105. Строение воздухоносных путей человека. Регуляция просвета бронхов.

ВП включают полость носа, носовую, ротовую и гортанную часть глотки, гортань, трахею, бронхи и бронхиолы. Левая и правая половины полости носа открываются хоанами в носоглотку. Гортань состоит из трёх непарных (перстневидного, щитовидного, надгортанного) и трёх парных (черпаловидных, клиновидных, рожковидных) хрящей, а также суставов, связок и поперечнополосатых мышц. Гортань участвует в проведении воздуха и образовании звука, так как на боковых её стенках расположены голосовые связки. Гортань переходит в трахею. На уровне IV-V грудных позвонков трахея делится на 2 главных бронха, которые входят в лёгкие и ветвятся, образуя бронхиальное дерево. Через левый бронх перегибается дуга аорты, а над правым бронхом проходит непарная вена.

Регуляция просвета дыхательных путей

1.Нервная регуляция:

А) Парасимпатическая НС (Х пара черепных нервов):

- через АХ и М-холинорецепторы суживает бронхи;

- через пептид Р суживает бронхи;

- через медиатор ВИП расширяет бронхи.

Б) Симпатическая НС через адреналин надпочечников (β₂-адренорецепторы) расширяет бронхи.

2.Гуморальная регуляция:

Гистамин (через Н₁ рецепторы), серотонин, брадикинин суживают бронхи; гистамин (через Н₂ рецепторы),глюкокортикоиды, адреналин – расширяют.

106. Строение легких. Особенности кровоснабжения легких

Лёгкие расположены в грудной клетке и основаниями прилегают к диафрагме. С внутренней вогнутой стороны каждого лёгкого имеются ворота, куда входят главный бронх, лёгочная и бронхиальная артерии, нервы, а выходят лёгочные вены и лимфатические сосуды. Все образования, входящие и выходящие из легкого, называются корнем легкого. Борозды делят правое легкое на 3 доли, левое - на 2. Доли легкого делятся на сегменты, а сегменты на дольки. Главные бронхи входят в лёгкие и делятся на долевые, сегментарные, дольковые, концевые и дыхательные бронхиолы.

В верхушку каждой дольки входит дольковая бронхиола. В дольке она разветвляется на 3-7 концевых (терминальных) бронхиол, а каждая концевая бронхиола делится на 14-16 дыхательных (респираторных) бронхиол. Стенки трахеи и главных бронхов состоят из хрящевых полуколец, бронхи других порядков приобретают хрящевые кольца. В дольковых бронхиолах хрящевые элементы постепенно исчезают и в концевых и дыхательных их нет совсем. Но в них увеличивается количество гладких мышц и волокон, особенно эластических. Слизистая оболочка выстлана однослойным кубическим реснитчатым эпителием. В дыхательных бронхиолах клетки утрачивают реснички и железы.

Функциональная единица лёгкого - ацинус. Он включает одну концевую бронхиолу с её разветвлениями (дыхательными бронхиолами), альвеолярные ходы, альвеолы и мешочки. В одном лёгком 300-400 млн. альвеол. Общая поверхность альвеол двух лёгких при вдохе составляет 80-120 м². Каждая альвеола окружена капиллярами малого круга кровообращения.

Стенка альвеолы состоит из 1 слоя эпителиальных клеток, расположенных на базальной мембране. Одни клетки участвуют в газообмене, другие вырабатывают на внутреннюю поверхность альвеол сурфактант. Сурфактант содержит белки, полисахариды, фосфолипиды и другие вещества. Он снижает поверхностное натяжение жидкости, покрывающей альвеолы (особенно при вдохе), предотвращает слипание (ателектаз) альвеол, важен при первом вдохе новорождённого, обладает бактерицидными свойствами, защищает альвеолы от действия перекисей и окислителей, облегчает диффузию кислорода из альвеол в кровь, увеличивает ЖЕЛ.

Опорным каркасом лёгкого являются хрящи, гладкие мышцы и волокна.

Кровообращение в лёгких осуществляется по двум кругам. Артериальная кровь из большого круга кровообращения поступает по бронхиальным артериям в лёгкие и питает их артериальной кровью; капилляры малого круга несут к альвеолам венозную кровь. Здесь осуществляется газообмен с альвеолярным воздухом. Лёгкие - единственный орган, через который проходит весь минутный объем крови. В горизонтальном положении объем крови (600 мл) в сосудах лёгких выше, чем в положении стоя. Лёгочные сосуды - малого давления: систолическое давление 20-25, диастолическое - 10-15 мм рт. ст. Поэтому на кровоток лёгких в вертикальном положении влияет гидростатическое давление столба крови.

Лёгкие и стенки грудной полости покрыты серозной оболочкой - плеврой. Лёгочная плевра (висцеральная) плотно срастается с лёгочной тканью каждого лёгкого. В области ворот лёгкого висцеральная плевра переходит в пристеночную (париетальную). Между листками легочной и пристеночной плевры имеется узкая щель (5-10 мкм), содержащая серозную жидкость (похожую на лимфу).

