Тема Физиология дыхания План v Дыхание и его

Тема: Физиология дыхания План: v Дыхание и его функции, этапы газообмена в организме. v Механизмы вдоха и выдоха. v Легочные объемы и емкости. v Легочная вентиляция в покое и при мышечной работе. v Мертвое пространство. Альвеолярная вентиляция.

Дыхание и его функции, этапы газообмена в организме Дыхание – это совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, использование его для окисления органических веществ с освобождением энергии и выделением углекислого газа в окружающую среду. В состоянии покоя человек потребляет за 1 мин 250 мл кислорода и выделяет 230 мл углекислого газа. При физической нагрузке большой мощности (МПК у нетренированных – 2 -3 л/мин, а у высокотренированных – 4 -6 л/мин).

Процесс дыхания включает в себя 5 этапов: Ø Вентиляция легких – обмен газов между альвеолами и окружающей средой. Ø Обмен газов в легких между альвеолярным воздухом и кровью капилляров малого круга. Ø Транспорт газов кровью – кислорода от легких к тканям, а углекислого газа – от тканей к легким. Ø Обмен газов между кровью капилляров б. к. и клетками тканей. Ø Потребление кислорода тканями и выделение углекислого газа – тканевое (внутреннее) дыхание (биологическое окисление в митохондриях)

Этапы дыхания

Функции системы дыхания: Ш Выделительная – удаление воды и некоторых летучих веществ: ацетона, этанола, эфира, закиси азота, углекислого газа. Ш Выработка БАВ: гепарина, тромбопластина, факторов свертывания крови, гистамина, серотонина и др. Ш Инактивация БАВ 80% брадикинина , введенного в легочный кровоток, разрушается при прохождении крови через легкие. Ш Защитная – в ткани легких присутствует большое количество иммунных клеток. Легкие являются барьером между внутренней и внешней средой. В них образуются антитела, осуществляется фагоцитоз.

Ш Терморегуляторная – дыхание способствует теплоотдаче. В легких также вырабатывается большое количество тепла. Ш Легкие являются резервуаром воздуха для голосообразования

2. Механизмы вдоха и выдоха. К воздухоносным путям относят: ü Нос или рот (при ротовом дыхании), носоглотка, гортань, трахея, бронхи. ь Трахея делится на правый и левый бронхи, которые идут в соответствующие легкие. ь Бронхи разветвляются на бронхиолы и конечные альвеолы или альвеолярные пузырьки.

Воздухоносные пути

Мышцы вдоха: Ш наружные межреберные мышцы Ш диафрагма Мышцы выдоха: Ш внутренние межреберные Ш мышцы брюшной стенки Когда вентиляция легких затруднена, в дыхании принимают участие вспомогательные мышцы: Ш мышцы шеи Ш плечевого пояса

Плевральная полость образована двумя листками плевры (висцеральный и париетальный) и заполнена небольшим количество жидкости. Висцеральный листок покрывает легкое. Париетальный листок выстилает изнутри грудную клетку. Листки плевры плотно прижаты друг к другу, поэтому легкие постоянно находятся в растянутом состоянии.

Эластическая тяга легких - сила, стремящаяся вызвать спадение легких. Отрицательное давление в плевральной полости поддерживается эластической тягой легких. Эластическая тяга на 2/3 зависит от поверхностного натяжения стенки альвеол, которое создается особым веществом – сурфактантом (выделяется эпителиальными клетками альвеол). Сурфактант образует внутри альвеол пленку, которая не дает им спадаться, стабилизирует размеры альвеол. В случае отсутствия сурфактанта у новорожденных легкие не расправляются

Механизм вдоха Сокращение наружных межреберных мышц вызывает увеличение грудной полости в переднезаднем и боковых направлениях. Сокращение мышечных волокон диафрагмы вызывает уплощение ее купола. Она опускается, что также приводит к увеличению размера грудной клетки в вертикальном направлении. Расширение грудной клетки увеличивает отрицательное давление в плевральной полости, внутрилегочное давление также становится отрицательным. И воздух под действием атмосферного давления устремляется в легкие – происходит вдох.

МЕХАНИЗМ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ

Влияние сокращения диафрагмальной мышцы на объем грудной полости. Сокращение диафрагмальной мышцы при вдохе (пунктирная линия) вызывает опускание диафрагмы вниз, смещение органов брюшной полости вниз и вперед. В результате увеличивается объем грудной полости.

Механизм выдоха • При спокойном дыхании выдох происходит пассивно. • При глубоком дыхании, например, при мышечной работе, опускание ребер происходит активно за счет сокращения внутренних межреберных мышц. • Дополнительно сокращаются мышцы брюшной стенки и оттесняют органы брюшной полости и диафрагму вверх. • Это уменьшает размеры грудной полости в вертикальном направлении. • Отрицательное давление в плевральной полости уменьшается, грудная клетка спадается (растянутые легкие уменьшаются в объеме), давление в легких становится выше атмосферного и воздух выходит из легких. • Мышцы выдоха натуживании. активны также при кашле, рвоте,

Пневмоторакс В случае повреждения грудной клетки или разрыве внутреннего листка плевры, когда атмосферный воздух проникает в плевральную полость легкие спадаются в результате выравнивания давлений внутри легких и в плевральной полости.

