41 вопрос.
Дыхательный цикл состоит из 3-х фаз:
-вдох (инспирация),
-выдох (экспирация),
-дыхательная пауза.
Вдох - воздух из окружающей среды поступает влёгкие. Вдох короче выдоха и длится 0,9-4,7 с.
Выдох. Так как в момент выдоха просвет дыхательных путей уменьшается, выдох длиннее вдоха и длится 1,2-6 с.
Пауза может отсутствовать. Нормальное дыхание = ЧДД (частота дыхательного движения) равно 16-20 в минуту. На 1 дыхание 4-5 сердечных сокращений. Частота дыхательного движения зависит от интенсивности дыхательной нагрузки.
Механизм вдоха
Вдох — активный процесс, который совершается именно благодаря сокращению дыхательных мышц. Сокращение наружных межреберных мышц приводит к подъему реберных дуг, грудина отходит немного вперед. Одновременно сокращаются мышечные волокна диафрагмы, ее сухожильный центр смещается книзу, оттесняя брюшные внутренности вперед и вниз. Объем грудной полости увеличивается в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Смещение диафрагмы при спокойном дыхании составляет 1-1,5 см, а при глубоком — может увеличиваться до 10 см. При смещении диафрагмы на 1 см объем грудной полости изменяется примерно на 250-270 мл. Сокращения диафрагмы обуславливают около 50-70% глубины вдоха. Легкие пассивно следуют за всеми изменениями объема грудной полости при сокращении и расслаблении дыхательных мышц. Атмосферное давление, действующее на легкие только со стороны воздухоносных путей, плотно прижимает их к грудной стенке. Атмосферное давление, действующее на нас снаружи, демпфируется кожей и подкожной жировой тканью, поэтому оно не достигает легких с наружной поверхности тела. Грудная полость и плевральная полость, которые окружают легкие, герметичны и с атмосферой не сообщаются.
Одностороннее атмосферное давление, действующее на легкие со стороны дыхательных путей, — главная движущая сила легких. Существуют и другие силы, обусловливающие увеличение объема легких при вдохе и уменьшение при выдохе. Увеличение объема грудной полости в момент вдоха приводит к увеличению объема легких, парциальное давление воздуха в них несколько снижается, и воздух из окружающей среды заходит в легкие.
Механизм выдоха
При выдохе объем грудной клетки уменьшается за счет возврата диафрагмы в исходное состояние и расслабление межреберных мышц. Это приводит к увеличению давления внутри легких, которое превышает атмосферное. Так, попытка сделать сильный выдох, если воздухоносные пути закрыты, вызывает значительный рост давления в альвеолах. В нормальных условиях в результате плавного уменьшения легочного объема создается градиент давления, и воздух пассивно выходит из легких.
42 вопрос. Легочные объемы и емкости
В процессе легочной вентиляции непрерывно обновляется газовый состав альвеолярного воздуха. Величина легочной вентиляции определяется глубиной дыхания, или дыхательным объемом, и частотой дыхательных движений. Во время дыхательных движений легкие человека заполняются вдыхаемым воздухом, объем которого является частью общего объема легких. Для количественного описания легочной вентиляции общую емкость легких разделили на несколько компонентов или объемов. При этом легочной емкостью называется сумма двух и более объемов.
Легочные объемы подразделяют на статические и динамические. Статические легочные объемы измеряют при завершенных дыхательных движениях без лимитирования их скорости. Динамические легочные объемы измеряют при проведении дыхательных движений с ограничением времени на их выполнение.
Легочные объемы. Объем воздуха в легких и дыхательных путях зависит от следующих показателей: 1) антропометрических индивидуальных характеристик человека и дыхательной системы; 2) свойств легочной ткани; 3) поверхностного натяжения альвеол; 4) силы, развиваемой дыхательными мышцами.
Дыхательный объем (ДО) — объем воздуха, который вдыхает и выдыхает человек во время спокойного дыхания. У взрослого человека ДО составляет примерно 500 мл. Величина ДО зависит от условий измерения (покой, нагрузка, положение тела). ДО рассчитывают как среднюю величину после измерения примерно шести спокойных дыхательных движений.
