ФИЗИОЛОГИЯ

вдоха участвуют две дыхательные мышцы: наружная межреберная и диафрагма. В зависимости от участия мышцы различают три типа дыхания: 1) грудной, или реберный тип дыхания – при этом в акте вдоха участвуют наружные межреберные мышцы; 2) брюшной, или диафрагмальный тип дыхания – при этом в акте вдоха участвует диафрагма; 3) смешанный тип дыхания.

При грудном типе дыхания вдох осуществляется за счет сокращения наружной При сокращении этой мышцы на ребра действуют две силы: одна сила способствует опусканию ребер, другая – поднятию ребер. Эти силы равны, однако плечо силы, опускающее ребро меньше, чем плечо силы, поднимающее ребро, поэтому при сокращении наружной межреберной мышцы ребра поднимаются, объем грудной клетки увеличивается, уменьшается внутриплевральное давление, легкие растягиваются, уменьшается внутриальвеолярное давление и воздух из атмосферы поступает в легкие – возникает вдох. При брюшном типе дыхания – при сокращении диафрагмы она уплощается, что также приводит к увеличению объема грудной полости в вертикальном направлении, увеличивается растяжение легких, уменьшается внутри альвеолярное давление, воздух из атмосферы поступает в легкие – происходит вдох.

Спокойный выдох процесс пассивный, так как при этом не участвуют дыхательные мышцы: при грудном типе дыхания расслабление наружней межреберной мышцы приводит к опусканию ребер, за счет чего уменьшается объем грудной полости, увеличивается внутриплевральное давление и легкие сжимаются – увеличивается внутриальвеолярное давление и воздух из альвеол выходит в атмосферу. При брюшном типе дыхания расслабление диафрагмы приводит к увеличению ее купола, происходит уменьшение объема грудной полости, что приводит к увеличению внутриплеврального давления. Глубокий выдох процесс

152

активный, так как при этом участвуют мышцы: внутренние межреберные мышцы при грудном типе дыхания и мышцы брюшного пресса при брюшном типе дыхания. При сокращении внутренней межреберной мышцы на ребра действуют две силы: одна сила способствует опусканию ребер, другая – поднятию ребер. Эти силы равны, однако плечо силы, опускающее ребро больше, чем плечо силы, поднимающее ребро, поэтому при сокращении внутренней межреберной мышцы ребра максимально опускаются, объем грудной клетки максимально уменьшается, увеличивается внутриплевральное давление, легкие максимально сжимаются, максимально увеличивается внутриальвеолярное давление и максимальное количество воздуха выходит из легких в атмосферу – возникает глубокий выдох.

При брюшном типе дыхания происходит сокращение мышц брюшного преса (прямые и косые мышцы живота), увеличивается внутрибрюшное давление, что приводит к увеличению купола диафрагмы, уменьшается объем грудной полости, увеличивается внутриплевральное давление, легкие сжимаются, увеличивается внутриальвиолярное давление и воздух выходит из альвеол.

Типы дыхания, изменение в онтогенезе. Сурфактант и его роль

При вентиляции легких происходит обмен альвеолярного воздуха с атмосферным. Этот процесс осуществляется за счет вдоха и выдоха. Вдох – это активный процесс (происходит при участии дыхательных мышц), при котором атмосферный воздух заходит в альвеолы. В акте вдоха участвуют две дыхательные мышцы: наружная межреберная и диафрагма. В зависимости от участия мышцы различают три типа дыхания: 1) грудной, или реберный тип дыхания – при этом в акте вдоха участвуют наружные межреберные мышцы; 2) брюшной, или диафрагмальный тип

153

дыхания – при этом в акте вдоха участвует диафрагма; 3) смешанный тип дыхания.

Сурфактант -0 это липид, который покрывает поверхность альвеолярной мембраны и снижает поверхностное натяжение и препятствует слипанию альвеол во время выдоха. Сурфактант препятствует ателектазу – спадению легких

Показатели внешнего дыхания (легочные объемы и емкости, частота дыхания, МОД, АВ, коэффициент легочной вентиляции, максимальная вентиляция).

