У дома » Йога » Плеврална кухина - устройство и функции. Движение на въздуха в белите дробове. Плеврално и алвеоларно налягане Защо има отрицателно налягане в плевралната кухина

Плеврална кухина - устройство и функции. Движение на въздуха в белите дробове. Плеврално и алвеоларно налягане Защо има отрицателно налягане в плевралната кухина

Белите дробове са постоянно в гръдната кухина в разтегнато състояние. Образува се в резултат на наличието на плеврална кухина и наличието на отрицателно налягане в нея.

Плевралната кухина се образува по следния начин: белите дробове и стените на гръдната кухина са покрити със серозна мембрана - плеврата. Между листовете на висцералната и париеталната плевра има тясна (5-10 микрона) празнина, образува се кухина, съдържаща серозна течност, подобна по състав на лимфата. Тази течност има ниска концентрация на протеини, което води до ниско онкотично налягане в сравнение с кръвната плазма. Това обстоятелство предотвратява натрупването на течност в плевралната кухина.

Налягането в плевралната кухина е под атмосферното, което се определя като отрицателно налягане. Дължи се на еластичния откат на белите дробове, т.е. постоянното желание на белите дробове да намалят обема си. Налягането в плевралната кухина е по-ниско от алвеоларното със стойността, създадена от еластичната тяга на белите дробове: P pl \u003d P alf - P e.t.l. . Еластичното отдръпване на белите дробове се дължи на три фактора:

1) повърхностно напрежениефилм от течност, покриващ вътрешната повърхност на алвеолите - повърхностно активно вещество. Това вещество има ниско повърхностно напрежение. Повърхностно активното вещество се произвежда от пневмоцити тип II и се състои от протеини и липиди. Има способността да намалява повърхностното напрежение на алвеоларната стена, като същевременно намалява размера на алвеолите. Това стабилизира състоянието на стената на алвеолите при промяна на обема им. Ако повърхността на алвеолите беше покрита със слой воден разтвор, това би увеличило повърхностното напрежение 5-8 пъти. При такива условия е имало пълен колапс на някои алвеоли (ателектаза) с преразтягане на други. Наличието на сърфактант предотвратява развитието на подобно белодробно заболяване в здраво тяло.

2) Еластичност на тъканта на алвеоларните стеникоито имат еластични влакна в стената.

3) Тонусът на бронхиалните мускули.

Еластичното отдръпване на белите дробове определя еластичните свойства на белите дробове. Прието е да се изразяват количествено еластичните свойства на белите дробове разтегливостбелодробна тъкан ОТ :

където ∆ V - увеличаване на обема на белите дробове по време на тяхното разтягане (в ml),

∆Р- промяна в транспулмоналното налягане по време на разтягане на белите дробове (в cm воден стълб).

При възрастни C е равна на 200 ml / cm вода. st, при новородени и кърмачета - 5-10 ml / cm вода. Изкуство. Този показател (неговото намаление) се променя с белодробни заболявания и се използва за диагностични цели.

Промени в плевралното налягане в динамиката на дихателния цикъл. В края на тихо издишване налягането в алвеолите е равно на атмосферното, а в плевралната кухина - 3 mm Hg. Изкуство. Разликата R alv - R pl \u003d R l се нарича транспулмонаренналягане и равно на +3 mm Hg. Изкуство. Именно това налягане поддържа разширеното състояние на белите дробове в края на издишването.

При вдишване, поради свиването на инспираторните мускули, обемът на гръдния кош се увеличава. Плевралното налягане (P pl) става по-отрицателно - до края на тихо дишане е равно на -6 mm Hg. Чл., транспулмоналното налягане (P l) се повишава до +6 mm Hg, в резултат на което белите дробове се изправят, обемът им се увеличава поради атмосферния въздух.

При дълбоко вдишване P pl може да падне до -20 mm Hg. Изкуство. По време на дълбоко издишване това налягане може да стане положително, но да остане под налягането в алвеолите с количеството налягане, създадено от еластичното отдръпване на белите дробове.

Ако малко количество въздух навлезе в плевралната фисура, белият дроб частично се свива, но вентилацията му продължава. Това състояние се нарича затворен пневмоторакс. След известно време въздухът от плевралната кухина се засмуква и белият дроб се изправя (Абсорбцията на газове от плевралната кухина се дължи на факта, че напрежението на разтворените газове в кръвта на малките вени на белодробната циркулация е по-ниско от в атмосферата).

Дишане, неговите основни етапи. Механизъм на външното дишане. Биомеханика на вдишване и издишване. Еластичен откат на белите дробове. Налягането в плевралната кухина, неговия произход, промяна по време на дишане.

Дишането е набор от процеси, които осигуряват консумацията на кислород от тялото и отделянето на въглероден диоксид.

Доставянето на кислород от атмосферата към клетките е необходимо за биологичното окисление на органичните вещества, в резултат на което се освобождава необходимата за живота на организма енергия. Биологичното окисление произвежда въглероден диоксид, който трябва да бъде отстранен от тялото. Спирането на дишането води до смърт предимно на нервните клетки, а след това и на други клетки. В допълнение, дишането участва в поддържането на постоянството на реакцията на течности и тъкани от вътрешната среда на тялото, както и телесната температура.

Човешкото дишане включва следните стъпки:

1) външно дишане (белодробна вентилация) е обменът на газове между алвеолите на белите дробове и атмосферния въздух;

2) обмен на газове в белите дробове (между алвеоларния въздух и кръвта на капилярите на белодробната циркулация);

3) транспорт на газове по кръвен път - процесът на прехвърляне на O 2 от белите дробове към тъканите и CO 2 от тъканите към белите дробове;

4) обмен на газове в тъканите между кръвта на капилярите на системното кръвообращение и тъканните клетки;

5) вътрешно дишане (биологично окисление в клетъчните митохондрии).

