Уменьшение при вдохе объема легких снижает поток импульсов с механорецепторов на β

– инспираторные нейроны и вновь наступает вдох.

Принудительное увеличение времени выдоха (например, при раздувании легких в период экспирации) продлевает время возбуждения рецепторов растяжения легких, и как следствие, задерживает наступление следующего вдоха – экспираторно-облегчающий рефлекс Геринга-Брейера.

Таким образом, чередование вдоха и выдоха происходит по принципу отрицательной обратной связи.

8.Спирометрия, спирография. Принцип метода, клиническое значение. Определение легочных объемов.

Спирометрия (спирография) — измерение ЖЁЛ и других лёгочных объёмов — простой и доступный метод исследования функции лёгких.

- Спирограф — прибор для непрерывной графической регистрации изменения объёмов вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.

- Спирограмма. Запись начинается с момента максимально глубокого вдоха, затем пациент выдыхает воздух спокойно, после чего повторяет последний маневр с максимальным усилием.

•Применение. Спирометрия помогает дифференцировать обструктивные болезни лёгких от рестриктивных, оценивать тяжесть дыхательной недостаточности и её динамику при лечении. Данные спирометрии Многие параметры спирограммы выражают в относительных величинах (%) от средних значений физиологических величин (учитывается пол, возраст, рост). Диапазоном нормы считают 80—120%.

•Дыхательный объём (ДО) — объём воздуха, поступающий в лёгкие за один вдох при спокойном дыхании (норма 500—800 мл); показатели ДО изменяются в зависимости от напряжения и уровня вентиляции. Часть ДО, участвующая в газообмене, носит название альвеолярный объём (АО); остаток — около 30% от ДО — вредный объём, или анатомически мёртвое пространство.

•ЖЁЛ — максимальный объём воздуха, изгоняемый из лёгких вслед за максимальным вдохом. Поскольку ЖЁЛ прогрессивно снижается при рестриктивных болезнях лёгких, этот показатель в сочетании с диффузионной ёмкостью помогает следить за течением болезни и эффективностью лечения у пациентов с рестриктивной патологией лёгких.

•Форсированная жизненная ёмкость (ФЖЁЛ) аналогична ЖЁЛ, за исключением того, что дыхание производится с максимально возможной силой и скоростью. Форсированный выдох вызывает сужение дыхательных путей, замедляя его скорость.

•Объём форсированного выдоха за 1 с (ОФВ1) — объём воздуха, изгоняемый с максимальным усилием из лёгких в течение первой секунды выдоха после глубокого вдоха, т.е. часть ФЖЁЛ, выдыхаемая за первую секунду. Прежде всего ОФВ1 отражает состояние крупных дыхательных путей и часто выражается в процентах от ЖЁЛ (нормальное значение ОФВ1 = 75% ЖЁЛ).

•ОФВ1/ФЖЁЛ — отношение ОФВ1 к ФЖЁЛ (индекс Тиффно), выраженное в процентах (в норме больше или равно 70%; величина не является процентом от физиологической нормы). Значение ОФВ^ФЖЁЛ, прямо пропорциональное силе выдоха, важно для выявления обструктивных нарушений, но также помогает в диагностике рестриктивных расстройств. Снижение только ОФВ1 (ОФВ^ФЖЁЛ <70%) свидетельствует об обструкции; снижение обоих показателей (ОФВ^ФЖЁЛ >70%) указывает на рестриктивную патологию.

• Средняя объёмная скорость (СОС25-75%) — скорость потока форсированного выдоха в его середине (т.е. между 25 и 75% ФЖЁЛ); иначе обозначают как максимальный поток середины выдоха. СОС25_75% прежде всего отражает состояние мелких дыхательных путей, более информативен, чем ОФВ1 при выявлении ранних обструктивных нарушений, не зависит от усилия.

•Пик объёмной скорости выдоха (мощность выдоха) — максимальная объёмная скорость, которую больной может развить при форсированном выдохе. Показатель проходимости дыхательных путей на уровне трахеи и крупных бронхов. Зависит от мышечного усилия пациента. Другие лёгочные объёмы Получение следующих информативных показателей требует применения не только спирометрии, но и теста с разведением гелия (определяющего объём газа в лёгких).

