Файл: 1. Система дыхания, ее основные компоненты. Значение дыхания для.pdf

1. Система дыхания, ее основные компоненты. Значение дыхания для
организма.Основные этапы дыхания. Дыхание – это совокупность процессов, обеспечивающих потребление организмом кислорода и выделение углекислого газа. Функциональная система дыхания — совокупность структур, которые обеспечивают необходимый объем легочной вентиляции (внешнее звено саморегуляции, поддерживая оптимальный для метаболизма уровень pO2, pCO2 и рН крови и тканей (внутреннее звено саморегуляции. Вдыхательную систему входят легкие и респираторный тракт (дыхательные пути, который, в свою очередь, включает носовую полость, носоглотку, ротоглотку, гортань, трахею, бронхи, мелкие бронхи и альвеолы. Альвеолы – это 500 миллионов пузырьков диаметром 0,2 мм, где происходит переход кислородом в кровь, удаление углекислого газа из крови. Здесь и происходит газообмен. Кислород из легочных пузырьков проникает в кровь, а углекислый газ из крови – в легочные пузырьки значение дыхания состоит в поддержании в организме оптимального уровня окислительно- восстановительных процессов. Этапы дыхания Комплекс последовательных физиологических и физико-химических процессов, обеспечивающих дыхание, подразделяют на пять этапов. й этап — внешнее дыхание, или вентиляция легких — процессы, обеспечивающие ритмическое поступление определенных объемов атмосферного воздуха в легкие (вдохи удаление его из легких в атмосферу (выдох. й этап — диффузия газов в легких (газообмен в легких) — процессы, обеспечивающие переход кислорода из альвеолярного воздуха в кровь и углекислого газа в обратном направлении.

й этап — транспорт газов кровью — процессы, обеспечивающие растворение кислорода и углекислого газа в крови, связывание их с гемоглобином и другими веществами и перенос стоком крови. й этап — диффузия газов в тканях (газообмен в тканях) — процессы, обеспечивающие диссоциацию оксигемоглобина в крови тканевых капилляров и диффузию кислорода из крови в тканевые структуры, а также диффузию углекислого газа в обратном направлении, его растворение и связывание с гемоглобином. й этап — клеточное дыхание — биохимические и физико-химические процессы, обеспечивающие аэробное окисление органических веществ с получением энергии, используемой для жизнедеятельности клетки. При этом образуются углекислый газ, вода и азотистые основания (при окислении белков.
2. Биомеханика вдоха и выдоха Вентиляция легких - процесс обмена воздуха между внешней средой и альвеолами легких. Вентиляция легких (смена воздуха) осуществляется в результате периодических изменений объема грудной полости. Увеличение объема грудной полости обеспечивает вдох (инспирацию, уменьшение — выдох (экспирацию). Фазы вдоха и следующего за ним выдоха составляют дыхательный цикл Изменение объема грудной полости совершается за счет сокращений дыхательных мышц. Мышцы, при сокращении которых объем грудной полости увеличивается, называются инспираторными. К ним относятся диафрагма и наружные межреберные мышцы. При спокойном дыхании объем грудной клетки изменяется в основном за счет сокращения диафрагмы и перемещения ее купола. При глубоком форсированном дыхании в инспирации участвуют вспомогательные мышцы вдоха трапециевидная, передние лестничные и грудино-ключично-сосцевидные мышцы. Спокойный выдох осуществляется в результате расслабления инспираторных мышц, что приводит к уменьшению объема грудной полости благодаря опусканию ребер (под действием силы тяжести) и расслаблению диафрагмы. Глубокий выдох происходит при сокращении экспираторных мышц, которыми являются внутренние межреберные мышцы и мышцы живота. К вспомогательным экспираторным мышцам относятся мышцы, сгибающие позвоночник. Легкие располагаются в герметически замкнутой плевральной полости, которая образована наружными внутренним листками плевры.
3. Давление в плевральной полости и факторы его обуславливающие. Изменение давления в различные фазы дыхательного цикла. Транспульмональное давление. При спокойном дыхании давление в плевральной полости равно минус 6-8 мм рт. ст, те. на 6-8 мм рт. ст. ниже атмосферного. Его можно измерить, если ввести в щель иглу шприца, соединенного с манометром. Это обусловлено тем, что внутрилегочное давление равно атмосферному, а снаружи давление отсутствует или равно нулю. Эластическая сила легких уменьшает давление легких на пристеночную плевру. Следовательно, внутриплевральное давление равно
Р
пл
= Р
лег
— Р
эл
где Р
пл
— внутриплевральное давление Р
лег
— внутрилегочное давление, которое в состоянии покоя равно атмосферному Р
эл
— эластическая сила легких. В момент вдоха, когда сокращаются наружные межреберные мышцы и ребра поднимаются, наружный листок плевры отходит от внутреннего, вследствие чего увеличивается объем плевральной полости. Поскольку легкие всегда стремятся занять максимально возможный объем в