Между двумя лёгкими находится средостение. Оно заполнено клетчаткой, содержит сердце, трахею, пищевод, главные бронхи, тимус, сосуды, нервы.

О.к. легких- Артериальная кровь для питания легких и бронхов поступает по бронхиальным артериям из грудной аорты. Венозная кровь оттекает, преимущественно, в непарную и полунепарную вены.Из малого круга кровообращения венозная кровь по легочным артериям попадает в легкие где происходит газообмен. Артериальная кровь по 4 легочным венам поступает в левое предсердие.

107. Механизм вдоха и выдоха. ЖЕЛ.

Вдох – это инспирация, выдох – экспирация. Вдох и выдох совершаются за счёт сокращений дыхательных поперечнополосатых мышц. Они на протяжении всей жизни ритмически сокращаются. Основные дыхательные мышцы ‑ это диафрагма, наружные косые межрёберные и межхрящевые. В результате спокойного вдоха верхняя часть диафрагмы смещается вниз, и объём грудной полости увеличивается в вертикальном направлении. Сокращение наружных межрёберных и межхрящевых мышц приводит к увеличению объема грудной полости в сагиттальном и фронтальном направлениях. При глубоком дыхании в акте вдоха участвует ряд вспомогательных дыхательных мышц (мышцы шеи, груди, спины). Давление в плевральной щели ниже атмосферного (4 мм рт.ст.) и его называют отрицательным. К концу спокойного вдоха оно снижается до 5-7 мм рт.ст. При максимальном вдохе оно снижается до 15-20 мм рт.ст. В результате понижения давления в плевральной полости воздух в лёгких расширяется, а его давление в альвеолах становится ниже атмосферного. Из-за разности между давлением в окружающей среде и в альвеолах наружный воздух поступает по ВП в альвеолы.

Отрицательное давление в плевральной полости обусловлено эластической тягой легких – силой, с которой легкие постоянно стремятся уменьшить свой объем. Этому способствует наличие в альвеолах эластических волокон и наличие сурфактанта.

Отрицательное внутриплевральное давление и увеличение его во время вдоха имеет большое физиологическое значение. За счет него альвеолы всегда находятся в растянутом состоянии, оно обеспечивает венозный возврат крови к сердцу и улучшает кровообращение в легочном круге, особенно в фазу вдоха. Оно способствует продвижению пищевого комка по пищеводу, в нижнем отделе которого давление ниже атмосферного.

Выдох при спокойном дыхании происходит пассивно, при этом инспираторные мышцы расслабляются. Силы, обеспечивающие спокойный выдох: масса грудной клетки, которая возвращается к исходному состоянию под действием силы тяжести; эластическая тяга легких; давление органов брюшной полости; эластическая тяга скрученных во время вдоха реберных хрящей. В результате воздух в альвеолах сжимается, его давление становится выше атмосферного, и он начинает выходить наружу. Когда эластическая тяга лёгких уравновесится понижающим давлением в плевральной полости, выдох заканчивается. На выдохе давление в плевральной полости составляет 2-3 мм рт.ст., а при максимальном выдохе равно 0 - 1-2 мм рт. ст. В активном выдохе участвуют экспираторные мышцы: внутренние межреберные, мышцы живота.

При попадании в плевральную полость воздуха легкие сжимаются и газообмен прекращается – наступает пневмоторакс. Если попадает немного воздуха, то легкое частично сжимается. Это закрытый пневмоторакс. Вскоре воздух всасывается и легкое расправляется. При ранениях или грудных операциях давление вокруг легких выравнивается с атмосферным и легкие спадаются полностью. Это открытый пневмоторакс, несовместимый с жизнью.

Объемы вентиляции легких:

1. Дыхательный объем (ДО) – 500 мл воздуха за один спокойный вдох или выдох.

2. Резервный объем вдоха – 2000-2500 мл –максимальное количество воздуха, которое можно вдохнуть после нормального вдоха.

3. Резервный объем выдоха – 1500 мл – максимальное количество воздуха, которое можно выдохнуть после спокойного вдоха.

4. Остаточный объем – 1000-1200 мл – объем воздуха в легких после максимального выдоха.

5. Жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ) – 3500-4000 мл – наибольшее количество воздуха, которое можно выдохнуть после максимально глубокого вдоха.

6. Минутный объем дыхания (МОД) – количество воздуха, поступившее в легкие за 1 минуту.

МОД = ДО * ЧДД.

Воздух, находящийся в ВП (кроме дыхательных бронхиол), не участвует в газообмене. Поэтому эти пути называют анатомически мертвым пространством. Объем воздуха здесь равен 150 мл, или 1/3 от дыхательного объема.

108. Газообмен в легких. Транспорт кислорода кровью.