Обмен на газмежду атмосферния въздух и алвеоларното пространство на белите дробове възниква в резултат на циклични промени в белодробния обем по време на фази на дихателния цикъл. Във фазата на вдишване обемът на белите дробове се увеличава, въздухът от външната среда навлиза в дихателните пътища и след това достига до алвеолите. Напротив, във фазата на издишване обемът на белите дробове намалява и въздухът от алвеолите през дихателните пътища навлиза във външната среда. Увеличаването и намаляването на обема на белите дробове се дължи на биомеханични процеси на промени в обема на гръдната кухина по време на вдишване и издишване.

Разширяване на гръдната кухина по време на вдишваневъзниква в резултат на свиване на инспираторните мускули: диафрагмата и външните междуребрени мускули. Основният дихателен мускул е диафрагмата, която се намира в долната трета на гръдната кухина и разделя гръдната и коремната кухина. Когато диафрагмалният мускул се свие, диафрагмата се движи надолу и измества коремните органи надолу и напред, увеличавайки обема на гръдната кухина главно вертикално.

Разширяване на гръдната кухина по време на вдишваненасърчава свиването на външните междуребрени мускули, които повдигат гърдите нагоре, увеличавайки обема на гръдната кухина. Този ефект на свиване на външните междуребрени мускули се дължи на особеностите на закрепването на мускулните влакна към ребрата - влакната вървят отгоре надолу и отзад напред (фиг. 10.2). При подобна посока на мускулните влакна на външните междуребрени мускули, тяхното свиване завърта всяко ребро около ос, преминаваща през точките на артикулация на главата на реброто с тялото и напречния процес на прешлена. В резултат на това движение всяка подлежаща ребрена дъга се издига повече, отколкото горната се спуска. Едновременното движение нагоре на всички реберни дъги води до факта, че гръдната кост се издига нагоре и отпред, а обемът на гръдния кош се увеличава в сагиталната и фронталната равнина. Свиването на външните междуребрени мускули не само увеличава обема на гръдната кухина, но също така предотвратява спускането на гръдния кош. Например, при деца с недоразвити междуребрени мускули гръдният кош намалява по време на свиване на диафрагмата (парадоксално движение).

С дълбоко вдишване инспираторен биомеханизъмПо правило участват спомагателни дихателни мускули - стерноклеидомастоиден и преден скален мускул, като свиването им допълнително увеличава обема на гръдния кош. По-конкретно, скалените мускули повдигат горните две ребра, докато стерноклеидомастоидните мускули повдигат гръдната кост. Вдишването е активен процес и изисква изразходване на енергия при съкращението на инспираторните мускули, която се изразходва за преодоляване на еластичното съпротивление срещу твърдите тъкани на гръдния кош, еластичното съпротивление на лесно разтегливата белодробна тъкан, аеродинамичното съпротивление на дихателните пътища към въздушния поток, както и за повишаване на вътреабдоминалното налягане и произтичащото от това изместване на коремните органи надолу.

Издишайте в покойпри хората се извършва пасивно под действието на еластичния откат на белите дробове, който връща обема на белите дробове към първоначалната му стойност. Въпреки това, по време на дълбоко дишане, както и по време на кашлица и кихане, издишването може да бъде активно и намаляването на обема на гръдната кухина се дължи на свиването на вътрешните междуребрени мускули и коремните мускули. Мускулните влакна на вътрешните междуребрени мускули вървят спрямо точките им на закрепване към ребрата отдолу нагоре и отзад към предната част. Когато се свиват, ребрата се въртят около ос, минаваща през точките на тяхното съчленение с прешлена, като всяка горна ребрена дъга се спуска повече, отколкото долната се издига. В резултат на това всички реберни дъги, заедно с гръдната кост, се спускат надолу, намалявайки обема на гръдната кухина в сагиталната и фронталната равнина.

Когато човек диша дълбоко, коремните мускули се свиват фаза на издишванеувеличава налягането в коремната кухина, което допринася за изместването на купола на диафрагмата нагоре и намалява обема на гръдната кухина във вертикална посока.

Свиването на дихателните мускули на гръдния кош и диафрагмата по време на вдишване причинява увеличаване на белодробния капацитет, а когато се отпуснат по време на издишване, белите дробове се свиват до първоначалния си обем. Обемът на белите дробове, както при вдишване, така и при издишване, се променя пасивно, тъй като поради високата си еластичност и разтегливост белите дробове следват промените в обема на гръдната кухина, причинени от свиването на дихателните мускули. Тази позиция се илюстрира със следния модел на пасивното увеличаване на белодробния капацитет(фиг. 10.3). В този модел белите дробове могат да се разглеждат като еластичен балон, поставен вътре в контейнер, направен от твърди стени и гъвкава диафрагма. Пространството между еластичния балон и стените на контейнера е херметично. Този модел ви позволява да променяте налягането вътре в резервоара, когато се движите надолу по гъвкавата диафрагма. С увеличаване на обема на контейнера, причинено от движението надолу на гъвкавата диафрагма, налягането вътре в контейнера, т.е. извън контейнера, става по-ниско от атмосферното налягане в съответствие със закона за идеалния газ. Балонът се надува, когато налягането вътре в него (атмосферното) стане по-високо от налягането в контейнера около балона.

