Сущность и этапы дыхания. Конвективный и диффузный транспорт газов.
1) конвекционный транспорт в альвеолы (вентиляция) или газообмен между лёгкими и атмосферным воздухом – внешнее дыхание,
2) диффузия из альвеол в кровь легочных капилляров, т.е. переход кислорода из альвеол лёгких в кровеносное русло и выход СО2 в альвеолы легких,
3) конвекционный перенос кровью к капиллярам тканей или транспорт газов кровью. Газы кровью транспортируются или в связанном состоянии, или в растворённом. Ни один газ не может в крови находиться в газообразном состоянии, т.к. в этом случае возникнет газовая эмболия,
4) диффузия О2 из капилляров в окружающие ткани и СО2 из тканей в кровь.
5) тканевое дыхание.
Внешнее дыхание и его эволюция.
Легочная вентиляция. Паттерн дыхания.
Паттерн – совокупность временных и объемных характеристик дыхательного центра, таких как:
1) частота дыхания (в норме она составляет 16–20 движений в мин.);
2) продолжительность дыхательного цикла (подсчитывается при делении 60 с на величину частоты дыхания.);
3) дыхательный объем (это то количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает в спокойном состоянии. Его величина составляет 0,3–0,7 л.);
4) минутный объем (количество воздуха, обменивающееся с окружающей средой при спокойном дыхании. Определяется произведением дыхательного объема на частоту дыхания и составляет 6–8 л.)
5) максимальная вентиляция легких, резервный объем вдоха и выдоха (наибольшее количество воздуха, которое может поступить в легкие за 1 мин при усиленном дыхании. В среднем ее величина равняется 70—150 л.);
6) жизненная емкость легких (то количество воздуха, которое способен выдохнуть человек после глубокого вдоха.)
О функционировании аппарата внешнего дыхания можно судить по объему воздуха, поступающего в легкие в ходе одного дыхательного цикла. Объем воздуха, проникающего в легкие при максимальном вдохе, образует общую емкость легких. Она составляет примерно 4,5–6 л и состоит из жизненной емкости легких и остаточного объема.
Дыхательные мышцы, их иннервация.
Два главных компонента этих мышечных групп—диафрагма в группе вдыхатедей и мышцы брюшного пресса в группе выдыхателен — могут полноценно осуществлять свою функцию не только вследствие большой мышечной массы, Эти два вида мышц могут развивать большую амплитуду движений исключительно благодаря своей уникальной особенности, связанной с креплением их мускульных волокон на подвижных, «плавающих» иннерционных точках (точнее — участках, областях): сухожильном центре диафрагмы и апоневротических образованиях мышц брюшного пресса, которые, послойно взаимно перекрещиваясь, переходят в фаецнальные влагалища прямых мышц живота и образуют белую линию.
Ребра поднимаются, грудина выдается кпереди, диафрагма активно опускается и наподобие поршня расширяет объем грудной полости. Легкие при этом расправляются в втягивают в себя воздух.
Иннервация дыхательных мышц осуществляется а в счет ветвей шейного и плечевого сплетении, межреберных и торакальных нервов. Диафрагма как главная респираторная мышца получает иннервацию за счет специального диафрагмального нерва
Биомеханика дыхательных движений.
Роль плевральной полости для вентиляции легких.
Легкие, находящиеся в грудной клетке, отделены от ее стенок плевральной полостью — щелевидным пространством, выстланным эластичной прозрачной оболочкой (плеврой). Она защищает легкие, не дает воздуху просачиваться из них в грудную полость и уменьшает трение между легкими и стенками грудной клетки. Внутренний, висцеральный, листок плевры покрывает легкие, а наружный, париетальный (пристеночный), выстилает стенки грудной клетки и диафрагму. Плевральная полость содержит жидкость, выделяемую плеврой. Эта жидкость увлажняет плевру и тем самым уменьшает трение между ее листками при дыхательных движениях. Давление в ней на 3—4 мм рт. ст. ниже, чем в легких. Отрицательное давление в плевральной полости поддерживается на протяжении всего вдоха, что позволяет альвеолам расправляться и заполнять любое дополнительное пространство, возникающее при расширении грудной клетки.
