Состав и свойства дыхательных сред. Внешнее и внутрилегочное дыхание

Физиология дыхания 1

Состав и свойства дыхательных сред. Внешнее и внутрилегочное дыхание

Дыхание – сложный непрерывный процесс, в результате которого постоянно обновляется газовый состав крови.

В процессе дыхания различают три звена: внешнее, или легочное, дыхание, транспорт газов кровью и внутреннее, или тканевое, дыхание.

Внешнее дыхание — это газообмен между организмом и окружающим его атмосферным воздухом. Осуществляется в два этапа — обмен газов между атмосферным и альвеолярным воздухом и газообмен между кровью легочных капилляров и альвеолярным воздухом.

Аппарат внешнего дыхания включает в себя дыхательные пути, легкие, плевру, скелет грудной клетки и ее мышцы, а также диафрагму.

Основной функцией аппарата внешнего дыхания является обеспечение организма кислородом и освобождение его от избытка углекислого газа.

О функциональном состоянии аппарата внешнего дыхания можно судить по ритму, глубине, частоте дыхания, по величине легочных объемов, по показателям поглощения кислорода и выделения углекислого газа и т. д.

Транспорт газов осуществляется кровью. Он обеспечивается разностью парциального давления (напряжения) газов по пути их следования: кислорода от легких к тканям, углекислого газа от клеток к легким.

Внутреннее или тканевое дыхание также может быть разделено на два этапа. Первый этап – обмен газов между кровью и тканями. Второй — потребление кислорода клетками и выделение ими углекислого газа (клеточное дыхание).

СОСТАВ ВДЫХАЕМОГО, ВЫДЫХАЕМОГО И АЛЬВЕОЛЯРНОГО ВОЗДУХА

Человек дышит атмосферным воздухом, который имеет следующий состав: 20,94% кислорода, 0,03% углекислого газа, 79,03% азота. В выдыхаемом воздухе обнаруживается 16,3% кислорода, 4% углекислого газа, 79,7% азота.

Альвеолярный воздух по составу отличается от атмосферного. В альвеолярном воздухе резко уменьшается содержание кислорода и возрастает количество углекислого газа. Процентное содержание отдельных газов в альвеолярном воздухе: 14,2—14,6%кислорода, 5,2—5,7% углекислого газа, 79,7—80% азота.

СТРОЕНИЕ ЛЕГКИХ.

Легкие — парные дыхательные органы, расположенные в герметически замкнутой грудной полости. Их воздухоносные пути представлены носоглоткой, гортанью, трахеей.

Трахея в грудной полости делится на два бронха — правый и левый, каждый из которых, многократно разветвляясь, образует так называемое бронхиальное дерево.

Мельчайшие бронхи — бронхиолы на концах расширяются в слепые пузырьки — легочные альвеолы.

В дыхательных путях газообмен не происходит, и состав воздуха не меняется. Пространство, заключенное в дыхательных путях называется мертвым, или вредным. При спокойном дыхании объем воздуха в мертвом пространстве составляет 140—150 мл.

Строение легких обеспечивает выполнение ими дыхательной функции. Тонкая стенка альвеол состоит из однослойного эпителия, легко проходимого для газов.

Наличие эластических элементов и гладких мышечных волокон обеспечивает быстрое и легкое растяжение альвеол, благодаря чему они могут вмещать большие количества воздуха.

Каждая альвеола покрыта густой сетью капилляров, на которые разветвляется легочная артерия.

Каждое легкое покрыто снаружи серозной оболочкой — плеврой, состоящей из двух листков: пристеночного и легочного (висцерального). Между листками плевры имеется узкая щель, заполненная серозной жидкостью — плевральная полость.

Расправление и спадение легочных альвеол, а также движение воздуха по воздухоносным путям сопровождается возникновением дыхательных шумов, которые можно исследовать методом выслушивания (аускультации).

Давление в плевральной полости и в средостении в норме всегда отрицательное. За счет этого альвеолы всегда находятся в растянутом состоянии. Отрицательное внутригрудное давление играет значительную роль в гемодинамике, обеспечивая венозный возврат крови к сердцу и улучшая кровообращение в легочном круге, особенно в фазу вдоха.

ДЫХАТЕЛЬНЫЙ ЦИКЛ.

Дыхательный цикл состоит из вдоха, выдоха и дыхательной паузы. Длительность вдоха у взрослого человека от 0,9 до 4,7 с, длительность выдоха1,2—6 с. Дыхательная пауза различна по величине и даже может отсутствовать.

Дыхательные движения совершаются с определенным ритмом и частотой, которые определяют по числу экскурсий грудной клетки в 1 мин. У взрослого человека частота дыхательных движений составляет 12—18 в 1 мин.

Глубину дыхательных движений определяют по амплитуде экскурсий грудной клетки и с помощью специальных методов, позволяющих исследовать легочные объемы.

Механизм вдоха. Вдох обеспечивается расширением грудной клетки вследствие сокращения дыхательных мышц – наружных межреберных и диафрагмы. Поступление воздуха в легкие в значительной степени зависит от отрицательного давления в плевральной полости.

Механизм выдоха. Выдох (экспирация) осуществляется в результате расслабления дыхательной мускулатуры, а также вследствие эластической тяги легких, стремящихся занять исходное положение.

Эластические силы легких представлены тканевым компонентом и силами поверхностного натяжения, которые стремятся сократить альвеолярную сферическую поверхность до минимума. Однако альвеолы в норме никогда не спадаются.