Прикрепени към човешки бели дробове, които се изпълват напълно обем на гръдната кухина, тяхната повърхност и вътрешната повърхност на гръдната кухина са покрити с плеврална мембрана. Плевралната мембрана на повърхността на белите дробове (висцерална плевра) не влиза физически в контакт с плевралната мембрана, която покрива гръдната стена (париетална плевра), тъй като между тези мембрани има плеврално пространство(синоним - вътреплеврално пространство), изпълнен с тънък слой течност - плеврална течност. Тази течност овлажнява повърхността на лобовете на белите дробове и насърчава тяхното плъзгане един спрямо друг по време на надуване на белите дробове, а също така улеснява триенето между париеталната и висцералната плевра. Течността е несвиваема и нейният обем не се увеличава с намаляване на налягането плеврална кухина. Следователно високо еластичните бели дробове точно повтарят промяната в обема на гръдната кухина по време на вдишване. Бронхите, кръвоносните съдове, нервите и лимфните пътища образуват корена на белия дроб, с който белите дробове се фиксират в медиастинума. Механичните свойства на тези тъкани определят основната степен на сила, която дихателните мускули трябва да развият по време на контракция, за да предизвикат увеличаване на белодробния капацитет. При нормални условия еластичното отдръпване на белите дробове създава незначително количество отрицателно налягане в тънък слой течност в интраплевралното пространство спрямо атмосферното налягане. Отрицателното вътреплеврално налягане варира в съответствие с фазите на дихателния цикъл от -5 (издишване) до -10 cm aq. Изкуство. (вдишване) под атмосферното налягане (фиг. 10.4). Отрицателното вътреплеврално налягане може да причини намаляване (колапс) на обема на гръдната кухина, на което гръдните тъкани противодействат с изключително твърдата си структура. Диафрагмата, в сравнение с гръдния кош, е по-еластична и нейният купол се издига под въздействието на градиента на налягането, който съществува между плевралната и коремната кухина.

В състояние, при което белите дробове не се разширяват и не се свиват (съответно пауза след вдишване или издишване), няма въздушен поток в дихателните пътища и налягането в алвеолите е равно на атмосферното. В този случай градиентът между атмосферното и вътреплевралното налягане точно ще балансира налягането, развито от еластичния откат на белите дробове (виж Фиг. 10.4). При тези условия стойността на вътреплевралното налягане е равна на разликата между налягането в дихателните пътища и налягането, развито от еластичния откат на белите дробове. Следователно, колкото повече се разтягат белите дробове, толкова по-силен ще бъде еластичният откат на белите дробове и толкова по-отрицателна спрямо атмосферното налягане е стойността на вътреплевралното налягане. Това се случва по време на вдишване, когато диафрагмата се спуска и еластичното отдръпване на белите дробове противодейства на раздуването на белите дробове и вътреплевралното налягане става по-отрицателно. При вдишване това отрицателно налягане изтласква въздуха през дихателните пътища към алвеолите, преодолявайки съпротивлението на дихателните пътища. В резултат на това въздухът навлиза от външната среда в алвеолите.

Ориз. 10.4. Налягане в алвеолите и интраплеврално налягане по време на фазите на вдишване и издишване на респираторния цикъл. При липса на въздушен поток в дихателните пътища налягането в тях е равно на атмосферното (А), а еластичната тяга на белите дробове създава в алвеолите налягане Е. кухини до -10 cm aq. чл., Което помага да се преодолее съпротивлението на въздушния поток в дихателните пътища и въздухът се движи от външната среда в алвеолите. Стойността на вътреплевралното налягане се дължи на разликата между наляганията A - R - E. При издишване диафрагмата се отпуска и вътреплевралното налягане става по-малко отрицателно спрямо атмосферното налягане (-5 cm воден стълб). Алвеолите, поради своята еластичност, намаляват диаметъра си, в тях се увеличава налягането E. Градиентът на налягането между алвеолите и външната среда допринася за отстраняването на въздуха от алвеолите през дихателните пътища към външната среда. Стойността на вътреплевралното налягане се определя от сумата от A + R минус налягането вътре в алвеолите, т.е. A + R - E. A е атмосферното налягане, E е налягането в алвеолите, дължащо се на еластичното отдръпване на белите дробове, R е налягането, което преодолява съпротивлението на въздушния поток в дихателните пътища, P - вътреплеврално налягане.

При издишване диафрагмата се отпуска и вътреплевралното налягане става по-малко отрицателно. При тези условия алвеолите, поради високата еластичност на стените им, започват да намаляват по размер и да изтласкат въздуха от белите дробове през дихателните пътища. Съпротивлението на дихателните пътища спрямо въздушния поток поддържа положително налягане в алвеолите и предотвратява бързото им свиване. По този начин, в спокойно състояние по време на издишване, потокът въздух в дихателните пътища се дължи само на еластичния откат на белите дробове.

Налягане в плевралната кухина (цепнатини)

Белите дробове и стените на гръдната кухина са покрити със серозна мембрана - плеврата. Между листата на висцералната и париеталната плевра има тясна (5-10 микрона) междина, съдържаща серозна течност, подобна по състав на лимфата. Белите дробове са постоянно в разтегнато състояние.

Ако в плевралната фисура се постави игла, свързана с манометър, може да се установи, че налягането в нея е под атмосферното. Отрицателното налягане в плевралната фисура се дължи на еластичната тяга на белите дробове, т.е. постоянното желание на белите дробове да намалят обема си. В края на тихо издишване, когато почти всички дихателни мускули са отпуснати, налягането в плевралното пространство (Ppi) е приблизително -3 mm Hg. Изкуство. Налягането в алвеолите (Ра) по това време е равно на атмосферното. Разлика Pa- -Ppi=3 мм rt. Изкуство. се нарича транспулмонално налягане (p|). По този начин налягането в плевралното пространство е по-ниско от налягането в алвеолите с количеството, създадено от еластичното отдръпване на белите дробове.

По време на вдишване, поради свиването на инспираторните мускули, обемът на гръдната кухина се увеличава. Налягането в плевралното пространство става по-отрицателно. До края на тихо дишане той намалява до -6 mm Hg. Изкуство. Поради повишаването на транспулмонарното налягане, белите дробове се разширяват, обемът им се увеличава поради атмосферния въздух.

Когато инспираторните мускули се отпуснат, еластичните сили на разтегнатите бели дробове и коремните стени намаляват транспулмонарното налягане, обемът на белите дробове намалява - настъпва издишване.

Механизмът на промяна в белодробния обем по време на дишане може да се демонстрира с помощта на модела на Donders (фиг. 148).

При дълбоко вдишване налягането в плевралната кухина може да падне до -20 mm Hg. Изкуство. По време на активно издишване това налягане може да стане положително, но да остане под налягането в алвеолите в зависимост от размера на еластичния откат на белите дробове.

