Основната (макар и не единствената) функция на белите дробове е да осигуряват нормален газообмен. Външното дишане е процес на газообмен между атмосферния въздух и кръвта в белодробните капиляри, в резултат на което настъпва артериализация на кръвния състав: налягането на кислорода се увеличава и налягането на CO2 намалява. Интензивността на газообмена се определя основно от три патофизиологични механизма (белодробна вентилация, белодробен кръвен поток, дифузия на газове през алвеоларно-капилярната мембрана), които се осигуряват от системата за външно дишане.

Белодробна вентилация

Белодробната вентилация се определя от следните фактори (A.P. Zilber):

1. апарат за механична вентилация, който зависи преди всичко от дейността на дихателните мускули, тяхната нервна регулация и подвижността на стените гръден кош;
2. еластичност и разтегливост на белодробната тъкан и гърдите;
3. проходимост на дихателните пътища;
4. вътребелодробно разпределение на въздуха и съответствието му с кръвния поток в различни части на белия дроб.

Нарушенията на един или повече от горните фактори могат да развият клинично значими нарушения на вентилацията, проявяващи се с няколко вида вентилационна дихателна недостатъчност.

От дихателните мускули най-значимата роля принадлежи на диафрагмата. Активното му свиване води до намаляване на интраторакалното и интраплевралното налягане, което става по-ниско от атмосферното, в резултат на което възниква вдъхновение.

Вдишването се извършва поради активното свиване на дихателните мускули (диафрагмата), а издишването се извършва главно поради еластичната тяга на самия бял дроб и гръдната стена, което създава градиент на експираторно налягане, който при физиологични условия е достатъчен за отстранете въздуха през дихателните пътища.

Когато е необходима повече вентилация, външните интеркостални, скален и стерноклеидомастоиден мускул (допълнителни инспираторни мускули) се свиват, което също води до увеличаване на обема на гръдния кош и намаляване на интраторакалното налягане, което улеснява вдишването. Допълнителни експираторни мускули са мускулите на предната коремна стена (външни и вътрешни коси, прави и напречни).

Еластичност на белодробната тъкан и гърдите

Еластичност на белия дроб. Движението на въздушния поток по време на вдишване (вътре в белите дробове) и издишване (извън белите дробове) се определя от градиента на налягането между атмосферата и алвеолите, така нареченото трансторакално налягане (P tr / t):

Ptr / t \u003d P alv - P atm където P alv, - алвеоларен и P atm - атмосферно налягане.

По време на вдъхновение P alv и P tr / t стават отрицателни, по време на издишване - положителни. В края на вдишването и в края на издишването, когато въздухът не се движи през дихателните пътища и глотисът е отворен, R alv е равно на R atm.

Нивото на R alv от своя страна зависи от стойността на интраплевралното налягане (P pl) и така нареченото еластично налягане на отката на белия дроб (P el):

Еластичното налягане на отката е налягането, упражнявано от еластичния паренхим на белия дроб и насочено във вътрешността на белия дроб. Колкото по-висока е еластичността на белодробната тъкан, толкова по-значително трябва да бъде намаляването на вътреплевралното налягане, за да може белият дроб да се разшири по време на вдишване, и следователно, толкова по-голяма трябва да бъде активната работа на инспираторните дихателни мускули. Високата еластичност допринася за по-бързо свиване на белия дроб по време на издишване.

Друг важен показател, обратният на еластичността на белодробната тъкан - апатична разтегливост на белия дроб - е мярка за съответствието на белия дроб, когато е разширен. Податливостта (и еластичното налягане на отката) на белия дроб се влияе от много фактори:

1. Белодробен обем: Когато обемът е нисък (например в началото на вдишването), белият дроб е по-гъвкав. При големи обеми (например на височината на максималното вдишване) белодробният комплайанс рязко намалява и става равен на нула.
2. Съдържанието на еластични структури (еластин и колаген) в белодробната тъкан. Белодробният емфизем, за който е известно, че се характеризира с намаляване на еластичността на белодробната тъкан, е придружен от увеличаване на белодробната разтегливост (намаляване на еластичното налягане на отката).
3. Удебеляването на стените на алвеолите поради техния възпалителен (пневмония) или хемодинамичен (стагнация на кръвта в белия дроб) оток, както и фиброзата на белодробната тъкан значително намаляват разтегливостта (съответствието) на белия дроб.
4. Сили на повърхностно напрежение в алвеолите. Те възникват на границата между газ и течност, която отвътре покрива алвеолите с тънък филм и се стремят да намалят площта на тази повърхност, създавайки вътре в алвеолите положително налягане. По този начин силите на повърхностното напрежение, заедно с еластичните структури на белите дробове, осигуряват ефективното свиване на алвеолите по време на издишване и в същото време предотвратяват разширяването (разтягането) на белия дроб по време на вдишване.

Повърхностно активното вещество, покриващо вътрешната повърхност на алвеолите, е вещество, което намалява силата на повърхностното напрежение.

Активността на повърхностноактивното вещество е толкова по-висока, колкото по-плътно е то. Следователно, при вдишване, когато плътността и, съответно, активността на повърхностноактивното вещество намалява, силите на повърхностното напрежение (т.е. силите, които са склонни да намалят повърхността на алвеолите) се увеличават, което допринася за последващия колапс на белодробната тъкан. по време на издишване. В края на издишването плътността и активността на повърхностно активното вещество се увеличават, а силите на повърхностното напрежение намаляват.

По този начин, след края на издишването, когато активността на повърхностно активното вещество е максимална и силите на повърхностното напрежение, които предотвратяват разширяването на алвеолите, са минимални, последващото разширяване на алвеолите по време на вдишване изисква по-малко енергия.

Най-важните физиологични функции на повърхностно активното вещество са:

• увеличаване на разтегливостта на белите дробове поради намаляване на силите на повърхностното напрежение;
• намаляване на вероятността от колапс (колапс) на алвеолите по време на издишване, тъй като при ниско белодробни обеми(в края на издишването) активността му е максимална, а силите на повърхностно напрежение са минимални;
• предотвратяване на преразпределението на въздуха от по-малките към по-големите алвеоли (според закона на Лаплас).

При заболявания, придружени от дефицит на сърфактант, се увеличава ригидността на белите дробове, колапсът на алвеолите (развива се ателектаза) и настъпва дихателна недостатъчност.

Пластичен откат на гръдната стена

Еластичните свойства на гръдната стена, които също имат голямо влияние върху естеството на белодробната вентилация, се определят от състоянието на костния скелет, междуребрените мускули, меките тъкани и париеталната плевра.

При минимални обеми на гръдния кош и белите дробове (по време на максимално издишване) и в началото на вдишването, еластичният откат на гръдната стена е насочен навън, което създава отрицателно налягане и допринася за разширяването на белия дроб. Тъй като обемът на белите дробове се увеличава по време на вдишване, еластичният откат на гръдната стена ще намалее. Когато белодробният обем достигне приблизително 60% от стойността на VC, еластичният откат на гръдната стена намалява до нула, т.е. до атмосферно налягане. С по-нататъшно увеличаване на обема на белите дробове, еластичният откат на гръдната стена е насочен навътре, което създава положително налягане и допринася за колапса на белите дробове по време на последващо издишване.

Някои заболявания са придружени от увеличаване на твърдостта на гръдната стена, което засяга способността на гръдния кош да се разтяга (при вдишване) и да се свива (при издишване). Тези заболявания включват затлъстяване, кифосколиоза, белодробен емфизем, масивни акости, фиброторакс и др.

Проходимост на дихателните пътища и мукоцилиарен клирънс

Проходимостта на дихателните пътища до голяма степен зависи от нормалния дренаж на трахеобронхиалния секрет, който се осигурява главно от функционирането на механизма на мукоцилиарния клирънс (клирънс) и нормалния кашличен рефлекс.

Защитната функция на мукоцилиарния апарат се определя от адекватната и координирана функция на ресничестия и секреторен епител, в резултат на което тънък филм от секрет се движи по повърхността на бронхиалната лигавица и се отстраняват чужди частици. Движението на бронхиалния секрет става благодарение на бързите тласъци на ресничките в черепната посока с по-бавно връщане в обратната посока. Честотата на трептене на ресничките е 1000-1200 в минута, което осигурява движението на бронхиалната слуз със скорост 0,3-1,0 cm / min в бронхите и 2-3 cm / min в трахеята.

Трябва също да се помни, че бронхиалната слуз се състои от 2 слоя: долния течен слой (зол) и горния вискоеластичен - гел, който се докосва от върховете на ресничките. Функцията на ресничестия епител до голяма степен зависи от съотношението на дебелината на юлето и гела: увеличаването на дебелината на гела или намаляването на дебелината на зола води до намаляване на ефективността на мукоцилиарния клирънс.

На нивото на дихателните бронхиоли и алвеолите на мукоцилиарния апарат ist. Тук почистването се извършва с помощта на кашличен рефлекс и фагоцитна активност на клетките.

При възпалителни лезии на бронхите, особено хронични, епителът се възстановява морфологично и функционално, което може да доведе до мукоцилиарна недостатъчност (намаляване на защитните функции на мукоцилиарния апарат) и натрупване на храчки в лумена на бронхите.

При патологични състояния проходимостта на дихателните пътища зависи не само от функционирането на механизма на мукоцилиарния клирънс, но и от наличието на бронхоспазъм, възпалителен оток на лигавицата и феномена на ранно експираторно затваряне (колапс) на малките бронхи.

Регулиране на бронхиалния лумен

Тонусът на гладката мускулатура на бронхите се определя от няколко механизма, свързани със стимулирането на множество специфични бронхиални рецептори:

1. Холинергичните (парасимпатикови) влияния възникват в резултат на взаимодействието на невротрансмитера ацетилхолин със специфични мускаринови М-холинергични рецептори. В резултат на това взаимодействие се развива бронхоспазъм.
2. Симпатикова инервацияГладките мускули на бронхите при хората са изразени в малка степен, за разлика например от гладките мускули на съдовете и сърдечния мускул. Симпатиковите ефекти върху бронхите се осъществяват главно поради действието на циркулиращия адреналин върху бета2-адренергичните рецептори, което води до релаксация на гладките мускули.
3. Тонусът на гладката мускулатура се влияе и от т.нар. „Неадренергична, нехолинергична“ нервна система (NANS), чиито влакна преминават през блуждаещия нерв и освобождават няколко специфични невротрансмитери, които взаимодействат със съответните рецептори на бронхиалната гладка мускулатура. Най-важните от тях са:
   • вазоактивен интестинален полипептид (VIP);
   • вещество Р.

Стимулирането на VIP рецепторите води до изразена релаксация, а бета рецепторите до свиване на гладката мускулатура на бронхите. Смята се, че невроните на NASH системата имат най-голямо влияние върху регулацията на лумена на дихателните пътища (KK Murray).

В допълнение, бронхите съдържат голям брой рецептори, които взаимодействат с различни биологични активни вещества, включително възпалителни медиатори - хистамин, брадикинин, левкотриени, простагландини, тромбоцитен активиращ фактор (PAF), серотонин, аденозин и др.

Тонусът на гладката мускулатура на бронхите се регулира от няколко неврохуморални механизма:

1. Бронхиалната дилатация се развива при стимулация:
   • бета2-адренергични рецептори с адреналин;
   • VIP рецептори (NASH система) вазоактивен интестинален полипептид.
2. Стесняването на лумена на бронхите възниква по време на стимулация:
   • М-холинергични рецептори с ацетилхолин;
   • рецептори за вещество Р (NASH системи);
   • Алфа-адренергични рецептори (например, с блокада или намалена чувствителност на бета2-адренергичните рецептори).