Причина этого – наличие в стенках альвеол поверхностно-активного стабилизирующего вещества – сурфактанта, вырабатываемого альвеолоцитами.

ЛЕГОЧНЫЕ ОБЪЕМЫ. ЛЕГОЧНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ.

Дыхательный объем — количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает при спокойном дыхании. Его объем составляет 300 — 700 мл.

Резервный объем вдоха — количество воздуха, которое может быть введено в легкие, если вслед за спокойным вдохом произвести максимальный вдох. Резервный объем вдоха равняется 1500—2000 мл.

Резервный объем выдоха — тот объем воздуха, который удаляется из легких, если вслед за спокойным вдохом и выдохом произвести максимальный выдох. Он составляет 1500—2000 мл.

Остаточный объем — это объем воздуха, который остается в легких после максимально глубокого выдоха. Остаточный объем равняется 1000—1500 мл воздуха.

Дыхательный объем, резервные объемы вдоха и выдоха
составляют так называемую жизненную емкость легких.
Жизненная емкость легких у мужчин молодого возраста
составляет 3,5—4,8 л, у женщин — 3—3,5 л.

Общая емкость легких состоит из жизненной емкости легких и остаточного объема воздуха.

Легочная вентиляция — количество воздуха, обмениваемое в 1 мин.

Легочную вентиляцию определяют путем умножения дыхательного объема на число дыханий в 1 мин (минутный объем дыхания). У взрослого человека в состоянии относительного физиологического покоя легочная вентиляция составляет 6—8 л в 1 мин.

Легочные объемы могут быть определены с помощью специальных приборов — спирометра и спирографа.

ТРАНСПОРТ ГАЗОВ КРОВЬЮ.

Кровь доставляет тканям кислород и уносит углекислый газ.

Движение газов из окружающей среды в жидкость и из жидкости в окружающую среду осуществляется благодаря разности их парциального давления. Газ всегда диффундирует из среды, где имеется высокое давление, в среду с меньшим давлением.

Парциальное давление кислорода в атмосферном воздухе 21,1 кПа (158 мм рт. ст.), в альвеолярном воздухе — 14,4—14,7 кПа (108—110 мм рт. ст.) и в венозной крови, притекающей к легким,—5,33 кПа (40 мм рт. ст.).

В артериальной крови капилляров большого круга кровообращения напряжение кислорода составляет 13,6—13,9 кПа (102—104 мм рт. ст.), в межтканевой жидкости — 5,33 кПа (40 мм рт. ст.), в тканях — 2,67 кПа (20 мм рт. ст.).

Таким образом, на всех этапах движения кислорода имеется разность его парциального давления, что способствует диффузии газа.

Движение углекислого газа происходит в противоположном направлении. Напряжение углекислого газа в тканях — 8,0 кПа и более (60 и более мм рт. ст.), в венозной крови — 6,13 кПа (46 мм рт. ст.

), в альвеолярном воздухе — 0,04 кПа (0,3 мм рт. ст.). Следовательно, разность напряжения углекислого газа по пути его следования является причиной диффузии газа от тканей в окружающую среду.

Транспорт кислорода кровью. Кислород в крови находится в двух состояниях: физическом растворении и в химической связи с гемоглобином.

Гемоглобин образует с кислородом очень непрочное, легко диссоциирующее соединение – оксигемоглобин: 1г гемоглобина связывает 1,34 мл кислорода.

Максимальное количество кислорода, которое может быть связано 100 мл крови, – кислороднаяемкость крови (18,76 мл или 19 об%).

Насыщение гемоглобина кислородом колеблется от 96 до 98%.

Степень насыщения гемоглобина кислородом и диссоциация оксигемоглобина (образование восстановленного гемоглобина) не находятся в прямой пропорциональной зависимости от напряжения кислорода.

Эти два процесса не являются линейными, а совершаются по кривой, которая получила название кривой связывания илидиссоциации оксигемоглобина.

Рис. 25. Кривые диссоциации оксигемоглобина в водном растворе (I) и в крови (II) при напряжении углекислого газа 5,33 кПа (40 мм рт. ст.) (по Баркрофту).

При нулевом напряжении кислорода оксигемоглобина в крови нет. При низких значениях парциального давления кислорода скорость образования оксигемоглобина невелика.

Максимальное количество гемоглобина (45— 80%) связывается с кислородом при его напряжении 3,47—6,13 кПа (26—46 мм рт. ст.).

Дальнейшее повышение напряжения кислорода приводит к снижению скорости образования оксигемоглобина (рис. 25).

Сродство гемоглобина к кислороду значительно понижается при сдвиге реакциикрови в кислую сторону, что наблюдается в тканях и клетках организма вследствие образования углекислого газа

Переход гемоглобина в оксигемоглобин и из него в восстановленный зависит и от температуры. При одном и том же парциальном давлении кислорода в окружающей среде при температуре 37—38° С в восстановленную форму переходит наибольшее количество оксигемоглобина,

Транспорт углекислого газа кровью. Углекислый газ переносится к легким в форме бикарбонатов и в состоянии химической связи с гемоглобином (карбогемоглобин).