В плевралната фисура при нормални условия няма газове. Ако вкарате известно количество въздух в плевралната цепнатина, тя постепенно ще се разреши. Абсорбцията на газове от плевралната фисура се дължи на факта, че в кръвта на малките вени на белодробната циркулация напрежението на разтворените газове е по-ниско, отколкото в атмосферата. Натрупването на течност в плевралната фисура се предотвратява от онкотичното налягане: съдържанието на протеини в плевралната течност е много по-ниско, отколкото в кръвната плазма. От значение е и относително ниското хидростатично налягане в съдовете на белодробната циркулация.

Еластични свойства на белите дробове.Еластичното отдръпване на белите дробове се дължи на три фактора:

1) повърхностно напрежение на течния филм, покриващ вътрешната повърхност на алвеолите; 2) еластичността на тъканта на стените на алвеолите поради наличието на еластични влакна в тях; 3) тонусът на бронхиалните мускули. Елиминирането на силите на повърхностно напрежение (напълване на белите дробове с физиологичен разтвор) намалява еластичния откат на белите дробове с ^3.

Ако вътрешната повърхност на алвеолите беше покрита с воден разтвор, повърхностното напрежение би трябвало да бъде 5-8 пъти по-голямо. При такива условия ще се наблюдава пълен колапс на някои алвеоли (ателектаза) с преразтягане на други. Това не се случва, тъй като вътрешната повърхност на алвеолите е облицована с вещество с ниско повърхностно напрежение, т.нар. повърхностно активно вещество.Подплатата е с дебелина 20-100 nm. Състои се от липиди и протеини. Повърхностно активното вещество се произвежда от специални клетки на алвеолите - тип II пневмоцити.Филмът на повърхностно активното вещество има забележително свойство: намаляването на размера на алвеолите е придружено от намаляване на повърхностното напрежение; това е важно за стабилизиране на състоянието на алвеолите. Образуването на сърфактант се засилва от парасимпатикови влияния; след трансекция на блуждаещите нерви се забавя.

Еластичен откат на белите дробове- силата, с която белите дробове са склонни да колабират поради:

1) сили на повърхностно напрежение на алвеолите;

2) наличието на еластични влакна в белодробната тъкан;

3) тонус на малките бронхи.

А. И. КИЕНИЯ

ФИЗИОЛОГИЯ

ДИШАНЕ

Министерство на здравеопазването на Република Беларус

Гомелски държавен медицински институт

Катедра по физиология на човека

А. И. КИЕНИЯ

доктор на биологичните науки, професор

ФИЗИОЛОГИЯ

ДИШАНЕ

Урок

Рецензенти:

Рузанов Д.Ю., кандидат на медицинските науки, ръководител на катедрата по фтизиопулмология, Гомелски държавен медицински институт.

Киеня А.И.

K38Физиология на дишането: Учебник.- Gomel.-2002.- p.

Ръководството се основава на материала от лекции по раздела "Физиология на дишането" от нормалната физиология, прочетени от автора на студенти от медицинския факултет и факултета за обучение на специалисти за чужбина.

За студенти, учители, студенти от медицински и биологични университети и сродни специалности.

ПРЕДГОВОР

Това ръководство е кратък текст на лекции по раздела "Физиология на дишането" на нормалната физиология, прочетени от автора на студенти от Гомелския държавен медицински институт. Материалът на ръководството е представен в съответствие с Програмата по нормална физиология за студенти от Медико-превантивния факултет на висшите медицински учебни заведения № 08-14 / 5941, одобрена от Министерството на здравеопазването на Република Беларус на 3 септември , 1997.

Помагалото представя съвременна информация за дишането като система, обслужваща метаболитните процеси в организма. Основните етапи на дишането, механизмите на дихателните движения (вдишване и издишване), ролята на отрицателното налягане в плевралната кухина, белодробната вентилация и белодробните обеми и капацитети, анатомичното и функционално мъртво пространство, тяхното физиологично значение, газообменните процеси в бели дробове, транспорт на газ (O 2 и CO 2) чрез кръвта, фактори, влияещи върху образуването на хемоглобинови съединения с O 2 и CO 2 и тяхната дисоциация, обмен на газ между кръвта и тъканите. Разглеждат се неврохуморалните механизми на регулация на дишането, анализира се структурната организация на дихателния център, ролята на газовия състав и различни рецептори в регулацията на дишането. Описани са особеностите на дишането при различни състояния. Очертани са механизмът и теориите за появата на първия дъх на новороденото. Отчитат се възрастовите особености на дишането.

Отделно се разглеждат възрастовите особености на дихателната система.

В края на ръководството са представени основните константи на кръвта на здрав човек.

В същото време авторът е наясно, че в това ръководство, поради малкия му обем, не е възможно да се обхванат подробно всички аспекти на физиологията на дишането, поради което някои от тях са представени в сбита форма, по-подробно информация за които можете да намерите в литературните източници, цитирани в края на ръководството.

Авторът ще бъде много благодарен на всеки, който сметне за възможно да изрази своите критични коментари към предложеното ръководство, което ще се възприеме като израз на желание да помогне за подобряването му при следващо препечатване.

ВЪНШНИ ДИХАТЕЛНИ

Образуването на енергия, необходима за осигуряване на жизнената дейност на човешкото тяло, се извършва на базата на окислителни процеси. Тяхното изпълнение изисква постоянен приток на O 2 от външната среда и непрекъснато отстраняване на CO 2 от нея, който се образува в тъканите в резултат на метаболизма.

Съвкупността от процеси, които осигуряват навлизането на O 2 в тялото, доставката и консумацията на неговите тъкани и освобождаването на крайния продукт от дишането на CO 2 във външната среда, се нарича дишане. Това е физиологична система.

Човек може да живее без:

храна за по-малко от месец

вода - 10 дни,

Кислород - 4-7 минути (без запас). В този случай на първо място настъпва смъртта на нервните клетки.