Интрапулмонално разпределение на въздуха и съответствието му с кръвния поток

Неравномерната вентилация на белите дробове, която съществува нормално, се определя главно от хетерогенността на механичните свойства на белодробната тъкан. Най-активно вентилирани базални, в по-малка степен - горните участъци на белите дробове. Промените в еластичните свойства на алвеолите (по-специално при белодробен емфизем) или нарушението на бронхиалната проходимост значително влошават неравномерната вентилация, увеличават физиологичното мъртво пространство и намаляват ефективността на вентилацията.

Дифузия на газове

Процесът на дифузия на газовете през алвеоларно-капилярната мембрана зависи

1. от градиента на парциалното налягане на газовете от двете страни на мембраната (в алвеоларния въздух и в белодробните капиляри);
2. върху дебелината на алвеоларно-капилярната мембрана;
3. от общата повърхност на дифузионната зона в белия дроб.

При здрав човек парциалното налягане на кислорода (PO2) в алвеоларния въздух обикновено е 100 mm Hg. чл., а във венозна кръв - 40 mm Hg. Изкуство. Парциалното налягане на CO2 (PCO2) във венозна кръв е 46 mm Hg. Чл., В алвеоларния въздух - 40 mm Hg. Изкуство. Така градиентът на налягането на кислорода е 60 mm Hg. чл., а за въглероден диоксид - само 6 mm Hg. Изкуство. Скоростта на дифузия на CO2 през алвеоларно-капилярната мембрана обаче е около 20 пъти по-голяма от тази на O2. Следователно обменът на CO2 в белите дробове се извършва доста пълно, въпреки относително ниския градиент на налягането между алвеолите и капилярите.

Алвеоларно-капилярната мембрана се състои от повърхностно активен слой, покриващ вътрешната повърхност на алвеолата, алвеоларна мембрана, интерстициално пространство, белодробна капилярна мембрана, кръвна плазма и еритроцитна мембрана. Увреждането на всеки от тези компоненти на алвеоларно-капилярната мембрана може да доведе до значително затруднение в дифузията на газовете. В резултат на това при заболявания горните стойности на парциалните налягания на O2 и CO2 в алвеоларния въздух и капилярите могат да се променят значително.

Белодробен кръвоток

В белите дробове има две кръвоносни системи: бронхиален кръвоток, който принадлежи към системното кръвообращение, и самият белодробен кръвоток, или така нареченото белодробно кръвообращение. Между тях, както при физиологични, така и при патологични условия, има анастомози.

Белодробният кръвоток е функционално разположен между дясната и лявата половина на сърцето. Движещата сила на белодробния кръвен поток е градиентът на налягането между дясната камера и лявото предсърдие (обикновено около 8 mm Hg). Бедната на кислород и наситена с въглероден диоксид венозна кръв навлиза в белодробните капиляри през артериите. В резултат на дифузията на газове в областта на алвеолите кръвта се насища с кислород и се пречиства от въглероден диоксид, в резултат на което от белите дробове до ляво предсърдиеартериалната кръв тече през вените. На практика тези стойности могат да варират в широки граници. Това важи особено за нивото на PaO2 в артериалната кръв, което обикновено е около 95 mm Hg. Изкуство.

Нивото на газообмен в белите дробове при нормална работа на дихателните мускули, добра проходимост на дихателните пътища и слабо променена еластичност на белодробната тъкан се определя от скоростта на кръвообращението през белите дробове и състоянието на алвеоларно-капилярната мембрана, през която газовете дифундират под действието на градиент на парциално налягане на кислород и въглероден диоксид.

Връзка вентилация-перфузия

Нивото на газообмен в белите дробове, в допълнение към интензивността на белодробната вентилация и дифузията на газовете, се определя и от стойността на съотношението вентилация-перфузия (V/Q). Обикновено при концентрация на кислород във вдишания въздух от 21% и нормално атмосферно налягане съотношението V / Q е 0,8.

Ceteris paribus, намаляването на оксигенацията на артериалната кръв може да се дължи на две причини:

• намаляване на белодробната вентилация при запазване на същото ниво на кръвния поток, когато V / Q
• намаляване на кръвния поток със запазена вентилация на алвеолите (V/Q> 1,0).

Ранната диагностика на респираторните нарушения при белодробни заболявания е изключително важна актуален въпрос. Дефиниране и оценка на тежестта на нарушенията функции на външното дишане(FVD) ви позволява да издигнете диагностичния процес на по-високо ниво.

Основен методи за изследване на дихателната функция:

• спирометрия;
• пневмотахометрия;
• телесна плетизмография;
• изследване на белодробна дифузия;
• измерване на белодробния податливост;
• ергоспирометрия;
• индиректна калориметрия.

Разглеждат се първите два метода скрининги задължително за използване във всички лечебни заведения. Следващите три ( телесна плетизмография, изследване на дифузионния капацитет и разтегливостта на белите дробове) позволяват оценка на такива характеристики на дихателната функция като бронхиална проходимост, пълнене с въздух, еластични свойства, дифузионен капацитет и функция на дихателните мускули. Те са по-модерни, скъпи методи и се предлагат само в специализирани центрове. Що се отнася до ергоспирометрия и индиректна калориметриятогава е красиво комплексни методикоито се използват предимно за научни цели.

В момента в Република Беларус има възможност за провеждане на задълбочено изследване на функцията на външното дишане по метода на телесната плетизмографияна оборудването MasterScreen (VIASYS Healthcare Gmbh, Германия) с определяне на параметрите на дихателната механика в нормални и патологични състояния.

Механика на дишането- раздел от физиологията на дишането, който изучава механичните сили, под въздействието на които се извършват дихателни екскурзии; устойчивост на тези сили от вентилационния апарат; промени в белодробния обем и въздушния поток респираторен тракт.

В акта на дишане дихателната мускулатура извършва определена работа, насочена към преодоляване на общото дихателно съпротивление. Съпротивлението на дихателните пътища може да се оцени чрез плетизмография на тялото, и дихателното съпротивление може да се определи с помощта на техниката принудени трептения.

Общо дихателно съпротивлениесе състои от три компонента: еластичен, фрикционен и инерционен. Еластичен компонентвъзниква във връзка с еластични деформации на гръдния кош и белите дробове, както и с компресия (декомпресия) на газове и течности в белите дробове, плевралната и коремната кухина по време на дишане. Фрикционен компонентпоказва действието на силите на триене при движение на газове и плътни тела. Инерционен компонент- преодоляване на инерцията анатомични образувания, течности и въздух; индикатор достига значими стойностисамо с тахипнея.

По този начин, за да се опише напълно механиката на дишането, е необходимо да се разгледа връзката на три параметъра - налягане (P), обем (V) и поток (F) през целия дихателен цикъл. Тъй като връзката на трите параметъра е трудна както за регистрация, така и за изчисления, на практика се използва съотношението на сдвоени показатели под формата на индекси или описание на всеки от тях във времето.

При нормално (спокойно) дишане активността на инспираторните мускули е необходима за преодоляване на съпротивлението на дихателната система. В този случай е достатъчно работа на диафрагмата(при мъжете) и междуребрените мускули(женски тип дишане). По време на физическо натоварване или патологични състояния, допълнителните вдишващи мускули са свързани с работата - интеркостална, скалариформена и стерноклеидомастоидна. Издишването в покой става пасивно поради еластичния откат на белите дробове и гърдите. Работата на дихателните мускули създава градиент на налягането, необходим за образуването на въздушен поток.

Директни измервания на налягането в плеврална кухинапоказа, че в края на издишването вътреплевралното (интраторакалното) налягане е 3-5 cm воден ъгъл. Чл., И в края на вдъхновението - 6-8 см вода. Изкуство. под атмосферното. Обикновено налягането се измерва не в плевралната кухина, а в долната трета на хранопровода, което, както показват проучванията, е близко по стойност и много добре отразява динамиката на промените в интраторакалното налягане. Алвеоларното налягане е равно на сумата от еластичното налягане на отката на белите дробове и плевралното налягане и може да бъде измерено чрез метода на оклузия на въздушния поток, когато стане равно на налягането в устната кухина. Общо взето уравнение за управление на налягането в белите дробовеизглежда като:

Ptot = (E × ΔV) + (R × V") + (I × V""),

• Ptot - задвижващо налягане;
• E - еластичност;
• ΔV - промяна в белодробния обем;
• R - съпротивление;
• V" - обемен дебит на въздуха;
• I - инерция;
• V"" - ускорение на въздушния поток.

Първият израз в скоби (E × ΔV) е необходимото налягане за преодоляване на еластичния откат на дихателната система. То е равно на транспулмоналното налягане, което може да се измери с катетър в гръдната кухина и е приблизително равно на разликата в налягането в устната кухина и хранопровода. Ако регистрираме едновременно обема на белите дробове по време на вдишване и издишване и вътреезофагеалното налягане, използвайки клапа за блокиране на потока, ще получим статична (т.е. при липса на поток) крива „налягане-обем“, която има формата на хистерезис (фиг. 1) - крива, характерна за всички еластични структури.

Криви налягане - обемпри вдишване и издишване не са еднакви. При същото налягане обемът на колабиращите бели дробове е по-голям, отколкото при тяхното надуване ( хистерезис).

Характеристика на хистерезиса е, че за да се създаде определен обем по време на вдишване (разтягане), е необходим по-голям градиент на налягането, отколкото по време на издишване. На фиг. 1 показва, че хистерезисът не е разположен в нулевата точка на обема, тъй като белите дробове първоначално съдържат обем газ, равен на функционален остатъчен капацитет(FOE). Връзката между налягането и промяната в белодробния обем не остава постоянна в целия диапазон от белодробни обеми. При леко напълване на белите дробове това съотношение е равно на E × ΔV. Константа дхарактеризира еластичността - мярка за еластичността на белодробната тъкан. Колкото по-голяма е еластичността, толкова по-голям натиск трябва да се приложи, за да се постигне дадена промяна в белодробния обем. Белият дроб е по-разтеглив при ниски и средни обеми. При достигане на максималния обем на белия дроб по-нататъшното повишаване на налягането не може да го увеличи - кривата преминава в плоската му част. Промяната в обема на единица налягане се представя чрез наклона на хистерезиса и се нарича статична разширяемост (C стат) или съответствие. Разтегливостта е обратно пропорционална на (реципрочната) еластичност (C stat = 1/E). При ниво на функционален остатъчен капацитет от 0,5 l, статичната разтегливост на белия дроб обикновено е около 200 ml/cm вода. Изкуство. при мъжете и 170 ml/cm вода. Изкуство. сред жените. Зависи от много фактори, включително размера на белите дробове. За да се изключи последният фактор, се изчислява специфичният комплайънс - съотношението на комплайанса към обема на белите дробове, при който се измерва, към общия белодробен капацитет (TLC), а също и към функционалния остатъчен капацитет. Що се отнася до другите параметри, разработени са подходящи стойности за еластичност и разтегливост в зависимост от пола, възрастта и антропометричните данни на пациента.

