16. Строение дыхательной системы человека. Функция внешнего дыхания. Биомеханика дыхательных движений.

Дыхание — физиологическая функция, обеспечивающая газообмен (О2 и СО2) между окружающей средой и организмом в соответствии с его метаболическими потребностями.

Дыхание протекает в несколько стадий: 1) внешнее дыхание — обмен О2 и СО2 между внешней средой и кровью легочных капилляров. В свою очередь внешнее дыхание можно разделить на два процесса: а) газообмен между внешней средой и альвеолами легких, что обозначается как «легочная вентиляция»; б) газообмен между альвеолярным воздухом и кровью легочных капилляров; 2) транспорт О2 и СО2 кровью; 3) обмен О2 и СО2 между кровью и клетками организма; 4) тканевое дыхание.

Дыхание осуществляет перенос О2 из атмосферного воздуха к клеткам организма, а в обратном направлении производит удаление СО2, который является важнейшим продуктом метаболизма клеток.

В биомеханике дыхания участвуют: 1) костно-мышечный каркас ГК (дыхательные мышцы) 2) плевральная полость - это герметичное щелевидное пространство между легкими и внутренней стенкой грудной клетки. эластическая тяга - упругая сила, обусловленная эластическими волокнами, тонусом гладких мышц и сурфактантом. Эта тяга препятствует перерастяжению альвеол во время вдоха и спадению их во время выдоха. 3) Воздухоносные пути и альвеолы легких 4) Нейрогуморальный аппарат легких

17. Роль дыхательных мышц в осуществлении вдоха и выдоха.

Дыхательные мышцы делятся на инспираторные и экспираторные. Инспираторные (сокращение диафрагмы и НКММ при вдохе, грудная клетка поднята): 1) основные: - диафрагма - обеспечивает брюшной тип дыхания, или диафрагмальный) - наружные косые межрёберные мышцы - обеспечивают грудной тип дыхания) 2) вспомогательные: - трапециевидная и грудные мышцы - грудино-ключично-сосцевидная мышца - передние лестничные мышцы - зубчатые мышцы

Экспираторные (сокращение ВКММ и ПММ, грудная клетка опущена) - внутренние косые межреберные мышцы - прямые мышцы живота. Во время сокращения (вдоха) купол диафрагмы уплощается. это сопровождается увеличением объема грудной клетки и плевральной полости по вертикальной оси, а также у основания в передне-заднем направлении. Сближения рёбер не происходит из-за разного момента сил. В частности на нижележащее ребро действует больший момент сил, чем на вышележащее (в связи с тем, что у ниж.ребра длина плеча больше). При выдохе наоборот - у вышележащего длина плеча больше нижележащего.

ИТОГ: сокращение инспираторных мышц => увеличивается объём плевральной полости => уменьшается плевральное давление => повышение транспульмонального давления => снижение внутриальвеолярного давления (при этом давление в альвеолах становится больше, чем в атмосферном воздухе).

18. Эластические свойства легких. Растяжимость легких. Эластические свойства грудной клетки. Сопротивление в дыхательной системе.

Под эластическими (упругими) свойствами легких понимают их способность изменять объем в зависимости от приложенной силы. Являясь важнейшей характеристикой механики дыхания, податливость легких, т.е. их способность к растяжению, определяет величины статических легочных объемов и просвета дыхательных путей, особенно их периферических отделов. Кроме того, физическое свойство эластических структур - способность аккумулировать энергию при растяжении - позволяет здоровому человеку осуществлять спокойный выдох пассивно, без участия дыхательных мышц, минимизируя, таким образом, энергетическую стоимость дыхания.

Эластические свойства легких формируются за счет соединительнотканного каркаса, представленного эластическими, коллагеновыми и ретикулярными волокнами, сил поверхностного натяжения, кровенаполнения легочных сосудов и тонуса гладких мышц. Для изучения эластических свойств легких используют методику с пищеводным зондом.

Растяжимость легких служит показателем эластических свойств системы внешнего дыхания.

Нормальная величина растяжимости легких взрослого человека составляет около 200 мл*см вод.ст. У детей показатель растяжимости легких значительно меньше, чем у взрослого человека.

Снижение растяжимости легких вызывают следующие факторы: повышение давления в сосудах легких или переполнение сосудов легких кровью; длительное отсутствие вентиляции легких или их отделов; нетренированность дыхательной функции; снижение упругих свойств ткани легких с возрастом и пр.

Упругостью обладают не только легкие, но и грудная стенка, которая состоит из костей грудной клетки, межреберных мышц, подлежащих мягких тканей и париетальной плевры. При остаточном объеме эластическая отдача изолированной грудной стенки направлена наружу. По мере того как грудной объем расширяется, отдача стенки, направленная наружу, снижается и падает до нуля при объеме грудной полости около 60% жизненной емкости легких. При дальнейшем расширении грудной клетки до уровня общей емкости легких отдача ее стенки направляется внутрь. Нормальная растяжимость грудной стенки равна 0,2 л/см вод.ст.

Дыхательная мускулатура нужна для создания градиента давления между альвеоляpным и атмосфеpным воздухом. Это создается за счет изменения объема гpудной полости. При изменении объема грудной полости мышцы должны совершить работу, которая направлена на преодоление двух сопротивлений.

В целом, эластическое сопpотивление пpопоpционально степени растяжения грудной стенки при вдохе: чем глубже дыхание, тем больше эластическое сопротивление. Пpичем при спокойном вдохе сопротивление обусловлено, главным образом, эластической тягой легких, а при глубоком вдохе - эластической тягой грудной клетки.

Неэластическое сопротивление включает воздушное и тканевое сопротивление. Неэластическое сопpотивление (pезистивное) обусловлено:

1) аэродинамическим сопротивлением всех перемещающихся при дыхании тканей;

2) динамическим сопpотивлением всех пеpемещающихся пpи дыхании тканей;

3) инеpционным сопpотивлением пеpемещающихся тканей.

Основной фактоp — аэpодинамическое сопpотивление. Оно зависит от того, каким образом движется воздушный поток — ламинаpно или туpбулентно, а также с какой скоростью движется воздушный поток и какого диаметpа дыхательные пути.

Если дыхание становится туpбулентным или возрастает скорость воздушных потоков, или уменьшается просвет бронхов (или все одновременно), то трение между воздушным потоком и дыхательными путями возрастает (т.е. сопротивление возрастает). Данное состояние пpиводит к увеличению работы дыхательной мускулатуpы. Особенно, это хаpактеpно для бpонхиальной астмы. Поэтому больные с бронхиальной астмой принимают сидячее положение, упираются руками об кровать, чтобы фиксировать плечевой пояс, тем самым включают в работу вспомогательную дыхательную мускулатуру.

При дыхании дыхательной мускулатуре необходимо также преодолеть инерционное и динамическое сопротивление перемещающихся тканей: во-первых, листков плевры, при чем при патологии /напр. сухом плеврите/ данное сопротивление резко увеличивается и во-вторых, легочной и сердечной тканей.

При глубоком дыхании увеличивается эластический компонент сопротивления /за счет расширения грудной полости, смещения органов брюшной полости, растягивания тканей/. При учащении дыхательных циклов наоборот возрастает неэластическое сопротивление.

Во время вдоха просвет бронхов и голосовая щель расширяются, а на выдохе — сужаются. Сопротивление потоку воздуха при этом увеличивается. Это служит одной из причин большей длительности экспираторной фазы.