Сложният процес на газообмен с околната среда се състои от редица последователни процеси.

Външно дишане (белодробно):

1. Обмен на газове между белодробния въздух и атмосферния въздух (белодробна вентилация).

2. Обменът на газове между белодробния въздух и кръвта на капилярите на белодробното кръвообращение.

Вътрешен:

3. Транспорт на O 2 и CO 2 по кръвен път.

4. Обменът на газове между кръвта и клетките (тъканно дишане), т.е. консумацията на O 2 и освобождаването на CO 2 в процеса на метаболизма.

Функцията на външното дишане и обновяването на газовия състав на кръвта при човека се извършва от дихателните пътища и белите дробове.

Дихателни пътища: носна и устна кухина, ларинкс, трахея, бронхи, бронхиоли, алвеоларни проходи. Човешката трахея е с дължина около 15 см и е разделена на два бронха: десен и ляв. Те се разклоняват на по-малки бронхи, а последните - на бронхиоли (до 0,3 - 0,5 mm в диаметър). Общият брой на бронхиолите е приблизително 250 млн. Бронхиолата се разклонява на алвеоларни проходи, а те завършват със слепи торбички - алвеоли. Алвеолите са облицовани отвътре с респираторен епител. Повърхността на всички алвеоли при хората достига 50-90 m 2.

Всяка алвеола е заобиколена от гъста мрежа от кръвоносни капиляри.

В лигавицата на дихателните пътища има два вида клетки:

а) ресничести епителни клетки;

б) секреторни клетки.

Отвън белите дробове са покрити с тънка, серозна мембрана - плеврата.

В десния бял дроб се разграничават три лоба: горен (апикален), среден (сърдечен), долен (диафрагмален). Левият бял дроб има два лоба (горен и долен).

За осъществяването на газообменните процеси в структурата на белите дробове има редица адаптивни характеристики:

1. Наличието на въздушни и кръвни канали, разделени един от друг от най-тънкия филм, състоящ се от двоен слой - самата алвеола и капиляр (отделение на въздух и кръв - дебелина 0,004 mm). Дифузията на газове става през тази въздушно-кръвна бариера.

2. Обширната дихателна площ на белите дробове от 50-90 m 2 е приблизително равна на увеличаване на повърхността на тялото (1,7 m 2 0) с няколко десетки пъти.

3. Наличието на специален - малък кръг на кръвообращението, специфично изпълняващ окислителна функция (функционален кръг). Малък кръг от кръвна частица преминава за 5 секунди, а времето на контакт със стената на алвеолите е само 0,25 - 0,7 секунди.

4. Наличието на еластична тъкан в белите дробове, което допринася за разширяването и свиването на белите дробове по време на вдишване и издишване. Белите дробове са в състояние на еластично напрежение.

5. Наличието в дихателните пътища на поддържащата хрущялна тъкан под формата на хрущялни бронхи. Това предотвратява свиването на дихателните пътища и насърчава бързото и лесно преминаване на въздуха.

Дихателни движения

Вентилацията на алвеолите, необходима за обмен на газ, се осъществява чрез редуване на вдишване (вдъхновение), издишване (издишване). Когато вдишвате, въздухът, наситен с O 2, навлиза в алвеолите. При издишване от тях се отстранява въздух, беден на O 2, но по-богат на CO 2. Фазата на вдишване, последвана от фазата на издишване е дихателен цикъл.

Движението на въздуха се дължи на алтернативното увеличаване и намаляване на обема на гръдния кош.

Механизмът на вдишване (вдъхновение).

Разширяване на гръдната кухина във вертикална, сагитална, фронтална равнина. Това се осигурява чрез: повдигане на ребрата и сплескване (спускане) на диафрагмата.

Движение на ребрата. Ребрата образуват подвижни връзки с телата и напречните израстъци на прешлените. През тези две точки минава оста на въртене на ребрата. Оста на въртене на горните ребра е разположена почти хоризонтално, следователно, когато ребрата са повдигнати, размерът на гръдния кош се увеличава в предно-задната посока. Оста на въртене на долните ребра е по-сагитална. Следователно, когато ребрата са повдигнати, обемът на гръдния кош се увеличава странично.

Тъй като движението на долните ребра има по-голям ефект върху обема на гръдния кош, долните дялове на белия дроб се вентилират по-добре от горните.

Повдигането на ребрата се дължи на свиването на инспираторните мускули. Те включват: външни интеркостални, вътрешни междухрущялни мускули. Техните мускулни влакна са ориентирани по такъв начин, че тяхната точка на закрепване към долното ребро е разположена по-далеч от центъра на въртене, отколкото точката на закрепване към надлежащото ребро. Тяхната посока: отзад, отгоре, напред и надолу.

В резултат на това гърдите се увеличават по обем.

При здрав млад мъж разликата между обиколката на гръдния кош в позицията на вдишване и издишване е 7-10 см, при жените е 5-8 см. При принудително дишане се свързват спомагателни инспираторни мускули:

- голяма и малка ракла;

· - стълбище;

- стерноклеидомастоиден;

- (частично) назъбен;

- трапецовидни и др.

Помощните устройства се свързват, когато белодробната вентилация надвишава 50 l / min.

Движение на диафрагмата. Диафрагмата се състои от сухожилен център и мускулни влакна, простиращи се от този център във всички посоки и са прикрепени към отвора на гръдния кош. Има форма на купол, изпъкнал в гръдната кухина. При издишване той е в съседство с вътрешната стена на гръдния кош за приблизително 3 ребра. Когато вдишвате, диафрагмата се сплесква в резултат на свиване на мускулните влакна. В същото време тя се отдалечава от вътрешната повърхност на гръдния кош и се отварят костофреничните синуси.

Инервация на диафрагмата - диафрагмални нерви от C 3 -C 5. Едностранно пресичане на диафрагмалния нерв от същата страна, диафрагмата е силно издърпана в гръдната кухина под натиска на вътрешностите и тягата на белите дробове. Движението на долните части на белите дробове е ограничено. Така че вдъхновението е активендействайте.