Газообмен в легких совершается в результате диффузии О₂ из альвеолярного воздуха в кровь (500 л в сутки) и СО₂ из крови капилляров малого круга в альвеолярный воздух (430 л в сутки).

Этот процесс осуществляется диффузией газов через аэрогематический барьер толщиной 0,4-1,5 мкм. Барьер включает сурфактант, альвеолоцит, интерстиций, эндотелий капилляра. Движущей силой газообмена является разность между парциальным давлением О₂ и СО₂ в альвеолярной газовой смеси (АГС) и напряжением этих газов в крови.

Парц.д. - это давление, которое составляет газ в газовой смеси.

Парц.д. газов в крови называется их напряжением (РО₂, РСО₂). Вдыхаемый воздух содержит около 21% О₂, 0,03% СО₂, 79% N₂, пары воды, инертные газы. Выдыхаемый воздух содержит 16,3% О₂, 4,0-4,5% СО₂, большее количество паров воды и почти столько же азота.

Газы	АГС	Венозная кровь в капиллярах малого круга кровообращения
О2	110 Hg (мм рт.ст.)	40 Hg
CO2	40 Hg	47 Hg

3. Транспорт газов кровью. а) Транспорт кислорода.

Воздух поступает в легкие, а затем в капилляры малого круга. Там около 2% О₂ переносится плазмой крови, а 98% О₂ поступает в эритроциты и соединяется с гемоглобином (НHb), образуя оксигемоглобин НHbO₂. Это происходит благодаря высокому парциальному давлению O₂ в альвеолах. Так как напряжение O₂ в артериальной крови 102-96 Hg, в тканевой жидкости 20-40 Hg, а в клетках 0-1 мм рт.ст., то HbO₂ диссоциирует с образованием восстановленного гемоглобина НHb и О₂. О₂ поступает в тканевую жидкость, а затем в клетки, а НHb вновь перемещается к легким. Диссоциации помогают накопление CO₂ в тканях, сдвиг реакции крови в кислую сторону, повышение температуры.

Максимальное количество О₂, которое может связать кровь при полном насыщении гемоглобина кислородом, называется кислородной ёмкостью крови. В норме в 1 л артериальной крови содержится 180-200 мл О₂. В капиллярах тканей, где концентрация СО₂ в крови увеличена, способность Hb удерживать О₂ уменьшается и это облегчает его отдачу клеткам. В альвеолах, где часть СО₂ выходит в альвеолярный воздух, Hb вновь связывается с О₂.

109. газообмен в тканях. Транспорт СО₂ кровью.

б) Транспорт углекислого газа.

Из клеток, где большое содержание СО₂ (60 мм рт.ст.), этот газ поступает в тканевую жидкость (47 мм рт. ст.), а затем в артериальную кровь (40 мм рт.ст.) капилляров и транспортируется к легким. СО₂ переносится плазмой крови и эритроцитами. В эритроцитах имеется фермент карбоангидраза, под влиянием которой СО₂ соединяется с Н₂О, образуя Н₂СО₃, которая диссоциирует на Н⁺ и НСО₃^-.

В плазме СО₂ переносится в виде свободной углекислоты (4%), в виде Н₂СО₃ (2%), но в основном в виде NaHCO₃ (33%). Это происходит так: часть НСО₃^- выходит из эритроцитов в плазму. На место НСО₃^-в эритроцит из плазмы поступают CI^-. В плазме остаются Na⁺ и соединяются с НСО₃^-, образуя NaHCO₃.

В эритроцитах часть НСО₃^- соединяется с К⁺, образуя КНСО₃. (14%). Кроме этого СО₂ соединяется с Hb, образуя карбгемоглобин (HbСО₂) (5%).

Для связывания СО₂ большое значение имеют свойства Hb как кислоты. Оксигемоглобин - более сильная кислота, чем Н₂СО₃, а дезоксигемоглобин - более слабая. Поэтому в артериальной крови НHbO₂ вытесняет ионы калия из бикарбоната и переносится в виде соли КHbO₂. Эта соль в тканевых капиллярах с высоким содержанием СО₂ легко отдает О₂, образуя восстановленный гемоглобин (НHb), КНСО₃ и О₂, а СО₂ сразу же соединяется с НHb, образуя НHbСО₂.

В капиллярах малого круга в легких напряжение СО₂, снижается и вначале удаляется СО₂, растворимый в плазме, затем СО₂ при расщеплении НHbСО₂. СО₂ выходит в альвеолы, а О₂ из воздуха поступает в кровь и вступает в реакцию с Hb, образуя НHbO₂. Оксигемоглобин как более сильная кислота, чем угольная вступает в реакцию с бикарбонатами и вытесняет из них Н₂СО₃. В капиллярах легких свободная Н₂СО₃ с помощью карбоангидразы расщепляется на СО₂ и Н₂О и СО₂ выходит в альвеолярный воздух.

110. Понятие о дыхательном центре. Его локализация и строение. Автоматия дыхательного центра.