2. Легочное дыхание. Механизм вдоха и выдоха

2.1. Типы дыхания

В зависимости от того, связано ли увеличение объема грудной полости при нормальном дыхании преимущественно с поднятием ребер или уплощением диафрагмы, различают реберный (грудной) и брюшной типы дыхания.

2.2. Дыхательные мышцы

Изменения объёма грудной клетки осуществляются за счёт сокращений дыхательных мышц. Инспираторные мышцы (мышцы, обеспечивающие вдох) увеличивают объём грудной клетки, экспираторные – уменьшают. К инспираторным мышцам относятся: диафрагма, наружные косые межрёберные и межхрящевые мышцы. Поднятие ребер при вдохе обусловлено, в основном, сокращением наружных межреберных мышц. Внутренние межреберные мышцы участвуют в акте выдоха. При спокойном дыхании купол диафрагмы перемещается на 1,5 см, в акте дыхания участвуют межрёберные мышцы верхних 3-5 межрёберных промежутков. При очень глубоком дыхании в акте вдоха принимают участие вспомогательные дыхательные мышцы: лестничная, большая и малая грудные, передняя зубчатая. При затруднённом дыхании включаются дополнительные мышцы: разгибающие позвоночник и мышцы, обеспечивающие увеличение объема грудной клетки при фиксации верхних конечностей опорой на руки – трапециевидная, ромбовидные и мышца, поднимающая лопатку. При активном глубоком выдохе сокращаются мышцы брюшной стенки (косые, поперечная и прямая).

2.3. Механика дыхания

Под этим термином понимается соотношение между давлением и объемом, или давлением и расходом воздуха во время дыхательного цикла.

Вдох

Поступление воздуха в альвеолы обусловлено разностью давлений между атмосферой и альвеолами, которая возникает в результате увеличения объема грудной клетки, плевральной полости и соответственно – альвеол. В результате сокращения межрёберных мышц (поднимают рёбра, что увеличивает передне-задний и боковой размеры грудной полости) и диафрагмы (купол её опускается, увеличивается вертикальный размер) объём грудной полости увеличивается, давление в герметичной плевральной полости становится более отрицательным, лёгкие растягиваются, в альвеолах снижается давление до -6 мм.рт.ст. по отношению к атмосферному. Создаётся разность давления между атмосферой и альвеолами, атмосферный воздух поступает по градиенту давления в альвеолы.

Выдох

Дыхательные мышцы расслабляются, под действием эластической тяги лёгких, силы тяжести грудной клетки объём её уменьшается, внутриплевральное давление становится менее отрицательным, объём легких уменьшается, давление в альвеолах становится выше атмосферного, и воздух из альвеол и дыхательных путей удаляется в атмосферу. Вдох происходит активно, а спокойный выдох – пассивно.

2.4. Значение отрицательного внутриплеврального давления для дыхания

Легкие покрыты серозной оболочкой – плеврой, висцеральный листок которой непосредственно переходит в виде париетального листка на внутреннюю поверхность грудной стенки, образуя замкнутую плевральную полость. Плевра секретирует жидкость, имеющую близкий состав к лимфе, серозной жидкости перикарда и брюшины. Плевральная жидкость облегчает скольжение легких, уменьшая силы трения, обладает бактерицидным действием. Благодаря эластической тяге легких, легкие не полностью заполняют грудную полость, и в герметичной плевральной полости сохраняется давление на 3 мм. рт. ст. ниже атмосферного в конце спокойного выдоха. Во время вдоха вследствие увеличения объема грудной полости оно возрастает до 6 – 9, а при максимально глубоком вдохе разность давления может составить 20 мм.рт.ст. Разница между внутриплевральным и атмосферным давлением отрицательна лишь потому, что представляет собой не абсолютную величину давления, а разницу между двумя значениями. Благодаря отрицательному давлению в плевральной полости, лёгкие постоянно находятся в растянутом состоянии и следуют за грудной клеткой, обеспечивая эффективность вдоха; отрицательное внутригрудное давление облегчает приток венозной крови и лимфы в сосуды, локализованные в грудной полости.

Пневмоторакс – это патологическое состояние, обусловленное потерей герметичности и попаданием воздуха в плевральную полость с выравниванием внутриплеврального давления с атмосферным. Виды пневмоторакса: открытый, закрытый, клапанный (напряжённый); односторонний, двусторонний; искусственный (лечебный или диагностический). При пневмотораксе на стороне повреждения транспульмональное давление уменьшается, при вдохе объем легкого не увеличивается, уменьшается вентиляция легкого, что создает предпосылки для развития кислородного голодания организма. Смещение органов средостения в сторону плевральной полости с более низким давлением может затруднить приток венозной крови к сердцу и вызвать опасное для жизни падение сердечного выброса. В сочетании с имеющим место при травмах кровотечением, болью все эти факторы могут привести к развитию плевро-пульмонального шока.