Механизъм на издишване (издишване)предоставено чрез:

Тежест в гърдите.

Еластичност на ребрените хрущяли.

еластичност на белия дроб.

Натискът на коремните органи върху диафрагмата.

В покой се получава издишване пасивно.

При принудително дишане се вземат експираторни мускули: вътрешни междуребрени мускули (тяхната посока е отгоре, отзад, отпред, надолу) и спомагателни експираторни мускули: мускули, които огъват гръбначния стълб, коремни мускули (коси, прави, напречни). Когато последният се свие, коремните органи оказват натиск върху отпуснатата диафрагма и тя излиза в гръдната кухина.

Видове дишане.В зависимост главно от това кой компонент (повдигане на ребрата или диафрагмата) се увеличава обемът на гръдния кош, се разграничават 3 вида дишане:

- гръдни (ребрени);

- коремна;

- смесени.

В по-голяма степен видът на дишането зависи от възрастта (мобилността на гръдния кош се увеличава), облеклото (стегнати корсети, повиване), професията (при хора, занимаващи се с физически труд, се увеличава коремният тип дишане). Коремното дишане е затруднено в последните месеци на бременността, а след това допълнително се включва и гръдното дишане.

Най-ефективният коремен тип дишане:

- по-дълбока белодробна вентилация;

- улеснява връщането на венозна кръв към сърцето.

Коремният тип дишане преобладава при физически работници, катерачи, певци и др. След раждането детето първо установява коремния тип дишане, а по-късно - до 7-годишна възраст - гръдния.

Налягане в плевралната кухина и неговата промяна по време на дишане.

Белите дробове са покрити с висцерална плевра, а филмът на гръдната кухина е покрит с париетална плевра. Между тях има серозна течност. Те прилягат плътно един към друг (разрез 5-10 микрона) и се плъзгат един спрямо друг. Това плъзгане е необходимо, за да могат белите дробове да следват сложните промени в гръдния кош, без да се деформират. При възпаление (плеврит, сраствания) вентилацията на съответните участъци на белите дробове намалява.

Ако поставите игла в плевралната кухина и я свържете с манометър за вода, се оказва, че налягането в нея:

при вдишване - с 6-8 cm H 2 O

· при издишване - 3-5 cm H 2 O под атмосферното.

Тази разлика между вътреплевралното и атмосферното налягане обикновено се нарича плеврално налягане.

Отрицателното налягане в плевралната кухина се дължи на еластичния откат на белите дробове, т.е. склонността на белите дробове към колапс.

При вдишване увеличаването на гръдната кухина води до повишаване на отрицателното налягане в плевралната кухина, т.е. транспулмоналното налягане се увеличава, което води до разширяване на белите дробове (демонстрация с помощта на апарата Donders).

Когато инспираторните мускули се отпуснат, транспулмонарното налягане намалява и белите дробове колабират поради еластичността.

Ако в плевралната кухина се въведе малко количество въздух, той ще се абсорбира, тъй като в кръвта на малките вени на белодробната циркулация напрежението на разтворените газове е по-малко, отколкото в атмосферата.

Натрупването на течност в плевралната кухина се предотвратява от по-ниското онкотично налягане на плевралната течност (по-малко протеини), отколкото в плазмата. Важно е и намаляването на хидростатичното налягане в белодробната циркулация.

Промяната в налягането в плевралната кухина може да се измери директно (но белодробната тъкан може да бъде увредена). Затова е по-добре да го измерите, като вкарате в хранопровода (в гръдната част) контейнер с дължина 10 см. Стените на хранопровода са много гъвкави.

Еластичното отдръпване на белите дробове се дължи на 3 фактора:

1. Повърхностно напрежение на течния филм, покриващ вътрешната повърхност на алвеолите.

2. Еластичността на тъканта на стените на алвеолите (те съдържат еластични влакна).

3. Тонусът на бронхиалната мускулатура.

На всеки интерфейс между въздух и течност действат междумолекулни кохезионни сили, стремящи се да намалят размера на тази повърхност (сили на повърхностно напрежение). Под въздействието на тези сили алвеолите са склонни да се свиват. Силите на повърхностно напрежение създават 2/3 от еластичния откат на белите дробове. Повърхностното напрежение на алвеолите е 10 пъти по-малко от теоретично изчисленото за съответната водна повърхност.

Ако вътрешната повърхност на алвеолата беше покрита с воден разтвор, тогава повърхностното напрежение трябваше да бъде 5-8 пъти по-голямо. При тези условия би имало колапс на алвеолите (ателектаза). Но това не се случва.

Това означава, че в алвеоларната течност на вътрешната повърхност на алвеолите има вещества, които намаляват повърхностното напрежение, т.е. повърхностноактивни вещества. Техните молекули са силно привлечени една към друга, но имат слаба връзка с течността, в резултат на което се събират на повърхността и по този начин намаляват повърхностното напрежение.

Такива вещества се наричат повърхностно активни вещества (повърхностно активни вещества), ролята на които в този случай се играе от така наречените повърхностноактивни вещества. Те са липиди и протеини. Образува се от специални клетки на алвеолите - пневмоцити тип II. Подплатата е с дебелина 20-100 nm. Но производните на лецитина имат най-висока повърхностна активност от компонентите на тази смес.

С намаляване на размера на алвеолите. молекулите на сърфактанта се приближават една към друга, тяхната плътност на единица повърхност е по-голяма и повърхностното напрежение намалява - алвеолата не колабира.

С увеличаване (разширяване) на алвеолите, тяхното повърхностно напрежение се увеличава, тъй като плътността на повърхностно активното вещество на единица повърхност намалява. Това засилва еластичния откат на белите дробове.

В процеса на дишане укрепването на дихателните мускули се изразходва не само за преодоляване на еластичното съпротивление на белите дробове и гръдните тъкани, но и за преодоляване на нееластичното съпротивление на газовия поток в дихателните пътища, което зависи от техния лумен.

