Внешнее дыхание. Биомеханика вдоха и выдоха. Факторы, обуславливающие эластическую тягу легких. Роль сурфактанта в вентиляции легких.

Человек и все высокоорганизованные живые существа нуждаются для своей нормальной жизнедеятельности в постоянном поступлении к тканям организма кислорода, который используется в сложном биохимическом процессе окисления питательных

веществ, в результате чего выделяется энергия и образуется двуокись углерода и вода.

Дыхание — синоним и неотъемлемый признак жизни. «Пока дышу – надеюсь», утверждали древние римляне, а греки называли атмосферу «пастбищем жизни». Человек в день съедает при-

мерно 1,24 кг пищи, выпивает 2 л воды, но вдыхает свыше 9 кг воздуха (более1000л),

Дыхание — это совокупность процессов, обеспечивающих потребление организмом кислорода и выделение двуокиси углерода.

В условиях покоя в организме за 1 минуту потребляется в среднем 250-300 мл О2 и выделяется 200 - 250 мл СО2. При физической работе большой мощности потребность в кислороде существенно возрастает и максимальное потребление кислорода (МПК) достигает у высокотренированных людей около 6-7 л/мии.

Дыхание осуществляет перенос О2 из атмосферного воздуха к тканям организма, а в обратном направлении производит удаление СО3из организма в атмосферу. Различают несколько этапов

Дыхания;

1. Внешнее дыхание - обмен газов между атмосферой и аль-

веолами.

2. Обмен газов между альвеолами и кровью легочных капилляров,

3. Транспорт газов кровью - процесс переноса О2 от легких к

Тканям и С02 от тканей - к легким

4. Обмен О2 и СО2 между кровью капилляров и клетками тка-

ней организма.

5. внутреннее, или тканевое, дыхание - биологическое окис-

ение в митохондриях клетки.

Внешнее дыхание осуществляется благодаря изменениям объема грудной клетки и сопутствующим изменениям объема легких. Во время вдоха объем грудной клетки увеличивается. В дыхательном движении участвуют:

дыхательные пути, которые по своим свойствам являются слегка растяжимыми, сжимаемыми и создают поток воздуха. Дыхательная система состоит из тканей и органов, обеспечивающих легочную вентиляцию и легочное дыхание (воздухоносные пути, легкие и элементы костно-мышечной системы).

К воздухоносным путям, управляющим потоком воздуха, относятся: нос, носоглотка, гортань, трахея, бронхи, бронхиолы. Легкие состоят из бронхиол и альвеолярных мешочков, а так же из артерий, капилляров, и вен легочного круга кровообращения. К элементам костно-мышечной системы, связанным с дыханием, относятся ребра, межреберные мышцы, диафрагма и вспомогательные дыхательные мышцы. Нос и полость носа служат проводящими каналами для воздуха, где он нагревается, увлажняется и фильтруется. Полость носа выстлана богато васкулизированной слизистой оболочкой. В верхней части полости носа лежат обонятельные рецепторы.

Носовые ходы открываются в носоглотку. Гортань лежит между трахеей и корнем языка. У нижнего конца гортани начинается трахея и спускается в грудную полость, где делится на правый и левый бронхи.

Установлено, что дыхательные пути от трахеи до концевых дыхательных единиц (альвеол) ветвятся (раздваиваются) 23 раза. Первые 16 «поколений» дыхательных путей - бронхи и бронхиолы выполняют проводящую функцию. «поколения» 17-22 – респираторные бронхиолы и альвеолярные ходы, составляют переходную (транзиторную) зону, и только 23е «поколение» является дыхательной респираторной зоной и целиком состоит из альвеолярных мешочков с альвеолами. Общая площадь поперечного сечения дыхательных путей по мере ветвления возрастает более чем в 4,5 тысячи раз. Правый бронх обычно короче и шире левого.

эластическая и растяжимая ленточная ткань. Респираторный отдел представлен альвеолами. В легких имеется три типа альвеолоцитов (пневмоцитов), выполняющих разную функцию. Альвеолоциты второго типа осуществляют синтез липидов и фосфолипидов легочного сурфактанта. Общая площадь альвеол у взрослого человека достигает 80-90 кв.м. т.е. примерно в 50 раз превышает поверхность тела человека.

грудная клетка, состоящая из пассивной костно – хрящевой основы, которая соединена соединительными связками и дыхательными мышцами осуществляющими поднятие и опускание ребер и движения купола диафрагмы. За счет большого количества эластической ткани легкие, обладая значимой растяжительностью и эластичностью, пассивно следуют за всеми изменениями конфигурации и объема грудной клетки.

Сущность процессов газообмена. Механизм обмена газами между альвеолярным воздухом, кровью, межклеточной и внутриклеточной жидкостями. Парциальное давление и напряжение газов в различных средах.

Из всего О2 вдыхаемого воздуха (21 % от всего объема) в кровь через аэрогематический барьер в легких поступает только 1/3. Нор­мальное парциальное давление газов в альвеолярном воздухе поддер­живается в том случае, если легочная вентиляция равна 25-кратной величине потребляемого О2. Другим обязательным условием поддер­жания нормальной концентрации газов в альвеолярном воздухе явля­ется оптимальное отношение альвеолярной вентиляции к сердечному дебиту (Q): Va/Q, которое обычно соответствует 0,8—1,0. Для газо­обмена в легких подобное отношение является оптимальным. Различ­ные зоны легких не представляют собой идеальную модель для под­держания оптимального отношения Va/Q, поскольку альвеолы нерав­номерно вентилируются воздухом и перфузируются кровью.

Для поддержания определенного состава альвеолярного воздуха важна величина альвеолярной вентиляции и ее отношение к уровню метаболизма, т. е. количеству потребляемого О2 и выделяемого СО2. При любом переходном состоянии (например, начало работы и др.) необходимо время для становления оптимального состава альвео­лярного воздуха. Главное значение имеют оптимальные отношения альвеолярной вентиляции к кровотоку.

Состав альвеолярного воздуха измеряют во рту во вторую по­ловину фазы выдоха с помощью быстродействующих анализаторов. В физиологической практике используются масс-спектрометр, ко­торый позволяет определять количество любого дыхательного газа; инфракрасный анализатор СО2 и анализатор О2. Анализаторы не­прерывно регистрируют концентрацию газов в выдыхаемом воздухе.