2 курс / Нормальная физиология / физиология дыхания

ЛечTeam

Школа медицины

Дыхание — это обмен дыхательными газами (O2 и СО2) между атмосферным воздухом и клетками. Этот обмен протекает в пять стадий:

Обмен между атмосферным воздухом и альвеолами — легочная

вентиляция.

Обмен между альвеолами и кровью — легочная диффузия.

Перенос между легочными и системными капиллярами (то есть от легких к тканям и обратно) — транспорт кровью.

Обмен между системными капиллярами и клетками — тканевая

диффузия.

Потребление клетками О; и выделение СО; — клеточное дыхание.

Впроцессах дыхания участвуют два типа транспорта:

—диффузионный транспорт — диффузия дыхательных газов через биологические мембраны по градиенту концентрации свободных молекул газов;

—конвекционный транспорт — перенос дыхательных газов вместе с движущейся средой (convectio— совместный перенос):

Легочные объёмы:

—дыхательный объем: объем воздуха, вдыхаемый (или выдыхаемый) при одном вдохе (выдохе). В норме при спокойном дыхании — до 500 мл;

—резервный объем вдоха: объем воздуха, который можно дополнительно вдохнуть после спокойного вдоха. В норме — 2000—3000

мл;

—резервный объем выдоха: объем воздуха, который можно дополнительно выдохнуть после спокойного выдоха. В норме — около

1000—1500 мл;

—остаточный объем легких: объем воздуха, который остается в легких после максимального выдоха. В норме — около 1000—1500 мл.

Легочные емкости:

— жизненная емкость легких: объем воздуха, который можно выдохнуть после максимального вдоха; сумма дыхательного объема, резервного объема вдоха и резервного объема выдоха. В

норме — 3000—4500 мл;

— общая емкость легких:

объем воздуха, содержащийся в легких на высоте максимального вдоха; сумма жизненной емкости легких и остаточного, объема легких. В

норме — 4000—6000 мл;

—функциональная остаточная емкость: объем воздуха,

содержащийся в легких после спокойного выдоха; сумма резервного объема выдоха и остаточного объема легких. В норме — 2000—3000 мл;

—емкость вдоха: объем воздуха, который можно вдохнуть после спокойного, выдоха; сумма дыхательного объема и резервного объема вдоха. В норме — 2500—3500 мл.

Движущей силой для движения воздуха служит разность давлений.

При вдохе легкие расширяются и в альвеолах создается некоторое разряжение — альвеолярное давление становится меньше атмосферного.

Движущая силая - разница между атмосферным и альвеолярным давлением.

При выдохе легкие спадаются, альвеолярное давление несколько повышается и становится больше атмосферного.

Движущая сила - разница между атмосферным и альвеолярным давлением, (только направлена она уже в другую сторону)

Последовательность дыхательного цикла:

1.Сокращение инспираторных мышц вызывает расширение

грудной клетки и опускание диафрагмы.

2.Легкие следуют за грудной клеткой и диафрагмой и при этом сами

расширяются.

3.В результате расширения легких давление в них падает, в легкие

засасывается воздух и происходит вдох.

4.Затем дыхательные мышцы расслабляются.

5.Растянувшиеся при вдохе легкие спадаются, за ними следуют грудная клетка и диафрагма.

6.В результате сжатия легких давление в них повышается, из легких

вылавливается воздух и происходит выдох.

Движущая сила диффузии О2 и СО2 - градиент парциального давления (рО2, рСО2)

Показатели содержания газов в газовых смесях и жидкостях:

Фракционное содержание показывает, какой процент от общего объема газовой смеси приходится на долю данного газа Парциальное давление (рО2, рСО2) этот показатель отражает концентрацию свободных молекул данного газа в газовой смеси или жидкости

Объемная концентрация газа в жидкости показывает, какой объем газа в свободном и связанном виде содержится в 100мл жидкости, то есть объем соответствует общей концентрации физически растворенного и химически связанного газа

Кислород переносится кровью преимущественно в химически связанном виде — в соединении с гемоглобином.

Гемоглобин - идеальный переносчик кислорода:

связывает большое количество кислорода в легких;

отдает большое количество кислорода в тканях; еще больше увеличивает отдачу

кислорода в активно работающих тканях.

Способность гемоглобина присоединять и отдавать кислород зависит от

напряжения кислорода в крови (показатель - рО2 - парциальное давление кислорода)

График, отражающий способность гемоглобина присоединять и отдавать кислород называется «Кривая диссоциации оксигемоглобина».

