40. Механизм легочного дыхания (вдох, выдох). Жизненная емкость легких, состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха.

Ответ. Вентиляция легких осуществляется вследствие разности давления между альвеолярным и атмосферным воздухом. При вдохе давление в альвеолах снижается (за счет расширения грудной клетки) и становится ниже атмосферного: воздух из атмосферы входит в воздухоносные пути. При выдохе давление в альвеолах приближается к атмосферному или даже становится выше него (при форсированном выдохе), что соответственно приводит к удалению воздуха из альвеол. Акт вдоха совершается путем подъема ребер межреберными мышцами и опускания купола диафрагмы. Диафрагма – это наиболее сильная мышца вдоха, дает 2/3 объема вдоха. При расслаблении мышц вдоха под действием эластических сил грудной клетки и силы тяжести объем грудной клетки уменьшается, вследствие чего происходит выдох (при спокойном дыхании он происходит пассивно). Таким образом, дыхательный цикл включает вдох, выдох и паузу. Дыхательный объем – ДО (0,3–0,8 л) – воздух, вдыхаемый и выдыхаемый при каждом дыхательном цикле. Резервный объем выдоха – РОвыд (1,0–1,5 л) – воздух, который можно дополнительно выдохнуть после обычного выдоха в покое (резервный воздух). Резервный объем вдоха – РОвд (1,5–2,5 л) – воздух, который можно вдохнуть после обычного вдоха в покое (дополнительный воздух). Остаточный объем легких, или остаточный воздух – ОО (1,0–1,2 л) – количество воздуха, которое остается в легких после максимального выдоха. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) = ДО + РОвыд + РОвд = 3,0–5,0 л (3,0–4,0 л – жен., 4,5–5,0 л – муж.) – количество воздуха, которое выходит из легких при максимальном выдохе после глубокого вдоха. Для оценки показателей внешнего дыхания очень важен состав атмосферного, альвеолярного и выдыхаемого воздуха.

41. Газообмен в легких и тканях. Типы и частота дыхания. Особенности дыхания в различных условиях (физическая нагрузка, высокогорье, погружение на большие глубины).

Ответ. Обмен газов осуществляется через легочную мембрану (толщина которой около 1 мкм) путем диффузии вследствие разности их парциального давления в крови и альвеолах. Кислород находится в крови и в растворенном виде, и в виде соединения с гемоглобином. Однако растворимость О2 очень низкая: в 100 мл плазмы может раствориться не более 0,3 мл О2, поэтому основная роль в переносе кислорода принадлежит гемоглобину. 1 г Hb присоединяет 1,34 мл О2, поэтому при содержании гемоглобина 150 г/л (15г/100 мл) каждые 100 мл крови могут переносить 20,8 мл кислорода. Это так называемая кислородная емкость гемоглобина. Отдавая О2 в капиллярах, оксигемоглобин превращается в восстановленный гемоглобин. В капиллярах тканей гемоглобин способен также образовать непрочное соединение с СО2 (карбогемоглобин). В капиллярах легких, где содержание СО2 значительно меньше, углекислый газ отделяется от гемоглобина. Коэффициент утилизации кислорода представляет собой количество О2, которое потребляют ткани, в процентах от общего его содержания в крови. Наибольший он в миокарде – 40–60 %. В сером веществе головного мозга количество потребляемого кислорода примерно в 8–10 раз больше, чем в белом. В корковом веществе почки примерно в 20 раз больше, чем во внутренних участках ее мозгового вещества. При тяжелых физических нагрузках коэффициент утилизации О2 мышцами и миокардом возрастает до 90 %. Внешнее дыхание состоит из двух актов: вдоха (инспирация) и выдоха (экспирация). Различают два режима дыхания. Частота дыхания в покое – 16–18 дыхательных движений в мин. Различают грудной, брюшной и смешанный типы дыхания. Грудной (или реберный) тип дыхания обеспечивается в основном за счет работы межреберных мышц, а диафрагма смещается пассивно под действием грудного давления. При брюшном типе дыхания в результате мощного сокращения диафрагмы не только снижается давление в плевральной полости, но и одновременно повышается давление в брюшной полости. Этот тип дыхания более эффективен, так как при нем легкие сильнее вентилируются и облегчается венозный возврат крови от органов брюшной полости к сердцу. Смешанный тип дыхания наблюдается чаще всего при спокойном дыхании и обеспечивается активной работой и межреберных мышц, и диафрагмы. При физической работе. Во время выполнения физической работы мышцам необходимо большое количество кислорода. Потребление О2 и продукция СО2 возрастают при физической нагрузке в среднем в 15 - 20 раз. Обеспечение организма кислородом достигается сочетанным усилением функции дыхания и кровообращения. Уже в начале мышечной работы вентиляция легких быстро увеличивается. В возникновении гиперпноэ в начале физической работы периферические и центральные хеморецепторы как важнейшие чувствительные структуры дыхательного центра еще не участвуют. Уровень вентиляции в этот период регулируется сигналами, поступающими к дыхательному центру главным образом из гипоталамуса, лимбической системы и двигательной зоны коры большого мозга, а также раздражением проприорецепторов работающих мышц. По мере продолжения работы к нейрогенным стимулам присоединяются гуморальные воздействия, вызывающие дополнительный прирост вентиляции. При тяжелой физической работе на уровень вентиляции оказывают влияние также повышение температуры, артериальная двигательная гипоксия и другие лимитирующие факторы. При подъеме на высоту человек оказывается в условиях пониженного атмосферного давления. Следствием понижения атмосферного давления является гипоксия, которая развивается в результате низкого парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе.При подъеме на высоту 1,5-2 км над уровнем моря не происходит значительного изменения снабжения организма кислородом и изменения дыхания. На высоте 2,5-5 км наступает увеличение вентиляции легких, вызванное стимуляцией каротидных хеморецепторов. Одновременно происходит повышение артериального давления и увеличение частоты сердечных сокращений. Все эти реакции направлены на усиление снабжения тканей кислородом. Увеличение вентиляции легких на высоте может привести к снижению парциального давления углекислого газа в альвеолярном воздухе - гипокапнии, при которой снижается стимуляция хеморецепторов, особенно центральных, это ограничивает увеличение вентиляции легких. После работ на больших глубинах специального внимания требует переход человека от высокого давления к нормальному. При быстрой декомпрессии, например, при быстром подъеме водолаза, физически растворенные в крови и тканях газы значительно больше обычного, не успевают выделиться из организма и образуют пузырьки. Кислород и углекислый газ представляют меньшую опасность, т. к. они быстро связываются кровью и тканями. Особую опасность представляет образование пузырьков азота, которые разносятся кровью и закупоривают мелкие сосуды (газовая эмболия), что сопряжено с большой опасностью для жизни. Состояние, возникающее при быстрой декомпрессии, называется кессонной болезнью, она характеризуется болями в мышцах, головокружением, рвотой, одышкой, потерей сознания, а в тяжелых случаях могут возникать параличи. При появлении признаков кессонной болезни необходимо немедленно вновь подвергнуть пострадавшего действию высокого давления (такого, с которого он начинал подъем), чтобы вызвать растворение пузырьков азота, а затем декомпрессию производить постепенно.