2 курс / Нормальная физиология / samrioltdzhzh

Повреждение сосудов сопровождается немедленной активацией тромбоцитов, что обусловлено появлением высоких концентраций АДФ (из разрушающихся эритроцитов и травмированных сосудов), а также с обнажением субэндотелия, коллагеновых и фибриллярных структур. В результате «раскрываются» вторичные рецепторы и создаются оптимальные условия для адгезии, агрегации и образо­вания тромбоцитарной пробки.

Адгезия обусловлена наличием в плазме и тромбоцитах особого белка — фактора Виллебранда (FW), имеющего три активных цен­тра, два из которых связываются с экспрессированными рецепторами тромбоцитов, а один — с рецепторами субэндотелия и коллагеновых волокон. Таким образом, тромбоцит с помощью FW оказывается «подвешенным» к травмированной поверхности сосуда.

Одновременно с адгезией наступает агрегация тромбоцитов, осу­ществляемая с помощью фибриногена — белка, содержащегося в плазме и тромбоцитах и образующего между ними связующие мо­стики, что и приводит к появлению тромбоцитарной пробки.

Важную роль в адгезии и агрегации играет комплекс белков и полипептидов, получивших наименование «интегрины». Последние служат связующими агентами между отдельными тромбоцитами (при склеивании друг с другом) и структурами поврежденного сосуда. Агрегация тромбоцитов может носить обратимый характер (вслед за агрегацией наступает дезагрегация, т. е. распад агрегатов), что зависит от недостаточной дозы агрегирующего (активирующего) агента.

Из тромбоцитов, подвергшихся адгезии и агрегации, усиленно секретируются гранулы и содержащиеся в них биологически актив­ные соединения — АДФ, адреналин, норадреналин, фактор Р4, ТхА2 и др. (этот процесс получил название реакции высвобождения), что приводит к вторичной, необратимой агрегации.

Одновременно с высвобождением тромбоцитарных факторов происходит образовани­ем тромбина, резко усиливающего агрегацию и приводящего к по­явлению сети фибрина, в которой застревают отдельные эритроциты и лейкоциты.

Благодаря контрактильному белку тромбостенину тромбоциты подтягиваются друг к другу, тромбоцитарная пробка сокращается и уплотняется, т. е. наступает ее ретракция.

В норме остановка кровотечения из мелких сосудов занимает 2—4 мин.

Важную роль для сосудисто-тромбоцитарного гемостаза играют производные арахидоновой кислоты — простагландин I2 (PgI2), или простациклин, и ТхА2. При сохранении целости эндотелиального покрова действие Pgl преобладает над ТхА2, благодаря чему в сосудистом русле не наблюдается адгезии и агрегации тромбоцитов. При повреждении эндотелия в месте травмы синтез Pgl не проис­ходит, и тогда проявляется влияние ТхА2, приводящее к образованию тромбоцитарной пробки.

20.Коагуляционный гемостаз, его фазы и механизмы.

Процесс свертывания крови представляет собой преимущественно проферментно-ферментный каскад, в котором проферменты, переходя в активное состояние, приобретают способность активировать другие факторы свертывания крови. Подобная активация может носить последовательный и ретроградный характер. Процесс свертывания крови может быть разделен на три фазы: первая включает комплекс последовательных реакций, приводящих к образованию протромбиназы, во вторую фазу осуществляется переход протромбина (фактор II) в тромбин (фактор IIа) и в третью фазу из фибриногена образуется фибрин.

Первая фаза — образование протромбиназы может происходить по внешнему и внутреннему механизму. Внешний ме­ханизм предполагает обязательное присутствие тромбопластина (фактор III), внутренний же связан с участием тромбоцитов (фактор Р3) или разрушенных эритроцитов. Вместе с тем внутренний и внешний пути образования протромбиназы имеют много общего, так как активируются одними и теми же факторами (фактор ХIIа, калликреин, ВМК и др.), а также приводят в конечном итоге к появлению одного и того же активного фермента — фактора Ха, выполняющего функции протромбиназы. При этом и полный, и частичный тромбопластин служат матрицами, на которых в при­сутствии ионов Са2+ развертываются ферментативные реакции.

Формирование протромбиназы по внешнему пути начинается с активации фактора VII при его взаимодействии с тромбопластином и фактором ХIIа. Кроме того, фактор VII может переходить в деятельное состояние под влиянием факторов XIa, IXa, Ха, IIа и калликреина. В свою очередь фактор VIIa не только переводит фактор X в Ха (ведет к появлению протромбиназы), но и активирует фактор IX, участвующий в образовании протромбиназы по внут­реннему механизму.

Образование протромбиназы по внешнему пути происходит чрезвычайно быстро (за 20—30 с), ведет к появлению небольших порций тромбина (IIа), который способствует необратимой агре­гации тромбоцитов, активации факторов VIII и V и значительно ускоряет формирование протромбиназы по внутреннему механизму. Инициатором внутреннего механизма образования протромбиназы является фактор XII, который активируется травмированной по­верхностью стенки сосуда, кожей, коллагеном, адреналином, в лабораторных условиях — при контакте со стеклом, после чего переводит фактор XI в XIa. В этой реакции

может принимать участие калликреин (активируется фактором ХIIа) и ВМК (ак­тивируется калликреином). Фактор XIa оказывает непосредствен­ное влияние на фактор IX, переводя его в фактор IXa. Специ­фическая деятельность последнего направлена на протеолиз фак­тора X и протекает при обязательном участии фактора

VIII (или VIIIa).

Следует заметить, что активация фактора X под влиянием комплекса факторов VIII и IXa получила название теназной реакции.

Вторая фаза процесса свертывания крови — переход фак­тора II в фактор IIа осуществляется под влиянием протром­биназы (фактор Ха) в присутствии фактора V (Va) и сводится к протеолитическому расщеплению протромбина, благодаря чему по­является фермент тромбин, обладающий свертывающей активно­стью.

Третья стадия процесса свертывания крови — переход фибриногена в фибрин — носит этапный характер. Под влиянием фактора IIа от фибриногена отщепляются фибринопептиды и образуется фибрин-мономер (фактор Im). Из него бла­годаря процессу полимеризации формируются олигомеры и димеры фибрина (фактор Iо и Id), из которых за счет продольного и поперечного связывания образуются протофибриллы — легкораст­воримый фибрин, или фибрин S, быстро лизирующийся под влиянием протеаз (плазмина, трипсина). В дальнейшем в процесс образования фибрина вмешивается фактор XIII (фибриназа, фибринстабилизирующий фактор), который после активации тромбином в присутст­вии ионов Са2+ «прошивает» фибринполимеры дополнительными перекрестными связями, в результате чего появляется труднораст­воримый фибрин, или фибрин i (insoluble). В результате этой ре­акции сгусток становится резистентным к фибринолитическим (протеолитическим) агентам и плохо поддается разрушению

21.Противосвертывающая система крови. Первичные и вторичные антикоагулянты.

Несмотря на то что в циркулирующей крови имеются все факторы, необходимые для образования тромба, в естественных условиях при наличии целостности сосудов кровь остается жидкой. Это обусловлено наличием в кровотоке противосвертывающих веществ, полу­чивших название естественных антикоагулянтов, или фибринолитического звена системы гемостаза.

Естественные антикоагулянты делят на первичные и вторичные. Первичные антикоагулянты всегда присутствуют в циркулирующей крови, вторичные — образуются в результате протеолитического расщепления факторов свертывания крови в процессе образования и растворения фибринового сгустка. Первичные антикоагулянты можно разделить на три основные группы: 1) антитромбопластины — обладающие антитромбопластическим и антипротромбиназным действием; 2) антитромбины — связывающие тромбин; 3) ингибиторы самосборки фибрина — да­ющие переход фибриногена в фибрин.

Следует заметить, что при снижении концентрации первичных естественных антикоагулянтов создаются благоприятные условия для развития тромбозов и ДВС-синдрома.

22.Фибринолиз, его фазы и механизмы.

Фибринолиз является неотъемлемой частью системы гемо­стаза, всегда сопровождает процесс свертывания крови и активиру­ется факторами, принимающими участие в этом процессе. Являясь важной защитной реакцией, фибринолиз предотвращает закупорку кровеносных сосудов фибриновыми сгустками. Кроме того, фибри­нолиз ведет к реканализации сосудов после остановки кровотечения.

Ферментом, разрушающим фибрин, является плазмин (иног­да его называют «фибринолизин»), который в циркуляции находится в неактивном состоянии в виде профермента плазминогена.

Фибринолиз, как и процесс свертывания крови, может протекать по внешнему и внутреннему механизму (пути). Внешний механизм активации фибринолиза осуществляется при участии тканевых ак­тиваторов,

которые синтезируются главным образом в эндотелии сосудов. К ним относятся тканевый активатор плазминогена (ТАП) и урокиназа. Последняя также образуется в юкстагломеруляриом комплексе (аппарате) почки (см. главу 12). Внутренний механизм активации фибринолиза осуществляется плазменными активатора­ми, а также активаторами форменных элементов крови — лейко­цитов, тромбоцитов и эритроцитов и разделяется на Хагеман-зависимый и Хагеман-независимый. Хагеман-зависимый фибринолиз протекает под влиянием факторов XIIа, калликреина и ВМК, ко­торые переводят плазминоген в плазмин. Хагеман-независимый фиб­ринолиз осуществляется наиболее быстро и носит срочный характер. Его основное назначение сводится к очищению сосудистого русла от нестабилизированного фибрина, образующегося в процессе внутрисосудистого свертывания крови.

Образовавшийся в результате активации плазмин вызывает рас­щепление фибрина (схема 6.3). При этом появляются ранние (круп­номолекулярные) и поздние (низкомолекулярные) ПДФ.

В плазме находятся и ингибиторы фибринолиза. Важнейшими из них являются α2-антиплазмин, связывающий плазмин, трипсин, калликреин, урокиназу, ТАП и, следовательно, вмешивающийся в процесс фибринолиза как на ранних, так и на поздних стадиях. Сильным ингибитором плазмина служит α1протеазный ингибитор. Кроме того, фибринолиз тормозится α2-макроглобулином, C1-протеазным ингибитором, а также рядом ингибиторов активатора плаз­миногена, синтезируемых эндотелием, макрофагами, моноцитами и фибробластами.

Фибринолитическая активность крови во многом определяется соотношением активаторов и ингибиторов фибринолиза.

При ускорении свертывания крови и одновременном торможении фибринолиза создаются благоприятные условия для развития тром­бозов, эмболии и ДВС-синдрома.

Наряду с ферментативным фибринолизом, по мне­нию профессора Б. А. Кудряшова, существует так называемый неферментативный фибринолиз, который обусловлен ком­плексными соединениями естественного антикоагулянта гепарина с ферментами и гормонами. Неферментативный фибринолиз приводит к расщеплению нестабилизированного фибрина, очищая сосудистое русло от фибрин-мономеров и фибрина s.

23.Регуляция свертывания крови и фибринолиза.

Свертывание крови, контактирующей с травмированными тканями, осуществляется за 5—10 мин. Основное время в этом процессе уходит на образование протромбиназы, тогда как переход протром­бина в тромбин и фибриногена в фибрин осуществляется довольно быстро. В естественных условиях время свертывания крови может уменьшаться (развивается гиперкоагуляция) или удлиняться (возникает гипокоагуляция). Установлено, что при острой кровопотере, гипоксии, интенсивной мышечной работе, болевом раздражении, стрессе свертывание крови значительно ускоряется, что может привести к появлению фибрин-мономеров и даже фибрина s в сосудистом русле. Однако благодаря одновременной активации фибринолиза, носящего защитный харак­тер, появляющиеся сгустки фибрина быстро растворяются и не наносят вреда здоровому организму.

Ускорение свертывания крови и усиление фибринолиза при всех перечисленных состояниях обусловлены повышением тонуса симпа­тической части автономной нервной системы и поступлением в кровоток адреналина и норадреналина. При этом активируется фактор Хагемана, что приводит к запуску внешнего и внутреннего механизма образования протромбиназы, а также стимуляции Хагеман-зависимого фибринолиза. Кроме того, под влиянием адреналина усиливается образование апопротеина III — составной части тромбопластина, и наблюдается отрыв клеточных мембран от эндотелия, обладающих свойствами тромбопластина, что способствует резкому ускорению свертывания крови. Из эндотелия также выделяются ТАП и урокиназа, приводящие к стимуляции фибринолиза В случае повышения тонуса парасимпатической части автономной нервной системы (раздражение

блуждающего нерва, введение АХ, пилокарпина) также наблюдаются ускорение свертывания крови и стимуляция фибринолиза. В этих условиях происходит выброс тром­бопластина и активаторов плазминогена из эндотелия сердца и сосудов. Следовательно, основным эфферентным регулятором свертывания крови и фибринолиза является сосудистая стенка. Напом­ним также, что в эндотелии сосудов синтезируется Pgl2, препятст­вующий в кровотоке адгезии и агрегации тромбоцитов. Вместе с тем развивающаяся гиперкоагуляция может смениться гипокоагуляцией, которая в естественных условиях носит вторичный характер и обусловлена расходом (потреблением) тромбоцитов и плазменных факторов свертывания крови, образованием вторичных антикоагу­лянтов, а также рефлекторным выбросом в сосудистое русло в ответ на появление фактора IIа, гепарина и антитромбина III (см. схе­му 6.4).

При многих заболеваниях, сопровождающихся разрушением эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и тканей и/или гиперпро­дукцией апопротеина III стимулированными эндотелиальными клет­ками, моноцитами и макрофагами (эта реакция опосредована дей­ствием антигенов и интерлейкинов), развивается ДВС-синдром,

зна­чительно отягощающий течение патологического процесса и даже приводящий к смерти больного. В настоящее время ДВС-синдром обнаружен более чем при 100 различных заболеваниях. Особенно часто он возникает при переливании несовместимой крови, обшир­ных травмах, отморожениях, ожогах, длительных оперативных вме­шательствах на легких, печени, сердце, предстательной железе, всех видах шока, крашсиндроме (длительное сдавление конечно­стей), а также в акушерской практике при попадании в кровоток матери околоплодных вод, насыщенных тромбопластином плацен­тарного происхождения. При этом возникает гиперкоагуляция, ко­торая из-за интенсивного потребления тромбоцитов, фибриногена, факторов V, VIII, XIII и др. в результате интенсивного внутрисосудистого свертывания крови сменяется вторичной гипокоагуляцией вплоть до полной неспособности крови к образованию фибриновых сгустков, что приводит к трудно поддающимся терапии кровотече­ниям.

Знание основ физиологии гемостаза позволяет клиницисту избрать оптимальные варианты борьбы с заболеваниями, сопровожда­ющимися тромбозами, эмболиями, ДВС-синдромом и повышенной кровоточивостью.

24.Функция внешнего дыхания. Биомеханика дыхательных движений.

Внешнее дыхание осуществляется благодаря изменениям объема грудной полости, влияющим на объем легких. Объем грудной полости увеличивается во время вдоха (инспирация) и уменьшается во время выдоха (экспирация). Легкие пассивно следуют за изменениями объема грудной полости, расширяясь при вдохе и спадаясь при выдохе. Эти дыхательные движения обеспечивают вентиляцию легких за счет того, что при вдохе воздух по воздухоносным путям поступает в альвеолы, а при выдохе покидает их. Изменение объема грудной полости осуществляется в результате сокращений дыхательных мышц.

Функции внешнего дыхания – метод исследования вентиляционной функции легких с помощью графической регистрации при выполнении различных дыхательных маневров и дальнейшей обработкой полученных данных на компьютере.

Лаборатория по исследованию функции внешнего дыхания в отделении функциональной диагностики позволяет проводить следующие методики: Спирометрия, Пневмотахометрия, Исследование дыхательного усилия на вдохе и выдохе, Исследование легочных объемов, Исследование диффузионной способности легких, Пробы с бронхолитиками Исследование дает возможность: определить причину одышки и степень дыхательных нарушений, подобрать

лечение и оценить его эффективность, выявить снижение вентиляционной способности легких, установить ее тип, характер и степень выраженности, оценить обратимость изменений при применении лекарственных препаратов (бронхолитиков), проследить динамику изменения состояния бронхо-легочного дерева в процессе развития болезни и оценить результат лечения.

Исследование функции внешнего дыхания применяется для выявления заболеваний, протекающие с нарушением бронхиальной проводимости, снижением свойств эластичности легочной ткани, дифференциальной диагностики аллергических и неаллергических заболеваний легких.

25.Роль дыхательных мышц в осуществлении вдоха и выдоха.

Дыхательные мышцы обеспечивают ритмичное увеличение или уменьшение объема грудной полости. Функционально дыхательные мышцы делят на инспираторные (основные и вспомогательные) и экспираторные. Основную инспираторную группу мышц составляют диафрагма, наружные межреберные и внутренние межхрящевые мышцы; вспомогательные мышцы — лестничные, грудиноключично-сосцевидные, трапецевидная, большая и малая грудные мышцы. Экспираторную группу мышц составляют абдоминальные (внутренняя и наружная косые, прямая и поперечная мышцы живота) и внутренние межреберные. Важнейшей мышцей вдоха является диафрагма — куполообразная поперечнополосатая мышца, разделяющая грудную и брюшную полости. Она прикрепляется к трем первым поясничным позвонкам (поясничная часть диафрагмы) и к нижним ребрам (реберная часть). К диафрагме подходят нервы от III—V шейных сегментов спинного мозга. При сокращении диафрагмы органы брюшной полости смещаются вниз и вперед и вертикальные размеры грудной полости возрастают. Кроме того, при этом поднимаются и расходятся ребра, что приводит к увеличению поперечного размера грудной полости. При спокойном дыхании диафрагма является единственной активной инспираторной мышцей и ее купол опускается на 1 — 1,5 см. При глубоком форсированном дыхании увеличивается амплитуда движений диафрагмы (экскурсия может достигать 10 см)

иактивизируются наружные межреберные и вспомогательные мышцы. Из вспомогательных мышц наиболее значимыми являются лестничные и грудино-ключично-сосцевидные мышцы.

Наружные межреберные мышцы соединяют соседние ребра. При сокращении этих мышц ребра поднимаются

исмещаются вперед, что приводит к увеличению объема грудной полости в переднезаднем и боковом направлениях.

Лестничные мышцы, сокращаясь во время вдоха, поднимают 2 верхних ребра, а вместе с ними всю грудную клетку. Грудино-ключично-сосцевидные мышцы поднимают I ребро и грудину. При спокойном дыхании они практически не задействованы, однако при увеличении легочной вентиляции могут интенсивно работать. Выдох при спокойном дыхании происходит пассивно. Легкие и грудная клетка обладают упругостью, и поэтому после вдоха, когда они активно растягиваются, стремятся вернуться в прежнее положение. При физической нагрузке, когда повышено сопротивление воздухоносных путей, выдох становится активным. Наиболее важными и сильными экспираторными мышцами являются абдоминальные мышцы, которые образуют переднебоковую стенку брюшной полости. При их сокращении повышается внутрибрюшное давление, диафрагма поднимается вверх и объем грудной полости, а следовательно и легких, уменьшается. В активном выдохе участвуют также внутренние межреберные мышцы. При их сокращении ребра опускаются и объем грудной клетки уменьшается. Кроме того, сокращение этих мышц способствует укреплению межреберных промежутков.

У мужчин преобладает брюшной (диафрагмальный) тип дыхания. У женщин — грудной (реберный) тип дыхания. Грудной тип дыхания облегчает вентиляцию легких при беременности.

26.Роль изменений альвеолярного, плеврального, транспульмонального давлений в осуществлении вдоха и выдоха.

Дыхательные мышцы изменяют объем грудной клетки и создают градиент давления, необходимый для возникновения воздушного потока по воздухоносным путям. Во время вдоха легкие пассивно следуют за объемным приращением грудной клетки, в результате давление в альвеолах становится ниже атмосферного на 1,5—2мм рт. ст. (отрицательное). Под воздействием отрицательного градиента давления в легкие входит воздух из внешней среды. Напротив, при выдохе уменьшается объем легких, давление в альвеолах становится выше атмосферного (положительное) и альвеолярный воздух выходит во внешнюю среду. В конце вдоха и выдоха объем грудной полости прекращает изменяться, и при открытой голосовой щели давление в альвеолах становится равным атмосферному. Альвеолярное давление (Palv) представляет собой сумму плеврального давления (Ppl) и давления, создаваемого эластической тягой паренхимы легкого (Pel) : Palv = Ppl + Pel.

Давление в герметично замкнутой плевральной полости между висцеральным и париетальным листками плевры зависит от величин и направления сил, создаваемых эластической паренхимой легких и грудной стенкой. Плевральное давление можно измерить манометром, соединенным с плевральной полостью полой иглой.

Плевральное давление ниже атмосферного во время вдоха, а во время выдоха может быть ниже, выше или равным атмосферному в зависимости от форсированности выдоха. При спокойном дыхании плевральное давление перед началом вдоха составляет —5см вод.ст., перед началом выдоха оно понижается еще на3—4см вод.ст. При пневмотораксе (нарушение герметичности грудной клетки и сообщение плевральной полости с внешней средой) выравниваются плевральное и атмосферное давления, что вызывает спадение легкого и делает невозможной его вентиляцию.

Разница между альвеолярным и плевральным давлениями называется транспульмональным давлением (Ptp = Palv — Ppl), величина которого в соотношении с внешним атмосферным давлением и является основным фактором, вызывающим движение воздуха в воздухоносных путях легких.

В области контакта легкого с диафрагмой давление называется трансдиафрагмальньм (Ptd); рассчитывают как разницу между внутрибрюшным (Pab) и плевральным давлением: Ptd = Pab - Ppl.

27.Эластические свойства и растяжимость легких.

Если изолированное легкое поместить в камеру и снизить давление в ней ниже атмосферного, то легкое расширится. Его объем можно измерить с помощью спирометра, что поволяет построить статическую кривую давление—объем. В отсутствие потока кривые вдоха и выдоха различны. Это различие между кривыми характеризует способность всех эластических структур легче реагировать на уменьшение, чем на увеличение объема.

Отношение между давлением и изменением объема легких может быть выражено как Р = Е • дельта V где Р

— растягивающее давление, Е — эластичность, AV — изменение объема легких. Эластичность — мера упругости легочной ткани. Величина, обратная эластичности (Cstat = 1/Е), называется статической растяжимостью. Таким образом, растяжимость — это изменение объема на единицу давления. У взрослых она равна 0,2 л/см вод. ст. Легкое более растяжимо при низких и средних объемах. Статическая растяжимость зависит от размеров легких. Легкое крупных размеров подвержено большим изменениям своего объема на единицу изменения давления, чем маленькое легкое.

Поверхность альвеол изнутри покрыта тонким слоем жидкости, содержащей сурфактант. Сурфактант секретируется альвеолярными эпителиальными клетками II типа и состоит из фосфолипидов и протеинов. В легких сурфактант выполняет важные физиологические функции: понижая поверхностное натяжение, увеличивает растяжимость легких и тем самым снижает совершаемую при вдохе работу; обеспечивает стабильность альвеол, препятствуя их спадению и появлению ателектазов, и предотвращает перемещение воздуха из меньших альвеол внутрь больших в результате более выраженного снижения поверхностного натяжения при малых объемах; препятствует транссудации жидкости из капилляров легких на поверхность альвеол.

28.Эластические свойства грудной клетки. Сопротивление в дыхательной системе.

Упругостью обладают не только легкие, но и грудная стенка. При остаточном объеме легких эластическая отдача грудной стенки направлена наружу. По мере того как объем грудной полости увеличивается, отдача стенки, направленная наружу, снижается и при объеме грудной полости около 60 % жизненной емкости легких падает до нуля. При дальнейшем расширении грудной клетки до уровня общей емкости легких отдача ее стенки направляется внутрь. Нормальная растяжимость грудной стенки равна 0,2 л/см вод. ст. Легкие и грудная стенка функционально объединены посредством плевральной полости. На уровне остаточного объема направленная наружу эластическая отдача грудной стенки значительно превосходит отдачу легких, направленную внутрь. В результате в дыхательной системе возникает суммарное давление

отдачи, направленное наружу. На уровне функциональной остаточной емкости (FRC) эластическая тяга легких, направленная внутрь, уравновешена эластической тягой грудной клетки, направленной наружу. Таким образом, при FRC дыхательная система находится в равновесии. Статическая растяжимость всей дыхательной системы в норме составляет 0,1 л/см вод.ст.

Продвижение воздуха через дыхательные пути встречает сопротивление сил трения о стенки бронхов, величина которого зависит от характера потока воздуха. В воздухоносных путях встречаются 3 режима потока: ламинарный, турбулентный и переходный.

Сопротивление воздухоносных путей можно рассчитать, разделив разность давлений в ротовой полости и альвеолах на объемную скорость воздушного потока. Сопротивление воздухоносных путей распределяется неравномерно. У взрослого человека при дыхании через рот на глотку и гортань приходится около 25 % общего сопротивления; на долю внутригрудных крупных воздухоносных путей (трахея, долевые и сегмен¬ тарные бронхи) — около 65 % общего сопротивления, остальные 15 % — на долю воздухоносных путей с диаметром менее 2 мм. Мелкие воздухоносные пути вносят незначительный вклад в общее сопротивление. На сопротивление воздухоносных путей существенно влияет изменение объема легких. Бронхи растягиваются окружающей их легочной тканью; их просвет при этом увеличивается, а сопротивление

снижается. Аэродинамическое сопротивление зависит также от тонуса гладких мышц бронхов и физических свойств воздуха (плотность, вязкость).

Нормальное: сопротивление воздухоносных путей у взрослых на уровне функциональной остаточной емкости (FRC) равно примерно 15 см вод. ст./л/с,

29.Вентиляция легких. Легочные объемы легких.

Вентиляция легких — непрерывный регулируемый процесс обновления газового состава воздуха, содержащегося в легких. Вентиляция легких обеспечивается введением в них атмосферного воздуха, богатого О2, и выведением при выдохе газа, содержащего избыток СО2.

Для характеристики вентиляционной функции легких и ее резервов большое значение имеет величина статических и динамических объемов и емкостей легких. К статическим объемам относятся величины, которые измеряют после завершения дыхательного маневра без ограничения скорости (время) его выполнения. К статическим показателям относятся четыре первичных легочных объема: дыхательный объем, резервный объем вдоха, резервный объем выдоха и остаточный объем, а также и ёмкости: жизненная емкость легких, емкость вдоха, функциональная остаточная емкость и общая емкость легких.

При спокойном дыхании с каждым дыхательным циклом в легкие поступает объем воздуха, называемый дыхательным. Величина VT у взрослого здорового человека весьма вариабельна; в состоянии покоя VT составляет в среднем около 0,5 л.

Максимальный объем воздуха, который дополнительно человек способен вдохнуть после спокойного вдоха, называется резервным объемом вдоха (TRV). Этот показатель для человека среднего возраста и средних антропометрических данных составляет около 1,5—1,8л.

Максимальиый обьем воздуха, который человек дополнительно, может выдохнуть после спокойного-выдоха, называется резервным объемом выдоха (ERV) и составляет 1,0—1,4л. Гравитационный фактор оказывает выраженное влияние на этот показатель, поэтому он выше в вертикальном положении, чем в горизонтальном. Остаточный объем (RV) — объем, воздуха который, остается в легких после максимального экспираторного усилия; он составляет1,0—J,5л. Его объём зависит от эффективности сокращения экспираторных мышц и механических свойств легких. С возрастом RV увеличивается. RV подразделяют на коллапсный (покидает легкое при полном двустороннем пневмотораксе) и минимальный (остается в легочной ткани после пневмоторакса).

Жизненная емкость.легких (VC) — это объем воздуха, который можно выдохнуть при максимальном экспираторном усилии после максимального вдоха. VC включает в себя VT, IRV и ERV. У мужчин среднего возраста VC варьирует в пределах 3,5—5л, у женщин —3—4л.

Емкость вдоха (1С) — это сумма VT и IRV. У человека 1С составляет 2,0—2,3л и не зависит от положения тела.

Функциональная остаточная емкость (FRC) — объем воздуха в легких после спокойного выдоха — составляет около 2,5 л. FRC называют также конечным экспираторным объемом.

Динамические величины характеризуют объемную скорость воздушного потока. К динамическим показателям относятся: объем форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ1 — FEV1 ); форсированная жизненная емкость (ФЖЕЛ — FVC); пиковая объемная (PEV) скорость выдоха и др. Объемы и емкости легких здорового человека определяет ряд факторов: 1) рост, масса тела, возраст, расовая принадлежность, конституциональные особенности человека; 2) эластические свойства легочной ткани и дыхательных путей; 3) сократительные ха¬ рактеристики инспираторных и экспираторных мышц.

Для определения легочных объемов и емкостей используются методы спирометрии, спирографии, пневмотахометрии и бодиплетизмографии. Для сопоставимости результатов измерений легочных объемов и емкостей полученные данные должны соотноситься со стандартными условиями: температуры тела 37 "С, атмосферного давления 101 кПа (760 мм рт.ст.), относительной влажности 100 %. Эти стандартные условия обозначают аббревиатурой BTPS.

30.Количественная характеристика вентиляции легких.

дыхательного объема. У одних людей прирост минутной вентиляции осуществляется учащением, у других — углублением дыхания.

У взрослого человека в условиях покоя величина МОД в среднем составляет 8 л.

Максимальная вентиляция легких (МВЛ) — объем воздуха, который проходит через легкие за 1 мин при выполнении максимальных по частоте и глубине дыхательных движений. Эта величина чаще всего имеет теоретическое значение, так как невозможно поддерживать максимально возможный уровень вентиляции в течение 1 мин даже при максимальной физической нагрузке из-за нарастающей гипокапнии. Поэтому для его кос¬ венной оценки используют показатель максимальной произвольной вентиляции легких. Он измеряется при выполнении стандартного12-секундноготеста с максимальными по амплитуде дыхательными движениями, обеспечивающими величину дыхательного объема (VT) до2—4л, и с частотой дыхания до 60 в 1 мин.

МВЛ в значительной степени зависит от величины ЖЕЛ (VC). У здорового человека среднего возраста она составляет 70—100л *мин- 1 ; у спортсмена доходит до 120— 150 л • мин- 1 .

31.Альвеолярная вентиляция легких.

Газовая смесь, поступившая в легкие при вдохе, распределяется на две неравные по объему и функциональному значению части. Одна из них не принимает участия в газообмене, так как заполняет воздухоносные пути (анатомическое мертвое пространство — Vd) и неперфузируемые кровью альвеолы (альвеолярное мертвое пространство). Сумма анатомического и альвеолярного мертвых пространств называется физиологическим мертвым пространством. У взрослого чeлoвeкa в положении стоя, объем мертвого пространства (Vd) составляет 150 мл воздуха находящегося в основном в воздухоносных путях. Эта часть дыхательного объема, участвует в вентиляции дыхательных путей и неперфузируемых альвеол. Отношение Vd к VT составляет 0,33. Ее величину можно рассчитать по уравнению Бора

Vd = (F A CO2 - FE C O2 / FA C O2 - F1 CO2 ) • VT,

где FA , FE, F1 CO2 — концентрация СО2 в альвеолярном, выдыхаемом и вдыхаемом воздухе.

Другая часть дыхательного объема поступает в респираторный отдел, представленный альвеолярными протоками, альвеолярными мешочками и собственно альвеолами, где принимает участие в газообмене. Эта часть дыхательного объеманазывается альвеолярным объемом. Она обеспечивает вентиляцию альвеолярного пространства. Объем альвеолярнрй вентиляции (VA) рассчитывают по формуле:

V A = VE - (R • Vd).

Как с л е д у е т из формулы, не весь вдыхаемый воздух участвует в газообмене, поэтому альвеолярная вентиляция всегда меньше легочной вентиляции. Показатели альвеолярной вентиляции, легочной вентиляции и мертвого пространства связаны следующей формулой:

Vd/Ve = Vd/VT = 1 - Va/Ve.

Газообмен наиболее эффективен, если альвеолярная вентиляция и капиллярная перфузия распределены равномерно по отношению друг к другу. В норме вентиляция обычно преимущественно осуществляется в верхних отделах легких, в то время как перфузия — преимущественно в нижних. Вентиляционноперфузионное соотношение становится более равномерным при нагрузке.

Повышение соотношения объема мертвого пространства к дыхательному объему (Vd/VT) или увеличенная разница парциального напряжения кислорода в артериях и альвеолах являются неспецифическими критериями неравномерности распределения газообмена, однако эти изменения могут быть вызваны и другими причинами.

Наиболее важными особенностями альвеолярной вентиляции являются:

•интенсивность обновления газового состава, определяемая соотношением альвеолярного объема и альвеолярной вентиляции;

•изменения альвеолярного объема, которые могут быть связаны либо с увеличением или уменьшением размера вентилируемых альвеол, либо с изменением количества альвеол, вовлеченных в вентиляцию;

•различия внутрилегочных характеристик сопротивления и эластичности, приводящие к асинхронности альвеолярной вентиляции;

•поток газов в альвеолу или из нее определяется механическими характеристиками легких и дыхательных путей, а также силами (или давлением), воздействующими на них. Механические характеристики обусловлены главным образом сопротивлением дыхательных путей потоку воздуха и эластическими свойствами легочной паренхимы.

Хотя существенные изменения размеров альвеол могут произойти за короткий промежуток времени, линейная скорость потока воздуха внутри альвеол очень мала.

Неравномерность альвеолярной вентиляции обусловлена и гравитационным фактором — разницей транспульмонального давления в верхних и нижних отделах грудной клетки. В вертикальном положении в нижних отделах это давление выше примерно на 8 см вод. ст. (0,8 кПа). Апико-базальный градиент всегда присутствует независимо от степени воздухонаполненности легких и в свою очередь определяет наполнение воздухом альвеол в разных отделах легких.

Любое повышение альвеолярного транспорта О2 и СО2 , например при физической нагрузке, сопровождается повышением градиентов концентрации газов, которые способствуют возрастанию их смешивания в альвеолах. Нагрузка стимулирует альвеолярное смешивание путем повышения потока вдыхаемого воздуха и возрастания кровотока, повышает альвеолярно-капиллярный градиент давления дляО2 и СО2.

Феномен коллатеральной вентиляции важен для оптимального функционирования легких. Существует три типа коллатеральных соединений:

•интеральвеолярные, или поры Кона. Каждая альвеола в норме имеет около 50 интеральвеолярных соединений от 3 до 13 мкм в диаметре; эти поры увеличиваются в размере с возрастом;

•бронхоальвеолярные соединения, или каналы Ламберта, которые при¬ сутствуют в норме у детей и взрослых и иногда достигают в диаметре 30 мкм;

•межбронхиолярные соединения, или каналы Мартина, которые не встречаются у здорового человека и появляются при некоторых заболе¬ ваниях, поражающих дыхательные пути и легочную паренхиму. Гравитация также оказывает влияние на легочный кровоток. Региональная перфузия единицы легочного объема возрастает по направлению от верхушек к базальным отделам легких в большей степени, чем это происходит с вентиляцией. Поэтому в норме вентиляционно-перфузионное отношение (Va/Qc) снижается от верхушек к нижним отделам. Вентиляционно-перфузионные отношения зависят от положение тела, возраста и величины растяжения легких.

32.Диффузия газов.

Процесс переноса О2и СО2 через альвеолярно-капиллярную мембрану осуществляется путем его физической диффузии, т.е. из области высокого в область низкого парциального давления.

Диффузия газов описывается законом диффузии Фика, в соответствии с которым скорость переноса газов через мембрану прямо пропорциональна площади мембраны, разнице парциального давления по обе ее стороны, константе диффузии (диффузионной способности) и обратно пропорциональна толщине мембраны.

Vg = S x DM x ( P1 - P2 )/d,

где Vg — скорость переноса газов, S — площадь мембраны, DM — диффузионная способность мембраны, (P1 - Р2 ) — разница парциального давления газа по обе стороны мембраны, d — толщина мембраны. Общая площадь альвеолярно-капиллярной мембраны у человека составляет50—100м2 , а ее толщина приблизительно равна 0,5 мкм. Растворимость СО2 значительно выше, чем О2 поэтому скорость переноса СО2 примерно в 23 раза выше по сравнению с О2.

Перенос газов через мембрану можно рассматривать как определенное препятствие для движения газов (диффузионное сопротивление). Перенос О2 из легких в кровь лимитируется также скоростью связывания кислорода гемоглобином. Диффузионная способность легких может быть разделена на два компонента: 1) диффузия через альвеолярно-капиллярную мембрану и мембрану эритроцита и 2) реакция с гемоглобином. Оба этих компонента обозначают как «сопротивление» для переноса 02. Общая сумма сопротивлений представлена уравнением Ругтона— Форстера:

1/DL = 1/DM + 1/QVc,

где DL — диффузионная способность легких, DM — диффузионная спо¬ собность мембраны, 0 — скорость реакции О2 с гемоглобином, Vc — объ¬ ем капиллярной крови.

Данное уравнение демонстрирует факторы, от которых зависит диффузионная способность легких. Так, диффузионная способность легких может быть уменьшена при снижении диффузионной способности альвеолярно-капиллярной мембраны (утолщение мембраны или уменьшение ее площади), при снижении

скорости связывания О2 гемоглобином и пру уменьшении объема крови в капиллярах легких. ДиффузияO2 может также, быть снижена при уменьшении разницы парциального давления газа по обе стороны альвеолярно-капиллярной мембраны, например при снижении парциального напряжения О2 в

альвеолярном воздухе (в условия) высокогорья) и при увеличении скорости прохождения эритроцитов через капилляры в легких.

33.Транспорт кислорода.

О2 переносится к тканям в двух формах: связанный с гемоглобином и растворенный в плазме.

В крови содержится лишь незначительное количество О2, растворимого в плазме. Согласно закону Генри, количество газа, растворенного в жидкости, прямо пропорционально его парциальному давлению и коэффициенту растворимости. Растворимость О2 в плазме крови низка: при РО2 = = 1 мм рт.ст. в 100 мл крови растворяется 0,0031 мл О2 При нормальных физиологических условиях в 100 мл крови растворяется 0,31 мл О2, т.е. 0,31 об.%. Такое

количество О2 не обеспечивает потребности организма, поэтому основное значение имеет другой способ переноса — в виде связи с гемоглобином внутри эритроцита. Каждая молекула гемоглобина человека состоит из белка глобина и гема. Основной глобин взрослых — НЬА является тетрамером, состоящим из двух полипептидных цепей а и двух полипептидных цепей р. В спиральную структуру каждой полипептидной цепи глобина встроен гем, который является комплексным соединением двухвалентного иона железа Fe2 + и порфирина. Ион железа гема способен присоединять одну молекулу О2, т.е. одна молекула гемоглобина способна связать 4 молекулы О2. Следует особо подчеркнуть уникальные особенности иона Fe2 + тема обратимо связывать молекулу О2 НЬ + О2 <->НЬО2, в то время как обычно при реакции изолированного F e2 + и кислорода образуется Fe3 + . Окисленный ион Fe3 + не способен высвобождать О2, т.е. образуется необратимая связь, а связь иона Fe2 + тема с О2 происходит за счет конформационных изменений третичной и четвертичной структуры глобина, она обратима, т.е. в тканях происходит высвобождение О2. Гемоглобин, связанный с четырьмя молекулами О2, называется оксигемоглобином, а гемоглобин, не содержащий О2 или менее четырех молекул О2 , — деоксигенированным гемоглобином.

1 г гемоглобина способен максимально связать 1,34 мл О2 Учитывая, что нормальное содержание гемоглобина составляет 15 г/100 мл, можно рассчитать, что в 100 мл крови максимально может содержаться 20.1 мл О2 связанного с гемоглобином. Данная величина называется кислородной емкостью крови (КЕК): КЕК = [НЬ] х 1,34 мл О2/гНЬ/100 мл крови.

Наиболее важным параметром, определяющим количество кислорода, связанного с гемоглобином, является насыщение гемоглобина кислородом — сатурация (SаО2 ), который рассчитывают по формуле:

При РаO2 , равном 100 мм рт.ст., насыщение гемоглобина кислородом артериальной крови составляет около 97 %. В венозной крови (РО2 = 40 мм рт.ст.) SaO2приблизительно равна 75 %.