Dýchacia sústava

Význam dýchacej sústavy

Dýchacia sústava zabezpečuje výmenu plynov medzi organizmom a prostredím. Základným cieľom je dodávať kyslík (O₂) na aeróbny metabolizmus a odvádzať oxid uhličitý (CO₂) ako metabolický produkt. Funkčne sa skladá z ventilačnej časti (mechanika dýchania), alveolárnej časti (difúzia plynov), perfúznej zložky (pľúcny obeh) a regulačných mechanizmov (centrálnych a periférnych chemoreflexov). Efektívna ventilácia je kľúčom k acidobázickej homeostáze, termoregulácii a hlasovej komunikácii.

Anatómia horných a dolných dýchacích ciest

• Horné dýchacie cesty: nosová dutina (filtrácia, zvlhčovanie, ohrievanie vzduchu), prínosové dutiny (rezonančná a imunologická funkcia), nosohltan a orofarynx (prekríženie dýchacej a tráviacej cesty), hrtan (hlasotvorba, ochranný reflex).
• Dolné dýchacie cesty: priedušnica (trachea) s chrupkovými polprstencami, hlavné bronchy (pravý širší a kratší), následná dichotomická arborizácia na lobárne a segmentové bronchy, bronchioly (konduktívne a terminálne) a respiračné bronchioly prechádzajúce do alveolárnych chodbičiek a vačkov.
• Makroskopická segmentácia pľúc: pravé pľúca (3 laloky, 10 segmentov), ľavé pľúca (2 laloky, 8–10 segmentov) s kardio-nichou; pleurálne vaky s viscerálnym a parietálnym listom a pleurálnou dutinou.

Mikroskopická stavba: bronchiálna stena a alveolárna bariéra

• Epitel: viacradový riasinkový cylindrický epitel v konduktívnych cestách; klubové (Clara) bunky a postupná redukcia pohyblivých riasiniek v distálnych bronchiolách.
• Hladká svalovina: cirkulárne vrstvy modulujú lumen bronchiolov (bronchokonstrikcia/dilatácia).
• Alveoly: pneumocyty typu I (tenké, difúzia) a typu II (produkcia surfaktantu, progenitorová funkcia), alveolárne makrofágy (fagocytóza), endotel kapilár a bazálne membrány tvoriace ultratenkú difúznu bariéru.
• Interstícium: kolagénové a elastické vlákna zodpovedné za pasívnu elasticitu pľúc (recoil).

Mechanika dýchania a ventilácia

• Respiračné svaly: bránica (hlavný inšpiračný sval), vonkajšie medzirebrové svaly (inšpirácia), vnútorné medzirebrové a brušné svaly (exspirácia pri námahe).
• Transpulmonálny tlak: rozdiel medzi alveolárnym a pleurálnym tlakom; udržiava rozvinutie pľúc.
• Compliance a elastancia: poddajnosť pľúc a hrudníka; klesá pri fibróze, stúpa pri emfyzéme.
• Rezistencie: najvyššie v stredných bronchoch; laminarita vs. turbulencia prúdenia.

Surfaktant a stabilita alveolov

Surfaktant, zmes fosfolipidov a proteínov, redukuje povrchové napätie na vzduch–tekutina rozhraní, čím zabraňuje kolapsu malých alveolov (zákon Laplacea), zvyšuje compliance a redukuje prácu dýchania. Deficit surfaktantu u nedonosených vedie k syndrómu respiračnej tiesne novorodenca.

Dýchacie objemy a kapacity

• Tidal volume (VT): dychový objem pri pokojnom dýchaní.
• Inšpiračná a exspiračná rezervná kapacita (IRV/ERV): voliteľné objemy pri maximálnom úsilí.
• Reziduálny objem (RV): objem po maximálnej exspirácii; nemožno vyfúknuť.
• Funkčná reziduálna kapacita (FRC): rovnováha elastických síl pľúc a hrudníka.
• Vitálna kapacita (VC) a celková pľúcna kapacita (TLC): integrálne parametre mechaniky dýchania.

Ventilačno-perfúzne vzťahy (V/Q) a gravitácia

Distribúcia ventilácie a perfúzie nie je homogénna. Gravitácia spôsobuje gradienty: bazálne oblasti sú lepšie perfundované aj ventilované, pomer V/Q sa mení od apexu (vyšší) po bázu (nižší). Neshoda V/Q je najčastejšou príčinou hypoxémie; prítomná pri astme, CHOCHP, pľúcnej embólii či pneumónii.

