Лекция №5 физиология дыхания Вопросы

1. Дыхание его основные этапы. Механизмы внешнего дыхания. Биомеханика вдоха и выдоха.

2.Давление в плевральной области, его происхождение, изменение при дыхании и роль механизма внешнего дыхания

3. Транспорт кислорода кровью. Кривая диссоциации оксигемоглобина, ее характеристика. Кислородная емкость крови.

4. Дыхательный центр. Современное представление о его структуре и локализации Автоматизм дыхательного центра

5. Гуморальная регуляция дыхания Роль углекислоты и рН крови в гуморальном механизме регуляции дыхания. Экспериментальное подтверждение

1. Дыхание его основные этапы. Механизмы внешнего дыхания. Биомеханика вдоха и выдоха.

Под дыханием у человека понимают совокупность процессов, обеспечивающих потребление 0₂ и выделение С0₂.

Этапы дыхания:

1.- обмен воздуха между альвеолами легких и внешней средой (внешнее дыхание);

2- обмен газов в легких;

3- транспорт газов кровью;

4- обмен газов между кровью и тканями;

5- тканевое (клеточное дыхание).

Воздухоносные пути - это последовательно разветвляющиеся трубочки. Их основной функцией является проведение воздуха, а также очищение, согревание и увлажнение. Перемещение воздуха во время вдоха и выдоха осуществляется за счет попеременного увеличения или уменьшение размеров грудной клетки. Это достигается двумя механизмами: поднятием ребер и уплощением диафрагмы (во время вдоха сокращения межрёберных мышц ребра принимают горизонтальное положение, диафрагма опускается вниз). Движение диафрагмы во время дыхания обуславливает 70-80% вентиляции легких

Считается, что существует 2а типа дыхания 1е грудное дыхание. 2е брюшной тип дыхания считалось что у женщин в основном преобладает грудной тип дыхания объяснить. У мужчин брюшной тип объяснить. Если мы внимательно проследим за собой то увидим объединенный тип дыхания. В результате межреберные мышцы ориентированы так что при сокращении их грудная клетка поднимается. Одной из основных дыхательных мышц является диафрагма при ее уплощении также увеличивается объем грудной полости. Эти изменения приводят к понижению давления в плевральной полости. Выдох происходит в обратном порядке грудная клетка отпускается диафрагма сокращается принимает выпуклый вид это все приводит к уменьшению внутриплевральной полости давление в ней частично повышается легкие в результате эластической тяги легких стремятся вытеснить часть воздуха находящегося в них.

Давление в плевральной,полости его происхождение, изменение при дыхании и роль механизма внешнего дыхания

Отрицательное давление в плевральной полости (внутриплевральное) - ниже атмосферного в фазу выдоха на 6-8 см.вод.ст. а в экспирацию - на 4-5 см.вод.ст. Оно обусловлено эластической тягой легких, то есть, их постоянным стремлением спадаться, а также на отрицательное давление влияют активные силы, развиваемые дыхательными мышцами во время дыхательных движений. Расправленные легкие постоянно стремятся уменьшиться в объеме. Это обусловлено напряжением эластических волокон и поверх­ностным натяжением жидкости в альвеолах. Сила поверхностного натяжения тонкого слоя воды на поверхности альвеол всегда направлена на сжатие, и спадение альвеол Если сделать прокол грудной клетки и измерить внутри плевральное давление оно будет ниже атмосферного на 4-5 милм рт ст. Происхождение отрицательного давления в плевральной полости за счет неравномерного роста грудной клетки и легких легочная ткань отстает в росте от грудной клетки и поэтому легкие заполняясь воздухом старается спасьсся в результате эластической тяги и этим самым между париетальным и висцеральным листками образуется плевральная щель давление в которой ниже атмосферного. При повреждении грудной клетки или легких в плевральную полость может поступать воздух. При этом легкое спадается, попадание воздуха в плевральную полость называется пневмотораксом. Пневмоторакс может бать открытым, закрытым, клапанным односторонним и двусторонним двусторонний приводит к летальному исходу (объяснить меры помощи ) иногда роводят пневмоторакс с лечебной целью. При операции на легких применяется искусственная вентиляция легких. Дыхание у новорожденного легкие плода не сделавшего первого вдоха проверяют (объяснить). Легочная вентиляция определяется глубиной и частотой дыха­ния (16-20 в мин.). Легочные объемы.

- дыхательный объем (500 мл;300-800 мл);

- резервный объем вдоха (3000 мл);

- резервный объем выдоха (1300 мл.);

- остаточный объем (после макс. выдоха 1200 мл.);

- ЖЕЛ это количество воздуха которое человек может максимально выдохнуть при максимальном вдохе

- МОД - объем воздуха вдыхаемого (выдыхаемого) за 1 мин.

