Фи зиология: минимум знаний на 3 балла
Д ы х а н и е
Дыхание– это совокупность процессов, которые обеспечивают газообмен между клетками и окружающей средой.Пять этапов: (1) вентиляция легких (газообмен между атмосферой и альвеолярным пространством); (2) газообмен в легких (между альвеолярным пространством и кровью); транспорт газов кровью; (4) газообмен в тканях (между кровью и клетками); (5) окислительные процессы в клетках.Примечание:(1) и (2) этапы – это внешнее дыхание; (4) и (5) этапы – это внутреннее дыхание.Дыхательный аппарат состоит из грудной клетки, воздухоносных путей и легких.Грудная клеткавыполняет защитную и насосную функции.Воздухоносные путиочищают, согревают и увлажняют вдыхаемый воздух. Кроме того, они являются важной рефлексогенной зоной (защитные кашлевой и чихательный рефлексы, регуляция дыхания).Легкие: главная функция – газообмен. Негазообменные функции легких – защитная (аэрогематический барьер), выделительная, терморегуляторная, голосообразующая (речевая), а также функция выработки одних и инактивации других биологически активных веществ.
Вентиляция легких
Механизм вдоха:Вдох всегда активный - (1) за счет сокращения инспираторных мышц (диафрагмы и наружных межреберных мышц) происходит (2) увеличение объема грудной клетки, (3) увеличивается объем легких, т.к. легкие пассивно следуют за грудной клеткой (за счет сил молекулярного сцепления жидкости, заполняющей плевральную полость).Примечание:плевральная полость – это узкая капиллярная щель (7-10 мкм) между листками висцеральной и париетальной плевры, заполненная плевральной жидкостью). (4) Расширение легких приводит к понижению внутриальвеолярного давления – и воздух из атмосферы входит в легкие.Примечание:при форсированном вдохе дополнительно сокращаются мышцы плечевого пояса (при фиксированных верхних конечностях).
Механизм выдоха:Выдох в покое пассивный – (1) расслабление инспираторных мышц приводит к (2) уменьшению объема грудной клетки и (3) легких. Уменьшение объема легких приводит к повышению внутриальвеолярного давления – и воздух из легких выходит в атмосферу.Примечание:главный фактор, обеспечивающий выдох – эластическая тяга легких.Эластическая тяга легких (ЭТЛ)– это сила, с которой легкие стремятся уменьшить свой объем. ЭТЛ на 1/3 обеспечивается эластичностью тканей легкого и на 2/3 – силой поверхностного натяжения тонкого слоя жидкости на внутренней поверхности альвеол. Сила поверхностного натяжения жидкости в альвеолах в 8-10 раз меньше, чем сила поверхностного натяжения чистой воды, потому что в ней присутствуетсурфактант– поверхностно активное вещество (смесь фосфолипидов, белков и ионов кальция). Сурфактант секретируется специальными альвеолоцитами. При отсутствии сурфактанта в легких новорожденного ЭТЛ слишком велика, легкое не может растягиваться и остается спавшимся (ателектаз, дистресс новорожденного).Примечание: при форсированном выдохе происходит сокращение экспираторных мышц (мышц брюшного пресса и внутренних межреберных мышц). Выдох становится активным.
Отрицательное давление в плевральной полостиявляется следствием растяжения легких (а не причиной).Объяснение:у новорожденного объем легких полностью соответствует объему грудной полости. Грудная полость заполнена нерастянутыми легкими, поэтому большую часть дыхательного цикла давление в плевральной полости равно 0 (атмосферное) и становится немного отрицательным только на высоте вдоха (-1,5 мм рт.ст), когда легкие растягиваются и появляется ЭТЛ. В процессе роста объем грудной клетки увеличивается гораздо быстрее, чем объем легких. У взрослого человека легкие заполняют все грудную полость только потому, что они все время растянуты.Поэтому давление в плевральной полости всегда отрицательное (оно меньше атмосферного на величину ЭТЛ). Доказательством того, что легкие все время растянуты, служитпневмоторакс(поступление воздуха в плевральную полость, например, при нарушении герметичности грудной клетки). При пневмотораксе легкие спадаются до своего анатомического объема (за счет ЭТЛ), а грудная клетка немного расширяется.Значение отрицательного давления в плевральной полости:(1) увеличивает амплитуду движений диафрагмы во время дыхательного цикла (за счет отрицательного давления в плевральной полости и положительного давления в брюшной полости), (2) поддерживает открытый просвет мелких бронхиол и артериол (за счет эластической тяги альвеол, окружающих мелкую бронхиолу или артериолу), (3) способствует движению венозной крови (и лимфы) по направлению к сердцу (присасывающая роль грудной клетки), (4) имеет важное диагностическое значение (по величине отрицательного давления в плевральной полости судим о величине ЭТЛ).Измерение давления в плевральной полости:(1) прямой метод – прокол грудной стенки и введение в плевральную полость иглы, связанной с манометром; (2) непрямой метод – измерение давления с помощью зонда, введенного в пищевод (внутрипищеводное давление соответствует давлению в плевральной полости). В конце выдоха давление = -3-6 мм рт.ст (объем легкого уменьшился, ЭТЛ уменьшилась), а в конце вдоха давление = -6-9 мм рт.ст (объем легкого увеличился, ЭТЛ увеличилась).
