Физиология дыхания

1. Легочная вентиляция, механизм вдоха и выдоха, условия изменения внутрилегочного давления.

Вентиляция легких — это смена воздуха в легких, совершаемая циклически при вдохе и выдохе. Легочную вентиляцию характеризуют прежде всего четыре основных легочных объема: дыхательный объем, резервный объем вдоха, резервный объем выдоха и остаточный объем. Вместе они составляют общую емкость легких.

Воздух, оставшиеся после обычного, спокойного выдоха (т.е. остаточный объем + резервный объем выдоха), определяется как функциональная остаточная емкость. Положение грудной клетки в конце свободного выдоха, соответствующее функциональной остаточной емкости, обычно принимается за исходное.

Механизм вдоха и выдоха. Легкие находятся внутри грудной полости и занимают почти все ее пространство. Между легкими находится сердце и крупные кровеносные сосуды. Каждое легкое одето снаружи тоненькой соединительнотканой пленкой легочной п л е в р о й. Внутренняя стенка грудной полости покрыта пристеночной плеврой. Между ними имеется герметически замкнутное пространство, заполненное плевральной жидкостью, которая уменьшает трение легких о стенки грудной полости при дыхательных движениях. Это пространство называется плевральной полостью. Легкие сообщаются с атмосферным воздухом, а плевральная полость отделена от него.

В покое спокойный выдох осуществляется при расслаблении дыхательных мышц и опускании ребер грудной клетки. Вдох как активный акт возникает вследствие работы основных дыхательных мышц межреберных и диафрагмы ( 44).

Во время вдоха объем грудной полости увеличивается, а легкие расширяются, давление воздуха в них понижается и становится ниже атмосферного. Поэтому воздух входит в легкие. При выдохе объем грудной полости уменьшается, воздух в легких сдавливается. Давление в легких становится выше атмосферного, и воздух выходит наружу. Во время прекращения дыхательных движений давление воздуха внутри легких становится равным атмосферному.

Роль плеврально г о давления. Легочная ткань является эластичной. При растяжении она стремится возвратиться в исходное положение. При этом в легочной ткани развиваются силы (эластичная тяга легких), противодействующие растяжению. В результате в плевральной полости возникает давление, которое меньше атмосферного, т. е. отрицательное давление. В этом можно убедиться, введя полую иглу, соединенную с манометром, в щель между листками плевры ( 45).

2. Значение транспульмонального давления для дыхания Условия формирования давления в плевральной полости, его величина и изменения во время вдоха и выдоха (модель Дондерса).

Разница между альвеолярным и внутриплевральным давлениями называется транспульмональным давлением. В области контакта легкого с диафрагмой транспульмональное давление на­зывается трансдиафрагмальным.

Величина и соотношение с внешним атмосферным давлением транспульмонального давления, в конечном счете, является основным фактором, вызывающим движение воздуха в воздухоносных путях легких.

Изменения альвеолярного давления взаимосвязаны с колебани­ями внутриплеврального давления.

Альвеолярное давление выше внутриплеврального и относитель­но барометрического давления является положительным на выдохе и отрицательным на вдохе. Внутриплевральное давление всегда ниже альвеолярного и всегда отрицательное в инспирацию. В экспирацию внутриплевральное давление отрицательное, поло­жительное или равно нулю в зависимости от форсированности выдоха.

На движение воздуха из внешней среды к альвеолам и обратно влияет градиент давления, возникающий на вдохе и выдохе между альвеолярным и атмосферным давлением.

Сообщение плевральной полости с внешней средой в результате нарушения герметичности грудной клетки называется пневмото­раксом. При пневмотораксе выравниваются внутриплевральное и атмосферное давления, что вызывает спадение легкого и делает невозможной его вентиляцию при дыхательных движениях грудной клетки и диафрагмы.

Усилия, которые развивают дыхательные мышцы, создают сле­дующие количественные параметры внешнего дыхания: объем (V), легочную вентиляцию (VE) и давление (Р).

Эти величины в свою очередь позволяют рассчитывать работу дыхания (W=P*ΔV), растяжимость легких, или комплианс (С = =ΔV/P), вязкое сопротивление, или резистанс (R=ΔP/V) дыха­тельных путей, ткани легких и грудной клетки.