Difúzia plynov a parciálne tlaky

Difúzia závisí od parciálnych tlakov, plochy a hrúbky membrány (Fickov zákon) a od rozpustnosti plynov. O₂ je difúzne limitovaný pri pľúcnych patológiách zhrubnutia membrány, CO₂ je difúzne efektívnejší, no hypoventilácia rýchlo zvyšuje jeho parciálny tlak.

Transport kyslíka a oxidu uhličitého v krvi

• Hemoglobín: saturácia závisí od PaO₂ (S-krivka); Bohrův efekt (posun doprava pri zvýšení CO₂, H⁺, teplote a 2,3-BPG) uľahčuje uvoľnenie O₂ v tkanivách.
• CO₂ transport: voľne rozpustený, karbamino zlúčeniny a predovšetkým bikarbonát (HCO₃^–) cez karboanhydrázu; Haldanov efekt uľahčuje vyväzovanie CO₂ v pľúcach.

Regulácia dýchania

• Centrá: medulla oblongata a pont; rytmogenéza a modulácia vzoru dýchania.
• Periférne chemoreceptory: glomus caroticum a aorticum citlivé najmä na hypoxémiu (PaO₂).
• Centrálne chemoreceptory: reagujú na H⁺ v mozgovomiechovom moku (proxy PaCO₂).
• Mechanoreceptory: napäťové receptory pľúc, dráždivé receptory a juxtakapilárne J-receptory (reflexy kašľa, dyspnoe).

Acidobázická rovnováha a ventilácia

Pľúca tvoria prchavú zložku acidobázickej rovnováhy: hyperventilácia vedie k respiračnej alkalóze, hypoventilácia k respiračnej acidóze. Kompenzácie prebiehajú renálnymi mechanizmami (reabsorpcia HCO₃^–, vylučovanie H⁺).

Ontogenéza a zmeny v priebehu života

• Vývoj: pseudoglandulárne, kanalikulárne, sacculárne a alveolárne štádium; postnatálna alveologenéza prebieha do detstva.
• Starnutie: pokles elastic recoil, zníženie vitálnej kapacity, zvýšenie RV a FRC, slabnutie respiračných svalov.
• Tehotenstvo: zvýšená ventilácia (progesterón), znížená FRC, zachovaná alebo zvýšená difúzna kapacita.

Fyzická záťaž, vysokohorské prostredie a ponor

• Záťaž: zvýšenie minútovej ventilácie, redistribúcia prietoku krvi a lepšie priraďovanie V/Q; tréning zlepšuje účinnosť dýchania.
• Výška: hypobarická hypoxia → hyperventilácia, respiračná alkalóza s renálnou kompenzáciou, zvýšenie 2,3-BPG a erytropoézy.
• Ponor: zvýšený parciálny tlak plynov (Henryho zákon), riziko dekompresie a narkózy dusíkom; kontrola rýchlosti výstupu.

Imunitná obrana a mukociliárny klírens

Vrodená imunita (mukociliárny eskalátor, defenzíny, surfaktantové proteíny SP-A/SP-D) a získaná imunita (IgA, T-lymfocyty) chránia pred patogénmi. Poruchy klírensu (cystická fibróza, primárna ciliárna dyskinéza) vedú k chronickým infekciám a bronchiektáziám.

Hlavné ochorenia dýchacej sústavy

• Astma: variabilná obštrukcia, hyperreaktivita a zápal; symptómy sa zlepšujú bronchodilatátormi a protizápalovou liečbou.
• CHOCHP: ireverzibilná obštrukcia (chronická bronchitída, emfyzém); fajčenie ako dominantný rizikový faktor.
• Intersticiálne pľúcne choroby: fibrózy s redukciou compliance a difúznej kapacity.
• Pneumónie: infekčný zápal alveolov; komunitné, nozokomiálne, atypické.
• Tuberkulóza: granulomatózne ochorenie s latentnou a aktívnou formou.
• Pľúcna embólia: oklúzia pľúcnej artérie trombom; ventilácia zachovaná, perfúzia znížená (V/Q mismatch).
• Rakovina pľúc: nemalobunkové a malobunkové typy; riziká fajčenie, radón, expozície.
• Spánkové poruchy dýchania: obštrukčné spánkové apnoe s intermitentnou hypoxiou a kardiometabolickými dôsledkami.

