фз дыхание

1\Дыхание – совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода и выведение углекислого газа.Дыхание обеспечивает газообмен в организме, являющийся необходимым звеном обмена веществ. Главной частью дыхательной системы организма человека являются легкие, которые выполняют основную функцию дыхания - обмен кислородом и углекислым газом между организмом и внешней средой обитания. Такой обмен возможен благодаря сочетанию вентиляции, диффузии газов через альвеолярно-капиллярную мембрану и легочного кровообращения.Регуляция дыхания контролируется ЦНС и периферической нервной системой. Кровеносные сосуды содержат специальные хеморецепторы, которые реагируют на концентрацию продуктов обмена, парциальное напряжение кислорода и углекислого газа, pH организма. Благодаря этому осуществляется регуляция объема вентиляции легких, частоты, глубины, длительности вдоха и выдоха.Кроме того, дыхательная система участвует в таких важных функциях, как терморегуляция, голосообразование, обоняние, увлажнение вдыхаемого воздуха. Лёгочная ткань также играет важную роль в таких процессах как: синтез гормонов, водно-солевой и липидный обмен. В обильно развитой сосудистой системе лёгких происходит депонирование крови. Дыхательная система также обеспечивает механическую и иммунную защиту от факторов внешней среды.

2\Выделяют верхние и нижние дыхательные пути. Переход верхних дыхательных путей в нижние осуществляется в месте пересечения пищеварительной и дыхательной систем в верхней части гортани. Система верхних дыхательных путей состоит из полости носа, носоглотки и ротоглотки, а также частично ротовой полости, так как она тоже может быть использована для дыхания. Система нижних дыхательных путей состоит из гортани, трахеи, бронхов. Их важнейшими функциями являются: проведение вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, его согревание, увлажнение, очищение. Орган обоняния, расположенный в полостях носа, обеспечивает восприятие запаха. Гортань участвует в формировании звуковой речи.

Дыхательные пути обеспечивают связь окружающей среды с главными органами дыхательной системы — лёгкими. Лёгкие расположены в грудной полости в окружении костей и мышц грудной клетки. Обеспечивают поступление кислорода в организм и удаление из него газообразного продукта жизнедеятельности — углекислого газа.

4\1этапы дыхания. Условно процесс дыхания подразделяют на 3 этапа: 1) внешнее - это динамический процесс, осуществляющий функцию газообмена: вентиляция, диффузия, кровоток; В процессе внешнего дыхания кислород из внешней среды доставляется в альвеолы легких.; 2) Диффузия кислорода и его транспортировка к тканям -осуществляется благодаря насосной функции сердца, минутному объёму кровообращения, гемоглобину и степени диссоциации оксигемоглобина, . осуществляется за счет парциальной разности содержания кислорода в альвеолярном воздухе и венозной крови, после чего незначительная часть кислорода растворяется в плазме, а основная часть кислорода связывается с гемоглобином, и транспортируется с током крови к органам и тканям организма. 3)тканевое дыхание - самое древнее, основное звено в цепи дыхательного аппарата и очень трудно управляемое.. Кислород утилизируется в цикле Кребса - биологическое окисление белков, жиров и углеводов, с целью выработки энергии. Молекулярной основой клеточного дыхания является окисление углерода до углекислого газа и перенос атома водорода на атом кислорода с образованием молекулы воды.

4\2 Тип дыхания зависит от мышц, поэтому выделяют: 1) грудной. Осуществляется при участии межреберных мышц и мышц 1—3-го дыхательного промежутка, при вдохе обеспечивается хорошая вентиляция верхнего отдела легких, характерен для женщин и детей до 10 лет; 2) брюшной. Вдох происходит за счет сокращений диафрагмы, приводящих к увеличению в вертикальном размере и соответственно лучшей вентиляции нижнего отдела, присущ мужчинам; 3) смешанный. Наблюдается при равномерной работе всех дыхательных мышц, сопровождается пропорциональным увеличением грудной клетки в трех направлениях, отмечается у тренированных людей. При спокойном состоянии дыхание является активным процессом и состоит из активного вдоха и пассивного выдоха.