грудной полости в связи с разностью давления внутри и снаружи органа, при увеличении объема плевральной полости происходят растяжение легких и поступление в них воздуха. Это приводит к увеличению эластической тяги легких и, следовательно, уменьшению внутриплеврального давления. Чем глубже вдох, тем больше уменьшается давление. В момент глубокого вдоха оно может достигать минус 12-15 мм рт. ст. Когда в межреберных мышцах заканчивается процесс возбуждения, они расслабляются и ребра пассивно возвращаются в исходное положение точно также прекращение сокращения диафрагмы приводит к тому, что она занимает свое прежнее куполообразное положение. Возвращение ребер и диафрагмы в исходное положение приводит к уменьшению объема грудной полости, а следовательно, к сдавлению легких. При возвращении ребер в исходное положение давление в плевральной полости повышается, те. в ней уменьшается отрицательное давление, так как уменьшается эластическая тяга легких. При глубоком выдохе оно становится равным минус 3-4 мм рт. ст. При сдавлении легких из них пассивно выходит воздух — осуществляется выдох. Разницу между давлением в альвеолах и давлением в плевральной полости называют транспульмональным давлением. Р транспульмональное = Р альвеолярное - Р плевральное
Транспульмональное давлениеэто тот градиент давлений, который поддерживает легкие в расправленном состоянии (давление изнутри выше давления снаружи. Показатели внешнего дыхания (легочные обьемы, емкости,вентиляция легких, их
клинико-физиологическая характеристика. Методы определения. Дыхательный объем- количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает при спокойном дыхании. На спирограмме определяется между уровнями спокойного вдоха и выдоха. Величина от
300 до 900 в среднем 500
Резезервный обьем вдоха- количество воздуха, которое человек может дополнительно вдохнуть после нормального вдоха. На спирограмме определяется между уровнями спокойного вдоха и максимального вдоха. В среднем равен 2000 мл
Резезервный обьем выдоха- количество воздуха, которое человек может дополнительно выдохнуть после спокойного выдоха. На спирограмме определяется между уровнями спокойного выдоха и максимального выдоха. В среднем равен мл
Остатьчный обьем – количество воздуха, остающееся в легких на высоте максимального выдоха. Определяется между уровнями максимального выдоха и полного спадения легких. В среднем равен
1200 мл. Жизненная емкость легких наибольшее количество воздуха, которое можно выдохнуть после максимального вдоха (равно сумме ДО, РОвд и РОвыд. На спирограмме определяется между уровнями максимального вдоха и максимального выдоха. Общая емкость легких- количество воздуха, содержащееся в легких на высоте максимального вдоха равно сумме ОО и ЖЁЛ). Определяется между уровнями максимального вдоха и полного спадения лёгких. Функциональная остаточная емкость (ФОЁ)-количество воздуха, остающееся в лёгких после спокойного выдоха (равно сумме РОвыд и ОО). Определяется между уровнями спокойного выдоха и полного спадения лёгких.

Ёмкость вдоха (ЁВ)-максимальное количество воздуха, которое можно вдохнуть после спокойного выдоха (равно сумме ДО и РОвд). На спирограмме определяется между уровнями спокойного выдоха и максимального вдоха. Минутный обьем дыхания (МОД. Количество воздуха, вдыхаемого (или выдыхаемого) за 1 минуту, равен произведению ДО на частоту дыхательных движений (ЧД). ЧД у взрослого человека в среднем в покоев минуту (от 10 до 18 в мин) У взрослого человека при ДО 500 мл и ЧД 14 в минуту МОД равен л. При физической нагрузке в соответствие с увеличением потребности в кислороде повышаетмя и МОД, достигая в условиях максимальной нагрузки л в 1 мин. Жизненную емкость легких и дыхательные объемы можно определить с помощью спирометрии.
5 Состав вдыхаемого, выдыхаемого воздуха и альвеолярного воздуха. Парциальное давление газов в альвеолярном воздухе. воздух Содержание газов кислород углекислый газ азот вдыхаемый
20,94 0,03 79,03 выдыхаемый
16,30 4.00 79,70 альвеолярное
14,20 5,20 80,60 Газообмен в легких происходит при диффузии газов через стенки альвеол и кровеносных капилляров вследствие разницы между парциальным давлением O2 и Св альвеолярном воздухе ив крови. Парциальное давление O2 и Св альвеолярном воздухе ив крови газ альвеолярный воздух венозная кровь кислород
107 мм рт. ст.
40 мм рт. ст. углекислый газ
47 мм рт. ст.
6
. Обмен газов в лёгких. Диффузионная способность лёгких.
Газообмен в легких между альвеолярным воздухом и кровью капилляров малого круга кровообращения осуществляется в результате диффузии O
2
из альвеолярного воздуха в кровь и СО, из крови в альвеолярный воздух. Диффузия происходит вследствие разности парциального давления давление отдельного газа в смеси газов) этих газов в альвеолярном воздухе ив крови. Парциальное