Еластични свойства на белите дробовезависят от съдържанието на еластични структури в тъканите. Геометричното разположение на еластиновите и колагенови нишки в алвеолите, около бронхите и кръвоносните съдове, заедно с повърхностното напрежение на сърфактанта, придават на белите дробове еластични свойства. Патологичните процеси в белите дробове променят тези свойства. Статичното съответствие при пациенти с обструктивни заболявания е близко до нормалното, ако белодробният паренхим е слабо засегнат при тези заболявания. При пациенти с емфизем нарушението на еластичния откат на белите дробове е придружено от увеличаване на тяхната разтегливост (съответствие). Бронхиалната обструкция, от своя страна, може да доведе до промяна в пълненето с въздух (или структурата на статичните обеми) към хиперпроветряване на белите дробове. Основната проява на хипераерия на белите дробове или увеличаване на тяхното пълнене с въздух е увеличаване на общия белодробен капацитетполучени чрез плетизмографско изследване на тялото или чрез разреждане на газове. Един механизъм за увеличаване на общия белодробен капацитет при хронична обструктивна белодробна болест (ХОББ) е намаляването на еластичното налягане на отката спрямо съответния белодробен обем. В основата на развитието хипервъздушен синдромима още един важен механизъм. Увеличаването на белодробния обем допринася за разтягане на дихателните пътища и следователно за увеличаване на тяхната проходимост. По този начин увеличаването на функционалния остатъчен капацитет на белите дробове е вид компенсаторен механизъм, насочен към разтягане и увеличаване на вътрешния лумен на бронхите. Такава компенсация обаче е за сметка на ефективността на дихателната мускулатура поради неблагоприятното съотношение „сила-дължина”. Свръхвъздушността с умерена тежест води до намаляване на общата работа на дишането, тъй като с леко увеличаване на работата на вдъхновението има значително намаляване на експираторния вискозен компонент. Има също промяна във формата и ъгъла на контура налягане-обем. Кривата на статично разтягане се измества нагоре и наляво. При емфизем, който се характеризира със загуба на компоненти на съединителната тъкан, еластичността на белите дробове намалява (съответно се увеличава статичната разтегливост). Тежката ХОББ се характеризира с увеличаване на функционалния остатъчен капацитет, остатъчния обем (VR) и съотношението на VR към общия белодробен капацитет. По-специално, общият белодробен капацитет се увеличава при пациенти с тежък емфизем. Увеличаването на статичния белодробен комплайънс, намаляването на еластичното налягане на отдръпване на белия дроб за даден белодробен обем и промяна във формата на кривата статично налягане - белодробен обем са характерни за белодробния емфизем. При много пациенти с ХОББ максималното инспираторно и експираторно налягане (PI max и PE max) е намалено. Докато PEmax се намалява поради хиперинфлация и скъсяване на инспираторните дихателни мускули, PEmax се влияе по-малко от промени в дихателната механика. Намаляването на PE max може да бъде свързано с мускулна слабост, която обикновено се проявява при прогресираща ХОББ. Измерването на максималното дихателно налягане е показано при съмнение за недохранване или стероидна миопатия и когато степента на диспнея или хиперкапния не съответства на наличния форсиран експираторен обем през първата секунда.

За рестриктивно белодробно заболяванеНапротив, структурата на белодробните обеми се променя в посока на намаляване на общия белодробен капацитет. Това се дължи главно на намаляване на жизнения капацитет на белите дробове. Тези промени са придружени от намаляване на разтегливостта на белодробната тъкан. Белодробна фиброза, застойна сърдечна недостатъчност, възпалителни промени намаляват комплайънса. При дефицит на нормално сърфактант (респираторен дистрес синдром) белите дробове стават упорити, твърди.

С емфиземпоказателите за дифузионния капацитет на белите дробове DLCO и съотношението му към алвеоларния обем DLCO/Va са намалени, главно поради разрушаването на алвеоларно-капилярната мембрана, което намалява ефективната площ на обмен на газ. Въпреки това, намаляването на дифузионния капацитет на белите дробове на единица обем (DLCO/Va) (т.е. площта на алвеолокапилярната мембрана) може да бъде компенсирано чрез увеличаване на общия белодробен капацитет. За диагностицирането на емфизем изследването DLCO се оказа по-информативно от определянето на белодробния комплаянс и по отношение на възможността за регистриране на първоначални патологични промени в белодробния паренхим този методсравнима по чувствителност с компютърна томография.

За заклети пушачи, съставляващи по-голямата част пациенти с ХОББ, а при пациенти, професионално изложени на въглероден окис на работното място, има остатъчно CO напрежение в смесената венозна кръв, което може да доведе до фалшиво ниски стойности на DLCO и неговите компоненти.

Изправянето на белите дробове с хипераир води до разтягане на алвеоларно-капилярната мембрана, сплескване на капилярите на алвеолите и увеличаване на диаметъра на "ъгловите съдове" между алвеолите. В резултат на това общият белодробен дифузионен капацитет и дифузионният капацитет на самата алвеолокапилярна мембрана се увеличават с белодробния обем, но съотношението DLCO/Va и обемът на капилярната кръв (Qc) намаляват. Подобен ефект на белодробния обем върху DLCO и DLCO/VA може да доведе до погрешно тълкуване на резултатите от изследването при емфизем.

Рестриктивните белодробни заболявания се характеризират със значително намаляване на дифузионния капацитет на белите дробове (DLCO). Съотношението DLCO/Va може да бъде намалено в по-малка степен поради едновременното значително намаляване на белодробния обем.

с по-голямо клинично значение динамично измерване на разтягане(C dyn), когато се разглежда промяната в белодробния обем спрямо промяната в налягането при наличие на въздушен поток. Той е равен на наклона на линията, свързваща точките на вдишване и издишване върху динамичната крива налягане-обем (фиг. 2).

Ако съпротивлението на дихателните пътища е нормално, C dyn е близък по величина до C stat и слабо зависи от дихателната честота. Намаляването на C dyn в сравнение с C stat може да показва нехомогенност на белодробната тъкан. С повишаване на съпротивлението, дори леко и ограничено до малки бронхи, Cdyn ще намалее, преди това нарушение да бъде открито с конвенционалните функционални методи. Намаляването на C dyn ще бъде особено изразено при висока честота на дишане, тъй като при често дишане времето, необходимо за запълване на белия дроб или неговата част с обструкция, става недостатъчно. Промените в Cdyn, които зависят от дихателната честота, се наричат ​​честотно зависим комплайанс. Обикновено C dyn / C stat е по-голямо от 0,8 при всяка дихателна честота.

При обструкция, включително дистална обструкция, това съотношение пада с увеличаване на дихателната честота. Стойността на C stat, за разлика от C dyn, не зависи от честотата на дишането, а от неговата дълбочина, по-точно от нивото на жизнения капацитет на белите дробове (VC), при което е регистрирано. Измерванията на Cstat на нивото на спокойно дишане дават минимална стойност, при дълбоко вдишване стойността на Cstat е максимална. По време на измерването компютърната програма изчислява C stat при различни нива на VC и чертае зависимостта на белодробния обем от интраторакалното (интраезофагеалното) налягане. При белодробен емфизем такава крива ще има по-стръмен наклон (C stat се увеличава), при белодробна фиброза ще бъде по-нежен (C stat намалява).

В допълнение към разглежданите показатели C stat , C dyn, изследването дава възможност да се получат редица други измерени и изведени стойности (фиг. 3). Важни показатели, които получаваме при измерване на белодробния комплайънс са Pel - транспулмонарно (езофагеално) налягане, което отразява еластичното откатно налягане на белите дробове; P 0dyn - налягане на ниво функционален остатъчен капацитет; Pel RV - налягане на ниво остатъчен обем; PTL/IC - отношение на транспулмонарното (езофагеално) налягане към инспираторния капацитет; P0stat, Pel 100, Pel 80, Pel 50 - транспулмонарно (езофагеално) налягане на дълбочината на вдъхновение, съответно на нивото на функционалния остатъчен капацитет, VC, 80% VC, 50% VC. За да се получат производни стойности - съотношението на съответствието към функционалния остатъчен капацитет, интраторакален обем или общ капацитет на белите дробове, чиято важност се определя от факта, че съответствието на белите дробове зависи от техния размер, тези показатели трябва първо да бъдат измерени (напр. при провеждане на телесна плетизмография). Съотношението на С (разтегливост) към общия белодробен капацитет се нарича индекс на ретракция. Трябва да се отбележи, че въпреки че формулите за изчисляване на дължимите стойности са предложени за всички горепосочени стойности, индивидуалните разлики са много значителни. С помощта на цикъла "налягане-обем" е възможно да се изчисли работата за преодоляване на еластични и вискозни сили (еластично и нееластично съпротивление). Площта на условен правоъгълен триъгълник, чиято хипотенуза е права линия, свързваща точките на промяна на дихателните фази, а страните са проекции върху координатните оси (фиг. 3), е равна на работата на дихателната мускулатура за преодоляване на еластичното съпротивление на белите дробове.

Площта на фигурата под хипотенузата съответства на работата на вдъхновението за преодоляване на аеродинамичното (бронхиално) съпротивление. Работата на дишането силно зависи от минутния обем на дишането, неговата честота и дълбочина и може да варира от 0,25 kgm/min до 15 kgm/min. Обикновено около 70% от общата работа се изразходва за преодоляване на еластично и 30% - нееластично (аеродинамично) съпротивление. Тяхното съотношение позволява да се изясни преобладаването на обструктивни или рестриктивни нарушения. Плиткото (но често) дишане допринася за намаляване на енергийния разход, което наблюдаваме в клиниката при пациенти с тежки фиброзни промени или бавно дишане при пациенти с тежка обструкция. Измерването на съответствието позволява не само да се определи степента на увреждане на белите дробове, но и да се наблюдава динамиката на патологичния процес, да се контролира лечението. На първо място, това е важно при хронични широко разпространени белодробни лезии, причинени от идиопатичен интерстициален пневмонит, ревматични, професионални и други белодробни заболявания. Особеното значение на метода е, че промените в разтегливостта могат да бъдат открити в ранните стадии както на обструктивни, така и на рестриктивни нарушения, които не се регистрират с други методи на изследване, което е важно за ранното откриване на белодробни заболявания.

Лаптева И. М., Томашевски А. В.
Републикански научно-практически център по пулмология и фтизиатрия.
Списание "Медицинска панорама" No9, октомври 2009 г.