Пневмоторакс закрытый и открытый, его последствия.
Пневмоторакс — скопление воздуха в плевральной полости, которое обычно приводит к сдавлению легкого, уменьшению дыхательной (вентилируемой) поверхности. В зависимости от распространенности различают следующие виды пневмоторакса: тотальный, когда воздух заполняет всю плевральную полость; частичный, или плащевидный, когда легкое спадается не полностью, а воздух окутывает его со всех сторон, и отграниченный пневмоторакс.
По характеру повреждения и сообщения с внешней средой выделяют закрытый и открытый пневмоторакс, а также клапанный и спонтанный пневмоторакс.
Закрытый - в плевральную полость попадает какое-то количество газа, которое не нарастает. Сообщение с внешней средой отсутствует, поэтому поступление его прекращается. Считается самым лёгким видом пневмоторакса, поскольку воздух потенциально может самостоятельно постепенно рассосаться из плевральной полости, при этом лёгкое расправляется. (спонтанный, киста разрывается, всё бессимптомно)
Открытым называют пневмоторакс, при котором воздух поступает в полость плевры при вдохе и выходит обратно при выдохе. При этом лёгкое спадается, поскольку важнейшим условием для расправления лёгкого является отрицательное давление в плевральной полости. Спавшееся лёгкое выключается из дыхания, в нём не происходит газообмен, кровь не обогащается кислородом. (клапанный пневмоторакс при котором полость надувается)
Легочные объемы и ёмкости, методы их определения.
Общая емкость легких (ОЕЛ) - количество воздуха, находящееся в легких после глубокого вдоха.ОЕЛ колеблется в больших пределах (от 0,5 до 8 литров) и зависит от роста, возраста, пола, состояния легких и грудной клетки.
ОЕЛ состоит из 2 частей:
- жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - объем, который человек может выдохнуть при глубоком выдохе после глубокого вдоха,
- остаточный объем (ОО) - объем воздуха, который остается в дыхательной системе даже после глубокого выдоха. Увеличение ОО снижает эффективность дыхания. Делится на коллапсный объем(выходит при спадении легкого) и минимальный объем (истинный остаточный)
Методы измерения легочных объемов
1. Спирометрия - измерение легочных объемов. Позволяет определить ЖЕЛ, ДО, РОвд, РОвыд.
2. Спирография - регистрация легочных объемов. Позволяет документально зарегистрировать ЖЕЛ, ДО, РОвд, РОвыд, а также функциональные показатели внешнего дыхания (см. ниже): частоту дыхания (ЧД), минутный объем дыхания (МОД), максимальную вентиляцию лёгких (МВЛ), форсированную жизненную ёмкость лёгких (ФЖЕЛ) объем форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ1сек) и резервы дыхания (РД).
3. Определение остаточного объема
- с помощью спирографа с замкнутым контуром с использованием гелия (по степени разведениягелия).
- Общая плетизмография тела (бодиплетизмография)
Вышеуказанные показатели характеризуют не столько саму функцию дыхания, сколько потенциальную способность к выполнению этой функции.
Газообмен в легких. Роль сурфактанта.
Человек дышит атмосферным воздухом с содержанием кислорода (20,9 %) и содержанием углекислого газа (0,03 %), а выдыхает воздух, в котором кислорода 16,3 %, углекислого газа – 4 %. В альвеолярном воздухе кислорода – 14,2 %, углекислого газа – 5,2 %.
Транспорт кровью кислорода. Кривая диссоциации оксигемоглобина.
В крови кислород соединяется с гемоглобином, образуя нестабильное соединение – оксигемоглобин, 1 г которого способен связать 1,34 куб. см кислорода. Количество образующегося оксигемоглобина прямо пропорционально парциальному давлению кислорода. В альвеолярном воздухе парциальное давление кислорода равняется 100–110 мм рт. ст. При этих условиях 97 % гемоглобина крови связывается с кислородом.
В виде оксигемоглобина кислород от легких переносится кровью к тканям. Здесь парциальное давление кислорода низкое, и оксигемоглобин диссоциирует, высвобождая кислород, что обеспечивает снабжение тканей кислородом.
Наличие в воздухе или тканях углекислого газа уменьшает способность гемоглобина связывать кислород.
