Файл: Учебник для высших учебных заведений физической культуры Издание 2е, исправленное и дополненное.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 2252
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
, а объем воздуха в них около 2-3 литров; объем воздухоносных путей — 150-180 мл. В обычных условиях альвеолы не спадаются, так как находящаяся на их внутренней поверхности жидкость содержит сурфактанты — вещества, снижающие поверхностное натяжение.
Газообмен между легки ми и окружающей средой осуществляется за счет вдоха и выдоха. При вдохе объем легких увеличивается, давление в них становится ниже атмосферного, и воздух поступает в дыхательные пути. Этот процесс носит активный характер и обусловлен сокращением наружных межреберных мышц и опусканием (сокращением) диафрагмы, в результате чего объем легких возрастает на 250-300 мл. Во время выдоха объем грудной полости уменьшается, воздух в легких сжимается, давление в них становится выше атмосферного, и воздух выходит наружу. Выдох в спокойном состоянии осуществляется пассивно за счет тяжести грудной клетки и расслабления диафрагмы. Форсированный выдох происходит вследствие сокращений внутренних межреберных мышц, частично — за счет мышц плечевого пояса и брюшного пресса.
Важное значение для осуществления вдоха и выдоха имеет герметически замкнутая плевральная полость (щель), образованная висцеральным (покрывает легкое) и париетальным (выстилает грудную клетку изнутри) листками плевры и защищенная небольшим количеством жидкости. Давление в плевральной полости ниже атмосферного, которое еще больше снижается при вдохе, способствуя поступлению воздуха в легкие. При попадании воздуха или жидкости в плевральную полость легкие спадаются за счет их эластической тяги, дыхание становится невозможным и развиваются тяжелые осложнения — пневмогидроторакс.
Количество воздуха, находящегося в легких после максимального вдоха, составляет общую емкость легких, величина которой у взрослого человека равна 4-6 л. В общей емкости легких принято выделять четыре составляющих ее компонента: дыхательный объем, резервный объем вдоха и выдоха и остаточный объем.
Дыхательный объем —это количество воздуха, проходящего через легкие при спокойном вдохе (выдохе) и равное 400-500 мл. Резервный объем вдоха (1.5-3 л) составляет воздух, который можно вдохнуть дополнительно после обычного вдоха.
124
Рзервным объемом выдоха (1-1.5 л) называется объем воздуха, который еще можно выдохнуть после обычного выдоха. Остаточный объем (1-1.2 л) — это количество воздуха, которое остается в легких после максимального выдоха и выходит только при пневмотораксе. Сумма дыхательного воздуха, резервных объемов вдоха и выдоха составляет жизненную емкость легких (ЖЕЛ), равную 3.5-5 л; у спортсменов она может достигать 6 л и более.
В покое человек делает 10-14 дыхательных циклов в 1 минуту, поэтому минутный объем дыхания (МОД) составляет 6-8 л. В состав дыхательного воздуха входит так называемое мертвое (вредное) пространство (120-150 мл), образованное воздухоносными путями (полости рта, носа, глотки, гортани, трахеи и бронхов), не участвующими в газообмене воздухом. Однако заполняющий это пространство воздух играет положительную роль в поддержании оптимальной влажности и температуры альвеолярного газа. Соотношение компонентов дыхательного цикла (длительность фаз вдоха и выдоха, глубина дыхания, динамика давления и скорость потоков в воздухо-носных путях)характеризуют так называемый паттерн дыхания, который зависит от внешних и внутренних влияний на организм.
В процессе газообмена между организмом и атмосферным воздухом большое значение имеет вентиляция легких, обеспечивающая обновление состава альвеолярного газа. И нтенсивность вентиляции зависит от глубины и частоты дыхания. Количественным показателем вентиляции легких служит минутный объем дыхания, определяемый как произведение дыхательного объема на число дыханий в минуту.
Легочная вентиляция обеспечивается работой дыхательных мышц. Эта работа связана с преодолением эластического сопротивления легких и сопротивления дыхательному потоку воздуха (неэластическое сопротивление). При МОД, равном 6-8 л
мин
, на работу дыхательных мышц расходуется 5-10 мл мин О
. При физических нагрузках, когда МОД достигает 150-200 л • мин , для обеспечения работы дыхательных мышц требуется уже около одного литра О . Высокая кислородная стоимость дыхания невыгодна для организма, так как О не может использоваться для полезной работы.
Из воздуха альвеол О
переходит в кровь, а в него поступает СО . Поэтому газовый состав их воздуха в процессе вентиляции легких неодинаков
(табл. 4).
Выдыхаемый воздух состоит из смеси альвеолярного и воздуха вредного пространства, по составу мало отличающегося от атмосферного. Поэтому выдыхаемый воздух содержит больше О, и меньше СО, по сравнению с альвеолярным. Назначение легочной вентиляции состоит в поддержании относительного постоянства уровня
125
Таблица 4
Состав воздуха (в %) при спокойном дыхании
парциального давления О и СО в альвеолярном воздухе. При атмосферном давлении 760 мм рт. ст. рО в нем равно 159ммрт. ст. и рСО — 0.2 мм рт. ст., а в альвеолярном воздухе — 102 мм рт. ст. и 40 мм рт. ст., соответственно. Характер легочной вентиляции определяется градиентом парциального давления этих газов в различных отделах дыхательных путей.