•Общая ёмкость лёгких (ОЁЛ) — объём воздуха, содержащегося в лёгких на высоте максимального вдоха.

•Функциональная остаточная ёмкость (ФОЁ) — объём воздуха, остающийся в лёгких в конце нормального выдоха. Отражает состояние покоя лёгких и грудной стенки — объём лёгких в условиях равновесия эластической тяги лёгких, направленной внутрь, и тяги грудной клетки, направленной наружу. ФОЁ представлена двумя компонентами: - Резервный объём выдоха (РОвыд) — часть ФОЁ, которая может быть изгнана из лёгких при максимально усиленном выдохе. - Остаточный объём лёгких (ООЛ) — объём воздуха, остающийся в лёгких после максимально усиленного выдоха (в норме 25—30% от ФОЁ).

•Взаимоотношения лёгочных объёмов.

ОЁЛ = ЖЁЛ + ООЛ.

ООЛ = ФОЁ - РОвыд.

9.Механизм первого вдоха новорожденного.

овнутриутробном периоде развития легкие не являются органом внешнего дыхания плода, эту функцию выполняет плацента. Но задолго до рождения появляются дыхательные движения, которые необходимы для нормального развития легких. Легкие до начала вентиляции заполнены жидкостью (около 100 мл).

Рождение вызывает резкие изменения состояния дыхательного центра, приводящие к началу вентиляции. Первый вдох наступает через 15-70 секунд после рождения, обычно после пережатия пуповины, иногда – до него, т.е. сразу после рождения.

Факторы, стимулирующие первый вдох:

1)Наличие в крови гуморальных раздражителей дыхания: СО2, H+ и недостаток О2. В процессе родов, особенно после перевязки пуповины, напряжение СО2 и концентрация Н+ возрастают, усиливается гипоксия. Но сами по себе гиперкапния, ацидоз и гипоксия не объясняют наступления первого вдоха. Возможно, что у новорожденных небольшие уровни гипоксии могут возбуждать дыхательный центр, действуя непосредственно на ткань мозга.

2)Не менее важный фактор, стимулирующий первый вдох, - резкое усиление потока афферентных импульсов от рецепторов кожи (холодовых, тактильных), проприорецепторов, вестибулорецепторов, наступающее в процессе родов и сразу после рождения. Эти импульсы активируют ретикулярную формацию ствола мозга, которая повышает возбудимость нейронов дыхательного центра.

3) Стимулирующим фактором является устранение источников торможения дыхательного центра. Раздражение жидкостью рецепторов, расположенных в области ноздрей, сильно тормозит дыхание (рефлекс «ныряльщика»). Поэтому сразу при рождении головки плода из родовых путей, акушеры удаляют слизь и оклоплодные воды из воздухоносных путей. Таким образом, возникновение первого вдоха – результат одновременного действия ряда факторов.

Первый вдох новорожденного характеризуется сильным возбуждением инспираторных мышц, прежде всего диафрагмы. В 85 % случаев первый вдох более глубокий, а первый дыхательный цикл более длительный, чем последующие дыхательные циклы. Происходит сильное снижение внутриплеврального давления. Это необходимо для преодоления силы трения между жидкостью, находящейся в воздухоносных путях и их стенкой, а также для преодоления силы поверхностного натяжения альвеол на границе жидкость – воздух после попадания в них воздуха. Длительность первого вдоха 0,1–0,4 сек., а выдоха в среднем 3,8 сек. Выдох происходит на фоне суженной голосовой щели и сопровождается криком. Объем выдыхаемого воздуха меньше, чем вдыхаемого, что обеспечивает начало формирования ФОЕ. ФОЕ увеличивается от вдоха к вдоху. Аэрация легких обычно заканчивается ко 2-4 дню после рождения. ФОЕ в этом возрасте составляет около 100 мл. С началом аэрации начинается функционировать малый круг кровообращения. Жидкость, оставшаяся в альвеолах, всасывается в кровеносное русло и лимфу.

У новорожденных ребра расположены с меньшим наклоном, чем у взрослых, поэтому сокращения межреберных мышц менее эффективно изменяют объем грудной полости. Спокойное дыхание у новорожденных является диафрагмальным, инспираторные мышцы работают только при крике и одышке.

