Дыхание и его регуляция Дыхание это —

Дыхание и его регуляция

Дыхание это - многоэтапный процесс переноса кислорода из атмосферного воздуха к клеткам организма и углекислого газа от клеток в окружающую среду.

Физиология органов дыхания n n Что такое процесс дыхания Система органов дыхания (структура и функция)

Органы дыхания n Верхняя часть Носовая полость и др. Нижняя часть n Трахея, бронхи, легкие n

Легкие n Два легких: основные органы внешнего дыхания n Правое легкое-три доли n Левое легкое-две доли

Бронхи и альвеолы

АЦИНУС – структурно - функциональная ЕДИНИЦА легких У взрослого 150 000 ацинусов, объем одного 30 -40 мм 3. Число альвеол в легких 300 миллионов, их суммарная площадь 80 м 2. Каждая альвеола окружена плотной сетью капилляров.

Этапы переноса газов 1. 2. 3. 4. Внешнее дыхание - конвекционный транспорт воздуха из окружающей среды в альвеолы и обратно. Диффузия кислорода из альвеол в кровь легочных капилляров, а углекислого газа из капилляров в альвеолы. Транспорт газов кровью - конвекционный перенос кислорода и углекислого газа. Диффузия кислорода из капилляров в окружающие ткани и углекислого газа из тканей в капилляры.

Дыхательный акт и вентиляция легких

Внешнее дыхание 1. 2. Внешнее дыхание осуществляется благодаря: Активному увеличению объема грудной клетки, обусловленному подъёмом ребер и сокращением диафрагмы (вдох). Последующему пассивному уменьше-нию объема легких за счет опускания ребер и расслабления диафрагмы (выдох).

Для нормальной легочной вентиляции необходимо структурное обеспечение n работа дыхательных мышц для изменения размеров грудной клетки, n эластичность легочной ткани, которая позволяет ей следовать за изменениями размеров грудной клетки, n транспульмональное давление, которое поддерживает легкие в расправленном состоянии, n легочный сурфактант, препятствующий спадению альвеол.

n n n В процессе своей работы дыхательные мышцы преодолевают определенное сопротивление. Примерно около 2/3 его приходится на эластическое сопротивление тканей легких. Около 2/3 эластического сопротивления легких создается за счет поверхностно—активных веществ — сурфактантов, тонким слоем выстилающих изнутри альвеолы. Сурфактанты в основном состоят из липопротеинов. Они стабилизируют сферическую форму альвеол, препятствуя их перерастяжению на вдохе и спадению на выдохе.

Вдох Давление в легких становится ниже атмосферного n Создается градиент давлений n n Воздух свободно (пассивно)поступает в легкие.

Внутриплевральное давление n При спокойном дыхании внутриплевральное давление ниже атмосферного в инспирацию на 6 -8 см водн. ст. , а в фазу экспирации на 4 -5 см вод. ст.

Пневмоторакс n n Если в плевральную полость войдет воздух, наступает пневмоторакс при легкое спадается, что чревато глубокими нарушениями дыхания. Двойной пневмоторакс несовместим с жизнью.

Легочные объемы n 1. 2. 3. 4. Объем воздуха в легких и дыхательных путях зависит от следующих показателей: Антропометрических индивидуальных характеристик человека и дыхательной системы. Свойств легочной ткани. Поверхностного натяжения альвеол. Силы, развиваемой дыхательными мышцами.

Функциональная характеристика легких n n n n n Статические легочные объемы, л. Общая емкость (ОЕЛ) = 6 – 8 Жизненная емкость (ЖЕЛ) = 4, 5 - 7 Функциональная остаточная емкость(ФОЕ) =2, 4 Остаточный объем(ООЛ) = 1, 2 Дыхательный объем (ДО) = 0, 5 Резервный объем вдоха (Рвд) = 2, 0 – 2, 5 Резервный объем выдоха (Рвы) = 1, 2 -1, 3 Объем мертвого пространства (Оамп) = 0, 25 Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) = 2, 5

Функциональная характеристика легких

Легочная вентиляция Легочной вентиляцией называют объем воздуха, вдыхаемого за единицу времени ( минутный объем дыхания) n МОД = ДО х ЧД n ДО - дыхательный объем (500 мл) n Чд-частота дыхания (12 -14 в мин. ) n МОД= 7 л/мин n

Анатомическое мертвое пространство n Анатомически мертвым пространством (АМП) называют воздухопроводящую зону легкого, которая не участвует в газообмене (верхние дыхательные пути, трахея, бронхи). Его объём в среднем составляет 175 мл. n АМП нагревает вдыхаемый атмосферные воздух, задерживает примерно 30% выдыхаемого тепла, воды и частицы пыли.