• 1. Концепцията за възбудими тъкани. Основни свойства на възбудимите тъкани. дразнители. Класификация на дразнителите.
• 2. Характеристики на бъбречния кръвоток. Нефрон: структура, функции, характеристики на процесите на уриниране и уриниране. Първична и вторична урина. Съставът на урината.
• 1. Съвременни представи за структурата и функцията на клетъчните мембрани. Концепцията за потенциала на клетъчната мембрана. Основните положения на мембранната теория за възникването на мембранния потенциал. Потенциал за почивка.
• 2. Интраплеврално налягане, неговата стойност. Еластичност на белодробната тъкан. Фактори, които определят еластичния откат на белите дробове. Пневмоторакс.
• 3. Задача. Еднакви ли са условията за възникване на "топлинен удар" и топлинен синкоп при хората?
• 1. Характеристики на промените в потенциала на клетъчната мембрана по време на възбуждане и инхибиране. Потенциал на действие, неговите параметри и значение.
• 2. Автоматизация на сърдечния мускул: концепция, съвременни идеи за причините, характеристики. Степента на автоматизация на различни части на сърцето. Станиус опит.
• 3. Задача. Определете кое дишане е по-ефективно:
• 1. Обща характеристика на нервните клетки: класификация, структура, функции
• 2. Пренос на кислород по кръвен път. Зависимост на свързването на кислород от кръвта от нейното парциално налягане, напрежението на въглеродния диоксид, pH и температурата на кръвта. Ефект на Бор.
• 3. Задача. Обяснете защо охлаждането във вода с 20° е по-голямо, отколкото в неподвижен въздух със същата температура?
• 1. Устройство и видове нервни влакна и нерви. Основни свойства на нервните влакна и нервите. Механизми на разпространение на възбуждането по нервните влакна.
• 2. Видове кръвоносни съдове. Механизми на движение на кръвта през съдовете. Характеристики на движението на кръвта през вените. Основните хемодинамични показатели за движението на кръвта през съдовете.
• 3. Задача. Преди да изяде голямо количество месо, единият субект изпива чаша вода, вторият - чаша сметана, третият - чаша бульон. Как ще се отрази това на храносмилането на месото?
• 1. Концепцията за синапс. Структурата и видовете синапси. Механизми на синаптично предаване на възбуждане и инхибиране. посредници. Рецептори. Основни свойства на синапсите. Концепцията за епаптично предаване.
• 2. Характеристики на въглехидратния метаболизъм в организма.
• 3. Задача. Ако клетъчната мембрана беше абсолютно непропусклива за йони, как би се променила стойността на потенциала на покой?
• 1. Общи модели на човешката адаптация. Еволюция и форми на адаптация. адаптогенни фактори.
• 2. Транспорт на въглероден диоксид в кръвта
• 2. Характеристики на метаболизма на мазнините в организма.
• 3. Задача. Когато нервът се третира с тетродотоксин, рр се увеличава, но не се получава pd. Каква е причината за тези различия?
• 1. Концепцията за нервния център. Основни свойства на нервните центрове. Компенсация на функциите и пластичност на нервните процеси.
• 2. Храносмилане: концепция, физиологични основи на глада и ситостта. Хранителен център. Основните теории, обясняващи състоянието на глад и ситост.
• 1. Характеристика на основните принципи на координация в дейността на централната нервна система.
• 2. Проводимост на сърдечния мускул: понятие, механизъм, характеристики.
• 3. Задача. Човек има забавяне на изтичането на жлъчката от жлъчния мехур. Влияе ли на храносмилането на мазнините?
• 1. Функционална организация на гръбначния мозък. Ролята на спиналните центрове в регулацията на движенията и вегетативните функции.
• 2. Топлопродукция и топлообмен: механизми и фактори, които ги определят. Компенсаторни промени в топлопроизводството и топлообмена.
• 1. Характеристики на функциите на продълговатия мозък, средния мозък, диенцефалона, малкия мозък, тяхната роля в двигателните и автономните реакции на тялото.
• 2. Неврохуморални механизми за регулиране на постоянството на телесната температура
• 1. Кората на главния мозък като висш отдел на централната нервна система, нейното значение, организация. Локализация на функциите в кората на главния мозък. Динамичен стереотип на нервната дейност.
• 2. Основните функции на стомашно-чревния тракт. Основни принципи на регулиране на храносмилателните процеси. Основните ефекти на нервните и хуморалните ефекти върху храносмилателните органи според IP Pavlov.
• 3. Задача. При анализа на ЕКГ на субекта се прави заключение за нарушение на възстановителните процеси в камерния миокард. Въз основа на какви промени в ЕКГ е направено такова заключение?
• 1. Функционална организация и функции на вегетативната нервна система (ВНС). Концепцията за симпатиковия и парасимпатиковия отдел на ANS. Техните характеристики, различия, влияние върху дейността на органите.
• 2. Понятието жлези с вътрешна секреция. Хормони: концепция, общи свойства, класификация по химична структура.
• 3. Задача. Дете, което се учи да свири на пиано, отначало свири не само с ръце, но си „помага“ и с глава, крака и дори с език. Какъв е механизмът на това явление?
• 1. Характеристики на зрителната сетивна система.
• 2. Характеристики на белтъчния метаболизъм в организма.
• 3. Задача. Отровата, съдържаща се в някои видове гъби, рязко скъсява абсолютния рефлекторен период на сърцето. Може ли отравянето с тези гъби да доведе до смърт. Защо?
• 1. Характеристики на двигателната сетивна система.
• 3. Задача. Ако вие сте:
• 1. Концепцията за слухови, болкови, висцерални, тактилни, обонятелни и вкусови сетивни системи.
• 2. Половите хормони, функции в организма.
• 1. Концепцията за безусловни рефлекси, тяхната класификация по различни показатели. Примери за прости и сложни рефлекси. инстинкти.
• 2. Основните етапи на храносмилането в стомашно-чревния тракт. Класификация на храносмилането в зависимост от ензимите, които го осъществяват; класификация в зависимост от локализацията на процеса.
• 3. Задача. Под въздействието на лекарствени вещества се повишава пропускливостта на мембраната за натриеви йони. Как ще се промени потенциалът на мембраната и защо?
• 1. Видове и характеристики на инхибирането на условните рефлекси.
• 2. Основни функции на черния дроб. Храносмилателна функция на черния дроб. Ролята на жлъчката в процеса на храносмилането. Образуване на жлъчка и жлъчна секреция.
• 1. Основни модели на управление на движението. Участие на различни сензорни системи в управлението на движението. Моторни умения: физиологични основи, условия и фази на тяхното формиране.
• 2. Понятието и характеристиките на коремното и пристенното храносмилане. механизми на усвояване.
• 3. Задачи. Обяснете защо има намаляване на производството на урина по време на загуба на кръв?
• 1. Видове висша нервна дейност и тяхната характеристика.
• 3. Задача. Когато подготвят котка за участие в изложбата, някои собственици я държат на студено и в същото време я хранят с мазни храни. Защо го правят?
• 2. Характеристики на нервната, рефлекторната и хуморалната регулация на сърдечната дейност.
• 3. Задача. Какъв тип рецептори трябва да блокира лекарственото вещество, за да симулира трансекция:
• 1. Електрическа активност на сърцето. Физиологични основи на електрокардиографията. Електрокардиограма. Анализ на електрокардиограмата.
• 2. Нервна и хуморална регулация на бъбречната дейност.
• 1. Основни свойства на скелетната мускулатура. Единична редукция. Сумиране на контракции и тетанус. Концепцията за оптимум и песимум. Парабиоза и нейните фази.
• 2. Функции на хипофизната жлеза. Хормони на предната и задната част на хипофизата, техните ефекти.
• 2. Отделителни процеси: значение, отделителни органи. Основни функции на бъбреците.
• 3. Задача. Под въздействието на химичен фактор в клетъчната мембрана се увеличава броят на калиевите канали, които могат да се активират при възбуждане. Как това ще повлияе на потенциала за действие и защо?
• 1. Понятието умора. Физиологични прояви и фази на развитие на умората. Основни физиологични и биохимични промени в организма при умора. Концепцията за "активен" отдих.
• 2. Концепцията за хомойотермни и пойкилотермни организми. Значението и механизмите за поддържане на постоянна телесна температура. Концепцията за температурното ядро ​​и обвивка на тялото.
• 1. Сравнителна характеристика на характеристиките на гладката, сърдечната и скелетната мускулатура. механизъм на мускулна контракция.
• 1. Понятието "кръвоносна система". Основни функции и състав на кръвта. Физични и химични свойства на кръвта. Буферни системи на кръвта. Кръвна плазма и нейният състав. Регулиране на хемопоезата.
• 2. Стойността на щитовидната жлеза, нейните хормони. Хипер- и хипофункция. Паращитовидна жлеза, нейната роля.
• 3. Задача. Кой механизъм доминира като доставчик на енергия:
• 1. Еритроцити: структура, състав, функции, методи за определяне. Хемоглобин: структура, функции, методи за определяне.
• 2. Нервна и хуморална регулация на дишането. Концепцията за дихателния център. Автоматизация на дихателния център. Рефлексни влияния от белодробните механорецептори, тяхното значение.
• 3. Задача. Обяснете защо възбуждането на м-холинергичните рецептори на сърцето води до инхибиране на активността на този орган, а възбуждането на същите рецептори в гладките мускули е придружено от неговия спазъм?
• 1. Левкоцити: видове, структура, функции, метод за определяне, броене. Левкоцитна формула.

2. Вътре плеврално налягане, значението му. Еластичност на белодробната тъкан. Фактори, които определят еластичния откат на белите дробове. Пневмоторакс.

Интраторакалното пространство, в което се намират белите дробове, е херметично затворено и не комуникира с външната среда. Белите дробове са заобиколени от листове на плеврата: париеталният лист е плътно запоен към стените на гръдния кош, диафрагмата, а висцералният - към външната повърхност на белодробната тъкан. Листата на плеврата се навлажняват с малко количество серозна течност, която играе ролята на вид смазка, която улеснява триенето - плъзгането на листовете по време на дихателни движения.

Интраплевралното налягане или налягането в херметично затворената плеврална кухина между висцералната и париеталната плевра обикновено е отрицателно спрямо атмосферното налягане. Когато горните дихателни пътища са отворени, налягането във всички части на белите дробове е равно на атмосферното. Атмосферният въздух се транспортира до белите дробове, когато има разлика в налягането между външна средаи алвеолите на белите дробове. С всяко вдишване обемът на белите дробове се увеличава, налягането на въздуха, затворен в тях, или вътребелодробното налягане, става по-ниско от атмосферното налягане и въздухът се всмуква в белите дробове. При издишване обемът на белите дробове намалява, вътребелодробното налягане се повишава и въздухът се изтласква от белите дробове в атмосферата. Вътреплевралното налягане се дължи на еластичното отдръпване на белите дробове или желанието на белите дробове да намалят обема си. При нормално спокойно дишане вътреплевралното налягане е по-ниско от атмосферното: при вдишване - с 6-8 cm воден стълб. Чл., а при издишване - с 4 - 5 см вода. Изкуство. Директните измервания показват, че вътреплевралното налягане в апикалните части на белите дробове е по-ниско, отколкото в базалните части на белите дробове, съседни на диафрагмата. В изправено положение този градиент е почти линеен и не се променя по време на дишане.

Важен фактор, влияещ върху еластичните свойства и разтегливостта на белите дробове, е повърхностното напрежение на течността в алвеолите. Колапсът на алвеолите се предотвратява от антиателектатичен фактор или повърхностно активно вещество, облицоващо вътрешната повърхност на алвеолите, предотвратявайки колапса им, както и освобождаването на течност към повърхността на алвеолите от плазмата на капилярите на бял дроб. Синтезът и заместването на повърхностноактивно вещество е доста бърз, следователно, нарушен кръвен поток в белите дробове, възпаление и оток, тютюнопушене, остър недостиг на кислород (хипоксия) или излишък на кислород (хипероксия), както и различни токсични вещества, включително някои фармакологични лекарства (мастноразтворими анестетици), може да намали запасите си и да увеличи повърхностното напрежение на течността в алвеолите. Всичко това води до тяхната ателектаза или колапс. При профилактиката и лечението на ателектаза са от особено значение аерозолните инхалации на лекарства, съдържащи фосфолипиден компонент, като лецитин, който спомага за възстановяването на повърхностно активното вещество.

Пневмотораксът е навлизането на въздух в интерплевралното пространство, което се случва при проникващи рани на гръдния кош, нарушаващи херметичността на плевралната кухина. В същото време белите дробове се свиват, тъй като вътреплевралното налягане става същото като атмосферното. При хората лявата и дясната плеврална кухина не комуникират и поради това едностранният пневмоторакс, например вляво, не води до спиране на белодробното дишане на десния бял дроб. Двустранният отворен пневмоторакс е несъвместим с живота.

ТЕМА НА ЛЕКЦИЯТА: „Физиология на дихателната система. Външен дъх.

Дишането е набор от последователни процеси, които осигуряват консумацията на O 2 от тялото и освобождаването на CO 2.

Кислородът навлиза в белите дробове като част от атмосферния въздух, транспортира се от кръв и тъканни течности до клетките и се използва за биологично окисление. По време на процеса на окисляване се образува въглероден диоксид, който навлиза в течните среди на тялото, транспортира се от тях до белите дробове и се отделя в околната среда.

Дишането включва определена последователност от процеси: 1) външно дишане, осигуряващо вентилация на белите дробове; 2) обмен на газове между алвеоларен въздух и кръв; 3) транспорт на газове по кръвен път; 4) обмен на газове между кръвта в капилярите и тъканната течност; 5) обмен на газ между тъканна течност и клетки; 6) биологично окисление в клетките (вътрешно дишане).Предмет на разглеждане на физиологията са първите 5 процеса; вътрешното дишане се изучава в курса на биохимията.

ВЪНШНО ДИШАНЕ

Биомеханика на дихателните движения

Външното дишане се извършва поради промени в обема на гръдната кухина, засягащи обема на белите дробове. Обемът на гръдната кухина се увеличава по време на вдишване (вдишване) и намалява по време на издишване (издишване). Белите дробове пасивно следват промените в обема на гръдната кухина, разширявайки се при вдишване и свивайки се при издишване. Тези дихателни движения осигуряват вентилация на белите дробове поради факта, че при вдишване въздухът през дихателните пътища навлиза в алвеолите, а при издишване ги напуска. Промяната в обема на гръдната кухина се извършва в резултат на контракции на дихателните мускули.

