Лёгочные объёмы и ёмкости

Часть третья: внешнее дыхание как периодический процесс, системообразующий и стимулирующий фактор, а также проблемы дыхания

Мы договорились продолжить наше исследование с изучения проблемы дыхания. В первую очередь обратимся к внешнему дыханию, как описывает его физиология. Для чего воспользуемся учебной литературой. В общих чертах дыхание рассматривается как совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода и выведение углекислого газа. Причём выделяются основные процессы дыхания: внешнее дыхание (обмен газов между внешней средой и альвеолярным воздухом), обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью, транспорт газов кровью, обмен газов между кровью и тканями и тканевое дыхание.

Таким образом, внешнее дыхание – процесс. Недостаток поступления кислорода в организм называют гипоксией. Внешнее дыхание осуществляется с помощью лёгких, однако они также выполняют ряд нереспираторных функций. Примем к сведению, что к данным функциям относят: синтетическую (образование гепарина, липидов, простагландинов и так далее), кроветворную (созревание тучных клеток и базофилов), депо крови, всасывательную (эфир, хлороформ и так далее), выделительную (вода, алкоголь, эфир, ацетон), метаболическую (разрушение серотонина, кининов).

Далее цитируем: «процесс внешнего дыхания обеспечивается изменением объема грудной клетки» [12, с.148]. Сразу же, когда речь заходит об изменении объёма, на ум приходит физическое определение плотности: «плотность – величина, определяемая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму». Плотность: p = m/V, где p – плотность; m – масса; V – объём. Боле того, возникают образные представления, скажем,   лёгкие сжимаются и разжимаются подобно шару (сфере). Вместе с тем, затрагивая ранее вопрос плотности, мы предложили рассмотреть формулу несколько иначе: p = энергия притяжения частицы /место, занимаемой частицей в пространстве. Зависимость плотности и объёма обратно пропорциональная. Как только сфера (лёгкие) сжимаются, уменьшая свой объём, показатель плотности повышается. И, наоборот, величина плотности уменьшается в случае разрежения (тяги), когда лёгкие расширяются или растягиваются с увеличением объёма. Мы рассуждаем, по логике вещей, об изменении плотности воздуха. По нашему мнению, в факте изменения плотности скрывается энергетическая суть процесса. Примерно такая же, когда диполь, подверженный деформации, будет производить импульс. Не упускаем из виду ещё и символику Звука в отношении дыхания, обозначающего процесс. Особо отметим,   дыхание – периодический процесс (цикл).

От физических интерпретаций вернёмся к физиологии. Как было уже выше озвучено, процесс дыхания делится на фазы, главным образом, это активный вдох (с сокращением мышц) и спокойный пассивный выдох (без сокращения скелетныхмышц). Что касается лёгочного объёма и ёмкости лёгких, будет полезно составить небольшую таблицу (Таблица 1). Лёгочный объём – дыхательный объём воздуха, проходящий через лёгкие при спокойном дыхании. Лёгочная ёмкость включает в себя дыхательный объём, резервный объём вдоха, резервный объём выдоха.

                                              Таблица 1.

Лёгочные объёмы и ёмкости

Получается, если максимально воздух из лёгких выдохнуть, то некоторая часть лёгочного пространства всё равно будет заполнена воздухом. Как этот момент связан с постоянным отрицательным давлением в лёгких, находящихся всегда в растянутом состоянии?   Воздух воздухоносных путей не участвует в газообмене, причём  он включает в себя ещё и воздух некоторых альвеол (тоже не участвующих в газообмене). С позиции физиологии «анатомическое мёртвое пространство кроме основной функции – транспорта воздуха – выполняет ряд защитных функций: согревание - охлаждение воздуха, увлажнение-конденсация влаги, очищение от пыли и её удаление с помощью защитных рефлексов кашля и чихания» [12, с.150].

Наличие мёртвого пространства в лёгких вызывает интерес, в чём его суть? Авторы следующей статьи указывают: «Интерес к мертвому пространству обусловлен, во-первых, значением этого объема в формировании некоторых видов дыхательной недостаточности и, во-вторых, необходимостью уточнить само понятие — «мертвое пространство», особенно его части, называемой анатомическим мертвым пространством. Нечеткость, а, возможно, и некорректность определения может привести не только к неверному представлению о физиологии внешнего дыхания, но и к непониманию роли в развитии тотальной гиповентиляции (например) или механизма динамики в связи с изменением условий вентиляции легких» [13, с.76]. Фактически в научной среде признаётся определённая проблема, связанная с газообменом в лёгких. Но нам нужны сведения.

Мёртвое пространство – объём воздуха, заполняющий воздухоносные пути, где нет газообмена. Анатомически к мёртвому пространству относят: носовую и ротовую полости, глотку, гортань, трахею, бронхи и бронхиолы. «Анатомически дыхательное мертвое пространство представляет собой объем воздухоносных путей, начиная от отверстий носа и рта и кончая дыхательными бронхиолами легкого. Функциональное (физиологическое) мертвое пространство — все те участки дыхательной системы, в которых не происходит газообмена. К функциональному мертвому пространству  в отличие от анатомического относятся не только воздухоносные пути, но также альвеолы, которые вентилируются, но не перфузируются кровью. В таких альвеолах газообмен невозможен, хотя их вентиляция и происходит» [14, с.11]. Между тем, газообмен осуществляется непосредственно в альвеолах. «Соответственно, структурным и функциональным характеристикам легкие делят на воздухопроводящие (дыхательные) пути и альвеолы, составляющие респираторную зону, в которой непосредственно осуществляется газообмен» [14, с.11].  Теперь обратим внимание на состав воздуха, который вдыхается, выдыхается и участвует в газообмене в альвеолах. Для этого составим ещё одну небольшую таблицу (Таблица 2).

Таблица 2.