МОД = ЧДД х ДО; в покое в среднем 8 л х мин -1;

Поверхностное натяжение легких. Стремление расправленных легких спасться обусловлено эластической тягой паренхимы и альвеол экспериментальными данными доказано что в альвеолах на раздели сред поверхностное натяжение в 10 раз ниже это происходит за счет сурфактанта он не дает, спасся альвеолам. В атмосферном воздухе содержится 20,9 об. % кислорода, 0,03 об. % углекислоты, 75 об. % азота.

Переход газов через альвеоло - капиллярный барьер осуществляется за счет диффузии. В норме парциальное давление кислорода в альвеолах (100 мм.рт.ст.) значительно выше, чем напряжение О₂ в венозной крови, поступающей в капилляры легких (40 мм.рт.ст.). Градиент парциального давления СО₂ имеет обратную направленность (46 мм.рт.ст. в начале легочных капилляров, и 40 мм.рт.ст. в альвеолах). Эти градиенты давлений являются движущей силой диффузии 0₂ и С0₂, то есть газообмена в легких. Анатомически мертвое пространство это объем воздуха воздухоносных путей- трахеи бронхов и бронхиол плоть до их перехода в альвеолы. Оно называется «мертвым» лишь по тому что в нем не происходит газообмена, но выполняет важные вспомогательные функции. обеспечивает вентиляцию легких согревает и очищает воздух. Остановка дыхания по кимто либо причинам вызывают клиническую смерть она длится до 5-6мин затем наступает биологическая смерть. Поэтому необходимо провести реанимацию. Определение клинической смерти отсутствие пульса на крупных сосудах расширение зрачка. В каком случае будем проводить реанимацицию если незнаем времени остановки дыхания. Пример с западением языка.

Первичная остановка дыхания, как правило, вызывается закупоркой дыхательных путей корнем языка, инородными телами, жидкостью, рвотными массами. Наиболее типичным участком закупорки является гортанно-глоточная область. Закупорка возникает у пострадавших с нарушенным сознанием (в коматозном состоянии), с наклоненной вперед головой, когда расслабленные мышцы языка и шеи не могут поднять корень языка и надгортанник над задней стенкой глотки.

Вторичная остановка дыхания — возникает вследствие остановки сердца (прекращения кровообращения).

Внезапное прекращение кровообращения сопровождается потерей сознания, и последующей остановкой дыхания.

Нарушения дыхания и кровообращения представляют собой реальную угрозу жизни и должны быть немедленно ликвидированы на месте происшествия своевременными и грамотными действиями обученных людей, находящихся рядом. И в этих случаях фактор времени при проведении реанимационных мероприятий играет первостепенную роль.

Методы сердечно-легочной реанимации (СЛР) при необходимости надо проводить везде, они не требуют специального оборудования, поэтому спасти жизнь человеку, владея приемами СЛР, не представляет особой сложности.

Современные методы реанимации появились благодаря работам, доказывающим физиологическую пригодность для дыхания, выдыхаемого человеком воздуха, в котором содержится 16—18 % кислорода. Это определило метод искусственной вентиляции легких (искусственное дыхание). Искусственное дыхание применяется при нарушении функций дыхания вследствие закупорки дыхательных путей, различных травм, неврологических заболеваний, в состоянии клинической смерти независимо от причины, вызывающей ее. Искусственное дыхание, применяемое при выведении больных из терминальных состояний, должно обеспечить необходимую вентиляцию легких и способствовать восстановлению самостоятельного дыхания. Обязательным условием проведения успешного искусственного дыхания является обеспечение проходимости дыхательных путей пострадавшего.

Искусственное дыхание обычно сочетают с искусственным поддержанием кровообращения (наружным массажем сердца). Сердце занимает большую часть пространства между грудиной и позвоночником в грудной клетке. Искусственное кровообращение поддерживается проведением наружного массажа сердца — сдавливанием и сжиманием сердца между грудиной и позвоночником. При этом кровь изгоняется из левого желудочка сердца, в аорту обеспечивая при этом кровоснабжение мозга и самого сердца. Одновременно кровь из правого желудочка перетекает в легкие, где насыщается кислородом. После того, как давление на грудину прекращается, эластичность грудной клетки приводит к ее расправлению, и сердце вновь заполняется кровью.

Транспорт кислорода кровью. Кривая диссоциации оксигемоглобина, ее характеристика. Кислородная емкость крови.