ПОКАЗАТЕЛИ СОСТОЯНИЯ ДЫХАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
(1) статические показатели (л, мл): (2) динамические показатели (л/мин)
легочные объемы (4 объема) (показатели вентиляции):
легочные емкости (4 емкости) МОД – минутный объем дыхания;
АВ – альвеолярная вентиляция;
МВЛ – максимальная вентиляция
(3) показатели бронхиальной проходимости (л/сек)
(объемная скорость движения воздуха):
пневмотахометрические показатели;
объем форсированного выдоха (ОФВ1)
ЛЕГОЧНЫЕ ОБЪЕМЫ
(1) дыхательный объем(ДО) – объем воздуха, который мы вдыхаем (и выдыхаем) во время одного спокойного вдоха (и выдоха) – 500 мл. Определяется методом спирометрии.
(2) резервный объем вдоха(РОвд) – объем воздуха, который мы можем вдохнуть после спокойного вдоха – 2000 мл. Определяется методом спирометрии.
(3) резервный объем выдоха(РОвыд)– объем воздуха, который мы можем выдохнуть после спокойного выдоха – 1500 мл. Определяется методом спирометрии.
(4) остаточный объем(ОО) – объем воздуха, который остается в легких после максимального выдоха – 1000 мл. Определяется методом разведения индикатора (гелий).
ЛЕГОЧНЫЕ ЕМКОСТИ (каждая емкость состоит из 2-х и более объемов)
(1) жизненная емкость легких(ЖЕЛ) – максимальный объем воздуха, который мы можем выдохнуть после максимально глубокого вдоха (ДО + РОвд+ РОвыд) = 4-5 литров (значение:показатель общего физического развития). Определяется методом спирометрии.
(2) емкость вдоха– максимальный объем воздуха, который мы можем вдохнуть после спокойного выдоха (ДО + РОвд). Определяется методом спирометрии.
(3) функциональная остаточная емкость(ФОЕ) – объем воздуха, который остается в легких после спокойного выдоха (РОвыд+ ОО) = 2500 мл (значение:показатель состояния эластической тяги легких. При снижении ЭТЛ этот показатель увеличивается). Определяется методом плетизмографии, разведения индикатора.
(4) общая емкость легких(ОЕЛ) – объем воздуха, который находится в легких после максимально глубокого вдоха (сумма всех 4-х объемов) = 5-6 литров. Определяется методом плетизмографии, разведения индикатора.
ПОКАЗАТЕЛИ ВЕНТИЛЯЦИИ
Минутный объем дыхания(МОД) – объем воздуха, который проходит через легкие за минуту. МОД = ДО (дыхательный объем) х ЧД (частота дыхания) = 6-8 л/мин
Альвеолярная вентиляция(АВ) – объем воздуха, который проходит через альвеолярное пространство за минуту и участвует в газообмене.
АВ = (ДО – ОМП) х ЧД, где ОМП - объем мертвого пространства (150 мл - объем дыхательных путей, в котором не происходит газообмен). Например, АВ = (500 – 150) х 12 = 4200 мл/мин
Максимальная вентиляция легких(МВЛ) – максимальный объем воздуха, который может пройти через легкие за минуту (при максимально возможной глубине и частоте дыхания). Показывает резервные возможности дыхательного аппарата. Достигает 180 л/мин. (Исследование проводится 10-15 сек).
ИССЛЕДОВАНИЕ БРОНХИАЛЬНОЙ ПРОХОДИМОСТИ
Пневмотахометрия– определение объемной скорости движения воздуха (л/сек) через датчик во время (а) форсированного вдоха и (б) форсированного выдоха. При увеличении сопротивления дыхательных путей пневмотахометрические показатели уменьшаются.
Определение объема форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ1) – во время спирометрического исследования пациент должен сделать максимальный вдох, задержать дыхание на вдохе, а потом как можно быстрее выдохнуть. За первую секунду форсированного выдоха в норме он должен выдохнуть 70% от форсированной жизненной емкости легких. При увеличении сопротивления дыхательных путей этот показатель уменьшается.