3. Легочные объемы и емкости. Выделяют 4 легочных объема (ЛО ) Ø Дыхательный объем (ДО) – это объем воздуха, который человек вдыхает или выдыхает при спокойном дыхании. В покое в среднем равен 500 мл (300 -800). Его еще называют глубиной дыхания. Ø Резервный объем вдоха (РОВд. ) – максимальный объем воздуха, который человек может дополнительно вдохнуть после спокойного вдоха. Равен 1, 75 л (1500 -2000). Ø Резервный объем выдоха (РОвыд. ) – максимальный объем воздуха, который можно выдохнуть после спокойного выдоха. Равен в среднем 1, 2 л (1000 -1500 мл. ). Ø Остаточный объем (ОО) – объем воздуха, остающийся в легких после максимального выдоха (1, 2 л).

Различают 4 емкости: v Общая емкость легких (ОЕЛ) – максимальное количество воздуха, которое может поместиться в легких при глубоком вдохе. Составляет 4, 5 -6, 5 л и состоит из суммы следующих объемов: ОЕЛ = ДО + РОвд + РОвыд + ОО v Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – максимально выдыхаемый воздух после максимального вдоха. Это сумма первых трех объемов. ЖЕЛ = ДО + РОвд + РОвыд. • У молодых людей должную величину ЖЕЛ можно рассчитать по формуле: ЖЕЛ = Рост (м) х 2, 5 л. У мужчин ЖЕЛ = 4, 0 - 5, 5 л; у женщин 3, 0 – 4, 5 л. У представителей цикличных видов спорта 7 - 8 л.

v Емкость вдоха – макимальный объем воздуха, вдыхаемый после спокойного выдоха. Равен сумме двух первых объемов, около 3 -х литров. Евд = ДО + РОвд. v Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) – объем воздуха в легких после спокойного выдоха. Равен сумме двух последних объемов, около 2, 4 литра. ФОЕ = РОвыд + ОО

Водяной спирометр

4. Легочная вентиляция. Циркуляцию воздуха во время дыхания называют легочной вентиляцией (ЛВ). Количественным показателем ЛВ служит минутный объем дыхания – МОД – это объем воздуха, проходящих через легкие за 1 минуту. МОД определяется произведением ДО, который характеризует глубину дыхания, на частоту дыхания. МОД = ДО х ЧД ДО = 500 мл ЧД = 16 в 1 мин МОД = 500 x 16 = 8 л МОД зависит от интенсивности окислительных процессов в организме и в покое равен 6 -8 л.

По количеству дыхательных циклов в одну минуту, которое считается нормальным в диапазоне от 12 до 16 дыхательных циклов, выделяют: • тахипноический тип дыхания - тип с относительно частым и неглубоким дыханием, когда частота дыхания выше 20 циклов в минуту; • брадипноический тип дыхания - тип с медленным и глубоким дыханием, когда частота дыхания ниже 8 циклов в минуту; • нормопноический тип дыхания промежуточный тип.

v При интенсивной мышечной нагрузке МОД может достигать у молодого человека 120 -150 л/м, а у спортсмена – 180 л/мин. v МОД зависит от возраста, роста и пола. v При этом, у тренированных лиц увеличение вентиляции легких при физической нагрузке осуществляется за счет углубления дыхания, а у нетренированных – в основном за счет учащения дыхания до 40 -50 в 1 мин. v Глубокое дыхание более эффективно для газообмена в легких, так как часть свежего воздуха может непосредственно поступать в альвеолы

• Легочная вентиляция обеспечивается работой дыхательных мышц. • Эта работа связана с преодолением эластического сопротивления легких и сопротивления дыхательному потоку воздуха. • При МОД = 6 -8 л/мин на работу дыхательных мышц расходуется 5 -10 мл кислорода в 1 мин; при физических нагрузках, когда МОД достигает 150 -200 л/мин, для обеспечения работы дыхательных мышц требуется около 1 литра кислорода.

5. Мертвое пространство и альвеолярная вентиляция • Просвет воздухоносных путей, где не происходит обмен газов с кровью называют анатомическим мертвым пространством или вредным пространством. • Объем мертвого пространства (ОМП) при спокойном дыхании составляет 150 мл. • Значит, из 500 мл вдыхаемого воздуха в альвеолы поступает 350 мл. • Часть дыхательного объема, которая попадает в альвеолы и участвует в обмене газов, называется эффектным дыхательным объемом (ЭДО). • ЭДО = ДО – ОМП ; ЭДО = 500 – 150 = 350 мл • Поэтому различают легочную вентиляцию и альвеолярную. • Альвеолярная вентиляция – это та часть легочной вентиляции, которая принимает прямое участие в газообмене с кровью. • АВ = ЭДО х ЧД; АВ = 350 х 16 = 5, 6 л

Физиологическое мертвое. . .

При мышечной работе объем мертвого пространства увеличивается за счет расширения воздухоносных путей. Но дыхательный объем при этом увеличивается еще больше, чем объем мертвого пространства. Поэтому альвеолярная вентиляция также усиливается. АВ зависит от трех факторов: ü ДО ü Частоты дыхания ü Объема мертвого пространства.