Объем воздуха оставшийся после спокойного выдоха составляет примерно 2300 мл но скаждым спокойным вдохом в легкие попадает всего 350млю нового воздуха из этого следует что при вдохе заменяется всего 1/17 часть. В 2х легких содержатся примерно 300 млн. альвеол каждая из них имеет диаметр около 0,2мм. Стенки альвеолы очень тонкие, и между ними располагается сеть капилляров, иногда даже говорят, как «слое» текущей крови Альвеолярные газы находятся очень близко от крови в легких. Там происходит обмен альвеолярного воздуха. Средний диаметр легочных капилляров составляет около 5 мкм. Поэтому эритроциту приходится протискиваться в капилляры и это способствуют увеличению диффузии О2 из воздуха в кровь углекислоты из крови в легкие. Обычно кислород из легких в ткани переносится эритроцитами в химической связи с гемоглобином около 97%. Оставшиеся 3% транспортируются растворенном виде плазмой крови. Таким образом, почти весь кислород переносится в ткани, будучи связан с гемоглобином. в виде оксигемоглобина Химический состав гемоглобина легко связывается кислородом при высоком парциальном давлении и диффундирует при низким парциальном давлен. Кривая диссоциации кислорода

Максимальное количество кислорода, которое может связать кровь при полном насыщении гемоглобина кислородом, называется кислородной емкостью крови.

Дыхательный центр. Современное представление о его структуре и локализации Автоматизм дыхательного центра

Дыхательный центр

За дыхание отвечает не одна четко очерченная группа нейронов, а несколько групп, расположенных на разных уровнях ЦНС:

- инспираторные мотонейроны (1-2 шейн.сегм.), участвуют в регуляции активности межреберных и диафрагмальных мотонейронов;

- мотонейроны, которые иннервируют диафрагму, находятся в передних рогах серого вещества 3 и 5 шейных сегментов;

- в стволовой части мозга ( продолговатый мозг и мост) находятся центральные механизмы, управляющие дыхательными движениями.

В продолговатом мозге различают:

а) инспираторный центр (дорсальная ядерная группа); нейроны этой группы относятся только к инспираторному типу нейронов и представлены поздними и полными инспиратоными нейронами; они получают информацию от легочных рецепторов растяжения по волокнам n.vagus; часть нейронов связана аксонами с дыхательными мотонейронами спинного мозга .

б) экспираторный центр (вентральная ядерная группа); Кроме указанных бульбарных центров, в передней части моста сразу за четверохолмием обнаружено еще одно ядро названное пневмотоксическим центром. Некоторые авторы считают что в ворольевом мосту находится апнестический центр.

На дыхание оказывают влияние центры гипоталамуса (эмоциональное состояние, поведенческие реакции, повышение температуры тела ...);

- кора головного мозга ( осуществляет гомеостатическую и поведенческую регуляцию). Человек может задержать дыхание может дышать глубже, чаще.

Таким образом, дыхательный центр располагается на всех этажах ЦНС.

Автоматией обладают нейроны дыхательной зоны продолговатого мозга. Природа автоматии дыхательного центра иная, чем автоматия водителей ритма сердца. Автоматия дыхательного центра находится под: сильным произвольным контролем;

- необходимо постоянное поступление в дыхательный центр афферентной информации, поддерживающей возбудимость нейронов дыхательного центра;

- ритмическое (периодическое) возбуждение нейронов дыхательного центра обусловлено взаимодействием многих нейронов. Нейроны дыхательного центра продолговатого мозга находятся в реципрокных взаимоотношениях.

Рецепторы - центральные хеморецепторы. Расположены в продолг.мозге у выхода корешков 9 и 10 черепно-мозговых корешков (блужд.и подъязычн.нерв). Центральные хеморецепторы обладают более выраженным действием на дыхательный цент, чем периферические. Центральные хеморецепторы реагируют на изменение уровня СО2 и ионов Н;( они омываются внеклеточной жидкостью головного мозга) –повышение концентрации ионов Н --- к усилению дыхания и наоборот). Уровень СО2 в крови оказывает влияние на вентиляцию главным образом ч/з изменение рН .

- периферические хеморецепторы - находятся в каротидных и аортальных тельцах; они реагируют на снижение парциального давления О2 и рН и на увеличение парциального давления СО2 в артериальной крови; очень чувствительны (при снижении парциального давления О2 -повышается фоновая импуль парциального давления сация);

. Гуморальная регуляция дыхания Роль углекислоты и рН крови в гуморальном механизме регуляции дыхания. Экспериментальное подтверждение