Резервный объем вдоха (РОвд) — максимальный объем воздуха, который способен вдохнуть испытуемый после спокойного вдоха. Величина РОвд составляет 1,5—1,8 л.
Резервный объем выдоха (РОвыд) — максимальный объем воздуха, который человек дополнительно может выдохнуть с уровня спокойного выдоха. Величина РОвыд ниже в горизонтальном положении, чем в вертикальном, уменьшается при ожирении. Она равна в среднем 1,0—1,4 л.
Остаточный объем (ОО) — объем воздуха, который остается в легких после максимального выдоха. Величина остаточного объема равна 1,0—1,5 л.
Исследование динамических легочных объемов представляет научный и клинический интерес и их, описание выходит за рамки курса нормальной физиологии
Легочные емкости. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) включает в себя дыхательный объем, резервный объем вдоха, резервный объем выдоха. У мужчин среднего возраста ЖЕЛ варьирует в пределах 3,5—5,0 л и более. Для женщин типичны более низкие величины (3,0—4,0 л). В Зависимости от методики измерения ЖЕЛ различают ЖЕЛ вдоха, когда после полного выдоха производится максимально глубокий вдох и ЖЕЛ выдоха, когда после полного вдоха производится максимальный выдох.
Емкость вдоха (Евд) равна сумме дыхательного объема и резервного объема вдоха. У человека Евд составляет в среднем 2,0—2,3 л.
Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) — объем воздуха в легких после спокойного выдоха. ФОЕ является суммой резервного объема выдоха и остаточного объема. ФОЕ измеряется методами газовой дилюции, или разведения газов, и плетизмографически. На величину ФОЕ существенно влияет уровень физической активности человека и положение тела: ФОЕ меньше в горизонтальном положении тела, чем в положении сидя или стоя. ФОЕ уменьшается при ожирении вследствие уменьшения общей растяжимости грудной клетки.
Общая емкость легких (ОЕЛ) — объем воздуха в легких по окончании полного вдоха. ОЕЛ рассчитывают двумя способами: ОЕЛ - ОО + ЖЕЛ или ОЕЛ - ФОЕ + Евд. ОЕЛ может быть измерена с помощью плетизмографии или методом газовой дилюции.
Измерение легочных объемов и емкостей имеет клиническое значение при исследовании функции легких у здоровых лиц и при диагностике заболевания легких человека. Измерение легочных объемов и емкостей обычно производят методами спирометрии, пневмотахометрии с интеграцией показателей и бодиплетизмографии. Статические легочные объемы могут снижаться при патологических состояниях, приводящих к ограничению расправления легких. К ним относятся нейромышечные заболевания, болезни грудной клетки, живота, поражения плевры, повышающие жесткость легочной ткани, и заболевания, вызывающие уменьшение числа функционирующих альвеол (ателектаз, резекция, рубцовые изменения легких).
43 Вопрос.
Легочная вентиляция –это оббьем воздуха , попадающего через легкие за 1 мин.
Мод(мин.объем дых.)=ДО*4Д
МОД в зависимости от интенсивности окислительных процессов в ор-ме в покое =5-8 л/мин, а при нагр. 150-180л/мин.
ДО при мах. Работе не превышает 50-60% ЖЕЛ. Увеличение МОД происходит за счет увеличения глубины дыхания и частоты.
Не весь выдыхаемый воздух достигает альвеол.
Объем газа в дыхат. путях и легких, не учавствующих в газообмене называется мертвым пространством . =140-146 мл и включ. в себя полость носа, рта, гортани, трахеи, бронхов.
Во время вдоха первая порция воздуха поступает в альвеолы из мертвого пространства .
44 Вопрос.
Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. В атмосферном воздухе содержится 20,94% кислорода, 0,03% углекислого газа, 79,3% азота. Содержание других газов очень незначительно. В выдыхаемом воздухе содержание кислорода составляет 16,3%, углекислого газа 4%, азота 79,7%. В составе воздуха легочных альвеол содержится 14,2—14,6% кислорода, 5,5—5,7% углекислого газа и 80% азота.
Различия в составе выдыхаемого и альвеолярного воздуха объясняются тем, что выдыхаемый из альвеол воздух смешивается с воздухом дыхательных путей (бронхов и трахеи). Состав воздуха дыхательных путей приближается к составу атмосферного воздуха, так как он не участвует в обмене газов между органами дыхания и кровью. Обмен газов в легких. Как было сказано в теме о строении органов дыхания, в обоих легких человека имеется множество мельчайших пузырьков, то есть альвеол, их количество достигает 750 млн., а общая площадь составляет более 100 м2.
Такая большая площадь альвеол обеспечивает интенсивный обмен газов в легких. Стенки альвеол очень тонки (0,004 мм). Они оплетены мельчайшими кровеносными сосудами, как сеткой. Во время вдоха атмосферный воздух через дыхательные пути поступает в альвеолы. Происходит обмен газов между альвеолами и стенками мельчайших кровеносных сосудов вокруг них путем диффузии. Кислород, который содержится в составе альвеолярного воздуха, переходит в кровь, а углекислый газ из крови — в альвеолы. Это происходит потому, что в альвеолярном воздухе под повышенным давлением находится кислород, а в крови — углекислый газ.
В спокойном состоянии человек поглощает из атмосферного воздуха 250—300 мл кислорода в минуту. Обмен газов в тканях. Перешедший путем диффузии из легочных альвеол в кровь кислород, соединяясь с гемоглобином красных кровяных телец — эритроцитов, доставляется ко всем тканям в организме человека. Обмен газов между кровью и тканями (клетками), так же как и газообмен между легочными альвеолами и кровеносными сосудами, происходит путем диффузии. Так как кислород в крови находится под большим давлением, он переходит в ткани, а в тканях углекислый газ, находясь под большим давлением, переходит в кровь.
Таким образом, артериальная кровь, поступившая в ткани, передает им кислород и, получая из тканей углекислый газ, превращается в венозную. Венозная кровь по верхней и нижней полым венам поступает в правое предсердие и оттуда в правый желудочек сердца. Затем венозная кровь по легочным артериям направляется к легочным альвеолам и здесь отдает углекислый газ. В легких она обогащается кислородом и превращается в артериальную кровь. Затем по легочным венам она поступает в левое предсердие, а оттуда в левый желудочек сердца. Из левого желудочка артериальная кровь поступает в аорту и, распределяясь по артериальным сосудам и мелким капиллярам, обеспечивает все ткани и клетки организма кислородом.
Парциальное давление - это давление определенного газа, входящего в состав газовой смеси, которое данный газ оказывал бы на стенки заключающей его ёмкости, если бы он один занимал весь объём смеси при температуре смеси. Парциальное давление не измеряется непосредственно, но оценивается, исходя из общего давления и состава смеси. Размерностью парциального давления служат единицы давления (в международной системе СИ - ньютоны на квадратный метр, н / м2, или кратные и дольные производные единицы, практически - миллиметры водного столба, мм водн ст, миллиметры ртутного столба, мм рт ст, многие другие единицы). Пример: парциальное давление кислорода (двуокиси углерода) в альвеолярной смеси газов. Парциальные давления газов (кислорода и двуокиси углерода) в альвеолярной смеси газов зависят от вентиляции лёгочных ацинусов и интенсивности газообмена. При постоянной интенсивности газообмена большей вентиляции соответствует большее парциальное давление кислорода и меньшее - двуокиси углерода, меньшей вентиляции соответствуют обратные изменения парциальных давлений. Эти зависимости нелинейны. Зависимость для кислорода по форме напоминает (возрастающую) степенную функцию с положительным дробным показателем. Зависимость для двуокиси углерода по форме напоминает (убывающую) степенную функцию с отрицательным дробным показателем.