Кривая диссоциации оксигемоглобина - это зависимость содержания оксигемоглобина (в % от всего гемоглобина) (HbO2) от парциального давления кислорода (pO2).

У кривой имеется наклонный участок:

[рО2 менее 65 мм рт. ст.]

рО2 = 40 мм рт. ст. — венозный конец капилляра рО2 = 35 мм рт. ст. — ткани организма

При этих значениях - сродство гемоглобина к кислороду падает и кислород высвобождается в ткани.

Следствие: гемоглобин легко отдает большое количество кислорода в тканях.

Практическое значение: обеспечивается бесперебойное снабжение тканей кислородом, в которых вследствие постоянного потребления кислорода его парциальное давление равно нулю.

У кривой имеется почти горизонтальный участок:

[рО2 около 65 - 100 мм рт. ст.]

рО2 = 100 мм рт. ст. в альвеолярном воздухе (в легочных капиллярах) - максимальное насыщение гемоглобина.

При этих значениях - гемоглобин легко насыщается кислородом.

Следствие: гемоглобин связывает большое количество кислорода в легких.

Практическое значение: при снижении рО2, в альвеолярном воздухе (даже до 70 мм рт. ст.) кровь все равно максимально насыщается кислородом — важный механизм защиты от гипоксии.

Вывод:

1)если рО2 высоко - гемоглобин присоединяет кислород

2)если рО2 снижается - гемоглобин отдает кислород

Постарайся уловить логическую цепочку:-)

Положение кривой диссоциации оксигемоглобина зависит от сродства гемоглобина с кислородом:

сродства гемоглобина к О2 (облегчение перехода О2 в ткани) = кривая сдвигается вправо

сродства гемоглобина к О2 (меньшее высвобождение кислорода в тканях) = кривая диссоциации сдвигается влево

На сродство гемоглобина к О2 оказывают влияние метаболические факторы:

Влияние метаболических факторов:

В норме:

рН, рСО2 и t° — снижают сродство гемоглобина к О2 (смещение кривой вправо)

Такие метаболические условия создаются в работающих мышцах (тканях). Это физиологически выгодно, т.к. повышенное высвобождение О2 необходимо для активной мышечной (тканевой) работы.

рН, рСО2 и t° — повышают сродство гемоглобина к О2 (смещение кривой влево)

Такие условиях создаются в легких, что повышает насыщение крови кислородом.

В других случаях:

концентрации СО — смещение кривой влево (у СО сродство к гемоглобину в 240 раз выше, чем у О2)

количества метгемоглобина — смещение кривой влево концентрации 2,3-ДФГ — смещение кривой вправо

Как это легко запомнить?

Ты качаешь пресс. Твоим мышцам нужно больше О2.

Из-за усиленной работы в твоих мышцах t° (энергия в виде тепла), рСО2 (мышцы уже сожгли много кислорода), рН (привет молочная кислота).

Это все снижает сродство гемоглобина к О2, а значит больше О2 уходит к мышцам. Сдвиг кривой вправо! Миссия выполнена.

В легких все наоборот.

Эффект Бора - влияние рН на сродство гемоглобина к кислороду

связывание Н+ уменьшает сродство Hb к О2

Результат: В ТКАНЯХ гемоглобин легко отдает О2

Углекислый газ переносится в нескольких формах, или транспортных фракциях:

—физически растворенный СО2;

—СО2, соединенный с гемоглобином (карбогемоглобин);

—бикарбонат (НСО3).

рСО2 в капиллярах = 40 мм рт.ст. В клетках рядом pСО2 выше (СО2 постоянно образуется)

Физически растворенный СО2 переносится по градиенту напряжения из тканей в капилляры

Часть СO2 остается в состоянии физического растворения.

Часть идет на гидратацию (+H2O).

В плазме эта реакция протекает очень медленно

В эритроците она ускоряется примерно в 10 тыс. раз.

(ДЕЙСТВИЕ КАРБОАНГИДРАЗЫ)

Диссоциация Н2СО3 на ионы бикарбоната (НСО3-) и

водорода. Это заодно подкисляет содержимое эритроцита, что улучшает отдачу оксигемоглобином (HbO2) кислорода (Эффект Бора).

градиенту в плазму, взамен на Сl- (хлоридный сдвиг)