давление O
2
в альвеолярном воздухе составляет около 100 мм рт. ст. Напряжение O
2
в венозной крови равно 40 мм рт. ст. В результате этой разницы парциального давления O
2
из альвеолярного воздуха поступает в кровь. Напряжение СО, в венозной крови, поступающей к легким, составляет 46 мм рт. ста парциальное давление Св альвеолярном воздухе — около 40 мм рт. ст. Вследствие этого С поступает из крови в альвеолярный воздух до выравнивания его парциального давления в крови ив альвеолярном воздухе. Газообмену в легких способствует большая поверхность альвеол и малая толщина легочной мембраны. В течение суток из альвеол в кровь переходит у коровы около 5000 л О, а из крови в альвеолярный воздух поступает около 4300 л СО
2
Контакт крови с альвеолярным воздухом происходит за 0,3-0,7 сиза этот период парциальное давление газа полностью выравнивается.
7. Транспорт кровью кислорода. Кривая диссоциации оксигемоглобина, ее характеристика. Кислородная емкость крови. Напряжение и количество углекислого газа в артериальной и венозной крови.

8. Транспорт кровью углекислого газа, его формы. Образование и диссоциация бикарбонатов, роль карбоангидразы. Напряжение и количество углекислого газа в артериальной и венозной крови

9. Физиология дыхательных путей. Регуляция их просвета. Дыхательные пути выполняют очень важную функцию - кондиционирование воздуха. Благодаря этому в легкие поступает воздух только определенных параметров. Вдыхательных путях воздуха
- Согревается
- Увлажняется, поэтому воздух в легких насыщен водяными парами на 100%, независимо от влажности атмосферного воздуха
- Очищается, благодаря наличию реснитчатого эпителия и бокалоподибних клеток, секретирующих слизь (движение ресничек обеспечивает прохождение слизи и осев на поверхности дыхательных путей инородных частиц, микроорганизмов в направлении гортани и глотки, они проглатываются или видхаркуються), часть осев на поверхности дыхательных путей микроорганизмов и частиц обезвреживаются макрофагами. Кроме того, воздухоносные пути имеют большое количество рецепторов (есть рефлексогенной зоной, что обеспечивает их участие в осуществлении защитных дыхательных рефлексов. В регуляции величины просвета дыхательных путей (и их сопротивления движению воздуха) принимают участие, главным образом, нервные механизмы. При этом парасимпатические рефлекторные воздействия сопровождаются сокращением гладких мышц сужение дыхательных путей. В гладких мышцах дыхательных путей является - и-адренорецепторы; стимуляция- адренорецепторов сопровождается расслаблением гладких мышц воздухоносных путей и расширением бронхиола стимуляция-адренорецепторов - напряженным гладких мышц и сужением