. дихателни мускули

Дихателните мускули осигуряват ритмично увеличаване или намаляване на обема на гръдната кухина. Функционално дихателната мускулатура се разделя на инспираторна (главна и спомагателна) и експираторна. Основната инспираторна мускулна група е диафрагмата, външните интеркостални и вътрешните междухрущялни мускули; спомагателни мускули - скален, стерноклеидомастоиден, трапец, голям гръден и малък мускул. Експираторната мускулна група се състои от коремни (вътрешни и външни наклонени, прави и напречни коремни мускули) и вътрешни междуребрени мускули.

Най-важният инспираторен мускул е диафрагмата, куполообразен набразден мускул, който разделя гръдната и коремната кухина. Прикрепва се към първите три лумбални прешлена (вертебралната част на диафрагмата) и към долните ребра (ребрената част). Нервите се приближават до диафрагмата III-V цервикални сегменти гръбначен мозък. Когато диафрагмата се свие коремна кухинасе движат надолу и напред и вертикалните размери на гръдната кухина се увеличават. В допълнение, в същото време ребрата се издигат и се разминават, което води до увеличаване на напречния размер на гръдната кухина. При спокойно дишане диафрагмата е единственият активен инспираторен мускул и нейният купол пада с 1–1,5 см. При дълбоко принудително дишане амплитудата на движенията на диафрагмата се увеличава (екскурзията може да достигне 10 см) и се активират външните междуребрени и спомагателни мускули . От спомагателните мускули най-значими са скален и стерноклеидомастоиден мускул.

Външните междуребрени мускули свързват съседни ребра. Влакната им са ориентирани косо надолу и напред от горното към долното ребро. Когато тези мускули се свиват, ребрата се издигат и се придвижват напред, което води до увеличаване на обема на гръдната кухина в предно-задната и страничната посока.Парализата на междуребрените мускули не причинява сериозни проблеми с дишането, тъй като диафрагмата осигурява вентилация.

Стълбовите мускули, свиващи се по време на вдишване, повдигат 2 горни ребра и заедно премахват целия гръден кош. Стерноклеидомастоидните мускули се повдигатаз ребро и гръдна кост. При спокойно дишане те практически не участват, но с увеличаване на белодробната вентилация те могат да работят интензивно.

Издишване със спокойно дишане се случва пасивно. Белите дробове и гърдите имат еластичност и следователно след вдишване, когато се разтягат активно, те са склонни да се върнат в предишното си положение. По време на тренировка, когато съпротивлението на дихателните пътища се увеличи, издишването става активно.

Най-важните и най-силни експираторни мускули са коремните мускули, които образуват предно-страничната стена на коремната кухина. С тяхното свиване се повишава вътрекоремното налягане, диафрагмата се повдига и обемът на гръдната кухина, а оттам и на белите дробове, намалява.

Активното издишване включва и вътрешните междуребрени мускули. Когато се свият, ребрата падат и обемът на гръдния кош намалява. В допълнение, свиването на тези мускули помага за укрепване на междуребрените пространства.

При мъжете преобладава коремният (диафрагмален) тип дишане, при който увеличаването на обема на гръдната кухина се извършва главно поради движенията на диафрагмата. При жените торакалният (ребрен) тип дишане, при който по-голям принос за промените в обема на гръдната кухина имат контракциите на външните междуребрени мускули, които разширяват гръдния кош. Гръдният тип дишане улеснява вентилацията на белите дробове по време на бременност.

Промени в белодробното налягане

Дихателните мускули променят обема на гръдния кош и създават градиент на налягане, необходим за възникване на въздушния поток през дихателните пътища. По време на вдишване белите дробове пасивно следват обемното увеличение на гръдния кош, в резултат на което налягането в алвеолите става с 1,5-2 mm Hg под атмосферното налягане. Изкуство. (отрицателен). Под въздействието на градиент на отрицателно налягане въздухът от външната среда навлиза в белите дробове. Напротив, при издишване обемът на белите дробове намалява, налягането в алвеолите става по-високо от атмосферното (положително) и алвеоларният въздух навлиза във външната среда. В края на вдишването и издишването обемът на гръдната кухина престава да се променя и при отворен глотис налягането в алвеолите става равно на атмосферното налягане. Алвеоларно налягане(Pa1y) е сумата плеврално налягане(Рр1) и създаденото налягане еластично отдръпване на паренхимабял дроб (Re1): Pa1y = Pp1 + Re1.

Плеврално налягане

Налягането в херметично затворената плеврална кухина между висцералния и париеталния слой на плеврата зависи от величината и посоката на силите, създадени от еластичния паренхим на белите дробове и гръдната стена.Плевралното налягане може да се измери с манометър, свързан с плевралната кухина с куха игла. В клиничната практика често се използва индиректен метод за оценка на плевралното налягане, чрез измерване на налягането в долната част на хранопровода с помощта на езофагеален балонен катетър. Интраезофагеалното налягане по време на дишане отразява промените в вътреплевралното налягане.

Плевралното налягане е под атмосферното по време на вдишване, а по време на издишване може да бъде по-ниско, по-високо или равно на атмосферното налягане в зависимост от силата на издишване. При спокойно дишане плевралното налягане преди вдишване е -5 см воден стълб, преди издишване намалява с още 3-4 см воден стълб. При пневмоторакс (нарушение на стягането на гръдния кош и комуникацията на плевралната кухина с външната среда) плевралното и атмосферното налягане се изравняват, което води до колапс на белия дроб и прави невъзможно вентилацията му.

Разликата между алвеоларното и плевралното налягане се нарича Белодробно налягане(Р1р = Рау - Рр1), чиято стойност по отношение на външното атмосферно налягане е основният фактор, предизвикващ движението на въздуха в дихателните пътища на белите дробове.

Налягането в точката, където белият дроб среща диафрагмата, се нарича трансдиафрагмален(P1s1); изчислено като разлика между интраабдоминално (Pab) и плеврално налягане: PSH = Pab - Pp1.

Измерването на трансдиафрагмалното налягане е най-точният начин за оценка на контрактилитета на диафрагмата. При активното му свиване съдържанието на коремната кухина се компресира и вътреабдоминалното налягане се повишава, трансдиафрагмалното налягане става положително.

Еластични свойства на белите дробове

Ако изолиран бял дроб се постави в камера и налягането в него се намали под атмосферното, тогава белият дроб ще се разшири. Обемът му може да бъде измерен със спирометър, който ви позволява да изградите статична крива налягане-обем (фиг. 7.2). При липса на поток кривите на вдишване и издишване са различни. Тази разлика между кривите характеризира способността на всички еластични структури да реагират по-лесно на намаляване, отколкото на увеличаване на обема. Фигурата показва несъответствието между началото на кривите и началото на координатите, което показва съдържанието на определено количество въздух в белите дробове дори при липса на налягане на опън.

Разтегливост на белия дроб

Връзката между налягането и промяната в белодробния обем може да се изрази като P = E-dV, където P е налягането на опън, E е еластичността, DU е промяната в белодробния обем. Еластичността е мярка за еластичността на белодробната тъкан. Реципрочната стойност на еластичността (C$1a1 = 1/E) се нарича статично разтягане.По този начин, разтегливостта е промяната в обема на единица налягане. При възрастни е 0,2 l / cm вода. с м. Светлината е по-разширяема при ниски и средни обеми. Статичното съответствие зависи от размера на белите дробове. Големият бял дроб е подложен на по-големи промени в обема си за единица промяна на налягането, отколкото малкият бял дроб.

Повърхността на алвеолите е покрита отвътре с тънък слой течност, съдържаща сърфактант. Сърфактантът се секретира от алвеоларните епителни клетки II тип и се състои от фосфолипиди и протеини.

Еластични свойства на гръдния кош

Еластичността се притежава не само от белите дробове, но и от гръдната стена. При остатъчен белодробен обем еластичният откат на гръдната стена е насочен навън. Тъй като обемът на гръдната кухина се увеличава, отдръпването на стената, насочено навън, намалява и при обем на гръдната кухина от около 60% от жизнения капацитет на белите дробове пада до нула. до нивото на общия белодробен капацитет, отдръпването на стената му е насочено навътре. Нормалната разтегливост на гръдната стена е 0,2 l/cm вода. с т. Белите дробове и гръдната стена са функционално обединени чрез плевралната кухина.н на нивото на общия капацитет на белите дробове, еластичният откат на белите дробове и гръдната стена се сумират, създавайки голямо налягане на отката на цялата дихателна система. На нивото на остатъчния обем еластичното отдръпване навън на гръдната стена е много по-голямо от отдръпването на белите дробове навътре. В резултат на това дихателната система общо налягане на отката,навън. На нивото на функционалния остатъчен капацитет (RCC), еластичното отдръпване на белите дробове навътре се балансира от еластичното отдръпване на гръдния кош навън. Така при RK.C дихателната система е в баланс. Статичното съответствие на цялата дихателна система обикновено е 0,1 l/cm w.c.

Резистентност в дихателната система

Движението на въздуха през дихателните пътища се сблъсква със съпротивлението на силите на триене по стените на бронхите, чиято стойност зависи от естеството на въздушния поток. В дихателните пътища има 3 режима на протичане: ламинарен, турбулентен и преходен.. Повечето характерен изгледпотокът в условията на дихотомично разклоняване на трахеобронхиалното дърво е преходен, докато ламинарен се наблюдава само в малките дихателни пътища.

Съпротивлението на дихателните пътища може да се изчисли, като се раздели разликата в налягането между устната кухина и алвеолите на обемната скорост на въздушния поток. Съпротивлението на дихателните пътища се разпределя неравномерно. При възрастен, когато диша през устата, фаринксът и ларинксът представляват около 25% от общото съпротивление; върху дела на интраторакалните големи дихателни пътища (трахея, лобарни и сегментни бронхи) - около 65% от общото съпротивление, останалите 15% - върху дела на дихателните пътища с диаметър по-малък от 2 mm. Малките дихателни пътища допринасят малко за общо съпротивление, тъй като общата им площ на напречното сечение е голяма и следователно съпротивлението е малко.

Съпротивлението на дихателните пътища се влияе значително от промените в белодробния обем. Бронхите се разтягат от околната белодробна тъкан; техният клирънс в същото време се увеличава и съпротивлението намалява. Аеродинамичното съпротивление също зависи от тонуса на гладката мускулатура на бронхите и физичните свойства на въздуха (плътност, вискозитет).

Нормалното съпротивление на дихателните пътища при възрастни на ниво функционален остатъчен капацитет (RK.S) е приблизително 15 cm воден ъгъл. st./l/s.

Работата на дишането

Дихателните мускули, развивайки силата, която привежда в движение белите дробове и гръдната стена, извършват определена работа. Работата на дишането (A) се изразява като произведението на общото налягане, приложено към вентилатора в даден момент от дихателния цикъл (P) и промяната в обема ( V ):

А = R ■ V.

По време на вдишване вътреплевралното налягане пада, белодробният обем става по-висок от PK.S. В същото време работата, изразходвана за пълнене на белите дробове (вдишване), се състои от два компонента: единият е необходим за преодоляване на еластичните сили и е представен от областта на OAECDO; другата - за преодоляване на съпротивлението на дихателните пътища - е представена от зоната ABSEA. Работата на издишването е областта AECBA. Тъй като последният се намира в областта на OAECDO, тази работа се извършва поради енергията, натрупана от еластичния паренхим на белите дробове в процеса на разтягане по време на вдъхновение.

Обикновено при спокойно дишане работата е малка и възлиза на 0,03-0,06 W min "" 1. Преодоляването на еластичното съпротивление представлява 70%, а нееластичното - 30% от общата работа на дишането. Работата на дишането се увеличава с намаляване на белодробния комплайънс (увеличаване на зоната OAECDO) или с увеличаване на съпротивлението на дихателните пътища (увеличаване на зоната ABSEA).