Нарушаването на образуването на повърхностноактивни вещества води до колапс на голям брой алвеоли - ателектаза - липса на вентилация на големи участъци от белите дробове.

При новородените сърфактантите са необходими за разширяване на белите дробове по време на първите вдишвания.

Съществува заболяване на новородени, при което повърхността на алвеолите е покрита с фибринова утайка (зарастващи мембрани), което намалява активността на повърхностноактивните вещества - намалява. Това води до непълно разширяване на белите дробове и тежко нарушение на газообмена.

При навлизане на въздух (пневмоторакс) в плевралната кухина (през увредена гръдна стена или бели дробове), поради еластичността на белите дробове, те колабират и се притискат към корена, заемайки 1/3 от обема им.

При едностранен пневмоторакс белият дроб от неувредената страна може да осигури достатъчно насищане на кръвта с O 2 и отстраняване на CO 2 (в покой). С двустранно - ако не се извърши изкуствена вентилация на белите дробове или запечатване на плевралната кухина - до смърт.

Едностранният пневмоторакс понякога се използва за терапевтични цели: въвеждане на въздух в плевралната кухина за лечение на туберкулоза (кухини).

Белите дробове са разположени в геометрично затворена кухина, образувана от гръдната стена и диафрагмата. Отвътре гръдната кухина е облицована с плевра, състояща се от два листа. Единият лист е в непосредствена близост до гръдния кош, а другият - до белите дробове. Между листовете има пространство, подобно на цепка, или плеврална кухина, пълна с плеврална течност.

Гърдите в утробата и след раждането растат по-бързо от белите дробове. В допълнение, плевралните листове имат голям капацитет на засмукване. Поради това се установява отрицателно налягане в плевралната кухина. Така в алвеолите на белите дробове налягането е равно на атмосферното - 760, а в плевралната кухина - 745-754 mm Hg. Изкуство. Тези 10-30 мм осигуряват разширяването на белите дробове. Ако стената на гръдния кош е пробита, така че въздухът да навлезе в плевралната кухина, белите дробове веднага се свиват (ателектаза). Това ще се случи, защото налягането на атмосферния въздух върху външната и вътрешната повърхност на белите дробове ще се изравни.

Белите дробове в плевралната кухина винаги са в малко разтегнато състояние, но по време на вдишване тяхното разтягане се увеличава рязко и намалява по време на издишване. Този феномен е добре демонстриран от модела, предложен от Дондерс. Ако вземете бутилка, която съответства по обем на размера на белите дробове, след като ги поставите в тази бутилка и вместо дъното опънете гуменото фолио, което действа като диафрагма, тогава белите дробове ще се разширяват с всяко прибиране на гумено дъно. Съответно стойността на отрицателното налягане вътре в бутилката ще се промени.

Отрицателното налягане може да се измери чрез вкарване на инжекционна игла, свързана с живачен манометър в плевралното пространство. При големи животни тя достига 30-35 mm Hg по време на вдишване и намалява до 8-12 mm Hg по време на издишване. Изкуство. Колебанията в налягането по време на вдишване и издишване влияят на движението на кръвта през вените, разположени в гръдната кухина. Тъй като стените на вените са лесно разтегливи, отрицателното налягане се предава на тях, което допринася за разширяването на вените, тяхното кръвонапълване и връщането на венозна кръв в дясното предсърдие, докато при вдишване кръвният поток към сърцето се увеличава.

Видове дишане , При животните се разграничават три вида дишане: ребрено или гръдно - при вдишване преобладава свиването на външните междуребрени мускули; диафрагмен или коремен - разширяването на гръдния кош се дължи главно на свиването на диафрагмата; eebero-abdominal - вдъхновението се осигурява еднакво от междуребрените мускули, диафрагмата и коремните мускули. Последният тип дишане е характерен за селскостопанските животни. Промяната в типа дишане може да означава заболяване на гръдния кош или коремните органи. Например при заболявания на коремните органи преобладава реберният тип дишане, тъй като животното защитава болните органи.

Жизнен и общ капацитет на белите дробове.В покой големите кучета и овцете издишват средно 0,3-0,5, конете

5-6 литра въздух. Този обем се нарича въздух за дишане.При надвишаване на този обем кучетата и овцете могат да вдишат още 0,5-1, а конете - 10-12 литра - допълнителен въздух.След нормално издишване животните могат да издишат приблизително същото количество въздух - резервен въздух.По този начин при нормално плитко дишане при животните гръдният кош не се разширява до максималната граница, а е на някакво оптимално ниво; ако е необходимо, неговият обем може да бъде увеличен поради максималното свиване на инспираторните мускули. Дихателни, допълнителни и резервни въздушни обеми са жизнен капацитет на белите дробове.При кучетата е така 1.5 -3 л, при коне - 26-30, при говеда - 30-35 л въздух. При максимално издишване в белите дробове все още остава малко въздух, този обем се нарича остатъчен въздух.Жизненият капацитет на белите дробове и остатъчният въздух са общ белодробен капацитет.Стойността на жизнения капацитет на белите дробове може значително да намалее при някои заболявания, което води до нарушаване на газообмена.

Определянето на жизнения капацитет на белите дробове е от голямо значение за определяне на физиологичното състояние на организма в нормални и патологични състояния. Може да се определи с помощта на специален апарат, наречен воден спирометър (апарат Spiro 1-B). За съжаление, тези методи са трудни за прилагане в производствена среда. При лабораторни животни жизненият капацитет се определя под анестезия, чрез вдишване на смес с високо съдържание на CO2. Максималното издишване приблизително съответства на жизнения капацитет на белите дробове. Жизненият капацитет варира в зависимост от възрастта, продуктивността, породата и други фактори.