К показателям внешнего дыхания относится:

Легочные объемы - 1) дыхательный объем (ДО), количество воздуха, который заходит в легкие при спокойном вдохе - в норме 500-800 мл; 2)резервный объем вдоха (РОвд), количество воздуха, который максимально можно вдохнуть после спокойного вдоха в норме 1,3 – 1,5 л; 3) резервный объем выдоха, количество воздуха, который максимально можно выдохнуть после спокойного выдоха (РОвыд) – в норме 1-1,5 л; 4) остаточный объем (ОО), количество воздуха, которое остается в легких после максимально глубокого выдоха. Этот объем не участвует в вентиляции – в норме 1-1,5 л.

Легочные емкости – 1) жизненная емкость легких (ЖЕЛ), – количество воздуха, который человек может максимально выдохнуть после максимально глубокого вдоха, состоит из трех объемов (ДО, РОвд, РОвыд).; 2) емкость вдоха (ЕВд) – количество воздуха, который человек может максимально вдохнуть, включает два легочных объема (ДО, РОвд); 3) функционально-остаточная емкость легких (ФОЕЛ)

– количество воздуха, который остается в лёгких после спокойного выдоха, включает два легочных объема (РОвыд, ОО); 4) общая емкость легких (ОЕЛ) – количество воздуха в

154

лёгких на максимально глубоком вдохе, включает все четыре легочных объема (ДО, РОвд, РОвыд, ОО).

Частота дыхания (ЧД) – количество дыхательных циклов (вдох и выдох) за 1 мин. В норме 16-18 (у спортсменов

10-12).

Минутный объем дыхания (МОД) – количество воздуха, который проходит через легкие за одну мнуту при спокойном дыхании – это количественный покатель вентиляции лёгких, отражает производительность работы лёгких - в норме этот показатель 6-9 л. Для его определения необходимо знать ДО и ЧД (МОД=ДОхЧД).

Альвеолярная вентиляция (АВ)– количество воздуха,

который проходит через альвеолы за одну минуту это количественный показатель альвеолярной вентиляции и отражает эффективность работы лёгких, так как учитывает ту часть воздуха, которая участвует в газообмене. Дело в том, что при дыхании часть ДО остается в воздухоносных путях (полости носа, носоглотки, трахеи, бронхов) и не участвует в газообмене. Этот объем воздуха составляет объем мертвого пространства (МП), определяется произведением ЧД на ДО за вычетом мертвого пространства (МП): АВ = ЧДх(ДО-МП).

Коэфициент легочной вентиляции (КЛВ) – отражает ту часть альвеолярного воздуха, которая сменяется на атмосферный воздух при спокойном дыхании: КЛВ = (ДО – МП)/ФОЕЛ. В норме этот показатель 1/7 – 1/8 , то есть при спокойном дыхании при каждом вдохе лишь 1/7 – 1/8 часть альвеолярного воздуха обновляется на атмосферный.

Максимальная вентиляция (МВ) – это наибольшее количество воздуха, которое может пройти через легкие при максимально глубоком и частом дыхании (гипервентиляции). МВ определяем по формуле: МВ=ЧДхДО (при гипервентиляции). У тренированных людей МВЛ равен до

120 л/мин.

155

Легочные объемы и емкости, способ определения

Различаем 4 легочных объема и 4 легочных емкостей. Легочные объемы - 1) дыхательный объем (ДО),

количество воздуха, который заходит в легкие при спокойном вдохе - в норме 500-800 мл; 2)резервный объем вдоха (РОвд), количество воздуха, который максимально можно вдохнуть после спокойного вдоха в норме 1,3 – 1,5 л; 3) резервный объем выдоха, количество воздуха, который максимально можно выдохнуть после спокойного выдоха (РОвыд) – в норме 1-1,5 л; 4) остаточный объем (ОО), количество воздуха, которое остается в легких после максимально глубокого выдоха. Этот объем не участвует в вентиляции – в норме 1-1,5 л.

Легочные емкости – 1) жизненная емкость легких (ЖЕЛ), – количество воздуха, который человек может максимально выдохнуть после максимально глубокого вдоха, состоит из трех объемов (ДО, РОвд, РОвыд).; 2) емкость вдоха (ЕВд) – количество воздуха, который человек может максимально вдохнуть, включает два легочных объема (ДО, РОвд); 3) функционально-остаточная емкость легких (ФОЕЛ)

– количество воздуха, который остается в лёгких после спокойного выдоха, включает два легочных объема (РОвыд, ОО); 4) общая емкость легких (ОЕЛ) – количество воздуха в лёгких на максимально глубоком вдохе, включает все четыре легочных объема (ДО, РОвд, РОвыд, ОО).