Альвеолярная среда. Постоянство альвеолярной среды, физиологическая значимость

Газовый состав альвеолярного воздуха и его значение Газ Атмосферн Альвеолярн Выдыхаем ый ый ый %, мм рт. столба О 2 20, 85 (160) 13, 5 (104) 15, 5 (120) СО 2 0, 03 (0, 2) 5, 3 (40) 3, 7 (27)

Газообмен и транспорт газов

Закон парциальных давлений n Общее давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений отдельных газов, составляющих данную смесь, то есть n Робщ = Р 1 + Р 2 +. . + n Рп парциальное давление - это такое давление, которое бы создавал данный газ, если бы он один занимал весь объем.

Парциальное давление газов в альвеолах легких n n Альвеолярный воздух представлен смесью в основном О 2 , СО 2 и N 2. В альвеолярном воздухе содержатся водяные пары, которые также оказывают определенное парциальное давление, поэтому при общем давлении смеси газов 760 мм. рт. ст. парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе (Ро 2) составляет около 104 мм рт. ст. , Рсо 2 40 мм. рт. ст. , РN 2 – 569 мм. рт. ст. Парциальное давление водяных паров при температуре 37º С составляет 47 мм. рт. ст.

Газообмен и транспорт кислорода

Изменение парциального давления

Диффузия кислорода и CO 2

Процесс состоит из нескольких этапов:

Виды транспорта кислорода n n n Транспорт О 2 осуществляется в физически растворенном виде и химически связанном виде. Физически растворенный кислород может поддерживать нормальные процессы жизнедеятельности в организме (250 мл в мин. ), если минутный объем кровообращения составит примерно 83 л мин. в покое. Оптимальным является механизм транспорта кислорода в связанном виде, т. е. в связи с гемоглобином.

Перенос кислорода эритроцитами

Физико-химические свойства гемоглобина n Гемоглобин способен избирательно связывать О 2 и образовывать оксигемоглобин (Hb. O 2) в зоне высоких концентраций в легких и освобождать молекулярной кислород в области пониженного содержания О 2 в тканях.

Физико-химические свойства гемоглобина Один грамм гемоглобина связывает 1, 39 мл О 2 а в 1 литре крови содержится 140 -150 г гемоглобина. n Следовательно, в каждом литре крови максимально возможное содержание кислорода в химически связанной форме составит 190 - 200 мл. n Кровь человека содержит примерно 700 - 800 г гемоглобина и может связывать 1 л кислорода n

Физико-химические свойства гемоглобина Один грамм гемоглобина связывает 1, 39 мл О 2, а в 1 литре крови содержится 140 -150 г гемоглобина. n Следовательно, в каждом литре крови максимально возможное содержание кислорода в химически связанной форме составит 190 - 200 мл. n

Кислородная емкость крови Количество кислорода, которое может связать гемоглобин при условии его полного насыщения, называется кислородной емкостью крови (КЕК)

Коэффициент утилизации кислорода это количество кислорода отданного при прохождении крови через тканевые капилляры, отнесенное к кислородной емкости крови.

Дыхательный коэффициент n Отношение образующегося в результате окисления СО 2 к количеству потребляемого в организме кислорода называется дыхательным коэффициентом. n В условиях покоя в организме за минуту потребляется в среднем 250 мл О 2 и выделяется около 230 мл СО 2.

Газообмен и транспорт СО 2

Транспорт СО 2 n 1. 2. 3. Поступление СО 2 в альвеолы легких из крови обеспечивается из следующих источников: Из СО 2, растворенного в плазме крови (5 -10%), Из гидрокарбонатов (80 -90%). Из карбаминовых соединений гемоглобина эритроцитов (5 -15%).