5\2\ Виды: Закрытый пневмоторакс. При этом виде в плевральную полость попадает небольшое количество газа, которое не нарастает. Сообщение с внешней средой отсутствует.

Открытый пневмоторакс. При открытом пневмотораксе плевральная полость сообщается с внешней средой, поэтому в ней создаётся давление, равное атмосферному. При этом лёгкое спадается, поскольку важнейшим условием для расправления лёгкого является отрицательное давление в плевральной полости.

Клапанный пневмоторакс. Этот вид пневмоторакса возникает в случае образования клапанной структуры, пропускающей воздух в одностороннем направлении, из лёгкого или из окружающей среды в плевральную полость, и препятствующее его выходу обратно. При этом с каждым дыхательным движением давление в плевральной полости нарастает.

5\1\Давление в плевральной полости.

Плевральная полость — щелевидное пространство между париетальным и висцеральным листками плевры, окружающими каждое лёгкое, заполненное плевральной жидкостью. Давление в нем меньше атмосферного на 3 мм рт ст. при вдохе и на 6 мм рт ст при выдохе. Отрицательное Р обусловлено наличием силы эластической тяги легких. Появляется после первого вдоха новорожденного, когда воздух заполняет альвеолы и проявляется сила поверхностного натяжения жидкости альвеол. Благодаря отрицательному Р в плевральной щели легкие всегда находятся в расправленном состоянии.

При ранениях легких и грудной клетки воздух может попасть в плевральную полость (пневмоторакс) в связи со снижением отрицательного Р легкие полностью или частично спадаются. Жизненно опасным является двусторонний открытый пневмоторакс.

7+6\\ Легочная вентиляция — это процесс передвижения вдыхаемого воздуха в альвеолы, в которых происходит газообмен с кровью. Изменение легочной вентиляции приводит к удалению углекислого газа. Величина легочной вентиляции определяется глубиной дыхания и частотой дыхательных движений. Назначение легочной вентиляции состоит в поддержании относительного постоянства уровня парциального давления О2 и СО2 в альвеолярном воздухе. Типы вентиляции: 1.нормопноэ – 10-20 дых.движений/мин, 2.гиперпноэ – усиленная вентиляция легких, частые и глубокие дых.движения; 3. гипопноэ – пониженная вентиляция легких, ослабление дыхания; 4. эупноэ – спокойное дыхание; 5.брадипноэ- редкое дыхание (с частотой 12 и менее дыхательных актов в 1 мин.); 6.тахипноэ – учащенное дыхание; 7. апноэ – вреенная остановка дыхания; 8. диспноэ – одышка – нехватка воздуха; 9. ортопноэ – дискомфорт при дыхании в горизонтальном направлении; 10.асфиксия – удушье.

8\Легочные объемы и емкости.

(МОД) - объем воздуха, проходящего через легкие за одну минуту – 6-10л/мин.

ДЫХАТЕЛЬНЫЙ ОБЪЕМ (ДО) - объем вдыхаемого или выдыхаемого воздуха при каждом дыхательном цикле.- 400-500 мл; Резервный объем вдоха -максимальный объем газа, который можно вдохнуть после спокойного вдоха.- 1900-3300мл; РЕЗЕРВНЫЙ ОБЪЕМ ВЫДОХА - максимальный объем газа, который можно выдохнуть после спокойного выдоха. – 700-1000 мл; Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - максимальное количество газа, которое можно выдохнуть после максимального вдоха. – 4500-5000 мл –у мужчин, 3000-3500мл – у женщин;

МАКСИМАЛЬНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ ЛЕГКИХ (МВЛ) (предел дыхания, максимальный минутный объем, максимальная дыхательная емкость) определяет максимальное количество воздуха, которое может быть провентилировано в течение минуты, характеризует функциональную способность аппарата внешнего дыхания. – до 180 л/мин;

Общая емкость легких это количество воздуха в легких после максимально глубокого вдоха – 4200-6000 мл. 