Diagnostika: funkčné a zobrazovacie metódy

• Spirometria: FEV₁, FVC, pomer FEV₁/FVC pre obštrukciu vs. restrikciu.
• Pletizmografia: meranie RV a TLC; hodnotenie compliance a rezistencií.
• Difúzna kapacita (DLCO): hodnotí alveolokapilárny prenos.
• Arteriálne krvné plyny (ABG): PaO₂, PaCO₂, pH, HCO₃^–.
• Oximetria: neinvazívna saturácia hemoglobínu.
• Zobrazovanie: RTG hrudníka, CT s vysokým rozlíšením (HRCT), ventilácia–perfúzia scintigrafia, ultrazvuk pleury.
• Bronchoskopia: vizualizácia, biopsia, terapeutické výkony.

Terapia a podporné intervencie

• Farmakoterapia: bronchodilatanciá (β₂-agonisty, anticholinergiká), inhalačné kortikosteroidy, antifibrotiká, antibiotiká podľa etiológie, antikoagulácia pri PE.
• Oxygenoterapia: titrácia na cieľové SpO₂; opatrnosť pri chronickej hyperkapnii.
• Ventilačná podpora: neinvazívna ventilácia (CPAP/BiPAP), invazívna ventilácia s ochrannými stratégiami (nízky VT, PEEP, kontrola plateau tlaku).
• Rehabilitácia: respiračné cvičenia, tréning vytrvalosti, edukácia inhalácie, výživa.
• Chirurgia: resekcie nádorov, operácie bulózneho emfyzému, transplantácia pľúc u vybraných pacientov.

Urgentné stavy v pneumológii

• Akútna respiračná insuficiencia: hypoxemická (typ I) vs. hyperkapnická (typ II); okamžitá oxygenácia, ventilácia, liečba príčiny.
• Tenzný pneumotorax: urgentná dekompresia a drenáž.
• Astmatický status: agresívna bronchodilatácia, systémové steroidy, MgSO₄, monitorovanie CO₂.
• Masyvná pľúcna embólia: trombolýza alebo mechanická trombektómia podľa stavu.

Environmentálne a pracovné expozície

• Tabakový dym: najvýznamnejší modifikovateľný faktor rizika pre CHOCHP a karcinóm pľúc.
• Prachy a chemikálie: silikóza, azbestóza, hypersenzitívna pneumonitída.
• Biomasy a znečistenie ovzdušia: PM_2.5, NO₂, ozón – dlhodobé kardiopulmonálne následky.

Pediatrické a geriatrické špecifiká

• Deti: užšie dýchacie cesty, vyšší metabolizmus O₂, náchylnosť na edém; diferenciálna diagnostika stridoru a bronchiolitídy.
• Seniori: zhoršený kašľový reflex, riziko aspirácií, polymorbidita a polyfarmácia ovplyvňujúca ventiláciu.

Spánková fyziológia dýchania

Spánok mení ventiláciu: pokles tonusu svalov hltana predisponuje k obštrukcii; apnoické epizódy vedú k intermitentnej hypoxii a fragmentácii spánku. Diagnostika polysomnografiou, terapia CPAP, redukcia hmotnosti a orálne pomôcky.

Hlasotvorba a neventilačné funkcie

Hrtan a nadložné štruktúry vytvárajú hlas moduláciou exspiračného prúdu vzduchu. Pľúca sa podieľajú na acidobázickej regulácii, filtračnej funkcii pre drobné tromby, metabolizme látok (angiotenzín I → II v endoteli) a imunitnom dohľade.

Preventívne opatrenia a verejné zdravie

• Kontrola tabaku: odvykanie, daňová politika, bezdymové prostredie.
• Vakcinácia: chrípka, pneumokok, pertussis u rizikových skupín.
• Ochrana na pracovisku: respirátory, ventilácia pracovísk, monitorovanie expozícií.
• Fyzická aktivita a výživa: zlepšenie kapacity a imunitnej odolnosti.

Dýchacia sústava je vysokodynamický systém, v ktorom sa spájajú mechanika, výmena plynov, cirkulácia a neurálna regulácia. Porucha ktoréhokoľvek článku vedie k charakteristickým klinickým fenotypom. Pochopenie anatómie, fyziológie a patofyziológie pľúc je predpokladom pre správnu diagnostiku, cielenú terapiu a účinné preventívne intervencie naprieč všetkými štádiami života.