Новорожденные всегда дышат носом. Частота дыхания вскоре после рождения в среднем около 40 в минуту. Воздухоносные пути у новорожденных узкие, их аэродинамическое сопротивление в 8 раз выше, чем у взрослых. Легкие малорастяжимы, но податливость стенок грудной полости высокая, результатом этого являются низкие величины эластической тяги легких. Для новорожденных характерен относительно небольшой резервный объем вдоха и относительно большой резервный объем выдоха. Дыхание новорожденных нерегулярно, серии частых дыханий чередуются с более редкими дыханиями, 1-2 раза в минуту возникают глубокие вздохи. Могут наступать задержки дыхания на выдохе (апноэ) до 3 и более секунд. У недоношенных новорожденных может наблюдаться дыхание типа Чейн-Стокса. Деятельность дыхательного центра координируется с активностью центров сосания и глотания. При кормлении частота дыхания обычно соответствует частоте сосательных движений.

10.Дыхание в условиях измененного атмосферного давления. Высотная и кессонная болезнь.

Классический пример дыхания в условиях повышенного барометрического давления – это дыхание под водой при плавании с аквалангом. На поверхности моря барометрическое давление равняется 1 атмосфере. Погружение под воду на каждые 10 метров добавляет по 1 атмосфере (10 м – 2 атм.; 20 м – 3 атм.; 30 м – 4 атм.; и т.д.). Но если барометрическое давление, по сравнению с уровнем моря, увеличивается в 2, 3, 4, и т.д. раз, то и парциальные давления газов в дыхательной газовой смеси увеличиваются соответственно в 2, 3, 4, и т.д. раз, что, в свою очередь, приводит к высокой растворимости газов в крови. Это вызывает ряд проблем, и необходимость корректировки состава дыхательной газовой смеси.

1)Высокое растворение О2 , когда его в крови становится больше, чем может быть связано гемоглобином, опасно и требует корректировки состава газовой смеси. На глубинах превышающих 40 м необходимо использовать дыхательные газовые смеси не с 20,9 об. % О2, как в атмосферном воздухе, а всего лишь 5 об. %; а на глубинах свыше 100 м – 2 об. % О2

2) Повышенное растворение азота вызывает наркотическое состояние (опьянение). На глубинах превышающих 60 м, азотно-кислородная дыхательная газовая смесь должна заменяться гелиево-кислородной. Гелий вызывает наркотический эффект на глубине 200300 м. Исследуется возможность использования водородно-кислородных смесей на глубинах свыше 300 м и до 2-х км.

3) Необходимость декомпрессии. При быстром подъёме водолаза с глубины, растворённые в крови, газы вскипают, и вызывают газовую эмболию – закупорку сосудов. Подъём водолаза с глубины 300 м требует 2-недельной декомпрессии. Поэтому, при работе на больших глубинах используется вахтовый метод: водолаз живёт 2-3 недели в барокамере под водой, затем его подвергают постепенной декомпрессии.

При подъёме в горы, барометрическое давление понижается, а, следовательно, понижается и парциальное давление кислорода. На высоте 5 км над уровнем моря парциальное давление кислорода становится < 50 мм рт.ст. (на уровне моря ~ 100 мм рт. ст.). Возникает острая гипоксия, а в ответ на неё, из-за возбуждения хеморецепторов каротидного синуса, возникает гипервентиляция. В результате гипервентиляции развивается гипокапния, т.е. вымывание углекислого газа, импульсация с центральных хеморецепторов снижается, возникает гипопноэ.

Улюдей, живущих высоко в горах, наблюдаются характерные адаптивные приспособления организма:

1)снижена чувствительность периферических хеморецепторов к недостатку О2

2)повышена диффузионная способность лёгких;

3)увеличена кислородная ёмкость крови за счёт увеличения содержания гемоглобина в крови;

4)снижено сродство гемоглобина к кислороду (в том числе и за счёт увеличения в эритроцитах 2,3-дифосфоглицерата), кислород легче отдаётся в ткани.

Унеадаптированного человека, когда парциальное давление О2 становится < 50 мм рт.ст., возникает необходимость дышать газовой смесью с повышенным содержанием О2, а на высоте 9 км (где парциальное давление О2 – 30 мм рт.ст.) – чистым О2. На высоте 18 км необходим скафандр с автономным атмосферным давлением.