10.2. ОБМЕН ГАЗОВ В ЛЕГКИХ
И ИХ ПЕРЕНОС КРОВЬЮ
Переход О из альвеолярного воздуха в кровь и СО из крови в альвеолы происходит только путем диффузии. Никакого механизма активного транспорта газов здесь не существует. Движущей силой диффузии являются разности (градиенты) парциальных давлений (напряжений) О и СО по обе стороны альвеолярно-капиллярной мембраны или аэрогематического барьера Напряжение газов в различных средах представлено в таблице 5.
Кислород и углекислый газ диффундируют только в растворенном состоянии, что обеспечивается наличием в воздухоносных путях водяных паров, слизи и сурфактантов. В ходе диффузии через аэроге-матический барьер молекулы растворенного газа преодолевают большое сопротивление, обусловленное слоем сурфактанта, альвеолярным эпителием, мембранами альвеол и капилляров, эндотелием сосудов, а также плазмой крови и мембраной эритроцитов.
Диффузионная способность легких для кислорода очень велика. Это обусловлено огромным числом (сотни миллионов) альвеол и
Таблица 5
Напряжение О и СО (мм рт. ст.) при спокойном дыхании воздухом
126
большой их газообменной поверхностью (около 100 м
), а также малой толщиной (около 1 мкм) альвеолярно-капиллярной мембраны. Диффузионная способность легких у человека примерно равна 25 мл О в 1 мин в расчете на 1 мм рт. ст. градиента парциальных давлений кислорода. Учитывая, что градиент рО между притекающей к легким венозной кровью и альвеолярным воздухом составляет около 60 мм рт. ст., этого оказывается достаточно, чтобы за время прохождения крови через легочный капилляр (около 0.8 с) напряжение кислорода в ней успело уравновеситься с альвеолярным рО .
Диффузия СО из венозной крови в альвеолы даже при сравнительно небольшом градиенте рСО (около 6 мм рт. ст.) происходит достаточно легко, так как растворимость СО в жидких средах в 20-25 раз больше, чем у кислорода. Поэтому после прохождения крови через легочные капилляры рСО в ней оказывается равным альвеолярному и составляет около
40 мм рт. ст.
Дыхательная функция крови прежде всего обеспечивается доставкой к тканям необходимого им количества О
Газообмен между легки ми и окружающей средой осуществляется за счет вдоха и выдоха. При вдохе объем легких увеличивается, давление в них становится ниже атмосферного, и воздух поступает в дыхательные пути. Этот процесс носит активный характер и обусловлен сокращением наружных межреберных мышц и опусканием (сокращением) диафрагмы, в результате чего объем легких возрастает на 250-300 мл. Во время выдоха объем грудной полости уменьшается, воздух в легких сжимается, давление в них становится выше атмосферного, и воздух выходит наружу. Выдох в спокойном состоянии осуществляется пассивно за счет тяжести грудной клетки и расслабления диафрагмы. Форсированный выдох происходит вследствие сокращений внутренних межреберных мышц, частично — за счет мышц плечевого пояса и брюшного пресса.
Важное значение для осуществления вдоха и выдоха имеет герметически замкнутая плевральная полость (щель), образованная висцеральным (покрывает легкое) и париетальным (выстилает грудную клетку изнутри) листками плевры и защищенная небольшим количеством жидкости. Давление в плевральной полости ниже атмосферного, которое еще больше снижается при вдохе, способствуя поступлению воздуха в легкие. При попадании воздуха или жидкости в плевральную полость легкие спадаются за счет их эластической тяги, дыхание становится невозможным и развиваются тяжелые осложнения — пневмогидроторакс.
Количество воздуха, находящегося в легких после максимального вдоха, составляет общую емкость легких, величина которой у взрослого человека равна 4-6 л. В общей емкости легких принято выделять четыре составляющих ее компонента: дыхательный объем, резервный объем вдоха и выдоха и остаточный объем.
Дыхательный объем —это количество воздуха, проходящего через легкие при спокойном вдохе (выдохе) и равное 400-500 мл. Резервный объем вдоха (1.5-3 л) составляет воздух, который можно вдохнуть дополнительно после обычного вдоха.
124
Рзервным объемом выдоха (1-1.5 л) называется объем воздуха, который еще можно выдохнуть после обычного выдоха. Остаточный объем (1-1.2 л) — это количество воздуха, которое остается в легких после максимального выдоха и выходит только при пневмотораксе. Сумма дыхательного воздуха, резервных объемов вдоха и выдоха составляет жизненную емкость легких (ЖЕЛ), равную 3.5-5 л; у спортсменов она может достигать 6 л и более.