Три легочных объема (ДО, Ровд., РОвыд.) можно определить на спирограмме (запись кривой дыхания), зная, что 1мм высоты соответствует 40 мл воздуха. ОО нельзя определить на спирограмме, так как этот объем не участвует в вентиляции, постоянно остается в легких. Этот объем можно определить при помощи гелия, так как Не не участвует в газообмене. В связи с тем, что ОО нельзя определить на спирограмме, следовательно только две легочные емкости можно определить на спирограмме (емкости в которых не

156

участвует ОО): ЖЕЛ и ЕВд. Две остальные емкости, в которые входит ОО можно также определить с помощью гелия.

МОД и АВ, формулы для их определения. Анатомическое и физиологическое мертвое пространство

Минутный объем дыхания (МОД) – количество воздуха, который проходит через легкие за одну мнуту при спокойном дыхании – это количественный покатель вентиляции лёгких, отражает производительность работы лёгких - в норме этот показатель 6-9 л. Для его определения необходимо знать ДО и ЧД - определяется по следующей формуле: МОД=ДОхЧД.

Альвеолярная вентиляция (АВ)– количество воздуха,

который проходит через альвеолы за одну минуту это количественный показатель альвеолярной вентиляции и отражает эффективность работы лёгких, так как учитывает ту часть воздуха, которая участвует в газообмене. Дело в том, что при дыхании часть ДО остается в воздухоносных путях (полости носа, носоглотки, трахеи, бронхов) и не участвует в газообмене. Этот объем воздуха составляет объем мертвого пространства (МП) - определяется по следующей формуле: АВ = ЧДх(ДО-МП).

Часть ДО, которая остается в воздухоносных путях (полости носа, носоглотки, трахеи, бронхов) и не участвует в газообмене называется анатомическим мертвым пространством. В норме объем этого воздуха составляет 150 мл. Физиологическое мертвое пространство образуется за счет альвеолярного воздуха, не участвующего в газообмене. Это может быть воздух в вентилируемых альвеолах, через которые не проходит кровь или невентилируемых альвеолах, через которые проходит кровь. В норме физиологическое мертвое пространство равно нулю

157

Типы вентиляции. Диспное

В норме различают следующие типы вентиляции: 1. Нормопное – спокойное дыхание с нормальной частотой и глубиной дыхания. 2. Тахипное – при этом увеличивается частота дыхания без изменения глубины. Этот тип вентиляции отмечается при раздражении периферических хеморецепторов, локализующихся в дуге аорты и бифуркации общей сонной артерии на наружную и внутреннюю. Раздражителем этих рецепторов является уменьшение напряжения кислорода в артериальной крови (гипоксемии). 3. Гиперпное - при этом увеличивается глубина дыхания без изменения частоты. Этот тип вентиляции отмечается при раздражении центральных хеморецепторов, локализующихся в продолговатом мозге. Раздражителем этих рецепторов является увеличение напряжения углекислого газа в артериальной крови (гиперкапния). Диспное (нарушение дыхания – одышка). Диспное, или одышка бывает трех типов: 1) одышка с затруднением вдоха (инспираторная); 2) одышка с затруднением выдоха (экспираторная) и 3) смешанная с затруднением вдоха и выдоха. Первые два типа (экспираторная и инспираторная) встречаются при заболеваниях легких, а третий тип – при заболеваниях ССС.