Работата, необходима за преодоляване на еластични (област OAECDO) и съпротивителни (област ABCEA) сили, може да се определи за всеки дихателен цикъл.

БЕЛОДРОБНА ВЕНТИЛАЦИЯ

Белодробната вентилация е непрекъснат регулиран процес на актуализиране на газовия състав на въздуха, съдържащ се в белите дробове. Вентилацията на белите дробове се осигурява от въвеждането в тях на атмосферен въздух, богат на кислород, и отстраняването на газ, съдържащ излишък от CO2 по време на издишване.

Белодробни обеми и капацитет

За да се характеризира вентилационната функция на белите дробове и неговите резерви, стойността на статични и динамични обеми и капацитет на белите дробове е от голямо значение. Статичните обеми включват стойности, които се измерват след завършване на дихателна маневра, без да се ограничава скоростта (времето) на нейното изпълнение. Да се статични индикаторивключват четири основни белодробни обема: дихателен обем (DO-UT), инспираторен резервен обем (ROVd-1KU), експираторен резервен обем (ROVd-EKU) и остатъчен обем (OO-KU), както и капацитет: жизнен капацитет (VC - US), инспираторен капацитет (Evd-1C), функционален остатъчен капацитет (FOE-RCC) и общ белодробен капацитет (OEL-TJC).

По време на тихо дишане, с всеки дихателен цикъл, обем въздух навлиза в белите дробове, наречен респираторен (RT). Стойността на UT при възрастен здрав човек е много променлива; в покой, UT е средно около 0,5 литра.

Максималното количество въздух, което човек може допълнително да вдиша след тихо дишане, се нарича инспираторен резервен обем (IVV). Този показател за човек на средна възраст и средни антропометрични данни е около 1,5-1,8 литра.

Максималният обем въздух, който човек може допълнително да издиша след тихо издишване, се нарича експираторен резервен обем (ECV) и е 1,0-1,4 литра. Гравитационният фактор има изразен ефект върху този показател, така че той е по-висок в вертикално положениеотколкото хоризонтално.

Остатъчен обем (CV) - обемът въздух, който остава в белите дробове след максимално усилие на издишване; това е 1,0-1,5 литра. Обемът му зависи от ефективността на съкращението на експираторната мускулатура и механичните свойства на белите дробове. С възрастта KU нараства. KU се разделя на колабиран (напуска белия дроб с пълен двустранен пневмоторакс) и минимален (остава в белодробната тъкан след пневмоторакс).

Жизненият капацитет (VC) е обемът въздух, който може да бъде издишан при максимално усилие на издишване след максимално вдишване. САЩ включва UT, 1KU и ECU. При мъжете на средна възраст САЩ варира в рамките на 3,5-5 литра, при жените - 3-4 литра.

Инспираторният капацитет (1C) е сумата от UT и 1KU. При хората 1C е 2,0-2,3 литра и не зависи от позицията на тялото.

Функционален остатъчен капацитет (RCC) - обемът на въздуха в белите дробове след тихо издишване - е около 2,5 литра. RCS се нарича още краен експираторен обем. Когато белите дробове достигнат RCS, тяхното вътрешно еластично отдръпване се балансира от външното еластично отдръпване на гръдния кош, създавайки отрицателно плеврално налягане. При здрави възрастни това се случва на ниво от около 50%. ТСХ при налягане в плевралната кухина - 5 см вод. с т. RKS е сумата от JCU и KU. Нивото на физическа дейностлицето и позицията на тялото по време на измерването. РЯС в хоризонтално положениетялото е по-малко, отколкото в седнало или изправено положение поради високото положение на купола на диафрагмата. PKC може да намалее, ако тялото е под вода поради намаляване на цялостното съответствие на гръдния кош. Общият капацитет на белите дробове (TC) е обемът на въздуха в белите дробове в края на максимално вдишване. TS е сумата от US и KU или RKS и 1C.

динамиченколичествахарактеризират обемната скорост на въздушния поток. Те се определят, като се вземе предвид времето, прекарано в изпълнението на дихателната маневра. Динамичните показатели включват: форсиран експираторен обем за първата секунда (FEV) - REU[ ); форсиран жизнен капацитет (FZhEL - RUS); пикова обемна (REU) скорост на издишване (PEV - REU) и др. Обемът и капацитетът на белите дробове на здрав човек се определят от редица фактори: 1) височина, телесно тегло, възраст, раса, конституционни особености на човек; 2) еластични свойства на белодробната тъкан и дихателните пътища; 3) контрактилни характеристики на инспираторните и експираторните мускули.

Спирометрия, спирография, пневмотахометрия и телесна плетизмография се използват за определяне на белодробни обеми и капацитет. За сравнимост на резултатите от измерванията на белодробните обеми и капацитет, получените данни трябва да бъдат съпоставени със стандартни условия: телесна температура 37 ° C, атмосферно налягане 101 kPa (760 mm Hg), относителна влажност 100%. Тези стандартни условия се обозначават съкратено като VTRZ (от англ. oyu getregaShge, prezzige, sashgages!).

Количествена характеристика на белодробната вентилация

Мярката за белодробна вентилация е минутен обем на дишане(MOD - Y E) стойност, която характеризира общото количество въздух, което преминава през белите дробове за 1 минута. Може да се определи като произведение на дихателната честота (K.) от дихателния обем (UT): Y E \u003d UT K. Стойността на минутния обем на дишането се определя от метаболитните нужди на тялото и ефективността на обмен на газ. Необходимата вентилация се постига чрез различни комбинации от дихателна честота и дихателен обем. При някои хора увеличаването на минутната вентилация се осъществява чрез увеличаване на честотата, при други - чрез задълбочаване на дишането.

При възрастен в покой стойността на MOD е средно 8 литра.

Максимална вентилация(MVL) - обемът въздух, който преминава през белите дробове за 1 минута при извършване на максимална честота и дълбочина на дихателните движения. Тази стойност най-често има теоретична стойност, тъй като е невъзможно да се поддържа максимално възможно ниво на вентилация за 1 минута дори при максимална физическа активност поради нарастваща хипокапния. Затова за косвената му оценка се използва показателят максимална доброволна вентилация.Измерва се при провеждане на стандартен 12-секунден тест с максимална амплитуда на дихателните движения, осигуряващи дихателен обем (VT) до 2-4 литра и дихателна честота до 60 за 1 min.

MVL до голяма степен зависи от стойността на VC (САЩ). При здрав човек на средна възраст тя е 70-100 l-min "1; при спортист достига 120-150 l-min ~".

Алвеоларна вентилация

Газовата смес, която навлиза в белите дробове при вдишване, се разпределя на две части, които са различни по обем и функционална стойност. Единият от тях не участва в газообмена, тъй като запълва дихателните пътища (анатомично мъртво пространство - Uyo) и алвеолите, които не са кръвопролитни (алвеоларно мъртво пространство). Сумата от анатомични и алвеоларни мъртви пространства се нарича физиологично мъртво пространство.При възрастен в изправено положение обемът мъртво пространство(Uc1) е 150 ml въздух, който е основно в дихателните пътища. Тази част от дихателния обем участва във вентилацията на дихателните пътища и неперфузираните алвеоли. Съотношението USP към UT е 0,33. Стойността му може да се изчисли с помощта на уравнението на Бор

Нас! \u003d (PA CO 2 - P E CO 2 / PA CO 2 - P, CO 2) ■ UT,

където R A, RE, R [CO 2 - концентрация на CO 2 в алвеоларния, издишания и вдишания въздух.

Друга част от дихателния обем навлиза в дихателния отдел, представен от алвеоларните канали, алвеоларните торбички и собствените алвеоли, където участва в газообмена. Тази част от приливния обем се нарича алвеоларен обем.Тя осигурява

вентилация на алвеоларното пространство Обемът на алвеоларната вентилация (Vd) се изчислява по формулата:

Y A \u003d Y E - ( K нас!).

Както следва от формулата, не целият вдишван въздух участва в газообмена, така че алвеоларната вентилация винаги е по-малка от белодробната вентилация. Показателите за алвеоларна вентилация, белодробна вентилация и мъртво пространство са свързани по следната формула:

Uy / Ue \u003d нас 1 / UT \u003d 1 - Ua / Ue.

Съотношението на обема на мъртвото пространство към приливния обем рядко е по-малко от 0,3.

Газообменът е най-ефективен, ако алвеоларната вентилация и капилярната перфузия са разпределени равномерно една спрямо друга. Обикновено вентилацията обикновено се извършва предимно в горни дивизиибелите дробове, докато перфузията е предимно в долните. Съотношението вентилация-перфузия става по-равномерно с упражнения.

Няма прости критерии за оценка на неравномерното разпределение на вентилацията към кръвния поток. Увеличаване на съотношението между мъртвото пространство и приливния обем (B 6 /UT)или повишена разлика в парциалното кислородно напрежение в артериите и алвеолите (A-aEOg) са неспецифични критерии за неравномерното разпределение на газообмена, но тези промени могат да бъдат причинени и от други причини (намаляване на дихателния обем, увеличен анатомично мъртво пространство).

Повечето важни характеристикиалвеоларната вентилация са:

Интензивността на обновяване на газовия състав, определена от съотношението на алвеоларния обем и алвеоларната вентилация;

Промени в алвеоларния обем, които могат да бъдат свързани или с увеличаване или намаляване на размера на вентилираните алвеоли, или с промяна в броя на алвеолите, участващи във вентилацията;

Разлики в характеристиките на вътребелодробното съпротивление и еластичност, водещи до асинхронна алвеоларна вентилация;

Потокът на газове в или от алвеолата се определя от механичните характеристики на белите дробове и дихателните пътища, както и от силите (или налягането), действащи върху тях. Механичните характеристики се дължат главно на съпротивлението на дихателните пътища спрямо въздушния поток и еластичните свойства на белодробния паренхим.

Въпреки че за кратък период от време могат да настъпят значителни промени в размера на алвеолите (диаметърът може да се промени 1,5 пъти в рамките на 1 s), скорост на линиятавъздушният поток вътре в алвеолите е много малък.

Размерите на алвеоларното пространство са такива, че смесването на газ в алвеоларната единица става почти мигновено в резултат на дихателни движения, кръвен поток и движение на молекули (дифузия).

Неравномерността на алвеоларната вентилация се дължи и на гравитационния фактор - разликата в транспулмоналното налягане в горната и долната част на гръдния кош (апико-базален градиент). Във вертикално положение в долните участъци това налягане е по-високо с около 8 см вод. с т. (0,8 kPa). Апико-базалният градиент винаги е налице, независимо от степента на напълване на белите дробове с въздух и от своя страна определя напълването с въздух на алвеолите в различни части на белите дробове. Обикновено вдишаният газ се смесва почти моментално с алвеоларния газ. Съставът на газа в алвеолите е практически хомогенен във всяка дихателна фаза и във всеки момент на вентилация.

Всяко увеличение на алвеоларния транспорт О 2 и CO 2, например по време на тренировка, се придружава от увеличаване на градиентите на концентрация на газ, което допринася за увеличаване на тяхното смесване в алвеолите. Упражнението стимулира алвеоларното смесване чрез увеличаване на вдишания въздушен поток и кръвния поток, увеличавайки градиента на алвеоларно-капилярното налягане за O2 и CO2.

Феноменът на колатералната вентилация е важен за оптималната белодробна функция. Има три вида странични връзки:

Интералвеоларни или пори на Кон. Всяка алвеола обикновено има около 50 междуалвеоларни стави с диаметър от 3 до 13 микрона; тези пори се увеличават с възрастта;

Бронхоалвеоларни връзки или канали на Ламберт, които обикновено присъстват при деца и възрастни и понякога достигат диаметър от 30 микрона;

Интербронхиоларни връзки или канали на Мартин, които не се срещат при здрав човек и се появяват при някои заболявания, които засягат дихателните пътища и белодробния паренхим.