В покое человек делает 10-14 дыхательных циклов в 1 минуту, поэтому минутный объем дыхания (МОД) составляет 6-8 л. В состав дыхательного воздуха входит так называемое мертвое (вредное) пространство (120-150 мл), образованное воздухоносными путями (полости рта, носа, глотки, гортани, трахеи и бронхов), не участвующими в газообмене воздухом. Однако заполняющий это пространство воздух играет положительную роль в поддержании оптимальной влажности и температуры альвеолярного газа. Соотношение компонентов дыхательного цикла (длительность фаз вдоха и выдоха, глубина дыхания, динамика давления и скорость потоков в воздухо-носных путях)характеризуют так называемый паттерн дыхания, который зависит от внешних и внутренних влияний на организм.
В процессе газообмена между организмом и атмосферным воздухом большое значение имеет вентиляция легких, обеспечивающая обновление состава альвеолярного газа. И нтенсивность вентиляции зависит от глубины и частоты дыхания. Количественным показателем вентиляции легких служит минутный объем дыхания, определяемый как произведение дыхательного объема на число дыханий в минуту.
Легочная вентиляция обеспечивается работой дыхательных мышц. Эта работа связана с преодолением эластического сопротивления легких и сопротивления дыхательному потоку воздуха (неэластическое сопротивление). При МОД, равном 6-8 л
мин , на работу дыхательных мышц расходуется 5-10 мл мин О . При физических нагрузках, когда МОД достигает 150-200 л • мин , для обеспечения работы дыхательных мышц требуется уже около одного литра О . Высокая кислородная стоимость дыхания невыгодна для организма, так как О не может использоваться для полезной работы.Из воздуха альвеол О
переходит в кровь, а в него поступает СО
. Поэтому газовый состав их воздуха в процессе вентиляции легких неодинаков (табл. 4).
Выдыхаемый воздух состоит из смеси альвеолярного и воздуха вредного пространства, по составу мало отличающегося от атмосферного. Поэтому выдыхаемый воздух содержит больше О, и меньше СО, по сравнению с альвеолярным. Назначение легочной вентиляции состоит в поддержании относительного постоянства уровня
125
Таблица 4
Состав воздуха (в %) при спокойном дыхании
| Воздух | Кислород | Углекислый газ | Азот |
| Вдыхаемый Выдыхаемый Альвеолярный | 20.94 16.30 14.40 | 0.03 4.00 5.60 | 79.03 79.70 80.00 |
парциального давления О
и СО в альвеолярном воздухе. При атмосферном давлении 760 мм рт. ст. рО в нем равно 159ммрт. ст. и рСО — 0.2 мм рт. ст., а в альвеолярном воздухе — 102 мм рт. ст. и 40 мм рт. ст., соответственно. Характер легочной вентиляции определяется градиентом парциального давления этих газов в различных отделах дыхательных путей.10.2. ОБМЕН ГАЗОВ В ЛЕГКИХ
И ИХ ПЕРЕНОС КРОВЬЮ
Переход О
из альвеолярного воздуха в кровь и СО из крови в альвеолы происходит только путем диффузии. Никакого механизма активного транспорта газов здесь не существует. Движущей силой диффузии являются разности (градиенты) парциальных давлений (напряжений) О и СО по обе стороны альвеолярно-капиллярной мембраны или аэрогематического барьера Напряжение газов в различных средах представлено в таблице 5.
Кислород и углекислый газ диффундируют только в растворенном состоянии, что обеспечивается наличием в воздухоносных путях водяных паров, слизи и сурфактантов. В ходе диффузии через аэроге-матический барьер молекулы растворенного газа преодолевают большое сопротивление, обусловленное слоем сурфактанта, альвеолярным эпителием, мембранами альвеол и капилляров, эндотелием сосудов, а также плазмой крови и мембраной эритроцитов.
Диффузионная способность легких для кислорода очень велика. Это обусловлено огромным числом (сотни миллионов) альвеол и
Таблица 5
Напряжение О
и СО (мм рт. ст.) при спокойном дыхании воздухом| Среда | Кислород | Углекислый газ |
| Альвеолярный воздух Венозная кровь Артериальная кровь Ткани | 102 40 100 10-20 | 40 46 40 50-60 |
126
большой их газообменной поверхностью (около 100 м
), а также малой толщиной (около 1 мкм) альвеолярно-капиллярной мембраны. Диффузионная способность легких у человека примерно равна 25 мл О в 1 мин в расчете на 1 мм рт. ст. градиента парциальных давлений кислорода. Учитывая, что градиент рО между притекающей к легким венозной кровью и альвеолярным воздухом составляет около 60 мм рт. ст., этого оказывается достаточно, чтобы за время прохождения крови через легочный капилляр (около 0.8 с) напряжение кислорода в ней успело уравновеситься с альвеолярным рО .Диффузия СО
из венозной крови в альвеолы даже при сравнительно небольшом градиенте рСО (около 6 мм рт. ст.) происходит достаточно легко, так как растворимость СО в жидких средах в 20-25 раз больше, чем у кислорода. Поэтому после прохождения крови через легочные капилляры рСО в ней оказывается равным альвеолярному и составляет около 40 мм рт. ст.
Дыхательная функция крови прежде всего обеспечивается доставкой к тканям необходимого им количества О