2. Функциональные резервы внешнего дыхания

ЦЕЛЬ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ: вентиляция легких  газообмен между атмосферным воздухом и альвеолярной газовой смесью по градиенту концентрации газов, молекулы которых создают парциальное давление [Р] пропорциональное концентрации газа [C], согласно закону газовой динамики:

Р газа = С газа

Концентрация О₂ преобладает в атмосфере и его конвекция направлена в альвеолы лёгких в фазах вдоха. Концентрация СО₂ преобладает в альвеолах и конвекция направлена в атмосферу в фазах выдоха.

Вентиляция лёгких на стадии внешнего дыхания поддерживает газовый баланс внутренней среды и кислородные потребности организма для всех проявлений жизнедеятельности человека.

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ РЕЗЕРВЫ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ –

оцениваются физиологическими пределами адаптивной изменчивости параметров лёгочной вентиляции: частоты дыхания (ЧД), дыхательного объёма (ДО), минутного объёма дыхания (МОД или ЛВ).

1} Частота дыхания (чд) – количество дыхательных циклов в мин.:

min = 12-14 ц./мин., max = до 50-60 ц./мин.

2} Глубина дыхания или дыхательный объём (до)

min за 1 цикл (вдох) = 400-600 мл, max = до 2,5 л/цикл

3} Минутный объём дыхания (мод) или обьём лёгочной вентиляции (лв) – прямо пропорционален частоте и глубине дыхания:

min = 6 – 8 л/мин., max = до 190 – 200 л/мин.

(Примечание: максимальная вентиляция лёгких оценивается у тренированных спортсменов в лабораторных условиях только в течение 10 – 15 сек. при макс. частоте и глубине дыхания, т.к. гипервентиляция может привести к нарушению газового баланса и потере сознания).

Вентиляция лёгких и непрерывный газообмен организма с атмосферным воздухом, обеспечивающий поглощение О₂ и выделение СО₂ в соответствии с метаболическим запросом организма и условиями его мышечной деятельности, обеспечивается механизмами нейрогенной рефлекторной регуляции с участием:

<> хеморецепторов стенок сосудов, реагирующих на изменения напряжения газов и степени ацидоза – избытка СО₂ , Н и молочной кислоты;

<> механорецепторов лёгкого, реагирующих на изменение объёмов альвеолярной вентиляции;

<> проприорецепторов дыхательных мышц, реагирующих на ритмику сокращения дыхательных мышц и диафрагмы.

3. Диффузия газов в лёгких

Зависит от соотношения объемов поглощения и выделения О₂/СО₂, создающих концентрацию и парциальное давление газов в альвеолах для последующего перехода в кровь.

Параметры газообмена:

поглощение О₂ = 250–300 мл/мин., за сутки ~ 500 л О₂.

выделение СО₂ = 200–250 мл/мин., за сутки – 430 л СО₂

МЕХАНИЗМ ДИФФУЗИИ:

I фаза – быстрое насыщение кислородом эритроцитов крови в альвеолярных капиллярах до парциального напряжения газа 90 мм. рт. ст. при высоком градиенте парциального давления О₂ в альвеолах и парциального напряжения О₂ в крови в течение 0,1 сек.

II фаза – замедленное насыщение крови в течение следующих 0,2 сек. до парциального напряжения 100 мм. рт. ст., т.к. диффузия ограничивается уже достигнутой кислородной ёмкостью (кислородным насыщением) эритроцитов.

Факторы, определяющие и ограничивающие

диффузионную способность легких

<> Длительность контакта газ/кровь - не менее 0,3 сек.;

<> Скорость вентиляции, глубина вентиляции и скорость кровотока в сосудах: при физической нагрузке и увеличении параметров вентиляции и гемодинамики объём диффузии снижается;

<> Состояние альвеолярно-капиллярной мембраны, наличие уплотнений эпителиальной ткани (вследствие курения, хронического засорения частицами пепла и загрязнённого воздуха);

<> Содержание эритроцитов и гемоглобина /Нb/ в крови, определяющих оптимальную оксигенацию крови – насыщение О₂.

ЛЕКЦИЯ 9

ТРАНСПОРТ ГАЗОВ И ДИСТАНЦИОННОЕ

ПОТРЕБЛЕНИЕ КИСЛОРОДА ТКАНЯМИ

ПЛАН ЛЕКЦИИ

1. Кислородный резерв организма.

2. Транспорт дыхательных газов.

3. Дистанционное потребление кислорода.

4. Тканевое дыхание – определяющие и лимитирующие факторы.

1. КИСЛОРОДНЫЙ РЕЗЕРВ ОРГАНИЗМА

Организм человека как открытая система постоянно участвует в природном газообмене биосферы в связи с необходимостью поддержания газового баланса О₂/СО₂ – условия жизнедеятельности, дыхания тканей, термодинамики, адаптивных процессов пластического обновления и энергетического обеспечения.

Общие резервы О₂ и жизненной энергии в составе молекулярного кислорода ограничены и составляют:

1> в растворенном виде ~ 0,3 мл/100 мл крови или ~ 50 мл в ООК - влияет на парциальное напряжение кислорода в крови;

2> в альвеолярной газовой смеси остается ~ 400 мл после вентиляции;

3> в обратимой химической связи с Hb + О₂ (оксигемоглобин) ~ 20 мл О₂/100 мл крови, в том числе

К Е К артерий ~ 300 мл [~ в 1,5л арт. крови]

К Е К вен ~ 480–500 мл [ в 4л вен. крови]

4> в обратимой связи Мb + О₂ (оксимиоглобин) в мышечных клетках ~ 240 мл О₂

Общий кислородный резерв организма человека составляет примерно 1,0 – 1,5 л О₂ . и быстро расходуется в условиях физических нагрузок, что требует непрерывной оксигенации крови и регуляции доставки кислорода к тканям мозга, сердца и мышц.