Загальна характеристика системи дихання. Основні етапи дихання. Біомеханіка вдиху і видиху

Дихання – процес обміну газів (О₂ та СО₂) між атмосферним повітрям та тканинами організму.

До виконавчих органів системи дихання відносять:

Грудна клітина – жорсткий каркас, який захищає легені. Рух грудної клітки забезпечує здійснення вдоху та видоху – елементарних актів, які забезпечують вентиляцію легень та оновлення газового складу повітря.

Дихальні м’язи – за рахунок їх скорочення та розслаблення відбуваються рухи грудної клітки Ù вдох та видох.

Дихальні м’язи можна поділити на дві групи:

а) ті, які забезпечують здійснення спокійного дихання, а саме спокійний вдох: це зовнішні реберні м’язи та діафрагма – при їх скороченні Ù спокійний вдох; при їх розслабленні Ù спокійний видох;

б) ті, що підключаються до роботи під час форсованого (глибокого) дихання:

- допоміжні (додаткові) м’язи вдоху – великі та малі грудні м’язи, драбинчасті, трапецієподібні, підіймач лопатки, підіймач ануса.

- допоміжні (додаткові) м’язи видоху – м’язи живота (черевного пресу) та середні міжреберні.

Плевра та плевральна порожнина, яка утворюється її двома листками – герметичність плевральної порожнини є необхідною умовою для вдоху та видоху.

Повітроносні (дихальні) шляхи – порожнина носа та пазухи, носоглотка, гортань, трахея, головні бронхи та всі їх генерації (20-25). Вони вентилюються при кожному вдосі, але не беруть участі в газобміні. Тому об’єм дихальних шляхів називають “анатомічним мертвим простором”. Його об’єм у дорослої людини складає 150 мл.

Легені – в альвеолах легень здійснюється газообмін між повітрям, який в них занходиться (альвеолярне повітря, склад якого постійно поновлюється шляхом вдоху та видоху) і венозною кров’ю, яка притікає до легень по артеріальним судинам малого кола кровообігу. Проходячи по капілярам легень венозна кров перетворюється на артеріальну.

Кров – гази (О₂, СО₂), що входять до її складу транспортуються від легень до тканин (О₂) та в протилежному напрямку (СО₂).

Система кровообігу – забезпечують транспорт (рух) крові.

Тканини – утилізують (використовують) О₂ та утворюють СО₂.

Дихання – складний процес і його поділяють на ряд етапів:

1. Зовнішнє дихання – обмін газами між атмосферним та альвеолярним повітрям, що здійснюється шляхом чергування вдоху та видоху.

2. Дифузфя газів в легені – перехід О₂ із альвеолярного повітря в кров і СО₂ – в протилежному напрямку за градієнтом парціального тиску цих газів в альвеолярному повітрі та їх напруженням в крові.

3. Транспорт газів кров’ю.

4. Дифузія газів в тканинах.

5. Тканинне дихання.

Існує уявлення про систему зовнішнього дихання.

До виконавчих органів належать органи 1-5. За рахунок зміни кількості м’язів, що забезпечують вдих та видих, сили їх скорочення і розслаблення змінюється глибина і частота дихання – зміна вентиляції легень – забезпечення сталого складу альвеолярного повітря. Цей результат дуже важливий, оскільки у здорової людини при проходженні крові через капіляри легень відбувається практично повне вирівнювання складу газів у альвеолах та крові. Тому постійність газового складу альвеолярного повітря є умовою сталості газового складу артеріальної крові – газовий гомеостаз.

Зовнішнє дихання здійснюється завдяки ритмічному чергуванню вдиху і видоху. Біомеханіка спокійного дихання:

1. Спокійний вдих – активний акт, тобто пов’язаний зі скороченням м’язів спокійного вдиху (зовнішні міжреберні та діафрагма).

Скорочення зовнішніх міжреберних м’язів супроводжується підняттям ребер – збільшення розмірів грудної клітки в передньо-задньому та боковому напрямках. Нижні ребра підтягуються до верхніх завдяки характерному ходу волокон – сила, що діє на обидва ребра однакова, але момент сили, що діє на нижнє ребро, більший.

Скорочення діафрагми супроводжується її сплощенням – органи черевної порожнини зміщуються донизу, а грудна клітка збільшує свій розмір у верхньо-нижньому напрямку. Роль діафрагми у здійсненні спокійного дихання більша, ніж у міжреберних м’язів – вона зміщується вниз лише на 1 см, але забезпечує 2/3 ємності спокійного вдиху. При форсованому дихані вона може зміщуватися вниз на 10 см. У більшості людей в спокої переважає діафрагмальне дихання як більш ефективне. Проте за деяких станів (вагітність, метеоризм) діафрагмальне дихання утруднене і тоді переважає реберне дихання.

Збільшення ємкості грудної клітки за рахунок скорочення м’язів вдиху супроводжується зниженням внутрішньоплеврального тиску (від -5 мм водн.ст до -7...-8 мм водн.ст). Тобто внутрішньопелвральний тиск від’ємний вже у стані видиху (нижче атмосферного), а при вдосі стає ще більш негативним. Це призводить до збільшення транспульмонального тиску (різниця тисків у альвеолах та плевральній порожнині) і легені розширюються. При цьому тиск в альвеолах стає на 2-3 мм водн. ст. нижче атмосферного і повітря за градієнтом тиску надходить в альвеоли – здійснюється вдих.

Тобто, послідовність дій при вдосі така: скорочення дихальних м’язів Ù збільшення розмірів грудної клітки Ù падіння тиску в плевральній порожнині (підвищення ступеня негативного тиску) Ù підвищення транспульмонального тиску Ù розширення легень Ù зниження тиску в альвеолах Ù рух атмосферного повітря в альвеоли за градієнтом тиску Ù вдих.

2. Біомеханіка спокійного видиху принципово відрізняється від біомеханіки спокійного вдоху тим, що видих проходить пасивно. Послідовність дій при видосі така: розслаблення м’язів вдоху Ù опускання ребер (під дією сили тяжіння, сил еластичної деформації хрящів, зв’язок, підняття діафрагми) внаслідок різниці тиску в черевній та грудній порожнині Ù зменшення об’єму грудної клітки Ù підвищення тиску в плевральній порожнині (зменшення ступеня негативності цього тиску, але він все ще залишається негативним – близько -5 см водн. ст.) Ù зменшення транспульмонального тиску Ù зменшення об’єму легень Ù підвищення тиску в альвеолах до +2 см. водн. ст.) Ù рух повітря із альвеол в атмосферу Ù видих.

Звертає на себе увагу той факт, що тиск в плевральній порожнині при спокійному диханні залишається негативним навіть при видосі. Причиною наявності негативного внутрішньоплеврального тиску є еластична тяга легень – сила, яка примушує легені спадатись (зменшуватись в об’ємі). Ця сила зумовлює зменшення об’єму легень, а тиск в плевральній порожнині за рахунок цього стає негативним.

Date: 2015-07-17; view: 649; Нарушение авторских прав