Мышцы, участвующие в акте вдоха и выдоха

В акте вдоха участвуют две мышцы, что зависит от типа дыхания: 1) наружная межреберная мышца, которая участвует при грудном (реберном) типе дыхания. При сокращении этой мышцы ребра поднимаются увеличивается объем грудной клетки, легкие растягиваются, уменьшается внутриальвеолярное давление, воздух из атмосферы заходит в легкие – осуществляется вдох; 2) диафрагма, которая участвует при брюшном (диафрагмальном) типе дыхания. При сокращении диафрагмы, она уплощается (уменьшается ее купол), увеличивается объем грудной клетки в вертикальной плоскости, легкие растягиваются, уменьшается внутриальвеолярное давление, воздух из атмосферы заходит в

158

легкие – осуществляется вдох. При спокойном выдохе мышцы не участвуют, то есть спокойный выдох осуществляется пассивно: при грудном типе дыхания за счет расслабления наружней межреберной мышцы. При этом ребра опускаются за счет своей тяжести, объем грудной клетки уменьшается, легкие сжимаются, увеличивается внутриальвеолярное давление, воздух из альвеол выходит в атмосферу – происходит спокойный выдох. При брюшном типе дыхания – за счет расслабления диафрагмы, ее купол увеличивается, объем грудной клетки уменьшается, легкие сжимаются, увеличивается внутриальвеолярное давление, воздух из альвеол выходит в атмосферу – происходит спокойный выдох. Глубокий выдох процесс активный, так как при этом участвуют мышцы: внутренние межреберные мышцы при грудном типе дыхания и мышцы брюшного пресса при брюшном типе дыхания. При сокращении внутренней межреберной мышцы ребра максимально опускаются, объем грудной клетки максимально уменьшается, легкие максимально сжимаются, максимально увеличивается внутриальвеолярное давление и максимальное количество воздуха выходит из легких в атмосферу – возникает глубокий выдох.

При брюшном типе дыхания происходит сокращение мышц брюшного преса (прямые и косые мышцы живота), увеличивается внутрибрюшное давление, что приводит к увеличению купола диафрагмы, уменьшается объем грудной полости, увеличивается внутриплевральное давление, легкие сжимаются, увеличивается внутриальвиолярное давление и воздух выходит из альвеол.

Внутриплевральное давление, его изменение при вдохе и выдохе. Понятие об ателектазе

Лёгкие покрыты серозной оболочкой – плеврой, состоящей из висцерального (покрывает ткань легкого) и париетального (покрывает грудную клетку) листков. Между висцеральным и париетальным листками плевры находится щелевидное пространство – внутриплевральная полость. Давление в этой полости ниже атмосферного.

159

Плевральная полость – это щелевидное пространство между висцеральным и париетальным листками плевры. Для определения давления в плевральной полости используется U образный манометр, который заполняется до определенного уровня водой – одно колено манометра соединяется с резиновой трубочкой, конец которого соединяется с полой иглой. Другое колено общается с атмосферой. До введения полой иглы в плевральную полость вода

вобоих коленах находится на одном уровне (нулевой уровень, соответствующий величине атмосферного давления). После введения полой иглы в плевральную полость, уровень воды в манометре в колене, соединенным с плевральной полостью, поднимается, что свидетельствует о том, что давление в плевральной полости ниже атмосферного (отрицательное). Это давление колеблется в зависимости от акта вдоха (к концу спокойного вдоха -7-9 мм рт.ст., а к концу глубоко вдоха-15-20 мм рт.ст.) и выдоха (к концу спокойного выдоха -5-7 мм рт.ст., а к концу глубокого выдоха 1-12 мм рт.ст.). Таким образом, давление в плевральной полости уменьшается во время вдоха и увеличивается во время выдоха. В обоих случаях давление в плевральной полости отрицательное, то есть ниже атмосферного. Уменьшение давления

вплевральной полости во время вдоха (-9 мм рт.ст.) по сравнению с актом выдоха (-5 мм рт.ст.) происходит за счет изменения эластической тяги легких: во время вдоха (растяжение легких) эластическая тяга легких увеличивается давление в плевральной полости уменьшается до -9мм рт.ст., а во время выдоха (сжатие легких) эластическая тяга легких уменьшается и давление в плевральной полости увеличивается до -5 мм рт.ст.

Ателектаз – это спадение (сжатие) легких, происходит при повышении давления во внутриплевральной полости. Это может произойти за счет: 1) попадания воздуха в плевральную полость (пневмоторакса); 2) попадания жидкости в плевральную полость (гидроторакс); 3) попадания крови в плевральную полость (гемоторакс).

Парциальное давление и напряжение газов

Парциальное давление – это давление отдельного газа в газовой смеси. Для его расчета необходимо знать общее давление газов и

160