Взаимодействие грудной клетки и легких

Грудная клетка и легкиеразделеныплевральной полостью, которая представляет собой герметичную щель, содержащую небольшое количество жидкости (5 мл). Объем грудной клетки больше, чем объем легких. Поэтому легкие все время растянуты. Степень растяжения легких определяетсятранспульмональным давлением /разница между давлением в легких (альвеолах) и плевральной полости. В области диафрагмыэто давление обозначается как трансдиафрагмальное.

При этом в легких постоянно действует сила, стягивающая их, которая получила название "эластической тяги легких".Она зависит не только отэластичности легких, но, в значительной степени, и отсилы поверхностного натяжения слизи, покрывающейальвеолы. Жидкость покрывает огромную поверхность альвеол и тем самымстягиваетих. Однакосила поверхностного натяжения альвеолуменьшается за счет вырабатываемого в легких веществасурфактанта.Благодаря этому легкие становятся более растяжимыми.

Эластичная тяга легкихсоздает отрицательное давление в плевральной полости. При выдохе оно равно - 6 мм рт.ст. На вдохе при растяжении грудной клетки давление в плевральной полости становится еще более отрицательным - 10 мм рс.ст.

Понятие о пневмотораксе. Попадание воздуха в плевральную полость извне /открытый пневмоторакс /или из полости легких/закрытый пневмоторакс/ уравновешивает давление в плевральной полости с атмосферным и легкое за счет эластической тяги спадается. У человека в связи с особенностями грудной полости происходит спадание одного легкого.

Легкие - максимально приспособлены для газообмена. Наличие газообмена между легкими и кровью постоянно требует обновления воздуха в легких /альвеолярного воздуха/, т.к. газовый состав воздуха будет постоянно изменяться в сторону снижения концентрации О₂и накопления СО₂.

Вентиляция легких, т.е. обмен газовмежду внешней средой и альвеолярным воздухом обеспечиваетсяза счет вдоха /инспирация/ и выдоха /экспирация/, которые характеризуются глубиной вдоха и выдоха и частотой дыхания.

Выделяют два видадыхательных движений -спокойный вдох и выдох и форсированный вдох и выдох.Для нормального газообмена в атмосфере с обычным газовым составом здоровому взрослому человеку в спокойном состоянии необходимо14-18 дыхательных движений в минуту, при длительности вдоха 2 с., объемной скорости вдоха 250 мл/с.

При вдохе преодолевается ряд сил:

1) эластическое сопротивление грудной клетки,

2. эластическое сопротивление внутренних органов, оказывающих давление на диафрагму,

3) эластическое сопротивление легких,

4) вязко-динамическое сопротивление всех перечисленных выше тканей,

5) аэродинамическое сопротивление дыхательных путей,

6) силу тяжести грудной клетки,

7) силы инерции перемещаемых масс/органов/

Воздухоносные пути

Верхняя часть воздухоносных путей представлена полостью но­са и носоглотки.

В легких воздухоносные пути (ВП) рассматриваются как ряд дихотомических трубок. В легком человека насчитывают23 генера­ции бронхиального дерева.

Первые 16 относятся к проводящей зоне трахеобронхиального дерева, 7 -транзиторной и респираторной зоне.

Общая площадь поперечного сечения воздухоносных путей по­степенно увеличивается с 2,5 см²в трахее (0 генерация), на уровне 16 генерации (терминальные бронхиолы) - 180 см", на уровне 18 генера­ции - около 1000 см²и далее - более 10 000 см². Объем до 16 генера­ции включительно (анатомическое мертвое пространство, не прини­мает участия в газообмене) - 150 мл. Общий объем 23 генераций + 0 генерации (трахея) составляет 5700 мл (общая емкость легких).

Функции воздухоносных путей (полости носа, носоглотки, респираторной зоны трахеобронхиального дерева)

1. Кондиционирование воздуха.

2. Проведение потока воздуха.

3. Иммунная защита.

Кондиционирование воздуха

Полость носа и носоглотки

Посторонние частицы (более 10-15 мкм) задерживаются воло­сами преддверия носа и слизистой носовых ходов и носоглотки. Здесь происходит эффективное согревание воздуха за счет хорошего крово­снабжения слизистых оболочек, а так же увлажнение воздуха.

Трахея, бронхи

Происходит дальнейшее увлажнение воздуха. На слизистой этих образований осаждаются частицы менее 10 мкм, которые со слизью перемещаются в сторону входных / выходных ворот дыхательной сис­темы.

Осаждение частиц происходит за счет слизи, которая в виде пленки (толщина 5-10 мкм) располагается на слизистой островками, имеет свойства геля, секретируется преимущественно бокаловидными клетками, за сутки - 100 мл: 90 мл абсорбируется эпителиальными клетками, 10 мл передвигается по поверхности эпителия в глотку -проглатывается или откашливается (мокрота). В мокроте наряду с чужеродными частицами выделяются погибшие клетки слизистой, микроорганизмы.

Секреция слизи находится под холин- и адренергическим кон­тролем: ацетилхолин стимулирует секрецию слизи, акатехоламины ее тормозят.Гистамин, лейкотриены С4, D4> E4 стимулируют отде­ление слизи.

Трахея и бронхи имеют механизм самоочищения - мукоцилиарный транспорт. Он обеспечиваетсямерцательными ресничками, которые скоординированно, однонаправленно (по направлению к входным / выходным воротам дыхательной системы) с частотой 900-1200 колебаний в минуту перемещают слизь со скоростью 5-20 мм/мин.

Бронхиолы и альвеолы

В них отсутствует система мукоцилиарного транспорта. Однако очищение потока осуществляется альвеолярными макрофагами, клет­ками Клара, сурфактантом.

Альвеолярные макрофаги

Альвеолярные макрофаги расположены на поверхности аль­веол. Они фагоцитируют погибшие клетки, микроорганизмы, мелкие пылевые частицы, выделяют а-антитрипсин, который предохраняет альвеолы от действия протеаз.Альвеолярные макрофаги способны мигрировать вверх поВП.

Клетки Клара

Участвуют в инактивации токсинов за счет цитохрома Р450, в образовании сурфактанта.

Сурфактант

• предотвращает контакт эндотелия альвеол с инородными частицами, микробами.

• обволакиваемые сурфактантом чужеродные частицы фагоци­тируются альвеолярными макрофагами и транспортируются в вышележащие отделы ВП

• опсонизирует микробные антигены и тем самым ускоряет их фагоцитоз альвеолярными макрофагами.