бронхов. В гладких мышцах дыхательных путей преобладают-адренорецепторы, поэтому в условиях повышения активности симпатоадреналовой системы просвет дыхательных путей расширяется создаются оптимальные условия для вентиляции легких.
10. Рефлекторная саморегуляция дыхания. Механизм смены дыхательных фаз с участием механорецепторов лёгких. Основная роль в рефлекторной саморегуляции дыхания принадлежит механорецепторам легких. В зависимости от локализации и характера чувствительности выделяют три их вида
1. Рецепторы растяжения. Находятся преимущественно в гладких мышцах трахея и бронхов. Возбуждаются при растяжении их стенок. В основном они обеспечивают смену фаз дыхания.
2. Ирритантные рецепторы. Расположены в эпителии слизистой трахеи и бронхов. Они реагируют на раздражающие вещества и пылевые частицы, а также резкие изменения объема легких пневмоторакс, ателектаз. Обеспечивают защитные дыхательные рефлексы, рефлекторное сужение бронхов и учащение дыхания.
3. Юкстакапиллярные рецепторы. Находятся в интерстициальной ткани альвеол и бронхов. Возбуждаются при повышении давления в малом круге кровообращения, а также увеличении объема интерстициальной жидкости. Эти явления возникают при застое в малом круге кровообращения или пневмониях. Важнейшим для дыхания является рефлекс Геринга-Брейера. При вдохе легкие растягиваются и возбуждаются рецепторы растяжения. Импульсы от них по афферентным волокнам блуждающих нервов поступают в бульбарный дыхательный центр. Они идут к р-респираторным нейронам, которые в свою очередь тормозят а-респираторные. Вдох прекращается и начинается выдох. После перерезки блуждающих нервов дыхание становится редкими глубоким. Поэтому данный рефлекс обеспечивает нормальную частоту и глубину дыхания, а также препятствует перерастяжению легких. Определенное значение в рефлекторной регуляции дыхания имеют проприорецепторы дыхательных мышц. При сокращении мышц импульсы от их проприорецепторов поступают к соответствующим мотонейронам дыхательных мышц. За счет этого регулируется сила сокращений мышц при каком-либо сопротивлении дыхательным движениям. Регуляция вдоха и выдоха.Смене дыхательных фаз способствуют сигналы, поступающие от механорецепторов легких по афферентным волокнам блуждающих нервов. При перерезке блуждающих нервов дыхание у животных становится более редкими глубоким. Следовательно, импульсы, поступающие от рецепторов легких обеспечивают смену вдоха на выдохи смену выдоха вдохом. В эпителиальном и субэпителиальном слоях всех воздухоносных путей, а также в области корней легких расположены так называемые ирритантные рецепторы,которые обладают одновременно свойствами механо- и хеморецепторов. Они раздражаются при сильных изменениях объема легких, часть этих рецепторов возбуждается при вдохе и выдохе. Ирритантные рецепторы возбуждаются также под действием пылевых частиц, паров едких веществ и некоторых биологически активных

веществ, например, гистамина. Однако, для регуляции смены вдоха и выдоха большее значение имеют рецепторы растяжения легких, которые чувствительны к растяжению легких. Вовремя вдоха, когда воздух начинает поступать в легкие, они растягиваются и рецепторы, чувствительные к растяжению возбуждаются. Импульсы от них по волокнам блуждающего нерва поступают в структуры продолговатого мозга к группе нейронов, составляющих дыхательный центр(ДЦ). Как показали исследовании в продолговатом мозге в его дорсальных и вентральных ядрах локализованы центр вдоха и выдоха. От нейронов центра вдоха возбуждение поступает к мотонейронам спинного мозга, аксоны которых составляют диафрагмальный, наружные межреберные и межхрящевые нервы, иннервирующие дыхательные мышцы. Сокращение этих мышц еще больше увеличивает объем грудной клетки, воздух продолжает поступать-в альвеолы, растягивая их. Поток импульсов вдыхательный центр от рецепторов легких увеличивается. Таким образом, вдох стимулируется вдохом. Нейроны дыхательного центра продолговатого мозга как бы разделены (условно) на две группы. Одна группа нейронов дает волокна к мышцам, которые обеспечивают вдох, эта группа нейронов получила название инспираторных нейронов(инспираторный центр, т. е.центр вдоха.Другая же группа нейронов, отдающих волокна к внутренним межреберными межхрящевым мышцам, получила название экспираторных нейронов(экспираторный центр, т. е.центр выдоха.
11.
Хеморецепторы. Влияние газового состава крови и цереброспинальной жидкости на сменудыхательных фаз и вентиляцию лёгких
Хеморецепторы, предназначенные для оценки величины напряжения кислорода, углекислого газа, рН артериальной крови и ликвора, располагаются в сосудах ив продолговатом мозге. Они посылают информацию о газовом составе вдыхательный, сосудодвигагельный центры и другие структуры центральной нервной системы. Дыхательный центр представлен различными группами нейронов, расположенными преимущественно в продолговатом мозге и мосту. Часть этих нейронов обладает способностью спонтанно ритмически возбуждаться и формировать поток эфферентных нервных импульсов, задающих определенную частоту и глубину дыхания. Активность нейронов дыхательного центра модулируется потоками афферентных сигналов, поступающих вдыхательный центр от хеморецепторов и других рецепторов организма, а также от нейронов коры, лимбической и других областей головного мозга. В результате формируется иной характер активности нейронов дыхательного центра, приспосабливающий дыхание к характеру текущей функциональной активности и изменяющимся метаболическим потребностям организма. Таблица. Основные хеморецепторы