Источник: http://medlecture.ru/lectures/phisiologia-semestr-2/pages/phisiologia-dyhaniya-1

Физиология дыхания. Механизмы внешнего дыхания

Состав и свойства дыхательных сред. Внешнее и внутрилегочное дыхание

Дыхание является наиболее древним процессом, с помощью которого осуществляется регенерация газового состава внутренней среды организма. В результате органы и ткани снабжаются кислородом, а отдают углекислый газ.

Дыхание используется в окислительных процессах, в ходе которых образуется энергия, расходующаяся на рост, развитие и жизнедеятельность.

Процесс дыхания состоит из трех основных звеньев – внешнего дыхания, транспорта газов кровью, внутреннего дыхания.

Внешнее дыхание представляет собой обмен газов между организмом и внешней средой. Оно осуществляется с помощью двух процессов – легочного дыхания и дыхания через кожу.

Легочное дыхание заключается в обмене газов между альвеолярным воздухом и окружающей средой и между альвеолярным воздухом и капиллярами. При газообмене с внешней средой поступает воздух, содержащий 21 % кислорода и 0,03—0,04 % углекислого газа, а выдыхаемый воздух содержит 16 % кислорода и 4 % углекислого газа.

Кислород поступает из атмосферного воздуха в альвеолярный, а углекислый газ выделяется в обратном направлении. При обмене с капиллярами малого круга кровообращения в альвеолярном воздухе давление кислорода 102 мм рт. ст., а углекислого газа – 40 мм рт. ст., напряжение в венозной крови кислорода – 40 мм рт. ст., а углекислого газа – 50 мм рт. ст.

В результате внешнего дыхания от легких оттекает артериальная кровь, богатая кислородом и бедная углекислым газом.

Транспорт газов кровью осуществляется в основном в виде комплексов:

1) кислород образует соединение с гемоглобином, 1 г гемоглобина связывает 1,345 мл газа;

2) в виде физического растворения транспортируется 15–20 мл кислорода;

3) углекислый газ переносится в форме бикарбонатов Na и K, причем бикарбонат K находится внутри эритроцитов, а бикарбонат Na – в плазме крови;

4) углекислый газ транспортируется вместе с молекулой гемоглобина.

Внутреннее дыхание состоит из обмена газов между капиллярами большого круга кровообращения и тканью и внутритканевого дыхания. В результате происходит утилизация кислорода для окислительных процессов.

2. Аппарат внешнего дыхания. Значение компонентов

У человека внешнее дыхание осуществляется с помощью специального аппарата, основная функция которого заключается в обмене газов между организмом и внешней средой.

Аппарат внешнего дыхания включает три компонента – дыхательные пути, легкие, грудную клетку вместе с мышцами.

Дыхательные пути соединяют легкие с окружающей средой. Они начинаются носовыми ходами, затем продолжаются в гортань, трахею, бронхи. За счет наличия хрящевой основы и периодического изменения тонуса гладкомышечных клеток просвет дыхательных путей всегда находится в открытом состоянии.

Его уменьшение происходит под действием парасимпатической нервной системы, а расширение – под действием симпатической. Дыхательные пути имеют хорошо разветвленную систему кровоснабжения, благодаря которой воздух согревается и увлажняется.

Эпителий воздухоносных путей выстлан ресничками, которые задерживают пылевые частицы и микроорганизмы. В слизистой оболочке находится большое количество желез, продуцирующих секрет. За сутки вырабатывается примерно 20–80 мл секрета (слизи).

В состав слизи входят лимфоциты и гуморальные факторы (лизоцим, интерферон, лактоферрин, протеазы), иммуноглобулины А, обеспечивающие выполнение защитной функции. В дыхательных путях содержится большое количество рецепторов, образующих мощные рефлексогенные зоны.

Это механорецепторы, хеморецепторы, рецепторы вкуса. Таким образом, дыхательные пути обеспечивают постоянное взаимодействие организма с окружающей средой и регулируют количество и состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.

Легкие состоят из альвеол, к которым прилегают капилляры. Общая площадь их взаимодействия составляет примерно 80–90 м2. Между тканью легкого и капилляром существует аэрогематический барьер.

Легкие выполняют множество функций:

1) удаляют углекислый газ и воду в виде паров (эксекреторная функция);

2) нормализуют обмен воды в организме;

3) являются депо крови второго порядка;

4) принимают участие в липидном обмене в процессе образования сурфактанта;

5) участвуют в образовании различных факторов свертывания крови;

6) обеспечивают инактивацию различных веществ;

7) принимают участие в синтезе гормонов и биологически активных веществ (серотонина, вазоактивного интестинального полипептида и т. д.).

Грудная клетка вместе с мышцами образует мешок для легких. Существует группа инспираторных и экспираторных мышц. Инспираторные мышцы увеличивают размеры диафрагмы, приподнимают передний отдел ребер, расширяя переднезаднее и боковое отверстие, приводят к активному глубокому вдоху. Экспираторные мышцы уменьшают объем грудной клетки и опускают передний отдел ребер, вызывая выдох.

Таким образом, дыхание – это активный процесс, который осуществляется только при участии всех задействованных в процессе элементов.

3. Механизм вдоха и выдоха

У взрослого человека частота дыхания составляет примерно 16–18 дыхательных движений в минуту. Она зависит от интенсивности обменных процессов и газового состава крови.

Дыхательный цикл складывается из трех фаз:

1) фазы вдоха (продолжается примерно 0,9–4,7 с);

2) фазы выдоха (продолжается 1,2–6,0 с);

3) дыхательной паузы (непостоянный компонент).

Тип дыхания зависит от мышц, поэтому выделяют:

1) грудной. Осуществляется при участии межреберных мышц и мышц 1—3-го дыхательного промежутка, при вдохе обеспечивается хорошая вентиляция верхнего отдела легких, характерен для женщин и детей до 10 лет;

2) брюшной. Вдох происходит за счет сокращений диафрагмы, приводящих к увеличению в вертикальном размере и соответственно лучшей вентиляции нижнего отдела, присущ мужчинам;

3) смешанный. Наблюдается при равномерной работе всех дыхательных мышц, сопровождается пропорциональным увеличением грудной клетки в трех направлениях, отмечается у тренированных людей.

При спокойном состоянии дыхание является активным процессом и состоит из активного вдоха и пассивного выдоха.

Активный вдох начинается под влиянием импульсов, поступающих из дыхательного центра к инспираторным мышцам, вызывая их сокращение.

Это приводит к увеличению размеров грудной клетки и соответственно легких. Внутриплевральное давление становится отрицательнее атмосферного и уменьшается на 1,5–3 мм рт. ст.

В результате разности давлений воздух поступает в легкие. В конце фазы давления выравниваются.

Пассивный выдох происходит после прекращения импульсов к мышцам, они расслабляются, и размеры грудной клетки уменьшаются.

Если поток импульсов из дыхательного центра направляется к экспираторным мышцам, то происходит активный выдох. При этом внутрилегочное давление становится равным атмосферному.

При увеличении частоты дыхания все фазы укорачиваются.

Отрицательное внутриплевральное давление – это разность давлений между париетальным и висцеральным листками плевры. Оно всегда ниже атмосферного. Факторы, его определяющие:

1) неравномерный рост легких и грудной клетки;

2) наличие эластической тяги легких.

Интенсивность роста грудной клетки выше, чем ткани легких. Это приводит к увеличению объемов плевральной полости, а поскольку она герметична, то давление становится отрицательным.

Эластическая тяга легких – сила, с которой ткань стремится к спаданию. Она возникает за счет двух причин:

1) из-за наличия поверхностного натяжения жидкости в альвеолах;

2) из-за присутствия эластических волокон.

Отрицательное внутриплевральное давление:

1) приводит к расправлению легких;

2) обеспечивает венозный возврат крови к грудной клетки;

3) облегчает движение лимфы по сосудам;

4) способствует легочному кровотоку, так как поддерживает сосуды в отрытом состоянии.

Легочная ткань даже при максимальном выдохе полностью не спадается. Это происходит из-за наличия сурфактанта, который понижает натяжение жидкости. Сурфактант – комплекс фосфолипидов (в основном фосфотидилхолина и глицерина) образуется альвеолоцитами второго типа под влиянием блуждающего нерва.

Таким образом, в плевральной полости создается отрицательное давление, благодаря которому осуществляются процессы вдоха и выдоха.

4. Понятие о паттерне дыхания

Паттерн – совокупность временных и объемных характеристик дыхательного центра, таких как:

1) частота дыхания;

2) продолжительность дыхательного цикла;

3) дыхательный объем;

4) минутный объем;

5) максимальная вентиляция легких, резервный объем вдоха и выдоха;

6) жизненная емкость легких.

О функционировании аппарата внешнего дыхания можно судить по объему воздуха, поступающего в легкие в ходе одного дыхательного цикла. Объем воздуха, проникающего в легкие при максимальном вдохе, образует общую емкость легких. Она составляет примерно 4,5–6 л и состоит из жизненной емкости легких и остаточного объема.

Жизненная емкость легких – то количество воздуха, которое способен выдохнуть человек после глубокого вдоха.

Она является одним из показателей физического развития организма и считается патологической, если составляет 70–80 % от должного объема. В течение жизни данная величина может меняться.

Это зависит от ряда причин: возраста, роста, положения тела в пространстве, приема пищи, физической активности, наличия или отсутствия беременности.

Жизненная емкость легких состоит из дыхательного и резервного объемов. Дыхательный объем – это то количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает в спокойном состоянии. Его величина составляет 0,3–0,7 л.

Он поддерживает на определенном уровне парциальное давление кислорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе. Резервный объем вдоха – количество воздуха, которое может дополнительно вдохнуть человек после спокойного вдоха. Как правило, это 1,5–2,0 л.

Он характеризует способность легочной ткани к дополнительному растяжению. Резервный объем выдоха – то количество воздуха, которое можно выдохнуть вслед за нормальным выдохом.

Остаточный объем – постоянный объем воздуха, находящийся в легких даже после максимального выдоха. Составляет около 1,0–1,5 л.

Важной характеристикой дыхательного цикла является частота дыхательных движений в минуту. В норме она составляет 16–20 движений в мин.

Продолжительность дыхательного цикла подсчитывается при делении 60 с на величину частоты дыхания.

Время входа и выдоха можно определить по спирограмме.

Минутный объем – количество воздуха, обменивающееся с окружающей средой при спокойном дыхании. Определяется произведением дыхательного объема на частоту дыхания и составляет 6–8 л.

Максимальная вентиляция легких – наибольшее количество воздуха, которое может поступить в легкие за 1 мин при усиленном дыхании. В среднем ее величина равняется 70—150 л.

Показатели дыхательного цикла являются важными характеристиками, которые широко используются в медицине.

1. Физиологическая характеристика дыхательного центра

По современным представлениям дыхательный центр – это совокупность нейронов, обеспечивающих смену процессов вдоха и выдоха и адаптацию системы к потребностям организма. Выделяют несколько уровней регуляции:

1) спинальный;

2) бульбарный;

3) супрапонтиальный;

4) корковый.

Спинальный уровень представлен мотонейронами передних рогов спинного мозга, аксоны которых иннервируют дыхательные мышцы. Этот компонент не имеет самостоятельного значения, так как подчиняется импульсам из вышележащих отделов.

Нейроны ретикулярной формации продолговатого мозга и моста образуют бульбарный уровень. В продолговатом мозге выделяют следующие виды нервных клеток:

1) ранние инспираторные (возбуждаются за 0,1–0,2 с до начала активного вдоха);

2) полные инспираторные (активируются постепенно и посылают импульсы всю фазу вдоха);

3) поздние инспираторные (начинают передавать возбуждение по мере угасания действия ранних);

4) постинспираторные (возбуждаются после торможения инспираторных);

5) экспираторные (обеспечивают начало активного выдоха);

6) преинпираторные (начинают генерировать нервный импульс перед вдохом).

Аксоны этих нервных клеток могут направляться к мотонейронам спинного мозга (бульбарные волокна) или входить в состав дорсальных и вентральных ядер (протобульбарные волокна).

Источник: http://referat911.ru/Anatomiya/fiziologiya-dyhaniya-mehanizmy-vneshnego-dyhaniya/182857-2296506-place1.html

Внутреннее и внешнее дыхание: описание, показатели и функции

Состав и свойства дыхательных сред. Внешнее и внутрилегочное дыхание

Взрослый человек каждую минуту совершает от четырнадцати до двадцати вздохов, а дети, в зависимости от возраста, в состоянии делать до шестидесяти дыхательных движений за тот же отрезок времени. Это безусловный рефлекс, который помогает организму выжить.

Его осуществление проходит за границами нашего контроля и понимания. Внешнее и внутреннее дыхание между собой имеют так называемое сообщение. Оно работает по принципу обратной связи. Если клеткам не хватает кислорода, то организм учащает дыхание, и наоборот.

Определение

Дыхание – это сложнорефлекторный непрерывный акт. Он обеспечивает постоянство газового состава крови. Состоит из трех этапов или звеньев: внешнее дыхание, транспорт газов и тканевое насыщение. Сбой может произойти на любом из этапов.

Он способен привести к гипоксии и даже смерти. Внешнее дыхание – это первый этап, на котором происходит газообмен между человеком и окружающей средой. Сначала атмосферный воздух попадает в альвеолы.

А на следующем этапе диффундирует в кровь для транспортировки к тканям.

Механизм попадания кислорода в кровь основан на разнице парциального давления газов. Обмен происходит по градиенту концентрации. То есть кровь с высоким содержанием углекислого газа легко принимает достаточное количество кислорода, и наоборот.

Одновременно суть тканевого дыхания следующая: кислород из крови попадет в цитоплазму клетки, а затем проходит через цепочку химических реакций, называемую дыхательной цепью.

В конечном итоге, в периферическое русло поступает углекислый газ и другие продукты обмена.

Состав воздуха

Внешнее дыхание имеет сильную зависимость от состава атмосферного воздуха. Чем меньше содержится в нем кислорода, тем реже становятся вдохи. В норме состав воздуха примерно такой:

  • азот – 79,03 %;
  • кислород – 20 %;
  • углекислый газ – 0,03 %;
  • все остальные газы – 0,04 %.

На выдохе, соотношение частей несколько меняется. Углекислый газ повышается до 4 %, и настолько же уменьшается кислород.

Строение дыхательного аппарата

Система внешнего дыхания представляет собой ряд трубок, соединенных между собой. До того, как попасть в альвеолы, воздух проходит длинный путь, чтобы согреться и очиститься. Все начинается с носовых ходов. Они являются первым барьером для пыли и грязи. Волоски, расположенные на слизистой носа, удерживают крупные частицы, а близко расположенные сосуды согревают воздух.

Затем идет носо- и ротоглотка, после них – гортань, трахея, главные бронхи. Последние делятся на правую и левую доли. Они разветвляются, формируя бронхиальное дерево.

Самые мелкие бронхиолы на конце имеют эластичный мешочек – альвеолу. Несмотря на то что слизистая выстилает все воздухоносные пути, газообмен происходит только в самом их конце. Неиспользованное пространство называется мертвым.

В норме его размер достигает до ста пятидесяти миллилитров.

Дыхательный цикл

У здорового человека дыхание проходит в три этапа: вдох, выдох и пауза. По времени весь это процесс занимает от двух с половиной до десяти секунд и более. Это весьма индивидуальные параметры.

Внешнее дыхание во многом зависит от условий, в которых пребывает организм и от его состояния здоровья. Так, существуют такие понятия, как ритм и частота дыхания. Они определяются по количеству движений грудной клетки в минуту, их размеренности.

Глубину дыхания можно определить, измерив объем выдыхаемого воздуха или обхват грудной клетки на вдохе и на выдохе. Процесс достаточно простой.

Вдох осуществляется во время сокращения диафрагмы и межреберных мышц. Отрицательное давление, которое создаётся в этот момент, как бы «засасывает» атмосферный воздух в легкие. При этом грудная клетка расширяется. Выдох является противоположным действием: мускулатура расслабляется, стенки альвеол стремятся избавиться от перерастяжения и вернуться в исходное состояние.

Легочная вентиляция

Исследование функции внешнего дыхания помогло ученым лучше понять механизм развития значительного количества заболеваний. Они даже выделили отдельную отрасль медицины – пульмонологию.

Существует несколько критериев, по которым анализируют работу дыхательной системы. Показатели внешнего дыхания не являются жесткой величиной.

Они могут варьироваться в зависимости от конституции человека, возраста и состояния здоровья:

  1. Дыхательный объем (ДО). Это количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает в покое. Норма – от трехсот до семисот миллилитров.
  2. Резервный объем вдоха (РОВ). Это воздух, который еще можно добавить в легкие. Например, если после спокойного вдоха попросить человека глубоко вдохнуть.
  3. Резервный объем выдоха (РОВд). Это объем воздуха, который покинет легкие, если после обычного выдоха сделать глубокий. Оба показателя составляют около полутора литров.
  4. Остаточный объем. Это количество воздуха, которое остается в легких после глубокого выдоха. Его величина – от тысячи до полутора тысяч миллилитров.
  5. Четыре предыдущих показателя вместе составляют жизненную емкость легких. У мужчин она равна пяти литрам, у женщин – трем с половиной.

Легочная вентиляция представляет собой весь объем воздуха, который проходит через легкие за одну минуту. У взрослого здорового человека в покое этот показатель колеблется в районе шести – восьми литров.

Исследование функции внешнего дыхания необходимо не только людям, имеющим патологии, но и спортсменам, а также детям (особенно недоношенным новорожденным).

Часто такие знания необходимы в реанимации, когда пациента переводят на ИВЛ (искусственную вентиляцию легких) или снимают с нее.

Типы нормального дыхания

Функция внешнего дыхания во многом зависит от типа процесса. А также от конституции и пола человека. По способу расширения грудной клетки можно выделить два типа дыхания:

  • Грудное, во время которого поднимаются ребра. Он преобладает у женщин.
  • Брюшное, когда уплощается диафрагма. Этот вид дыхания в большей степени присущ мужчинам.

Существует еще смешанный тип, когда задействованы все группы мышц. Это показатель индивидуален. Он зависит не только от пола, но и от возраста человека, так как подвижность грудной клетки с годами уменьшается. Влияет на него и профессия: чем тяжелее труд, тем больше преобладает брюшной тип.

Патологические типы дыхания

Показатели внешнего дыхания резко изменяются при наличии синдрома дыхательной недостаточности. Это не отдельная болезнь, а лишь следствие патологии других органов: сердца, легких, надпочечников, печени или почек. Сидром проходит как в острой, так и в хронической форме. Кроме того, он делится на типы:

  1. Обструктивный. Одышка появляется на вдохе.
  2. Рестриктивный тип. Одышка появляется на выдохе.
  3. Смешанный тип. Обычно является терминальной стадией и включает в себя два первых варианта.

Кроме того, существует несколько типов патологического дыхания, которые не имеют привязки к конкретному заболеванию:

  • Дыхание Чейна – Стокса. Начиная с поверхностного, дыхание постепенно углубляется и на пятый-седьмой вдох достигает нормальных показателей. Затем снова становится редким и неглубоким. В конце обязательно присутствует пауза – несколько секунд без вдоха. Встречается у новорожденных, при ЧМТ, интоксикации, гидроцефалии.
  • Дыхание Куссмауля. Это глубокое, шумное и редкое дыхание. Встречается при гипервентиляции, ацидозе, диабетической коме.

Патология внешнего дыхания

Нарушение внешнего дыхания встречается как при нормальном функционировании организма, так и в критических ситуациях:

  1. Тахипное – состояние, когда частота дыхания превышает двадцать раз в минуту. Бывает как физиологическое (после нагрузки, в душном помещении), так и патологическое (при заболеваниях крови, лихорадке, истерии).
  2. Брадипное – редкое дыхание. Обычно сочетается с неврологическими заболеваниями, повышением внутричерепного давления, отеком мозга, комой, интоксикацией.
  3. Апноэ – отсутствие или остановка дыхания. Может быть связано с параличом дыхательной мускулатуры, отравлением, черепно-мозговой травмой или отеком мозга. Также выделяют симптом остановки дыхания во сне.
  4. Диспноэ – одышка (нарушение ритма, частоты и глубины дыхания). Встречается при чрезмерной физической нагрузке, бронхиальной астме, хроническом обструктивном бронхите, гипертонической болезни.

Где необходимы знания о характеристиках внешнего дыхания?

Исследование внешнего дыхания необходимо проводить с диагностической целью для оценки функционального состояния всей системы. У пациентов, попадающих в группу риска, например курильщиков или работников вредной промышленности, таким образом выявляют склонность к профессиональным заболеваниям.

Для хирургов и анестезиологов состояние этой функции важно при подготовке пациента к операции. Динамическое исследование внешнего дыхания проводится для подтверждения группы инвалидности и оценки трудоспособности в целом.

А также при диспансерном наблюдении больных с сердечными или легочными хроническими заболеваниями.

Виды исследований

Спирометрия – это способ оценки состояния дыхательной системы по объему обычного и форсированного выдоха, а также выдоха за 1 секунду. Иногда в диагностических целях проводят пробу с бронхолитиком.

Суть ее заключается в том, что пациент сначала проходит исследование. Затем получает ингаляцию лекарства, которое расширяет бронхи. И через 15 минут снова проходит исследование. Результаты сравниваются.

Делается вывод об обратимости или необратимости патологии дыхательных путей.

Бодиплетизмография – проводится для оценки общей емкости легких и аэродинамического сопротивления дыхательных путей. Для этого пациенту необходимо вдыхать воздух. Он находится в герметичной камере. При этом регистрируется не только количество газа, но и сила, с которой он вдыхается, а также скорость потока воздуха.

Источник: http://fb.ru/article/259271/vnutrennee-i-vneshnee-dyihanie-opisanie-pokazateli-i-funktsii

Дыхательная система

Состав и свойства дыхательных сред. Внешнее и внутрилегочное дыхание

1. ОРГАНЫ ДЫХАНИЯ

2. ВЕРХНИЕ ДЫХАТЕЛЬНЫЕ ПУТИ

2.1. НОС

2.2. ГЛОТКА

3.НИЖНИЕ ДЫХАТЕЛЬНЫЕ ПУТИ

3.1. ГОРТАНЬ

3.2. ТРАХЕЯ

3.3. ГЛАВНЫЕ БРОНХИ

3.4. ЛЕГКИЕ

4.ФИЗИОЛОГИ ДЫХАНИЯ

Список использованной литературы

Дыхание – это совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода и удаление углекислого газа (внешнее дыхание), а также использование кислорода клетками и тканями для окисления органических веществ с освобождением энергии, необходимой для их жизнедеятельности (т. н.

клеточное, или тканевое, дыхание). У одноклеточных животных и низших растений обмен газов при дыхании происходит путем диффузии через поверхность клеток, у высших растений — через межклетники, пронизывающие все их тело.

У человека внешнее дыхание осуществляется специальными органами дыхания, а тканевое — обеспечивается кровью.

Газообмен между организмом и внешней средой обеспечивают органы дыхания (Рис). Дыхательные органы свойственны животным организмам, получающим кислород из воздуха атмосферы (легкие, трахеи) или растворенный в воде (жабры).

Рисунок. Органы дыхания человека

Органы дыхания состоят из дыхательных путей и парных дыхательных органов – легких. В зависимости от положения в теле дыхательные пути подразделяются на верхний и нижний отделы. Дыхательные пути представляют собой систему трубок, просвет которых формируется благодаря наличию в них костей и хрящей.

Внутренняя поверхность дыхательных путей покрыта слизистой оболочкой, которая содержит значительное количество желез, выделяющих слизь. Проходя через дыхательные пути, воздух очищается и увлажняется, а также приобретает необходимую для легких температуру. Проходя через гортань, воздух играет важную роль в процессе формирования членораздельной речи у человека.

По дыхательным путям воздух поступает в легкие, где происходит газообмен между воздушной средой и кровью. Кровь отдает через легкие избыток двуокиси углерода и насыщается кислородом до нужной организму концентрации.

К верхним дыхательным путям относятся полость носа, носовая часть глотки, ротовая часть глотки.

2.1 НОС

Нос состоит из наружной части, которая формирует полость носа.

Наружный нос включает корень, спинку, верхушку и крылья носа. Корень носа расположен в верхней части лица и отделен от лба переносьем. Боковые стороны носа по средней линии соединяются и образуют спинку носа. Книзу спинка носа переходит в верхушку носа, внизу крылья носа ограничивают ноздри. По средней линии ноздри разделены перепончатой частью носовой перегородки.

Наружная часть носа (наружный нос) имеет костный и хрящевой скелет, образованные костями черепа и несколькими хрящами.

Полость носа разделяется перегородкой носа на две симметричные части, открывающиеся впереди на лице ноздрями. Сзади через хоаны полость носа сообщается с носовой частью глотки. Перегородка носа спереди перепончатая и хрящевая, а сзади костная.

Большая часть полости носа представлена носовыми ходами, с которыми сообщаются околоносовые пазухи (воздушные полости костей черепа). Различают верхний, средний и нижний носовые ходы, каждый из которых располагается под соответствующей носовой раковиной.

Верхний носовой ход сообщается с задними ячейками решетчатой кости. Средний носовой ход сообщается с лобной пазухой, верхнечелюстной пазухой, средними и передними ячейками (пазухами) решетчатой кости. Нижний носовой ход сообщается с нижним отверстием носослезного канала.

В слизистой оболочке носа выделяют обонятельную область – часть слизистой оболочки носа, покрывающую правую и левую верхние носовые раковины и часть средних, а также соответствующий им отдел носовой перегородки. Остальная часть слизистой оболочки носа относится к дыхательной области. В обонятельной области находятся нервные клетки, воспринимающие пахучие вещества из вдыхаемого воздуха.

В передней части полости носа, называемом преддверием носа, находятся сальные, потовые железы и короткие жесткие волосы – вибрисы.

Кровоснабжение и лимфоотток полости носа

Слизистая оболочка полости носа кровоснабжается ветвями верхнечелюстной артерии, ветвями из глазной артерии. Венозная кровь оттекает от слизистой оболочки по клиновиднонебной вене, впадающей в крыловидное сплетение.

Лимфатические сосуды от слизистой оболочки носа направляются к подчелюстным лимфоузлам и подбородочным лимфоузлам.

Иннервация слизистой оболочки носа

Чувствительная иннервация слизистой оболочки носа (передней части) осуществляется ветвями переднего решетчатого нерва из носоресничного нерва.

Задняя часть боковой стенки и перегородки носа иннервируется ветвями носонебного нерва и задними носовыми ветвями из верхнечелюстного нерва.

Железы слизистой оболочки носа иннервируются из крылонебного узла, задними носовыми ветвями и носонебным нервом от вегетативного ядра промежуточного нерва (части лицевого нерва).

2.2 ГЛОТКА

Это участок пищеварительного канала человека; соединяет ротовую полость с пищеводом. Из стенок глотки развиваются легкие, а также вилочковая, щитовидная и околощитовидная железы. Выполняет глотание и участвует в процессе дыхания.

3.НИЖНИЕ ДЫХАТЕЛЬНЫЕ ПУТИ

К нижним дыхательным путям относятся – гортань, трахея и бронхи с внутрилегочными разветвлениями.

3.1 ГОРТАНЬ

Гортань выполняет функцию дыхания, голосообразования при членораздельной речи и функцию защиты нижних дыхательных путей от инородных тел.

Гортань занимает срединное положение в передней области шеи на уровне 4 – 7 шейного позвонков. Гортань вверху подвешена к подъзячной кости, внизу соединяется с трахеей.

У мужчин она образует возвышение – выступ гортани. Спереди гортань прикрыта пластинками шейной фасции и подъязычными мышцами. Спереди и с боков гортань охватывают правая и левая доли щитовидной железы.

Позади гортани располагается гортанная часть глотки.

Воздух из глотки попадает в полость гортани через вход в гортань, который ограничен спереди надгортанником, с боков – черпалонадгортанными складками, и сзади – черпаловидными хрящами.

Полость гортани условно делится на три отдела: преддверие гортани, межжелудочковый отдел и подую полость. В межжелудочковом отделе гортани находится речевой аппарат человека – ая щель. Ширина ой щели при спокойном дыхании равна 5 мм, при голосообразовании достигает 15 мм.

Слизистая оболочка гортани содержит много желез, выделения которых увлажняют ые складки. В области ых связок слизистая оболочка гортани не содержит желез. В подслизистой основе гортани располагается большое количество фиброзных и эластических волокон, которые образуют фиброзно-эластическую мембрану гортани.

Она состоит из двух частей: четырехугольной мембраны и эластического конуса. Четырехугольная мембрана залегает под слизистой оболочкой в верхнем отделе гортани и участвует в образовании стенки преддверия. Вверху она достигает черпалонадгортанных связок, а внизу ее свободный край образует правую и левую связки предддверия.

Эти связки расположены в толще одноименных складок.

Эластический конус находится под слизистой оболочкой в нижнем отделе гортани.

Волокна эластического конуса начинаются от верхнего края дуги перстневидногот хряща в виде перстнещитовидной связки , уходят вверх и несколько кнаружи ( латерально) и прикрепляются спереди к внутренней поверхности щитовидного хряща ( около его угла), а сзади – к основанию и ым отросткам черпаловидных хрящей. Верхний свободный край эластического конуса утолщенный, натянут между щитовидным хрящом спереди и ыми отростками черпаловидных хрящей сзади, образуя на каждой стороне гортани ГОЛОСОВУЮ СВЯЗКУ ( правую и левую).

Мышцы гортани делятся на группы: расширители, суживатели ой щели и мышцы, напрягающие ые связки.

Голосовая щель расширяется только при сокращении одной мышцы. Это парная мышца, начинается на задней поверхности пластинки перстневидного хряща, идет вверх и прикрепляется к мышечному отростку черпаловидного хряща. Суживают ую щель: латеральная перстнечерпаловидная, щиточерпаловидная, поперечная и косая черпаловидные мышцы.

К мышцам, натягивающим ые связки, относятся перстнещитовидная и ая.

Перстнещитовидная мышца (парная) начинается двумя пучками от передней поверхности дуги перстневидного хряща. Мышца идет верх и крепится к нижнему краю и к нижнему рогу щитовидного хряща. При сокращении этой мышцы щитовидный хрящ наклоняется вперед и ые связки натягиваются ( напрягаются ).

Голосовая мышца – парная ( правая и левая ). Каждая мышца располагается в толще соответствующей ой складки. Волокна мышцы вплетаются в ую связку, к которой эта мышца прилежит.

Голосовая мышца начинается от внутренней поверхности угла щитовидного хряща, в его нижней части, и крепится к ому отростку черпаловидного хряща. Сокращаясь, она напрягает ую связку.

При сокращении части ой мышцы напрягается соответствующий участок ой связки.

Кровоснабжение и лимфоотток гортани

К гортани подходят ветви верхней гортанной артерии из верхней щитовидной артерии и ветви нижней гортанной артерии – из нижней щитовидной артерии. Венозная кровь оттекает по одноименным венам.

Лимфатические сосуды гортани впадают в глубокие шейные лимфатические узлы.

Иннервация гортани

Гортань иннервируется ветвями верхнего гортанного нерва. При этом наружная его ветвь иннервирует перстнещитовидную мышцу, внутренняя – слизистую оболочку гортани выше ой щели. Нижний гортанный нерв иннервирует все остальные мышцы гортани и слизистую оболочку ее ниже ой щели. Оба нерва являются ветвями блуждающего нерва. К гортани подходят также гортанноглоточные ветви симпатического нерва.

Источник: http://MirZnanii.com/a/8352/dykhatelnaya-sistema

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.