Гравитацията също има ефект върху белодробния кръвен поток. Регионалната перфузия на единица белодробен обем се увеличава от върха към базалните области на белите дробове в по-голяма степен, отколкото при вентилацията. Следователно, обикновено съотношението вентилация-перфузия (Va / Oc) намалява от върховете към долните секции. Съотношенията вентилация-перфузия зависят от позицията на тялото, възрастта и степента на раздуване на белите дробове.

Не цялата кръв, която перфузира белите дробове, участва в газообмена. Обикновено малка част от кръвта може да перфузира невентилирани алвеоли (т.нар. шунтиране). При здрав човек съотношението V a / C> c може да варира в различни области от нула (циркулационен шунт) до безкрайност (вентилация на мъртвото пространство). Въпреки това, в по-голямата част от белодробния паренхим съотношението вентилация-перфузия е приблизително 0,8. Съставът на алвеоларния въздух влияе върху кръвния поток в белодробните капиляри. При ниско съдържание на кислород (хипоксия), както и намаляване на съдържанието на CO2 (хипокапния), се отбелязва повишаване на тонуса на гладките мускули в алвеоларния въздух. белодробни съдовеи тяхното свиване с увеличаване на съдовото съпротивление

Какви са параметрите на вдишване и издишване, измерени от вентилатора?

Време (време), обем (обем), поток (поток), налягане (налягане).

време

- Колко е часът?

Времето е мярка за продължителността и последователността на събитията (на графиките на налягането, потока и обема времето тече по хоризонталната ос „X“). Измерва се в секунди, минути, часове. (1 час=60мин, 1мин=60сек)

От гледна точка на дихателната механика, ние се интересуваме от продължителността на вдишването и издишването, тъй като произведението от времето на инспираторния поток и потока е равно на обема на вдишване, а произведението от времето на експираторния поток и потока е равно на експираторния обем.

Времеви интервали на дихателния цикъл (има четири от тях) Какво е "вдъхновение - вдъхновение" и "издишване - издишване"?

Вдишването е навлизането на въздух в белите дробове. Продължава до началото на издишването. Издишването е излизането на въздух от белите дробове. Продължава до началото на вдишването. С други думи, вдишването се брои от момента, в който въздухът започне да навлиза в дихателните пътища и продължава до началото на издишването, а издишването се брои от момента, в който въздухът започне да се изхвърля от дихателните пътища и продължава до началото на вдишването.

Експертите разделят дъха на две части.

Инспираторно време = Инспираторно време на потока + Инспираторна пауза.
Време на инспираторен поток - интервалът от време, когато въздухът навлиза в белите дробове.

Какво е "инспираторна пауза" (инспираторна пауза или инспираторно задържане)? Това е интервалът от време, когато вентилът за вдишване е вече затворен, а клапанът за издишване все още не е отворен. Въпреки че през това време в белите дробове не навлиза въздух, инспираторната пауза е част от инспираторното време. Така се съгласихте. Инспираторна пауза възниква, когато зададеният обем вече е доставен и времето за вдишване все още не е изтекло. За спонтанно дишане това е задържане на дъха на върха на вдъхновението. Задържането на дъха на височината на вдишване се практикува широко от индийските йоги и други специалисти по дихателна гимнастика.

При някои режими на IVL няма инспираторна пауза.

За PPV вентилатор експираторното време при издишване е интервалът от време от отварянето на вентила за издишване до началото на следващото вдишване. Експертите разделят издишването на две части. Експираторно време = Експираторно време на издишване + Експираторна пауза. Време на експираторен поток - интервалът от време, когато въздухът напуска белите дробове.

Какво е "експираторна пауза" (експираторна пауза или задържане на издишването)? Това е интервалът от време, когато въздушният поток от белите дробове вече не идва и дъхът все още не е започнал. Ако имаме работа с "умен" вентилатор, ние сме длъжни да му кажем колко дълго според нас може да продължи експираторната пауза. Ако времето за пауза при издишване е изтекло, без да е започнало вдишване, интелигентният вентилатор обявява аларма и започва да спасява пациента, тъй като смята, че е възникнала апнея. Опцията за вентилация при апно е активирана.

При някои режими на IVL няма експираторна пауза.

Общо време на цикъла - времето на дихателния цикъл е сумата от времето на вдишване и времето на издишване.

Общо време на цикъл (Вентилационен период) = Инспираторно време + Експираторно време или Общо време на цикъл = Инспираторно време на потока + Инспираторна пауза + Експираторно време на потока + Експираторна пауза

Този фрагмент убедително демонстрира трудностите на превода:

1. Експираторна пауза и Инспираторна пауза изобщо не се превеждат, а просто се изписват тези термини на кирилица. Използваме буквален превод - задържане на вдишване и издишване.

2. Няма удобни термини на руски език за време на вдишване и време на издишване.

3. Когато казваме "вдишване" - трябва да уточним: - това е Inspiratory time или Inspiratory flow time. За да се отнасяме до време на вдишване и време на издишване, ще използваме термините време на вдишване и издишване.

Инспираторни и/или експираторни паузи може да липсват.

Сила на звука

- Какво е ОБЕМ?

Някои от нашите кадети отговарят: "Обемът е количеството вещество." Това е вярно за несвиваеми (твърди и течни) вещества, но не винаги за газове.

Пример:Донесоха ви бутилка с кислород, с вместимост (обем) 3 литра, - а колко кислород има в нея? Е, разбира се, трябва да измерите налягането и след това, като оцените степента на компресия на газа и очаквания дебит, можете да кажете колко дълго ще продължи.

Механиката е точна наука, следователно, на първо място, обемът е мярка за пространство.

И все пак, при условия на спонтанно дишане и механична вентилация при нормално атмосферно налягане, ние използваме единици обем, за да оценим количеството газ. Компресията може да се пренебрегне.* В дихателната механика обемите се измерват в литри или милилитри.
*Когато дишането става при налягане над атмосферното (барокамера, дълбоководни водолази и др.), компресията на газовете не може да бъде пренебрегната, тъй като те се променят физични свойства, по-специално разтворимостта във вода. Резултатът е кислородна интоксикация и декомпресионна болест.

В алпийски условия с ниско атмосферно налягане здрав катерач с нормално ниво на хемоглобин в кръвта изпитва хипоксия, въпреки факта, че диша по-дълбоко и по-често (приливните и минутните обеми се увеличават).

Три думи се използват за описание на обеми

1. Пространство (пространство).

2. Капацитет.

3. Обем (обем).

Обеми и пространства в дихателната механика.

Минутен обем (MV) – на английски Minute volume е сумата от дихателните обеми за минута. Ако всички дихателни обеми за минута са равни, можете просто да умножите дихателния обем по дихателната честота.

Мъртво пространство (DS) на английски Мъртво * пространство е общият обем на дихателните пътища (зона на дихателната система, където няма обмен на газ).

* второто значение на думата мъртъв е безжизнен

Обеми, изследвани чрез спирометрия

Дихателен обем (VT) на английски Tidal volume е стойността на едно нормално вдишване или издишване.

Вдъхновен резервен обем - Rovd ​​​​(IRV) на английски Вдъхновен резервен обем е обемът на максималното вдишване в края на нормалното вдишване.

Инспираторен капацитет - EB (IC) на английски Инспираторният капацитет е обемът на максимално вдишване след нормално издишване.

IC = TLC - FRC или IC = VT + IRV

Общ капацитет на белите дробове - TLC на английски Общият капацитет на белите дробове е обемът на въздуха в белите дробове в края на максималното вдишване.

Остатъчен обем - RO (RV) на английски Остатъчен обем - това е обемът на въздуха в белите дробове в края на максималното издишване.

Жизнен капацитет на белите дробове - Vitality (VC) на английски Жизнен капацитет е обемът на вдишване след максимално издишване.

VC=TLC-RV

Функционален остатъчен капацитет - FRC (FRC) на английски. Функционалният остатъчен капацитет е обемът на въздуха в белите дробове в края на нормалното издишване.

FRC=TLC-IC

Резервен обем при издишване - ROvyd (ERV) на английски Резервен обем при издишване - това е максималният експираторен обем в края на нормално издишване.

ERV = FRC - RV

поток

– Какво е STREAM?

– „Скорост“ – точно определение, удобен за оценка на работата на помпи и тръбопроводи, но по-подходящ за дихателна механика:

Потокът е скоростта на промяна на обема

В дихателната механика flow() се измерва в литри в минута.

1. Поток() = 60l/min, време на вдишване (Ti) = 1sec (1/60min),

Дихателен обем (VT) =?

Решение: x Ti = VT

2. Поток () = 60 L/min, дихателен обем (VT) = 1 L,

Инспираторно време (Ti) = ?

Решение: VT / = Ti

Отговор: 1 сек (1/60 мин.)

Обемът е продуктът на времето на потока, времето на вдишване или площта под кривата на потока.

VT = x Ti

Тази концепция за връзката между потока и обема се използва за описание на режимите на вентилация.

налягане

- Какво е НАЛЯГАНЕ?

Налягането е силата, приложена върху единица площ.

Налягането в дихателните пътища се измерва в сантиметри вода (cm H 2 O) и в милибари (mbar или mbar). 1 милибар = 0,9806379 см вода.

(Бар е извънсистемна единица за налягане, равна на 105 N / m 2 (GOST 7664-61) или 106 dynes / cm 2 (в системата CGS).

Стойности на налягането в различни зони на дихателната система и градиенти на налягането (градиент) По дефиниция налягането е сила, която вече е намерила своето приложение - тя (тази сила) натиска върху дадена област и не премества нищо никъде. Компетентният лекар знае, че въздишка, вятър и дори ураган се създават от разлика в налягането или градиент.

Например: в цилиндър газ при налягане 100 атмосфери. Какво от това, струва си един балон и не докосва никого. Газът в цилиндъра спокойно се притиска върху областта на вътрешната повърхност на цилиндъра и не се разсейва от нищо. Ами ако го отворите? Ще има градиент (градиент), който създава вятъра.

налягане:

Лапа - налягане на дихателните пътища

Pbs - натиск върху повърхността на тялото

Ppl - плеврално налягане

Palv - алвеоларно налягане

Pes - езофагеално налягане

градиенти:

Ptr-трансреспираторно налягане: Ptr = Лапа - Pbs

Ptt-трансторакално налягане: Ptt = Palv - Pbs

Pl-транспулмонално налягане: Pl = Palv – Ppl

Pw-трансмурално налягане: Pw = Ppl – Pbs

(Лесно за запомняне: ако се използва префиксът "транс", говорим за градиент).

Основната движеща сила, която ви позволява да си поемете дъх, е разликата в налягането на входа на дихателните пътища (отвор на дихателните пътища под налягане Pawo) и налягането в точката, където дихателните пътища завършват - тоест в алвеолите (Palv). Проблемът е, че е технически трудно да се измери налягането в алвеолите. Следователно, за да се оцени дихателното усилие при спонтанно дишане, градиентът между езофагеалното налягане (Pes) при условията на измерване е равен на плевралното налягане (Ppl) и налягането на входа на дихателния тракт (Pawo) е оценени.

При работа с вентилатор най-достъпен и информативен е градиентът между налягането в дихателните пътища (Paw) и налягането върху повърхността на тялото (Pbs-налягане на телесната повърхност). Този градиент (Ptr) се нарича "трансреспираторно налягане" и ето как се създава:

Както можете да видите, нито един от методите на вентилация не отговаря на напълно спонтанно дишане, но ако оценим въздействието върху венозното връщане и лимфния дренаж, NPV вентилаторите от типа Kirassa изглеждат по-физиологични. Вентилаторите NPV тип Iron lung, създавайки отрицателно налягане върху цялата повърхност на тялото, намаляват венозното връщане и съответно сърдечния дебит.

Нютон е незаменим тук.

