Cavità pleurica - struttura e funzioni. Movimento dell'aria nei polmoni. Pressione pleurica e alveolare Perché c'è una pressione negativa nella cavità pleurica

I polmoni sono costantemente nella cavità toracica in uno stato allungato. Si forma a causa dell'esistenza della cavità pleurica e della presenza di pressione negativa in essa.

Cavità pleurica Si forma come segue: i polmoni e le pareti della cavità toracica sono ricoperti da una membrana sierosa - pleura. Tra i fogli della pleura viscerale e parietale c'è uno spazio stretto (5-10 micron), si forma una cavità contenente fluido sieroso, simile nella composizione alla linfa. Questo liquido ha bassa concentrazione proteine, che provoca una bassa pressione oncotica rispetto al plasma sanguigno. Questa circostanza impedisce l'accumulo di liquido nella cavità pleurica.

La pressione nella cavità pleurica è inferiore alla pressione atmosferica, che è definita come pressione negativa. È dovuto al ritorno elastico dei polmoni, cioè il desiderio costante dei polmoni di ridurre il loro volume. La pressione nella cavità pleurica è inferiore a quella alveolare del valore creato dalla trazione elastica dei polmoni: P pl \u003d P alf - P e.t.l. . Il ritorno elastico dei polmoni è dovuto a tre fattori:

1) tensione superficiale una pellicola di liquido che copre la superficie interna degli alveoli - un tensioattivo. Questa sostanza ha una bassa tensione superficiale. Il tensioattivo è prodotto dai pneumociti di tipo II ed è costituito da proteine ​​e lipidi. Ha la capacità di ridurre la tensione superficiale della parete alveolare riducendo le dimensioni degli alveoli. Questo stabilizza lo stato della parete degli alveoli quando il loro volume cambia. Se la superficie degli alveoli fosse ricoperta da uno strato di una soluzione acquosa, ciò aumenterebbe la tensione superficiale di 5-8 volte. In tali condizioni, si verificava un completo collasso di alcuni alveoli (atelettasia) con stiramento eccessivo di altri. La presenza di tensioattivo impedisce lo sviluppo di una condizione polmonare simile in un corpo sano.

2) Elasticità del tessuto delle pareti alveolari che hanno fibre elastiche nel muro.

3) Il tono dei muscoli bronchiali.

Il ritorno elastico dei polmoni determina le proprietà elastiche dei polmoni. È consuetudine esprimere quantitativamente le proprietà elastiche dei polmoni estensibilità tessuto polmonare CON :

Dove v - aumento del volume polmonare durante il loro allungamento (in ml),

∆Р- variazione della pressione transpolmonare durante lo stiramento dei polmoni (in cm di colonna d'acqua).

Negli adulti, C è pari a 200 ml/cm di acqua. st, nei neonati e nei bambini - 5-10 ml / cm di acqua. Arte. Questo indicatore (la sua diminuzione) cambia con le malattie polmonari e viene utilizzato per scopi diagnostici.

Pressione pleurica cambiamenti nella dinamica del ciclo respiratorio. Alla fine di un'espirazione silenziosa, la pressione negli alveoli è uguale a quella atmosferica e nella cavità pleurica - 3 mm Hg. Arte. Viene chiamata la differenza R alv - R pl \u003d R l transpolmonare pressione e pari a +3 mm Hg. Arte. È questa pressione che mantiene lo stato espanso dei polmoni alla fine dell'espirazione.

Durante l'inspirazione, a causa della contrazione dei muscoli inspiratori, il volume Petto aumenta. La pressione pleurica (P pl) diventa più negativa - alla fine di un respiro tranquillo è pari a -6 mm Hg. Art., la pressione transpolmonare (P l) aumenta a +6 mm Hg, per cui i polmoni si raddrizzano, il loro volume aumenta a causa dell'aria atmosferica.

Con un respiro profondo, P pl può scendere a -20 mm Hg. Arte. Durante l'espirazione profonda, questa pressione può diventare positiva, ma rimanere al di sotto della pressione negli alveoli per la quantità di pressione creata dal ritorno elastico dei polmoni.

Se una piccola quantità di aria entra nella fessura pleurica, il polmone collassa parzialmente, ma la sua ventilazione continua. Tale stato è chiamato pneumotorace chiuso. Dopo un po ', l'aria dalla cavità pleurica viene aspirata e il polmone si raddrizza (l'assorbimento dei gas dalla cavità pleurica si verifica a causa del fatto che la tensione dei gas disciolti nel sangue delle piccole vene della circolazione polmonare è inferiore a quella nell'atmosfera).

La respirazione, le sue fasi principali. Meccanismo respirazione esterna. Biomeccanica dell'inspirazione e dell'espirazione. Rinculo elastico dei polmoni. La pressione nella cavità pleurica, la sua origine, cambia durante la respirazione.

La respirazione è un insieme di processi che assicurano il consumo di ossigeno da parte dell'organismo e il rilascio di anidride carbonica.

L'apporto di ossigeno dall'atmosfera alle cellule è necessario per l'ossidazione biologica materia organica, a seguito della quale viene rilasciata l'energia necessaria per la vita dell'organismo. L'ossidazione biologica produce anidride carbonica, che deve essere rimossa dal corpo. La cessazione della respirazione porta alla morte principalmente delle cellule nervose e quindi di altre cellule. Inoltre, la respirazione è coinvolta nel mantenimento della costanza della reazione dei fluidi e dei tessuti dell'ambiente interno del corpo, nonché della temperatura corporea.

La respirazione umana comprende i seguenti passaggi:

1) la respirazione esterna (ventilazione polmonare) è lo scambio di gas tra gli alveoli dei polmoni e l'aria atmosferica;

2) lo scambio di gas nei polmoni (tra l'aria alveolare e il sangue dei capillari della circolazione polmonare);

3) trasporto di gas attraverso il sangue - il processo di trasferimento di O 2 dai polmoni ai tessuti e CO 2 dai tessuti ai polmoni;

4) lo scambio di gas nei tessuti tra il sangue dei capillari grande cerchio circolazione sanguigna e cellule dei tessuti;

5) respirazione interna ( ossidazione biologica nei mitocondri delle cellule).

Lo scambio di gas tra aria atmosferica e spazio alveolare polmone si verifica a seguito di cambiamenti ciclici nel volume polmonare durante fasi del ciclo respiratorio. Nella fase inspiratoria il volume dei polmoni aumenta, l'aria proveniente dall'ambiente esterno entra nelle vie respiratorie per poi raggiungere gli alveoli. Al contrario, nella fase espiratoria si verifica una diminuzione del volume polmonare e l'aria dagli alveoli entra attraverso le vie respiratorie ambiente esterno. L'aumento e la diminuzione del volume polmonare sono dovuti a processi biomeccanici di variazione del volume della cavità toracica durante l'inspirazione e l'espirazione.

Ingrandimento della cavità toracica durante l'inalazione si verifica a seguito della contrazione dei muscoli inspiratori: il diaframma e i muscoli intercostali esterni. Il principale muscolo respiratorio è il diaframma, che si trova nel terzo inferiore della cavità toracica e separa il torace e le cavità addominali. Quando il muscolo diaframmatico si contrae, il diaframma si abbassa e sposta gli organi cavità addominale in basso e in avanti, aumentando il volume della cavità toracica principalmente verticalmente.

Ingrandimento della cavità toracica durante l'inalazione favorisce la contrazione dei muscoli intercostali esterni, che sollevano il torace, aumentando il volume della cavità toracica. Questo effetto di contrazione dei muscoli intercostali esterni è dovuto alle peculiarità dell'attaccamento fibre muscolari alle costole - le fibre vanno dall'alto verso il basso e da dietro in avanti (Fig. 10.2). Con una direzione simile delle fibre muscolari dei muscoli intercostali esterni, la loro contrazione fa ruotare ciascuna costola attorno a un asse che passa attraverso i punti di articolazione della testa della costola con il corpo e il processo trasversale della vertebra. Come risultato di questo movimento, ogni arco costale sottostante si alza più di quanto quello superiore discenda. Il movimento verso l'alto simultaneo di tutti gli archi costali porta al fatto che lo sterno si alza verso l'alto e anteriormente e il volume del torace aumenta nei piani sagittale e frontale. La contrazione dei muscoli intercostali esterni non solo aumenta il volume della cavità toracica, ma impedisce anche al torace di abbassarsi. Ad esempio, nei bambini con muscoli intercostali sottosviluppati, il torace diminuisce di dimensioni durante la contrazione diaframmatica (movimento paradosso).


Con una profonda inspirazione biomeccanismo inspiratorio Di norma, sono coinvolti i muscoli respiratori ausiliari: i muscoli sternocleidomastoideo e scaleno anteriore e la loro contrazione aumenta ulteriormente il volume del torace. Nello specifico, i muscoli scaleni elevano le due costole superiori, mentre i muscoli sternocleidomastoidei elevano lo sterno. L'inspirazione è un processo attivo e richiede il dispendio di energia durante la contrazione dei muscoli inspiratori, che viene spesa per vincere la resistenza elastica contro i tessuti rigidi del torace, la resistenza elastica del tessuto polmonare facilmente estensibile, la resistenza aerodinamica del vie aeree al flusso d'aria, nonché per aumentare la pressione intra-addominale e il conseguente spostamento degli organi addominali verso il basso.

Espira a riposo nell'uomo viene eseguito passivamente sotto l'azione del ritorno elastico dei polmoni, che riporta il volume dei polmoni al suo valore originario. Tuttavia, durante la respirazione profonda, così come durante la tosse e gli starnuti, l'espirazione può essere attiva e la diminuzione del volume della cavità toracica si verifica a causa della contrazione dei muscoli intercostali interni e dei muscoli addominali. Le fibre muscolari dei muscoli intercostali interni vanno rispetto ai loro punti di attacco alle costole dal basso verso l'alto e da dietro in avanti. Durante la loro contrazione, le costole ruotano attorno ad un asse passante per i punti della loro articolazione con la vertebra, e ciascun arco costale superiore discende più di quanto si alzi quello inferiore. Di conseguenza, tutti gli archi costali, insieme allo sterno, scendono verso il basso, riducendo il volume della cavità toracica nei piani sagittale e frontale.

Quando una persona respira profondamente, si verifica la contrazione dei muscoli addominali fase espiratoria aumenta la pressione nella cavità addominale, che contribuisce allo spostamento della cupola del diaframma verso l'alto e riduce il volume della cavità toracica nella direzione verticale.

La contrazione dei muscoli respiratori del torace e del diaframma durante l'inspirazione provoca aumento della capacità polmonare, e quando si rilassano durante l'espirazione, i polmoni collassano al loro volume originale. Il volume dei polmoni, sia durante l'inspirazione che l'espirazione, cambia passivamente, poiché, a causa della loro elevata elasticità ed estensibilità, i polmoni seguono le variazioni del volume della cavità toracica causate dalla contrazione dei muscoli respiratori. Questa posizione è illustrata dal seguente modello del passivo aumento della capacità polmonare(figura 10.3). In questo modello, i polmoni possono essere considerati come un pallone elastico posto all'interno di un contenitore formato da pareti rigide e diaframma flessibile. Lo spazio tra il palloncino elastico e le pareti del contenitore è a tenuta d'aria. Questo modello consente di modificare la pressione all'interno del serbatoio durante lo spostamento verso il basso del diaframma flessibile. Con un aumento del volume del contenitore, causato dal movimento verso il basso della membrana flessibile, la pressione all'interno del contenitore, cioè all'esterno del contenitore, diventa inferiore alla pressione atmosferica secondo la legge dei gas ideali. Il palloncino si gonfia quando la pressione al suo interno (atmosferica) diventa superiore alla pressione nel contenitore attorno al palloncino.

Allegato a polmone umano, che riempiono completamente volume della cavità toracica, la loro superficie e la superficie interna della cavità toracica sono ricoperte da una membrana pleurica. La membrana pleurica della superficie dei polmoni (pleura viscerale) non entra fisicamente in contatto con la membrana pleurica che ricopre la parete toracica (pleura parietale) perché tra queste membrane vi è spazio pleurico(sinonimo - spazio intrapleurico), riempito con un sottile strato di liquido - liquido pleurico. Questo fluido inumidisce la superficie dei lobi dei polmoni e favorisce il loro scorrimento l'uno rispetto all'altro durante il gonfiaggio dei polmoni, e facilita anche l'attrito tra la pleura parietale e quella viscerale. Il fluido è incomprimibile e il suo volume non aumenta al diminuire della pressione cavità pleurica. Pertanto, i polmoni altamente elastici ripetono esattamente la variazione del volume della cavità toracica durante l'inspirazione. bronchi, vasi sanguigni, nervi e vasi linfatici modulo radice polmonare, con cui i polmoni sono fissati nel mediastino. Le proprietà meccaniche di questi tessuti determinano il principale grado di forza che i muscoli respiratori devono sviluppare durante la contrazione per provocare aumento della capacità polmonare. IN condizioni normali la trazione elastica dei polmoni crea una quantità insignificante di pressione negativa in un sottile strato di fluido nello spazio intrapleurico rispetto alla pressione atmosferica. La pressione intrapleurica negativa varia a seconda delle fasi del ciclo respiratorio da -5 (espirazione) a -10 cm aq. Arte. (inspirazione) al di sotto della pressione atmosferica (Fig. 10.4). La pressione intrapleurica negativa può causare una diminuzione (collasso) del volume della cavità toracica, che i tessuti del torace contrastano con la loro struttura estremamente rigida. Il diaframma, rispetto al torace, è più elastico e la sua cupola si solleva sotto l'influenza del gradiente di pressione esistente tra la cavità pleurica e quella addominale.

In uno stato in cui i polmoni non si espandono e non collassano (pausa, rispettivamente, dopo l'inspirazione o l'espirazione), in vie respiratorie non c'è flusso d'aria e la pressione negli alveoli è uguale a quella atmosferica. In questo caso, il gradiente tra la pressione atmosferica e quella intrapleurica bilancerà esattamente la pressione sviluppata dal ritorno elastico dei polmoni (vedi Fig. 10.4). In queste condizioni il valore della pressione intrapleurica è pari alla differenza tra la pressione nelle vie aeree e la pressione sviluppata dal ritorno elastico dei polmoni. Pertanto, più i polmoni sono allungati, più forte sarà il ritorno elastico dei polmoni e più negativo rispetto alla pressione atmosferica è il valore della pressione intrapleurica. Ciò accade durante l'inspirazione, quando il diaframma scende e il ritorno elastico dei polmoni contrasta l'inflazione dei polmoni e la pressione intrapleurica diventa più negativa. Durante l'inalazione, questa pressione negativa spinge l'aria attraverso le vie aeree verso gli alveoli, superando la resistenza delle vie aeree. Di conseguenza, l'aria entra dall'ambiente esterno negli alveoli.

Riso. 10.4. Pressione negli alveoli e pressione intrapleurica durante le fasi inspiratoria ed espiratoria del ciclo respiratorio. In assenza di flusso d'aria nelle vie aeree, la pressione in esse è uguale a quella atmosferica (A), e la trazione elastica dei polmoni crea negli alveoli una pressione E. cavità fino a -10 cm aq. Art., che aiuta a superare la resistenza al flusso d'aria nelle vie respiratorie e l'aria si sposta dall'ambiente esterno negli alveoli. Il valore della pressione intrapleurica è dovuto alla differenza tra le pressioni A - R - E. Durante l'espirazione il diaframma si rilassa e la pressione intrapleurica diventa meno negativa rispetto alla pressione atmosferica (-5 cm di colonna d'acqua). Gli alveoli, a causa della loro elasticità, riducono il loro diametro, in essi aumenta la pressione E. Il gradiente di pressione tra gli alveoli e l'ambiente esterno contribuisce alla rimozione dell'aria dagli alveoli attraverso le vie respiratorie verso l'ambiente esterno. Il valore della pressione intrapleurica è determinato dalla somma di A + R meno la pressione all'interno degli alveoli, cioè A + R - E. A è la pressione atmosferica, E è la pressione negli alveoli dovuta al ritorno elastico dei polmoni, R è la pressione che supera la resistenza al flusso d'aria nelle vie aeree, P - pressione intrapleurica.

Durante l'espirazione, il diaframma si rilassa e la pressione intrapleurica diventa meno negativa. In queste condizioni, gli alveoli, a causa dell'elevata elasticità delle loro pareti, iniziano a diminuire di dimensioni e spingono l'aria fuori dai polmoni attraverso le vie aeree. La resistenza delle vie aeree al flusso d'aria mantiene una pressione positiva negli alveoli e previene il loro rapido collasso. Pertanto, in uno stato di calma durante l'espirazione, il flusso d'aria nelle vie respiratorie è dovuto solo al ritorno elastico dei polmoni.

Pressione nella cavità pleurica (fessure)

I polmoni e le pareti della cavità toracica sono ricoperti da una membrana sierosa: la pleura. Tra i fogli della pleura viscerale e parietale c'è uno spazio stretto (5-10 micron) contenente fluido sieroso, simile nella composizione alla linfa. I polmoni sono costantemente in uno stato allungato.

Se un ago collegato a un manometro viene inserito nella fessura pleurica, si può stabilire che la pressione al suo interno è inferiore a quella atmosferica. La pressione negativa nella fessura pleurica è dovuta alla trazione elastica dei polmoni, cioè al desiderio costante dei polmoni di ridurre il loro volume. Al termine di un'espirazione tranquilla, quando quasi tutti i muscoli respiratori sono rilassati, la pressione nello spazio pleurico (Ppi) è di circa -3 mm Hg. Arte. La pressione negli alveoli (Pa) in questo momento è uguale a quella atmosferica. Differenza Pa- -Ppi=3 mm rt. Arte. è chiamata pressione transpolmonare (p|). Pertanto, la pressione nello spazio pleurico è inferiore alla pressione negli alveoli per la quantità creata dal ritorno elastico dei polmoni.

Durante l'inspirazione, a causa della contrazione dei muscoli inspiratori, aumenta il volume della cavità toracica. La pressione nello spazio pleurico diventa più negativa. Alla fine di un respiro tranquillo, diminuisce a -6 mm Hg. Arte. A causa dell'aumento della pressione transpolmonare, i polmoni si espandono, il loro volume aumenta a causa dell'aria atmosferica.

Quando i muscoli inspiratori si rilassano, le forze elastiche dei polmoni allungati e delle pareti addominali riducono la pressione transpolmonare, il volume dei polmoni diminuisce - si verifica l'espirazione.

Il meccanismo di variazione del volume polmonare durante la respirazione può essere dimostrato utilizzando il modello di Donders (Fig. 148).

Con un respiro profondo, la pressione nello spazio pleurico può scendere fino a -20 mm Hg. Arte. Durante l'espirazione attiva, questa pressione può diventare positiva, ma rimanere al di sotto della pressione negli alveoli per la quantità di ritorno elastico dei polmoni.

Non ci sono gas nella fessura pleurica in condizioni normali. Se introduci una certa quantità di aria nella fessura pleurica, si risolverà gradualmente. L'assorbimento di gas dalla fessura pleurica si verifica a causa del fatto che nel sangue delle piccole vene della circolazione polmonare, la tensione dei gas disciolti è inferiore a quella dell'atmosfera. L'accumulo di liquido nella fessura pleurica è impedito dalla pressione oncotica: il contenuto di proteine ​​nel liquido pleurico è molto inferiore a quello del plasma sanguigno. Anche la pressione idrostatica relativamente bassa nei vasi della circolazione polmonare è importante.

Proprietà elastiche dei polmoni. Il ritorno elastico dei polmoni è dovuto a tre fattori:

1) tensione superficiale del film liquido che ricopre la superficie interna degli alveoli; 2) l'elasticità del tessuto delle pareti degli alveoli dovuta alla presenza di fibre elastiche in esse; 3) il tono dei muscoli bronchiali. Eliminazione delle forze di tensione superficiale (riempimento dei polmoni soluzione salina) riduce il ritorno elastico dei polmoni di ^3.

Se la superficie interna degli alveoli fosse coperta soluzione acquosa, la tensione superficiale dovrebbe essere 5-8 volte maggiore. In tali condizioni, si osserverebbe un completo collasso di alcuni alveoli (atelettasia) con stiramento eccessivo di altri. Ciò non accade perché la superficie interna degli alveoli è rivestita da una sostanza a bassa tensione superficiale, la cosiddetta tensioattivo. Il rivestimento ha uno spessore di 20-100 nm. È formato da lipidi e proteine. Il tensioattivo è prodotto da cellule speciali degli alveoli - pneumociti di tipo II. Il film tensioattivo ha una proprietà notevole: una diminuzione delle dimensioni degli alveoli è accompagnata da una diminuzione della tensione superficiale; questo è importante per stabilizzare la condizione degli alveoli. La formazione di tensioattivo è migliorata influenze parasimpatiche; dopo il taglio nervi vaghi rallenta.

Rinculo elastico dei polmoni- la forza con cui i polmoni tendono a collassare a causa di:

1) forze di tensione superficiale degli alveoli;

2) la presenza di fibre elastiche nel tessuto polmonare;

3) tono di piccoli bronchi.

A. I. KENIA

FISIOLOGIA

RESPIRAZIONE

Ministero della Salute della Repubblica di Bielorussia

Istituto medico statale di Gomel

Dipartimento di Fisiologia Umana

A. I. KENIA

medico Scienze biologiche, Professore

FISIOLOGIA

RESPIRAZIONE

Esercitazione

Revisori:

Ruzanov D.Yu., candidato Scienze mediche, Capo del Dipartimento di Phthisiopulmonology, Gomel State Medical Institute.

Kienya A.I.

K38 Fisiologia della respirazione: libro di testo.- Gomel.-2002.- p.

Il manuale si basa sul materiale delle lezioni sulla sezione "Fisiologia della respirazione" fisiologia normale letto dall'autore agli studenti della facoltà di medicina e della facoltà di formazione specialistica per l'estero.

Per studenti, insegnanti, laureati di università mediche e biologiche e specialità correlate.



© AI Kienya


PREFAZIONE

Questo manuale è un testo conciso di lezioni sulla sezione "Fisiologia della respirazione" della fisiologia normale, letto dall'autore agli studenti del Gomel State Medical Institute. Il materiale del manuale è presentato in conformità con il programma di fisiologia normale per gli studenti della facoltà di medicina e prevenzione di medicina superiore istituzioni educative N. 08-14/5941, approvato dal Ministero della Salute della Repubblica di Bielorussia il 3 settembre 1997

Il manuale presenta informazioni moderne sulla respirazione come sistema che serve i processi metabolici nel corpo. Le principali fasi della respirazione, i meccanismi dei movimenti respiratori (inspirazione ed espirazione), il ruolo della pressione negativa nel cavo pleurico, la ventilazione polmonare e i volumi e le capacità polmonari, lo spazio morto anatomico e funzionale, la loro significato fisiologico, processi di scambio di gas nei polmoni, trasporto di gas (O 2 e CO 2) da parte del sangue, fattori che influenzano la formazione di composti dell'emoglobina con O 2 e CO 2 e la loro dissociazione, scambio di gas tra sangue e tessuti. Vengono considerati i meccanismi neuroumorali della regolazione della respirazione, organizzazione strutturale centro respiratorio, il ruolo della composizione dei gas e vari recettori nella regolazione della respirazione. Descrive le caratteristiche dell'inspirazione condizioni diverse. Vengono delineati il ​​​​meccanismo e le teorie dell'emergere del primo respiro di un neonato. Vengono presi in considerazione caratteristiche dell'età respirazione.

Le caratteristiche legate all'età dell'apparato respiratorio sono considerate separatamente.

Alla fine del manuale vengono presentate le principali costanti del sangue di una persona sana.

Allo stesso tempo, l'autore è consapevole che in questo manuale, a causa del suo piccolo volume, non è stato possibile coprire in dettaglio tutti gli aspetti della fisiologia della respirazione, pertanto, alcuni di essi sono presentati in forma sintetica, più dettagliata informazioni sulle quali si possono reperire nelle fonti letterarie citate alla fine del manuale.

L'autore sarà molto grato a tutti coloro che riterranno possibile esprimere i loro commenti critici sul manuale proposto, che saranno percepiti come espressione del desiderio di contribuire a migliorarlo in una successiva ristampa.

RESPIRATORIO ESTERNO

La formazione di energia necessaria per garantire l'attività vitale del corpo umano avviene sulla base di processi ossidativi. La loro attuazione richiede un afflusso costante di O 2 dall'ambiente esterno e la continua rimozione di CO 2 da esso, che si forma nei tessuti a seguito del metabolismo.

L'insieme dei processi che assicurano l'ingresso di O 2 nel corpo, la consegna e il consumo dei suoi tessuti e il rilascio del prodotto finale della respirazione di CO 2 nell'ambiente esterno è chiamato respirazione. Questo è un sistema fisiologico.

Una persona può vivere senza:

cibo per meno di un mese

acqua - 10 giorni,

Ossigeno - 4-7 minuti (senza scorta). In questo caso, prima di tutto, si verifica la morte delle cellule nervose.

Il complesso processo di scambio di gas con ambiente consiste in una serie di processi successivi.

Respirazione esterna (polmonare):

1. Scambio di gas tra aria polmonare e aria atmosferica (ventilazione polmonare).

2. Lo scambio di gas tra l'aria polmonare e il sangue dei capillari della circolazione polmonare.

Interno:

3. Trasporto di O 2 e CO 2 attraverso il sangue.

4. Lo scambio di gas tra sangue e cellule (respirazione tissutale), ovvero il consumo di O 2 e il rilascio di CO 2 nel processo del metabolismo.

La funzione della respirazione esterna e il rinnovamento della composizione gassosa del sangue nell'uomo è svolta dalle vie aeree e dai polmoni.

Tratto respiratorio: nasale e cavità orale, laringe, trachea, bronchi, bronchioli, vie alveolari. La trachea umana è lunga circa 15 cm ed è divisa in due bronchi: destro e sinistro. Si ramificano in bronchi più piccoli e quest'ultimo in bronchioli (fino a 0,3 - 0,5 mm di diametro). Il numero totale di bronchioli è di circa 250 milioni, i bronchioli si diramano in passaggi alveolari e terminano in sacche cieche - alveoli. Gli alveoli sono rivestiti internamente di epitelio respiratorio. La superficie di tutti gli alveoli nell'uomo raggiunge i 50-90 m 2 .

Ogni alveolo è circondato da una fitta rete di capillari sanguigni.

Ci sono due tipi di cellule nella mucosa delle vie respiratorie:

a) cellule epiteliali ciliate;

b) cellule secretorie.

All'esterno, i polmoni sono ricoperti da una sottile membrana sierosa: la pleura.

Nel polmone destro si distinguono tre lobi: superiore (apicale), medio (cardiaco), inferiore (diaframmatico). Il polmone sinistro ha due lobi (superiore e inferiore).

Per l'implementazione dei processi di scambio di gas nella struttura dei polmoni, ci sono una serie di caratteristiche adattative:

1. La presenza di canali dell'aria e del sangue, separati l'uno dall'altro dal film più sottile, costituito da un doppio strato - l'alveolo stesso e il capillare (separazione dell'aria e del sangue - spessore 0,004 mm). La diffusione dei gas avviene attraverso questa barriera aria-sangue.

2. Un'ampia area respiratoria dei polmoni di 50-90 m 2 è approssimativamente uguale a un aumento della superficie corporea (1,7 m 2 0) di diverse decine di volte.

3. La presenza di uno speciale - un piccolo circolo di circolazione sanguigna, che svolge specificamente una funzione ossidativa (cerchio funzionale). Un piccolo cerchio di una particella di sangue passa in 5 secondi e il tempo del suo contatto con la parete degli alveoli è di soli 0,25 - 0,7 secondi.

4. La presenza di tessuto elastico nei polmoni, che contribuisce all'espansione e al collasso dei polmoni durante l'inspirazione e l'espirazione. I polmoni sono in uno stato di tensione elastica.

5. La presenza nelle vie aeree del tessuto cartilagineo di supporto sotto forma di bronchi cartilaginei. Questo previene il collasso delle vie aeree e favorisce un rapido e facile passaggio aria.

Movimenti respiratori

La ventilazione degli alveoli, necessaria per lo scambio di gas, viene effettuata a causa dell'alternanza di inspirazione (inspirazione), espirazione (espirazione). Quando inspiri, l'aria satura di O 2 entra negli alveoli. Durante l'espirazione, viene rimossa da loro l'aria, povera di O 2, ma più ricca di CO 2. La fase inspiratoria seguita dalla fase espiratoria è ciclo respiratorio.

Il movimento dell'aria è dovuto all'alternanza di aumento e diminuzione del volume del torace.

Il meccanismo di inalazione (ispirazione).

Ingrandimento della cavità toracica nei piani verticale, sagittale e frontale. Ciò è garantito da: sollevamento delle costole e appiattimento (abbassamento) del diaframma.

Movimento delle costole. Le costole formano connessioni mobili con i corpi e i processi trasversali delle vertebre. L'asse di rotazione delle costole passa per questi due punti. L'asse di rotazione delle costole superiori si trova quasi orizzontalmente, quindi, quando le costole vengono sollevate, la dimensione del torace aumenta nella direzione anteroposteriore. L'asse di rotazione delle costole inferiori è più sagittale. Pertanto, quando le costole sono sollevate, il volume del torace aumenta lateralmente.

Poiché il movimento delle costole inferiori ha un effetto maggiore sul volume del torace, i lobi inferiori del polmone sono meglio ventilati rispetto alle parti superiori.

Il sollevamento delle costole si verifica a causa della contrazione dei muscoli inspiratori. Questi includono: muscoli intercostali esterni e intercartilaginei interni. Le loro fibre muscolari sono orientate in modo tale che il loro punto di attacco alla costola inferiore si trovi più lontano dal centro di rotazione rispetto al punto di attacco alla costola sovrastante. La loro direzione: dietro, sopra, avanti e sotto.

Di conseguenza, il torace aumenta di volume.

Salutare giovanotto la differenza tra la circonferenza del torace nella posizione di inspirazione ed espirazione è di 7-10 cm, nelle donne è di 5-8 cm Con la respirazione forzata si collegano i muscoli inspiratori ausiliari:

- petto grande e piccolo;

· - scale;

- sternocleidomastoideo;

- (parzialmente) seghettato;

- trapezoidale, ecc.

I dispositivi ausiliari sono collegati quando la ventilazione polmonare supera i 50 l / min.

Movimento del diaframma. Il diaframma è costituito da un centro tendineo e fibre muscolari che si estendono da questo centro in tutte le direzioni e sono attaccate all'apertura del torace. Ha la forma di una cupola, sporgente nella cavità toracica. Durante l'espirazione, aderisce muro interno petto per circa 3 costole. Quando inspiri, il diaframma si appiattisce a causa della contrazione delle sue fibre muscolari. Allo stesso tempo, si allontana dalla superficie interna del torace e si aprono i seni costofrenici.

Innervazione del diaframma - nervi frenici da C 3 -C 5. Transezione unilaterale del nervo frenico sullo stesso lato, il diaframma viene fortemente tirato nella cavità toracica sotto la pressione dei visceri e la trazione dei polmoni. Il movimento delle parti inferiori dei polmoni è limitato. Quindi l'ispirazione lo è attivo Atto.

Meccanismo di espirazione (espirazione) fornito attraverso:

Pesantezza del petto.

Elasticità delle cartilagini costali.

elasticità polmonare.

La pressione degli organi addominali sul diaframma.

A riposo, si verifica l'espirazione passivamente.

Nella respirazione forzata vengono presi i muscoli espiratori: muscoli intercostali interni (la loro direzione è dall'alto, dietro, davanti, giù) e muscoli espiratori ausiliari: muscoli che flettono la colonna vertebrale, muscoli addominali (obliqui, diritti, trasversali). Quando quest'ultimo si contrae, gli organi addominali esercitano una pressione sul diaframma rilassato che sporge nella cavità toracica.

Tipi di respiro. A seconda principalmente a causa di quale componente (sollevamento delle costole o del diaframma) aumenta il volume del torace, si distinguono 3 tipi di respirazione:

- toracico (costale);

- addominale;

- misto.

In misura maggiore, il tipo di respirazione dipende dall'età (aumenta la mobilità del torace), dall'abbigliamento (corsetti stretti, fasce), dalla professione (per le persone impegnate nel lavoro fisico, aumenta il tipo di respirazione addominale). La respirazione addominale è difficile negli ultimi mesi di gravidanza, quindi è inclusa anche la respirazione toracica.

Il tipo di respirazione addominale più efficace:

- ventilazione polmonare più profonda;

- Resi più facili sangue venoso al cuore.

Il tipo di respirazione addominale prevale tra i lavoratori manuali, gli scalatori, i cantanti, ecc. Dopo la nascita, il bambino stabilisce prima il tipo di respirazione addominale e successivamente, all'età di 7 anni, il torace.

Pressione nella cavità pleurica e suo cambiamento durante la respirazione.

I polmoni sono coperti di viscerale e il film della cavità toracica - pleura parietale. Tra loro c'è liquido sieroso. Si adattano strettamente l'uno all'altro (fessura 5-10 micron) e scorrono l'uno rispetto all'altro. Questo scorrimento è necessario affinché i polmoni possano seguire i complessi cambiamenti del torace senza deformarsi. Con l'infiammazione (pleurite, aderenze), diminuisce la ventilazione delle corrispondenti sezioni dei polmoni.

Se si inserisce un ago nella cavità pleurica e lo si collega a un manometro dell'acqua, si scopre che la pressione al suo interno:

durante l'inalazione - di 6-8 cm H 2 O

· durante l'espirazione - 3-5 cm H 2 O al di sotto dell'atmosfera.

Questa differenza tra pressione intrapleurica e atmosferica è comunemente indicata come pressione pleurica.

La pressione negativa nella cavità pleurica è dovuta al ritorno elastico dei polmoni, cioè la tendenza dei polmoni a collassare.

Durante l'inalazione, un aumento della cavità toracica porta ad un aumento della pressione negativa nella cavità pleurica, ad es. la pressione transpolmonare aumenta, portando all'espansione dei polmoni (dimostrazione mediante l'apparato di Donders).

Quando i muscoli inspiratori si rilassano, la pressione transpolmonare diminuisce e i polmoni collassano a causa dell'elasticità.

Se una piccola quantità d'aria viene introdotta nella cavità pleurica, verrà assorbita, perché nel sangue delle piccole vene della circolazione polmonare la tensione dei gas disciolti è inferiore che nell'atmosfera.

L'accumulo di liquido nella cavità pleurica è impedito dalla minore pressione oncotica del liquido pleurico (meno proteine) che nel plasma. Anche il downgrade è importante pressione idrostatica nella circolazione polmonare.

Il cambiamento di pressione nella cavità pleurica può essere misurato direttamente (ma può essere danneggiato tessuto polmonare). Pertanto, è meglio misurarlo introducendo un contenitore lungo 10 cm nell'esofago (nella parte del torace) Le pareti dell'esofago sono molto flessibili.

Il ritorno elastico dei polmoni è dovuto a 3 fattori:

1. Tensione superficiale del film liquido che ricopre la superficie interna degli alveoli.

2. L'elasticità del tessuto delle pareti degli alveoli (contengono fibre elastiche).

3. Il tono dei muscoli bronchiali.

Su qualsiasi interfaccia tra aria e liquido agiscono forze di coesione intermolecolare che tendono a ridurre le dimensioni di questa superficie (forze di tensione superficiale). Sotto l'influenza di queste forze, gli alveoli tendono a restringersi. Le forze di tensione superficiale creano i 2/3 del rinculo elastico dei polmoni. La tensione superficiale degli alveoli è 10 volte inferiore a quella teoricamente calcolata per la corrispondente superficie dell'acqua.

Se la superficie interna dell'alveolo fosse ricoperta da una soluzione acquosa, la tensione superficiale avrebbe dovuto essere 5-8 volte maggiore. In queste condizioni si verificherebbe un collasso degli alveoli (atelettasia). Ma ciò non accade.

Ciò significa che nel fluido alveolare sulla superficie interna degli alveoli sono presenti sostanze che riducono la tensione superficiale, cioè i tensioattivi. Le loro molecole sono fortemente attratte l'una dall'altra, ma hanno una relazione debole con il liquido, per cui si raccolgono sulla superficie e quindi riducono la tensione superficiale.

Tali sostanze sono chiamate superficie sostanze attive(tensioattivi), il cui ruolo in questo caso è svolto dai cosiddetti tensioattivi. Sono lipidi e proteine. Formato da cellule speciali degli alveoli - pneumociti di tipo II. Il rivestimento ha uno spessore di 20-100 nm. Ma i derivati ​​​​della lecitina hanno la più alta attività superficiale dei componenti di questa miscela.

Con una diminuzione delle dimensioni degli alveoli. le molecole di tensioattivo si avvicinano l'una all'altra, la loro densità per unità di superficie è maggiore e la tensione superficiale diminuisce - l'alveolo non collassa.

Con un aumento (espansione) degli alveoli, la loro tensione superficiale aumenta, poiché la densità del tensioattivo per unità di superficie diminuisce. Ciò migliora il ritorno elastico dei polmoni.

Nel processo di respirazione, il rafforzamento dei muscoli respiratori viene speso per superare non solo la resistenza elastica dei polmoni e dei tessuti del torace, ma anche per superare la resistenza anelastica del flusso di gas in vie aeree, che dipende dal loro lume.

La violazione della formazione di tensioattivi porta a una diminuzione un largo numero alveoli - atelettasia - mancanza di ventilazione di ampie aree dei polmoni.

Nei neonati, i tensioattivi sono necessari per espandere i polmoni durante i primi respiri.

Esiste una malattia dei neonati, in cui la superficie degli alveoli è ricoperta da precipitato di fibrina (membrane di guarigione), che riduce l'attività dei tensioattivi - ridotta. Ciò porta a un'espansione incompleta dei polmoni e a una grave compromissione dello scambio di gas.

Quando l'aria entra (pneumotorace) nella cavità pleurica (attraverso una parete toracica o polmoni danneggiati), a causa dell'elasticità dei polmoni, questi collassano e vengono premuti contro la radice, occupando 1/3 del loro volume.

Con pneumotorace monolaterale, il polmone sul lato illeso può fornire una sufficiente saturazione del sangue con O 2 e la rimozione di CO 2 (a riposo). Con doppia faccia - se non prodotta ventilazione artificiale polmoni o sigillatura della cavità pleurica - fino alla morte.

Lo pneumotorace unilaterale viene talvolta utilizzato per scopi terapeutici: l'introduzione di aria nella cavità pleurica per trattare la tubercolosi (cavità).


I polmoni si trovano in una cavità geometricamente chiusa formata dalla parete toracica e dal diaframma. Dall'interno, la cavità toracica è rivestita da una pleura, composta da due fogli. Un foglio è adiacente al petto, l'altro ai polmoni. Tra i fogli c'è uno spazio simile a una fessura, o cavità pleurica, piena di liquido pleurico.

Il torace cresce nell'utero e dopo la nascita più veloce dei polmoni. Inoltre, i fogli pleurici hanno una grande capacità di aspirazione. Pertanto, si stabilisce una pressione negativa nella cavità pleurica. Quindi, negli alveoli dei polmoni, la pressione è uguale a quella atmosferica - 760, e nella cavità pleurica - 745-754 mm Hg. Arte. Questi 10-30 mm forniscono l'espansione dei polmoni. Se la parete toracica viene perforata in modo che l'aria entri nella cavità pleurica, i polmoni collassano immediatamente (atelettasia). Ciò accadrà perché la pressione dell'aria atmosferica sulla superficie esterna e interna dei polmoni si equalizzerà.

I polmoni nella cavità pleurica sono sempre in uno stato leggermente allungato, ma durante l'inalazione il loro allungamento aumenta bruscamente e diminuisce durante l'espirazione. Questo fenomeno è ben dimostrato dal modello proposto da Donders. Se prendi una bottiglia che corrisponde in volume alla dimensione dei polmoni, dopo averli messi in questa bottiglia, e invece del fondo, stendi la pellicola di gomma che funge da diaframma, quindi i polmoni si espanderanno ad ogni retrazione del fondo in gomma. Di conseguenza, il valore della pressione negativa all'interno della bottiglia cambierà.

La pressione negativa può essere misurata inserendo un ago per iniezione collegato a un manometro a mercurio nello spazio pleurico. Negli animali di grossa taglia raggiunge 30-35 mm Hg durante l'inspirazione e diminuisce a 8-12 mm Hg durante l'espirazione. Arte. Le fluttuazioni di pressione durante l'inspirazione e l'espirazione influenzano il movimento del sangue attraverso le vene situate nella cavità toracica. Poiché le pareti delle vene sono facilmente estensibili, viene loro trasmessa la pressione negativa, che contribuisce all'espansione delle vene, al loro riempimento sanguigno e al ritorno del sangue venoso al atrio destro Quando inspiri, il flusso sanguigno al cuore aumenta.

Tipi di respirazione Negli animali si distinguono tre tipi di respirazione: costale o toracica, - durante l'inalazione predomina la contrazione dei muscoli intercostali esterni; diaframmatico, o addominale, - l'espansione del torace si verifica principalmente a causa della contrazione del diaframma; eebero-addominale - l'ispirazione è fornita ugualmente dai muscoli intercostali, dal diaframma e dai muscoli addominali. L'ultimo tipo di respirazione è caratteristico degli animali da allevamento. Un cambiamento nel tipo di respirazione può indicare una malattia del torace o degli organi addominali. Ad esempio, in caso di malattie degli organi addominali, prevale il tipo di respirazione costale, poiché l'animale protegge gli organi malati.

Capacità polmonare vitale e totale A riposo cani di grossa taglia e le pecore espirano in media 0,3-0,5 cavalli

5-6 litri d'aria. Questo volume si chiama aria respirabile. Oltre questo volume, cani e pecore possono inalare un altro 0,5-1 e cavalli - 10-12 litri - aria in più. Dopo una normale espirazione, gli animali possono espirare approssimativamente la stessa quantità di aria - aria di riserva. Pertanto, durante la respirazione normale e superficiale negli animali, il torace non si espande al limite massimo, ma si trova a un livello ottimale, se necessario, il suo volume può essere aumentato a causa della massima contrazione dei muscoli inspiratori. I volumi respiratori, aggiuntivi e di riserva sono capacità vitale dei polmoni. Nei cani lo è 1.5 -3 l, nei cavalli - 26-30, in grande bestiame- 30-35 litri di aria. Alla massima espirazione, c'è ancora dell'aria nei polmoni, questo volume è chiamato aria residua. La capacità vitale dei polmoni e l'aria residua sono capacità polmonare totale. Il valore della capacità vitale dei polmoni può diminuire significativamente in alcune malattie, il che porta all'interruzione dello scambio di gas.

La determinazione della capacità vitale dei polmoni ha Grande importanza determinare lo stato fisiologico del corpo in condizioni normali e patologiche. Può essere determinato utilizzando un apparecchio speciale chiamato spirometro ad acqua (apparato Spiro 1-B). Sfortunatamente, questi metodi sono difficili da applicare in un ambiente di produzione. Negli animali da laboratorio la capacità vitale viene determinata in anestesia, mediante inalazione di una miscela ad alto contenuto di CO2. L'espirazione massima corrisponde approssimativamente alla capacità vitale dei polmoni. La capacità vitale varia a seconda dell'età, della produttività, della razza e di altri fattori.

Ventilazione polmonare Dopo una tranquilla espirazione, riserva o residua, l'aria rimane nei polmoni, chiamata anche aria alveolare. Circa il 70% dell'aria inalata entra direttamente nei polmoni, il restante 25-30% non prende parte allo scambio gassoso, poiché rimane nel tratto respiratorio superiore. Il volume di aria alveolare nei cavalli è di 22 litri. Poiché, durante la respirazione calma, il cavallo inala 5 litri d'aria, di cui solo il 70%, o 3,5 litri, entra negli alveoli, allora ad ogni respiro negli alveoli viene ventilata solo metà dell'aria (3.5:22) Il rapporto tra aria inalata e alveolare chiamato coefficiente di ventilazione polmonare, e la quantità di aria che passa attraverso i polmoni in 1 minuto - volume minuto di ventilazione polmonare. Il volume minuto è un valore variabile, dipendente dalla frequenza respiratoria, dalla capacità vitale dei polmoni, dall'intensità del lavoro, dalla natura della dieta, condizione patologica polmoni e altri fattori.

Le vie aeree (laringe, trachea, bronchi, bronchioli) non sono direttamente coinvolte nello scambio di gas, quindi sono chiamate spazio dannoso. Tuttavia, sono di grande importanza nel processo di respirazione. Nella mucosa delle vie nasali e del tratto respiratorio superiore sono presenti cellule mucose sierose e epitelio ciliato. Il muco intrappola la polvere e inumidisce le vie respiratorie. L'epitelio ciliato, con i movimenti dei suoi peli, aiuta a rimuovere il muco con particelle di polvere, sabbia e altre impurità meccaniche nel rinofaringe, da dove viene espulso. Nel tratto respiratorio superiore sono presenti molti recettori sensibili, la cui irritazione provoca riflessi protettivi, come tosse, starnuti, sbuffi. Questi riflessi contribuiscono alla rimozione di particelle di polvere, cibo, microbi, sostanze tossiche dai bronchi che sono pericolose per il corpo. Inoltre, a causa dell'abbondante afflusso di sangue alla mucosa delle vie nasali, laringe, trachea, l'aria inalata viene riscaldata.

Il volume della ventilazione polmonare è in qualche modo meno quantità sangue che scorre attraverso la circolazione polmonare per unità di tempo. Nella regione della sommità dei polmoni, gli alveoli sono ventilati in modo meno efficiente rispetto alla base adiacente al diaframma. Pertanto, nella regione della sommità dei polmoni, la ventilazione predomina relativamente sul flusso sanguigno. La presenza di anastomosi veno-arteriose e un rapporto ridotto tra ventilazione e flusso sanguigno parti separate polmone è la causa principale della minore tensione di ossigeno e della maggiore tensione di anidride carbonica sangue arterioso rispetto alla pressione parziale di questi gas nell'aria alveolare.

La composizione dell'aria inspirata, espirata e alveolare L'aria atmosferica contiene il 20,82% di ossigeno, lo 0,03% di anidride carbonica e il 79,03% di azoto. L'aria nelle stalle di solito contiene più anidride carbonica, vapore acqueo, ammoniaca, idrogeno solforato, ecc. La quantità di ossigeno può essere inferiore rispetto all'aria atmosferica.

L'aria espirata contiene in media il 16,3% di ossigeno, il 4% di anidride carbonica, il 79,7% di azoto (queste cifre sono fornite in termini di aria secca, cioè escludendo il vapore acqueo, che ha saturato l'aria espirata). La composizione dell'aria espirata non è costante e dipende dall'intensità del metabolismo, dal volume della ventilazione polmonare, dalla temperatura dell'aria ambiente, ecc.

L'aria alveolare differisce dall'aria espirata per un alto contenuto di anidride carbonica - 5,62% e meno ossigeno - una media di 14,2-14,6, azoto - 80,48%. L'aria espirata contiene aria non solo dagli alveoli, ma anche dallo "spazio dannoso", dove ha la stessa composizione dell'aria atmosferica.

L'azoto non partecipa allo scambio di gas, ma la sua percentuale nell'aria inalata è leggermente inferiore rispetto all'aria espirata e alveolare. Questo perché il volume dell'aria espirata è leggermente inferiore a quello dell'aria inspirata.

La concentrazione massima consentita di anidride carbonica nei cortili, stalle, vitelli - 0,25%; ma già l'1% di C 0 2 provoca una notevole mancanza di respiro e la ventilazione polmonare aumenta del 20%. Il contenuto di anidride carbonica superiore al 10% porta alla morte.

I polmoni sono coperti da una pleura viscerale e il film della cavità toracica è coperto da una pleura parietale. Tra di loro contiene un fluido sieroso. Si adattano strettamente l'uno all'altro (fessura 5-10 micron) e scorrono l'uno rispetto all'altro. Questo scorrimento è necessario affinché i polmoni possano seguire i complessi cambiamenti del torace senza deformarsi. Con l'infiammazione (pleurite, aderenze), diminuisce la ventilazione delle corrispondenti sezioni dei polmoni.

Se si inserisce un ago nella cavità pleurica e lo si collega a un manometro dell'acqua, si scopre che la pressione al suo interno:

    durante l'inalazione - di 6-8 cm H 2 O

    durante l'espirazione - 3-5 cm H 2 O al di sotto dell'atmosfera.

Questa differenza tra pressione intrapleurica e atmosferica è comunemente indicata come pressione pleurica.

La pressione negativa nella cavità pleurica è dovuta al ritorno elastico dei polmoni, cioè la tendenza dei polmoni a collassare.

Durante l'inalazione, un aumento della cavità toracica porta ad un aumento della pressione negativa nella cavità pleurica, ad es. la pressione transpolmonare aumenta, provocando l'espansione dei polmoni.

placarsi - espirare.

Apparecchio Donders.

Se introduci una piccola quantità di aria nella cavità pleurica, si risolverà, perché. nel sangue delle piccole vene della soluzione di tensione della circolazione polmonare. meno gas che nell'atmosfera. Quando i muscoli inspiratori si rilassano, la pressione transpolmonare diminuisce e i polmoni collassano a causa dell'elasticità.

L'accumulo di liquido nella cavità pleurica è impedito dalla minore pressione oncotica del liquido pleurico (meno proteine) che nel plasma. Importante è anche la diminuzione della pressione idrostatica nella circolazione polmonare.

Il cambiamento di pressione nella cavità pleurica può essere misurato direttamente (ma il tessuto polmonare può essere danneggiato). Ma è meglio misurarlo introducendo un palloncino l = 10 cm nell'esofago (la parte sovrappeso dell'esofago). Le pareti dell'esofago sono flessibili.

Il ritorno elastico dei polmoni è dovuto a 3 fattori:

    La tensione superficiale di una pellicola di liquido che ricopre la superficie interna degli alveoli.

    L'elasticità del tessuto delle pareti degli alveoli (contiene fibre elastiche).

    Il tono dei muscoli bronchiali.

Su qualsiasi interfaccia tra aria e liquido agiscono forze di coesione intermolecolare che tendono a ridurre le dimensioni di questa superficie (forze di tensione superficiale). Sotto l'influenza di queste forze, gli alveoli tendono a restringersi. Le forze di tensione superficiale creano i 2/3 del rinculo elastico dei polmoni. La tensione superficiale degli alveoli è 10 volte inferiore a quella teoricamente calcolata per la corrispondente superficie dell'acqua.

Se la superficie interna dell'alveolo fosse ricoperta da una soluzione acquosa, la tensione superficiale avrebbe dovuto essere 5-8 volte maggiore. In queste condizioni si verificherebbe un collasso degli alveoli (atelettasia). Ma ciò non accade.

Ciò significa che nel fluido alveolare sulla superficie interna degli alveoli sono presenti sostanze che riducono la tensione superficiale, cioè i tensioattivi. Le loro molecole sono fortemente attratte l'una dall'altra, ma hanno una relazione debole con il liquido, per cui si raccolgono sulla superficie e quindi riducono la tensione superficiale.

Tali sostanze sono chiamate tensioattivi e in questo caso tensioattivi. Sono lipidi e proteine. Formato da cellule speciali degli alveoli - pneumociti di tipo II. Il rivestimento ha uno spessore di 20-100 nm. Ma i derivati ​​​​della lecitina hanno la più alta attività superficiale dei componenti di questa miscela.

Con una diminuzione delle dimensioni degli alveoli. le molecole di tensioattivo si avvicinano l'una all'altra, la loro densità per unità di superficie è maggiore e la tensione superficiale diminuisce - l'alveolo non collassa.

Con un aumento (espansione) degli alveoli, la loro tensione superficiale aumenta, poiché la densità del tensioattivo per unità di superficie diminuisce. Ciò migliora il ritorno elastico dei polmoni.

Nel processo di respirazione, il rafforzamento dei muscoli respiratori viene speso per superare non solo la resistenza elastica dei polmoni e dei tessuti del torace, ma anche per superare la resistenza anelastica al flusso di gas nelle vie aeree, che dipende dal loro lume.

La violazione della formazione di tensioattivi porta al collasso di un gran numero di alveoli - atelettasia - mancanza di ventilazione di ampie aree dei polmoni.

Nei neonati, i tensioattivi sono necessari per espandere i polmoni durante i primi respiri.

Esiste una malattia dei neonati, in cui la superficie degli alveoli è ricoperta da precipitato di fibrina (membrane di guarigione), che riduce l'attività dei tensioattivi - ridotta. Ciò porta a un'espansione incompleta dei polmoni e a una grave compromissione dello scambio di gas.

Il pneumotorace è l'ingresso di aria nella cavità pleurica (attraverso una parete toracica o polmoni danneggiati).

A causa dell'elasticità dei polmoni, collassano, premendo contro il pistone, occupando 1/3 del loro volume.

Con unilaterale: il polmone sul lato non danneggiato può fornire una sufficiente saturazione del sangue con O 2 e rimozione di CO 2 (a riposo).

Bilaterale - se non viene eseguita la ventilazione artificiale dei polmoni o la sigillatura della cavità pleurica - fino alla morte.

Lo pneumotorace unilaterale viene talvolta utilizzato per scopi terapeutici: l'introduzione di aria nella cavità pleurica per trattare la tubercolosi (cavità).

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