Белодробна вентилация След тихо издишване, резервен или остатъчен въздух остава в белите дробове, наричан още алвеоларен въздух. Около 70% от вдишания въздух навлиза директно в белите дробове, останалите 25-30% не участват в газообмена, тъй като остават в горните дихателни пътища. Обемът на алвеоларния въздух при конете е 22 литра. Тъй като при спокойно дишане конят вдишва 5 литра въздух, от които само 70%, или 3,5 литра, влизат в алвеолите, то при всяко вдишване в алвеолите се вентилира само половината от въздуха (3,5:22). , Съотношението на вдишания въздух към алвеоларния т.нар коефициент на белодробна вентилация,и количеството въздух, преминаващо през белите дробове за 1 минута - минутен обем на белодробна вентилация.Минутният обем е променлива стойност, която зависи от честотата на дишане, жизнения капацитет на белите дробове, интензивността на работата, естеството на диетата, патологичното състояние на белите дробове и други фактори.

Дихателните пътища (ларинкс, трахея, бронхи, бронхиоли) не участват пряко в газообмена, така че се наричат вредно пространство.Те обаче са от голямо значение в процеса на дишане. В лигавицата на носните проходи и горните дихателни пътища има серозно-лигавични клетки и ресничест епител. Слузта улавя прах и овлажнява дихателните пътища. Ресничкият епител с движенията на космите помага за отстраняването на слуз с частици прах, пясък и други механични примеси в назофаринкса, откъдето се изхвърля. В горните дихателни пътища има много чувствителни рецептори, чието дразнене предизвиква защитни рефлекси, като кашлица, кихане, смъркане. Тези рефлекси допринасят за отстраняването на частици прах, храна, микроби, токсични вещества от бронхите, които са опасни за тялото. В допълнение, поради обилното кръвоснабдяване на лигавицата на носните проходи, ларинкса, трахеята, вдишаният въздух се затопля.

Обемът на белодробната вентилация е малко по-малък от количеството кръв, преминаваща през белодробната циркулация за единица време. В областта на върховете на белите дробове алвеолите се вентилират по-малко ефективно, отколкото в основата, съседна на диафрагмата. Следователно в областта на върховете на белите дробове вентилацията относително преобладава над кръвния поток. Наличието на вено-артериални анастомози и намаленото съотношение на вентилация към кръвен поток в определени части на белите дробове е основната причина за по-ниското напрежение на кислорода и по-високото напрежение на въглеродния диоксид в артериалната кръв в сравнение с парциалното налягане на тези газове в алвеоларния въздух.

Съставът на вдишвания, издишван и алвеоларен въздух Атмосферният въздух съдържа 20,82% кислород, 0,03% въглероден диоксид и 79,03% азот. Въздухът в животновъдните помещения обикновено съдържа повече въглероден диоксид, водни пари, амоняк, сероводород и др. Количеството кислород може да бъде по-малко, отколкото в атмосферния въздух.

Издишаният въздух съдържа средно 16,3% кислород, 4% въглероден диоксид, 79,7% азот (тези цифри са дадени като сух въздух, т.е. без водни пари, които насищат издишания въздух). Съставът на издишания въздух не е постоянен и зависи от интензивността на метаболизма, обема на белодробната вентилация, температурата на околния въздух и др.

Алвеоларният въздух се различава от издишания с високо съдържание на въглероден диоксид - 5,62% и по-малко кислород - средно 14,2-14,6, азот - 80,48%. Издишаният въздух съдържа въздух не само от алвеолите, но и от „вредното пространство“, където има същия състав като атмосферния въздух.

Азотът не участва в газообмена, но процентът му във вдишания въздух е малко по-нисък, отколкото в издишания и алвеоларния въздух. Това е така, защото обемът на издишания въздух е малко по-малък от този на вдишания.

Максимално допустимата концентрация на въглероден диоксид в дворове за добитък, обори, телета - 0,25%; но вече 1% C 0 2 причинява забележим задух, а белодробната вентилация се увеличава с 20%. Съдържанието на въглероден диоксид над 10% води до смърт.

Ако поставите игла в плевралната кухина и я свържете с манометър за вода, се оказва, че налягането в нея:

при вдишване - с 6-8 cm H 2 O

при издишване - 3-5 cm H 2 O под атмосферното.

Тази разлика между вътреплевралното и атмосферното налягане обикновено се нарича плеврално налягане.

утихнете - издишайте.

Апарат Дондерс.

Ако въведете малко количество въздух в плевралната кухина, това ще се разреши, защото. в кръвта на малките вени на белодробното кръвообращение напрежение разтвор. по-малко газове, отколкото в атмосферата. Когато инспираторните мускули се отпуснат, транспулмонарното налягане намалява и белите дробове колабират поради еластичността.

Промяната в налягането в плевралната кухина може да се измери директно (но белодробната тъкан може да бъде увредена). Но е по-добре да го измерите чрез въвеждане на балон l = 10 cm в хранопровода (частта с наднормено тегло на хранопровода). Стените на хранопровода са гъвкави.

Еластичното отдръпване на белите дробове се дължи на 3 фактора:

Повърхностното напрежение на филм от течност, покриващ вътрешната повърхност на алвеолите.

Еластичността на тъканите на стените на алвеолите (съдържат еластични влакна).

Тонусът на бронхиалните мускули.

Такива вещества се наричат повърхностно активни вещества и в този случай повърхностно активни вещества. Те са липиди и протеини. Образува се от специални клетки на алвеолите - пневмоцити тип II. Подплатата е с дебелина 20-100 nm. Но производните на лецитина имат най-висока повърхностна активност от компонентите на тази смес.

Пневмотораксът е навлизане на въздух в плевралната кухина (през увредена гръдна стена или бели дробове).

Поради еластичността на белите дробове те се свиват, притискайки буталото, заемайки 1/3 от обема им.

С едностранно - белият дроб от неувредената страна може да осигури достатъчно насищане на кръвта с O 2 и отстраняване на CO 2 (в покой).

Двустранно - ако не се извърши изкуствена вентилация на белите дробове или запечатване на плевралната кухина - до смърт.

Дял: