och omvandling av angiotensin via ACE.
04 · Anatomi
Anatomi & histologi
Trachea grenar sig i bifurkationen till två huvudbronker. Höger huvudbron (bronchus principalis dexter) löper mer rakt nedåt, så främmande föremål hamnar oftare i höger lunga.
Tracheas vägglager
- Mucosa
- Epitel med bägarceller och cilier som transporterar partiklar uppåt. Vilar på lamina propria som är rik på elastiska fibrer.
- Submucosa
- Bindväv med slemkörtlar.
- Adventitia
- Bindväv förstärkt med hästskoformade hyalina broskringar.
I lungan grenar luftvägarna dikotomt, två grenar vid varje delning. De första 16 delningarna utgör den konduktiva zonen; därefter börjar den respiratoriska zonen. Diafragma är den största och viktigaste inandningsmuskeln. Varje lunga omsluts av en pleura med ett inre (viscerala) och ett yttre (parietala) blad; vätskan mellan bladen låter dem glida friktionsfritt.
Typ 1-alveolarceller
Tunna, platta celler som bildar gasutbytesytan.
Typ 2-alveolarceller
Producerar surfaktanten.
05 · Histologi
Strukturen längs luftvägen
Ju längre ner i trädet, desto mindre brosk och färre bägarceller och desto mer elastisk vävnad. Epitelet går från pseudostratifierat till enkelt skivepitel. Tvärsnittsarean ökar dramatiskt för varje generation, vilket sänker motståndet och bromsar luftflödet, det ger tid för gasutbyte i alveolerna.
| Luftväg | Brosk | Bägarceller | Elastisk vävnad | Epitel |
|---|---|---|---|---|
| Konduktiv zon | ||||
| Trachea | +++ | +++ | + | Pseudostratifierat |
| Bronker | ++ | ++ | + | Pseudostratifierat |
| Bronkioler | − | + | ++ | Cylindriskt → kubiskt |
| Terminala bronkioler | − | − | +++ | Kubiskt |
| Respiratorisk zon | ||||
| Respiratoriska bronkioler | − | − | ++++ | Kubiskt |
| Alveolgångar | − | − | +++++ | Skivepitel |
| Alveolsäckar | − | − | ++++++ | Skivepitel |
06 · Mekanik
Andningens mekanik
Andningscentrum aktiverar diafragma via n. phrenicus. Inspirationen är aktiv: thorax vidgas och musklerna drar ihop sig. Expirationen i vila är passiv och drivs av lungans återfjädring.
- Dorsala medulla
- Styr inspiration och diafragma.
- Ventrala medulla
- Styr andningens rytm.
- Pons
- Koordinerar en mjuk andning tillsammans med medulla.
07 · Fysiologi
Tryck, volym & compliance
Palv = Pel + Ppl
Alveolärt tryck = elastiskt återfjädringstryck + pleuratryck
Compliance är ett mått på lungans tänjbarhet, hur stor volymändring ett visst tryck ger.
C = ΔV / ΔPel
Förväntad compliance (mL/hPa) ≈ 36 × förväntad TLC (L)
| Tillstånd | Compliance | Mekanism |
|---|---|---|
| Lungfibros | Låg | Stel, seg lunga som är svår att tänja |
| Emfysem | Hög | Förstörd elastisk vävnad ger dålig återfjädring |
Lungvolymer & kapaciteter
- TLC, total lungkapacitet
- Allt lungorna rymmer (VC + RV).
- VC, vitalkapacitet
- Största andetaget, från maximal in- till maximal utandning.
- RV, residualvolym
- Luften som finns kvar efter maximal utandning.
- FRC, funktionell residualkapacitet
- Volymen kvar i lungan efter en normal utandning.
- Vt, tidalvolym
- Ett vanligt andetag, ca 0,5 L.
- IRV, inspiratorisk reservvolym
- Det extra man kan andas in utöver tidalvolymen.
- ERV, expiratorisk reservvolym
- Det extra man kan andas ut efter ett normalt andetag.
08 · Ytspänning
Surfaktant
Surfaktant fungerar som diskmedel: en hydrofob och en hydrofil ände sänker ytspänningen i alveolerna. Den produceras av typ 2-alveolarceller.
- Sänker trycket som krävs för att vidga alveolen vid inandning.
- Motverkar att alveolen kollapsar vid utandning.
09 · Diffusion
Gasutbyte & gaslagar
Gasen passerar det respiratoriska membranet i sex steg, från alveolluften till blodplasman:
- 1Alveolluft
- 2Alveolärt vätskeskikt (surfaktant, 20–30 ml)
- 3Typ 1-alveolarcell
- 4Basalmembran
- 5Endotelcell
- 6Blodplasma
Partialtryck
Skillnaden i partialtryck driver diffusionen, O₂ in i blodet, CO₂ ut till alveolen.
| Gas | Alveol | Venöst blod |
|---|---|---|
| PO₂ | 100 mmHg | 40 mmHg |
| PCO₂ | 40 mmHg | 45 mmHg |
Gaslagar
| Lag | Uttryck | Innebörd |
|---|---|---|
| Daltons lag | Ptot = P₁(CO₂) + P₂(O₂) + … | Totaltrycket är summan av partialtrycken |
| Henrys lag | [O₂]löst = s × PO₂ | Mängden löst gas beror på löslighetskonstanten och partialtrycket |
| Boyles lag | P₁ × V₁ = P₂ × V₂ | Vid konstant temperatur är tryck × volym konstant |
| Laplaces lag | P = 2T / r | Små alveoler får högre tryck och tenderar att kollapsa |
10 · Försvar
Slemhinnan & mucociliära systemet
Slemhinnan består av pseudostratifierat cilierat epitel med bägarceller. Den fuktar och värmer luften, renar den från partiklar och försvarar mot patogener.
11 · Lungfunktion
Spirometri
Spirometri mäter lungfunktionen på två sätt, statiskt (volymer) och dynamiskt (flöden över tid).
Statisk spirometri
Mäter lungvolymer och kapaciteter.
Dynamisk spirometri
Mäter flöden över tid (FEV₁, FVC, PEF).
- FEV₁
- Forcerad expiratorisk volym under första sekunden.
- FVC
- Forcerad vitalkapacitet, hela den forcerade utandningen.
- PEF
- Peak expiratory flow, högsta utandningsflödet.
12 · Behandling
Farmakologi
Behandlingen riktar sig mot två problem: den glatta muskelns sammandragning (bronkdilatation) och inflammationen i luftvägarna.
| Grupp | Effekt | Exempel |
|---|---|---|
| β₂-stimulerare | Bronkdilaterar genom att relaxera glatt muskulatur | Terbutalin (Bricanyl) kort; formoterol lång |
| Glukokortikoider | Antiinflammatoriska; ökar surfaktantproduktion | Budesonid (Pulmicort), inhalation |
| Muskarinantagonister | Blockerar parasympatisk bronkkonstriktion | Ipratropium |
| Xantiner | Bronkdilaterande och svagt antiinflammatorisk | Teofyllin |
13 · Obstruktion
Astma vs KOL
Båda ger obstruktion, men det avgörande skiljer dem åt: astma är reversibel, KOL irreversibel.
| Egenskap | Astma | KOL |
|---|---|---|
| Obstruktion | Reversibel | Irreversibel |
| Drivande mekanism | Mastcellsaktivering och histamin akut, sen inflammation via cytokiner | Hög luftvägsresistans, emfysem med lågt Pel |
| Vid låga flöden | — | Dynamisk kompression av luftvägarna |
14 · Fallåterkoppling
Tillbaka till fallet
Barnet har sannolikt astma, utlöst av allergen (hösnuva under sommaren) och kall, fuktig luft.
Varför β-blockerare är farliga vid astma: de blockerar β₂-receptorer och kan därmed förvärra bronkkonstriktionen.
15 · Resurser