Налягането (натиск) е силата, с която тъканите на белите дробове и гръдния кош противодействат на инжектирания обем, или, с други думи, силата, с която вентилаторът преодолява съпротивлението на дихателните пътища, еластичната тяга на белите дробове и мускулната -лигаментни структури на гръдния кош (според третия закон на Нютон те са едно и също нещо, защото "силата на действие е равна на силата на реакцията").

Уравнение на движението, уравнение на силите, или третият закон на Нютон за системата "вентилатор - пациент"

Когато вентилаторът вдишва в синхрон с опита на пациента за вдишване, налягането, генерирано от вентилатора (Pvent), се добавя към мускулната сила на пациента (Pmus) (лявата страна на уравнението), за да се преодолее еластичността на белите дробове и гърдите (еластичност) и съпротивление ( съпротивление) на въздушния поток в дихателните пътища (дясната страна на уравнението).

Pmus + Pvent = Пеластичен + Презистивен

(налягането се измерва в милибари)

(произведение на еластичност и обем)

Презистивен = R x

(произведение съответно на съпротивление и поток).

Pmus + Pvent = E x V + R x

Pmus(mbar) + Pvent(mbar) = E(mbar/ml) x V(ml) + R (mbar/l/min) x (l/min)

В същото време не забравяйте, че измерението E - еластичност (еластичност) показва колко милибара се увеличава налягането в резервоара на единица инжектиран обем (mbar / ml); R - съпротивление на потока въздух, преминаващ през дихателните пътища (mbar / l / min).

Е, защо ни трябва това уравнение на движението (уравнение на силите)?

Разбирането на уравнението на силите ни позволява да направим три неща:

Първо, всеки PPV вентилатор може да контролира само един от променливите параметри, включени в това уравнение в даден момент. Тези променливи параметри са обем на налягане и дебит. Следователно има три начина за контрол на вдъхновението: контрол на налягането, контрол на обема или контрол на потока. Изпълнението на инхалационната опция зависи от конструкцията на вентилатора и избрания режим на вентилация.

На второ място, въз основа на уравнението на силите са създадени интелигентни програми, благодарение на които устройството изчислява показателите на дихателната механика (например: съответствие (разтегливост), съпротивление (съпротивление) и времева константа (времева константа "τ").

Трето, без разбиране на уравнението на силите човек не може да разбере такива режими на вентилация като „пропорционална помощ“, „автоматична компенсация на тръбата“ и „адаптивна поддръжка“.

Основните конструктивни параметри на дихателната механика са съпротивление, еластичност, съответствие

1. Съпротивление на дихателните пътища

Съкращението е Raw. Размер - cmH 2 O / L / s или mbar / ml / s Нормата за здрав човек е 0,6-2,4 cmH 2 O / L / s. Физическото значение на този индикатор показва какъв трябва да бъде градиентът на налягането (захранващото налягане) в дадена система, за да осигури дебит от 1 литър в секунда. За съвременния вентилатор не е трудно да изчисли съпротивлението (съпротивление на дихателните пътища), има сензори за налягане и поток - разделя налягането на потока и резултатът е готов. За да изчисли съпротивлението, вентилаторът разделя разликата (градиента) между максималното инспираторно налягане (PIP) и инспираторното плато налягане (Pplateau) на потока ().
Суров = (PIP–Pplateau)/.
Какво се съпротивлява на какво?

Дихателната механика взема предвид съпротивлението на дихателните пътища спрямо въздушния поток. Съпротивлението на дихателните пътища зависи от дължината, диаметъра и проходимостта на дихателните пътища, ендотрахеалната тръба и дихателната верига на вентилатора. Съпротивлението на потока се увеличава, по-специално, ако има натрупване и задържане на храчки в дихателните пътища, по стените на ендотрахеалната тръба, натрупване на кондензат в маркучите на дихателния кръг или деформация (прегъване) на някоя от тръбите. Съпротивлението на дихателните пътища се увеличава при всички хронични и остри обструктивни белодробни заболявания, което води до намаляване на диаметъра на дихателните пътища. В съответствие със закона на Hagen-Poiseul, когато диаметърът на тръбата е намален наполовина, за да се осигури същия поток, градиентът на налягането, създаващ този поток (налягане на впръскване), трябва да се увеличи с коефициент 16.

Важно е да се има предвид, че съпротивлението на цялата система се определя от зоната на максимално съпротивление (тясното място). Отстраняване на тази обструкция (например отстраняване на чуждо тяло от дихателните пътища, елиминиране на трахеална стеноза или интубация с остър отокларинкса) ви позволява да нормализирате условията на вентилация на белите дробове. Терминът резистентност се използва широко от руските реаниматори като съществително от мъжки род. Значението на термина отговаря на световните стандарти.

Важно е да запомните, че:

1. Вентилаторът може да измерва съпротивлението само при задължителна вентилация при отпуснат пациент.

2. Когато говорим за съпротивление (сурово или съпротивление на дихателните пътища) ние анализираме обструктивни проблеми, свързани предимно със състоянието на дихателните пътища.

3. Колкото по-голям е потокът, толкова по-голямо е съпротивлението.

2. Еластичност и съответствие

На първо място, трябва да знаете, че това са строго противоположни понятия и еластичност = 1 / съответствие. Значението на понятието "еластичност" предполага способността на физическото тяло да задържи приложената сила по време на деформация и да върне тази сила, когато формата се възстанови. Това свойство се проявява най-ясно в стоманени пружини или каучукови изделия. Вентилаторите използват гумена торба като макет на бял дроб, когато настройват и тестват машини. Еластичността на дихателната система се обозначава със символа E. Размерът на еластичността е mbar / ml, което означава: с колко милибара трябва да се повиши налягането в системата, за да се увеличи обемът с 1 ml. Този термин се използва широко в трудовете по физиологията на дишането, а вентилаторите използват концепцията за обратното на „еластичност“ - това е „съответствие“ (понякога казват „съответствие“).

- Защо? – Най-простото обяснение:

- Съответствието се показва на мониторите на вентилаторите, затова го използваме.

Терминът съответствие (комплайънс) се използва като съществително от мъжки род от руски реаниматори толкова често, колкото и съпротивление (винаги, когато мониторът на вентилатора показва тези параметри).

Единицата за съответствие - ml/mbar - показва с колко милилитра се увеличава обемът при повишаване на налягането с 1 милибар. В реална клинична ситуация при пациент на апаратна вентилация се измерва съответствието на дихателната система – тоест белите дробове и гръдния кош заедно. За обозначаване на съответствието се използват следните символи: Crs (съответствие на дихателната система) - съответствие на дихателната система и Cst (съответствие статично) - статично съответствие, това са синоними. За да изчисли статичното съответствие, вентилаторът разделя дихателния обем на налягането по време на инспираторната пауза (без поток, без съпротивление).

Cst = V T /(Pплато -PEEP)

Норма Cst (статично съответствие) - 60-100ml / mbar

Диаграмата по-долу показва как съпротивлението на потока (Raw), статичното съответствие (Cst) и еластичността на дихателната система се изчисляват от двукомпонентен модел.

Измерванията се извършват при отпуснат пациент при механична вентилация с контролиран обем и своевременно преминаване към издишване. Това означава, че след подаването на обема, на височината на вдишване, клапите за вдишване и издишване са затворени. В този момент се измерва налягането на платото.

Важно е да запомните, че:

1. Вентилаторът може да измерва Cst (статично съответствие) само при задължителни условия на вентилация при релаксиран пациент по време на инспираторна пауза.

2. Когато говорим за статичен комплаянс (Cst, Crs или респираторен комплаянс), ние анализираме рестриктивни проблеми, свързани предимно със състоянието на белодробния паренхим.

Философското обобщение може да бъде изразено с двусмислено твърдение: Потокът създава налягане.

И двете тълкувания са верни, а именно: първо, потокът се създава от градиент на налягането, и второ, когато потокът срещне препятствие (съпротивление на дихателните пътища), налягането се увеличава. Привидната вербална небрежност, когато вместо „градиент на налягането“ казваме „налягане“, се ражда от клиничната реалност: всички сензори за налягане са разположени отстрани на дихателната верига на вентилатора. За да се измери налягането в трахеята и да се изчисли градиентът, е необходимо да спрете потока и да изчакате налягането да се изравни в двата края на ендотрахеалната тръба. Затова на практика обикновено използваме индикаторите за налягане в дихателната верига на вентилатора.

От тази страна на ендотрахеалната тръба можем да увеличим инспираторното налягане (и съответно градиента), доколкото имаме достатъчно здрав разум и клиничен опит, за да осигурим инхалационен обем от CmL за време Ysec, тъй като възможностите на вентилатора са огромни.

Имаме пациент от другата страна на ендотрахеалната тръба и той има само еластичността на белите дробове и гръдния кош и силата на дихателните си мускули (ако не е отпуснат), за да осигури издишване с обем CmL по време на Ysec. Способността на пациента да създава експираторен поток е ограничена. Както вече предупредихме, „потокът е скоростта на промяна на обема“, така че трябва да се остави време на пациента да издиша ефективно.

Времева константа (τ)

Така че в домашните ръководства по физиология на дишането се нарича времева константа. Това е продукт на съответствие и съпротива. τ \u003d Cst x Raw е такава формула. Измерението на времевата константа, естествено секунди. Наистина, ние умножаваме ml/mbar по mbar/ml/sec. Времевата константа отразява както еластичните свойства на дихателната система, така и съпротивлението на дихателните пътища. При различни хораτ е различно. По-лесно е да разберете физическото значение на тази константа, като започнете с издишване. Да си представим, че вдишването е завършено, издишването започва. Под действието на еластичните сили на дихателната система въздухът се изтласква от белите дробове, преодолявайки съпротивлението на дихателните пътища. Колко време ще отнеме пасивното издишване? – Умножете времеконстантата по пет (τ x 5). Така са устроени белите дробове на човека. Ако вентилаторът осигурява вдишване, създавайки постоянно налягане в дихателните пътища, тогава при отпуснат пациент максималният дихателен обем за дадено налягане ще бъде доставен за същото време (τ x 5).

Тази графика показва процента на дихателния обем спрямо времето при постоянно инспираторно налягане или пасивно издишване.

При издишване след време τ пациентът успява да издиша 63% от дихателния обем, във време 2τ - 87%, а във време 3τ - 95% от дихателния обем. При вдишване с постоянно налягане подобна картина.

Практическа стойност на времевата константа:

Ако времето, позволено на пациента да издиша<5τ , то после каждого вдоха часть дыхательного объёма будет задерживаться в легких пациента.

Максималният дихателен обем по време на вдишване при постоянно налягане ще достигне за време от 5τ.

При математическия анализ на графиката на кривата на експираторния обем изчисляването на времевата константа позволява да се прецени съответствието и съпротивлението.

Тази графика показва как модерен вентилатор изчислява времева константа.

Случва се статичното съответствие да не може да бъде изчислено, тъй като за това не трябва да има спонтанна дихателна активност и е необходимо да се измери налягането на платото. Ако разделим дихателния обем на максималното налягане, получаваме друг изчислен индикатор, който отразява съответствието и съпротивлението.

CD = Динамична характеристика = Динамично ефективно съответствие = Динамично съответствие.

CD = VT / (PIP - PEEP)

Най-объркващото наименование е „динамично съответствие“, тъй като измерването се извършва при неспрян поток и следователно този индикатор включва както съответствие, така и съпротивление. Харесваме повече името "динамичен отговор". Когато този индикатор намалее, това означава, че или съответствието е намаляло, или съпротивлението се е увеличило, или и двете. (Или дихателните пътища са запушени, или податливостта на белите дробове е намалена.) Въпреки това, ако оценим времевата константа от кривата на издишване заедно с динамичния отговор, ние знаем отговора.

Ако времеконстантата се увеличи, това е обструктивен процес, а ако се намали, белите дробове са станали по-малко гъвкави. (пневмония?, интерстициален оток?...)