Часть VI дыхание Глава 21. Легочное дыхание. Г. Тевс

Стадии газопереноса. Животные клетки, как правило, получают энергию в результате окислительного распада питательных веществ, поэтому к ним должен постоянно поступать кислород. В то же время нормальная жизнедеятельность клеток возможна лишь при условии удаления конечного продукта метаболизма - углекислого газа. Обмен газами между клетками и окружающей средой называется дыханием.

Дыхательные газы переносятся в организме посредством конвекционного транспорта и диффузионного транспорта. Для переноса веществ на сравнительно большие расстояния служат процессы конвекционного транспорта-легочная вентиляция и транспорт газов кровью. Диффузионный транспорт (в легочных альвеолах и омываемых кровью тканях) служит для переноса газов лишь на короткие расстояния (менее 0,1 мм). При этом он играет важнейшую роль в переносе О₂ и СО₂ в замкнутую систему кровообращения и из нее. Четыре основные стадии газопереноса схематично изображены на рис. 21.1 (в качестве примера приведен транспорт кислорода). Перенос кислорода из окружающей среды в те части организма, где он поглощается клетками, происходит через ряд этапов в последовательности:

1. конвекционный транспорт в альвеолы (вентиляция);

2. диффузия из альвеол в кровь легочных капилляров;

3. конвекционный перенос кровью к капиллярам тканей;

4) диффузия из капилляров в окружающие ткани.

Процесс удаления диоксида углерода - газообразного конечного продукта клеточного окислительного метаболизма - включает те же четыре стадии в обратной последовательности.

Первая и вторая стадии вместе называются легочным (внешним) дыханием. Третья стадия носит название транспорта газов кровью, а четвертая -тканевого (внутреннего) дыхания.

21.1. Дыхательные движения Дыхательные экскурсии грудной клетки

Изменения формы грудной клетки обусловлены движениями ребер и диафрагмы.

Движения ребер. Ребра соединены подвижными сочленениями с телами и поперечными отростками

Рис. 21.1. Путь транспорта кислорода у человека (показан красными стрелками)

Ш ЧАСТЬ VI. ДЫХАНИЕ

позвонков. Через эта две точки фиксации проходит ось, вокруг которой могут вращаться ребра. Когда в результате сокращения инспираторных мышц ребра поднимаются, размеры грудной клетки увеличиваются как в боковом, так и в передне-заднем направлении (рис. 21.2, А). Соответственно, когда ребра опускаются, объем грудной клетки уменьшается.

Ось вращения верхних ребер расположена почти поперечно; что же касается оси поворота нижних ребер, то она занимает более сагиттальное положение [28]. В связи с этим ири вдохе верхние отделы грудной клетки увеличиваются в основном в передне-заднем, а нижние-в боковом направлении. Кроме того, поднятие нижних ребер приводит к большему увеличению объема грудной клетки.

Существует простой способ измерении подвижности грудной клетки. Он состоит в том, что определяют окружность грудной клетки при максимальном вдохе и

Рис. 21.2. А Расширение грудной клетки в поперечнике (в направлении красных стрелок) при вдохе. Б. Схема расположения волокон межреберных мышц (показаны красным) и направлений их растяжения при вдохе и выдохе.

Рис. 21.3. Вспомогательные дыхательные мышцы. А. Вспомогательные экспираторные мышцы. Б. Важнейшие вспомогательные инспираторные мышцы [41

максимальном выдохе. Сантиметр проводят непосредственно через подмышечные впадины; при этом исследуемый должен держать руки «по швам». У здоровых молодых мужчин разница между окружностью грудной клетки в положениях вдоха и выдоха должна составлять 7-10 см, а у женщин - 5-8 см.

Поднятие ребер при вдохе обусловлено в основном сокращениями наружных межреберных мышц (рис. 21.2, Б) [6, 28]. Их волокна ориентированы таким образом, что точка прикрепления к нижележащему ребру расположена дальше от центра вращения, чем точка прикрепления к вышележащему ребру. В связи с этим при сокращении таких мышц на нижележащее ребро действует больший момент силы, и оно подтягивается к вышележащему. В результате за счет наружных межреберных мышц грудная клетка поднимается. В нормальных условиях большая часть внутренних межреберных мышц участвует в акте выдоха. Волокна этих мышц ориентированы таким образом, что при их сокращении вышележащее ребро подтягивается к нижележащему, и вся грудная клетка опускается.

Когда требуется усилить деятельность дыхательного аппарата, в частности при затрудненном дыхании, могут включаться кроме основных вспомогательные мышцы [28]. К вспомогательным инспираторным мышцам относятся все мышцы, прикрепляющиеся к костям плечевого пояса, черепу или позвоночнику и способные поднимать ребра. Важнейшие из них - это большие и малые грудные, лестничные, грудино-ключично-сосцевидные и, частично, зубчатые мышцы (рис. 21.3). Для того чтобы эти мышцы могли участвовать в акте вдоха, необходимо, чтобы участки их прикрепления были зафиксированы. Типичным примером служит поведение больного с затрудненным