Перемещение газов при вентиляции

Этапы дыхания

Внешнее дыхание

1. Поступления воздуха в легкие

2. Газообмен в легких

Внутреннее дыхание

1. Транспорт О2 и СО2 кровью

2. Газообмен между кровью и тканями

3. Тканевое дыхание – потребление О2 и выделение СО2

ФУС поддержания постоянства газового состава внутренней среды организма.

Дыхание нужно для поддержания уровня кислорода в крови.

Регуляция процессов направлена на:

1. Вентиляция легких

2. Транспорт О2 и СО2

3. Диффузия газов через аэрогематические и гистогематические барьеры

4. Система кровообращения

5. Работа процессов выделения

Конечная цель дыхания – поддержание оптимального уровня окислительно-восстановительных процессов в клетках, поддержание констант внутренней среды.

Дыхательная система – группа органов, обеспечивающих процесс дыхания.

Легкие

Функции легких:

1. Дыхательная функция

Поддержание уровня О2/СО2 в крови
Поддержание рН

2. Защитная функция

Механическая защита от пыли
ИКХ (макрофаги)
секреции иммуноглобулинов (А, М)

3. Выработка БАВ

Простагландинов, гистамина, серотонина, факторов свертывания, антикоагулянтов, ангиотензин-превращающего фермента

4. Метаболическая

Депонирование и распад некоторых веществ (серотонин, брадикинин, норадреналин, гистамин (в эпителии, но незначительно и в сосудах) и лекарственных веществ. Участие в обмене белков, жиров и углеводов.

Сам эндотелий не может утилизировать гистамин, это обеспечивает серьезные отличия между воспалительными реакциями в легких и вне легких. Тоже самое с адреналином.

5. Терморегуляторная (испарение воды)

6. Выделительная (испарение некоторых продуктов распада)

7. Гемодинамическая (присасывающий механизм легких)

8. Голосообразующая

Структура аппарата внешнего дыхания

1. Газообменик (лекие)

2. Насос для вентиляции легких

- стенка грудной клетки, покрытая плеврой

- респираторные (дыхательные) мышцы

- воздухоносные пути

3. Малый круг кровообращения (гемоперфузия)

4. Нейрогуморальный аппарат

Верхние дыхательные пути

Всего в дыхательных путях находятся 23 генерации

1-16 поколение: бронхи, бронхиолы. Не имеют альвеол, поэтому в них не возможен газообмен.
17-19 поколение: дыхательные бронхиолы, имеют небольшое количество альвеол. Начало газообмена
20-23 поколение: альвеолярные ходы и альволярные мешочки. Здесь происходит основной газообмен.

Многочисленное деление дыхательных путей, увеличение дыхательной поверхности, снижение линейной скорости потока воздуха и увеличение площади газообмена.

В альвеолярном воздухе всегда находится меньшее количество кислорода, чем во вдыхаемом возрасте.

Дыхательные пути, в которых не может происходить газообмен (первые 16 поколений) называются анатомическим мертвым пространством. Оно содержит порядка 150 мл крови.

Функции АнМП:

1. Доставка атмосферного воздуха к альвеолам)

2. Его увлажнение и согревания, очищения.

Основные процессы внешнего дыхания:

1. Вентиляция

2. Диффузия – процесс переноса газов в конечных отделах альвеол, идет через стенку альвеол.

3. Перфузия

Перемещение газов при вентиляции

1. Верхние пути (1-16 генерации) – конвекция

2. В дыхательных бронхиолах и альвеолах – диффузия и ковекция

Объем легких определяется:

· Давлением воздуха в легких

· Отрицательное давление в плевральной полости = градиент давления атмосферного и внутриплеврального (перед вдохом = -2-4 мм рт.ст.)

· Эластическая тяга легких – сила, направленная на уменьшение объема легких

Если нарушить герметичную полость плевральной полости, то увеличится эластическая сила легких, так же и эластическая тяга грудной клетки.

Соотношение этих сил создает отрицательное давление в плевральной полости.

Эластическую тягу легких создают:

· 1/3 Эластические волокна

· 2/3Поверхностное натяжение пленки жидкости, покрывающей внутреннуюю поверхность альвеол (содержит сурфрактант)

Суфрактант – поверхностно-активное вещество, содержащее липиды, протеины, которое снижает поверхностное натяжение и активируется во время выдоха

Функции:

1. Поддержание объема легких (во время выдоха снижает поверхностное натяжение и эластическую тягу легких)

2. Защитная (бактериостатическая, барьерная, защита от перекисного оксиления, уменьшает проницаемость легочной мембраны для воды)

3. Облегчает диффузию кислорода (кислород жирорастворимое вещество)

Дыхательный акт:

Инспираторные мышцы:

· Основные

- диафрагма

- наружные межреберные

- межхрящевые мышцы

· Вспомогательные

- грудные
- мышцы шеи
- живота

Вдох – активный процесс, выдох – пассивный процесс, способный происходить по окончанию работы инспираторных мышц.

При работе диафрагмы происходит увеличение грудной клетки в вертикальном направлении.

При работе межреберных мышц происходит увеличение грудной клетки во фронтальном и сагиттальном направлении. В любом случае, сокращение и того, и другого направлено на расширение.

У мужчин как правило преобладает брюшной тип дыхания (доминирует сокращение диафрагмы), у женщин – грудной. У всех спортсменов – диафрагмальный тип дыхания.

Акт вдоха:

1. Сокращение инспираторных мышц

2. Увеличение объема грудной клетки

3. Снижение отрицательного Р в плевральной полости (увеличение градиента давления)

4. Растяжение легких

5. Отрицательное Р в лёгких

6. Воздух входит в легкие

Опыт Дондерса

Стеклянный колпак – имитация плевральной полости, резиновая мембрана – диафрагма. Легкие растягиваются, давление в них становится меньше атмосферного.

Выдох в спокойном состоянии – пассивный процесс.

Способствующие факторы:

1. Масса грудной клетки, уменьшение ее объема

2. Эластическая тяга легких (возрастает на вдохе)

3. Давление органов брюшной полости

4. Эластическая тяга скрученных во время вдоха реберных хрящей

Способствующие факторы приводят к увеличению плеврального давления (уменьшение градиента давлений), уменьшению объема легких и повышению внутриклеточного давления.

Воздух выходит из легких.

Активный выдох – за счет возбуждения экспираторных мышц (внутренние межреберные и живота)

В среднем объем вдыхаемого воздуха 5 литров. На вершине вдоха давление в легких сравнивается с атмосферным

1 I - внутрилегочное II – внутриплевральное

0 – атмосферное 750 мм рт.ст.

Ее приняли за точку отсчета.

Внутриплевральное давление:
исх: -5
вдох: -8
выдох: -5 (возврат к исходному значению)

Внутрилегочное давление:
исх: 0
вдох: -1
выдох: 0-+1

Разница между внутриплевральным и внутрилегочным давлением – транспульмонарное (трансмуральное) давление. Эта величина важна для оценки растяжимости легких.