Объем мертвого пространства – воздух воздухоносных путей – 140-150 мл;

Частота внешнего дыхания – 12-16 раз/мин. Спирография — метод графической регистрации изменений легочных объемов при выполнении естественных дыхательных движений и волевых форсированных дыхательных маневров.

9\1\ Состав воздуха. Вентиляция легких осуществляется благодаря вдоху и выдоху. Тем самым в альвеолах поддерживается относительно постоянный газовый состав. Человек дышит атмосферным воздухом с содержанием кислорода (20,9 %) и содержанием углекислого газа (0,03 %), а выдыхает воздух, в котором кислорода 16,3 %, углекислого газа – 4 %. В альвеолярном воздухе кислорода – 14,2 %, углекислого газа – 5,2 %. Повышенное содержание углекислого газа в альвеолярном воздухе объясняется тем, что при выдохе к альвеолярному воздуху примешивается воздух, который находится в органах дыхания и в воздухоносных путях. У детей более низкая эффективность легочной вентиляции выражается в ином газовом составе как выдыхаемого, так и альвеолярного воздуха. Чем моложе ребенок, тем больше процент кислорода и тем меньше процент углекислого газа в выдыхаемом и альвеолярном воздухе, т. е. кислород используется детским организмом менее эффективно. Поэтому детям для потребления одного и того же объема кислорода и выделения одного и того же объема углекислого газа нужно гораздо чаще совершать дыхательные акты.

9\2\ Значение мертвого пространства. Разделяют анатомическое мертвое пространство (воздух воздухоносных путей, не участвует в газообмене) и функциональное (включает в себя анатомическое пространство и воздух альвеол, не участвующих в газообмене). Анатомическое мертвое пространство кроме основной функции – транспорта воздуха – выполняет ряд защитных функций:1)согревание-охлаждение воздуха; 2) увлажнение-конденсация влаги; 3)очищение от пыли и ее удаление с помощью защитных рефлексов кашля и чихания. Оптимальный для метаболизма газовый состав организма - относительное постоянство диоксида углерода и кислорода в альвеолярном воздухе, крови и тканях - обеспечивает система дыхания. Состав альвеолярного воздуха постоянен: около 14,5% кислорода и 5,5% диоксида углерода.

10\1\ В легких кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови поступает в легкие. Движение газов обеспечивает диффузия. Согласно законам диффузии газ распространяется из среды с высоким парциальным давлением в среду с меньшим давлением. Парциальное давление – это часть общего давления, которая приходится на долю данного газа в газовой смеси. Чем выше процентное содержание газа в смеси, тем выше его парциальное давление. Для газов, растворенных в жидкости, употребляют термин «напряжение», соответствующий термину «парциальное давление», применяемому для свободных газов. В легких газообмен совершается между воздухом, содержащимся в альвеолах, и кровью.

10\2\... Альвеолы оплетены густой сетью капилляров. Стенки альвеол и стенки капилляров очень тонкие. Для осуществления газообмена определяющими условиями являются площадь поверхности, через которую осуществляется диффузия газов, и разности парциального давления (напряжения) диффундирующих газов. Легкие идеально соответствуют этим требованиям: при глубоком вдохе альвеолы растягиваются и их поверхность достигает 100–150 кв. м (не менее велика и поверхность капилляров в легких), существует достаточная разница парциального давления газов альвеолярного воздуха и напряжения этих газов в венозной крови. Факторы, определяющие эффективность газообмена в легких: 1) альвеолярная вентиляция, 2) перфузия легких; 3) диффузионная способность легких; 4) вентиляционно-перфузионное отношение; 5) диффузно-перфузионное отношение; 6) равномерность распределения этих показателей в легких.

11\1\ Газы переносятся в 2х формах – свободно рассеянной и связанной. Из 100 мл артериальной крови можно извлечь 19-20 мл кислорода, из 100 мл венозной – 13-15 мл. Этот показатель называется кислородной емкостью крови. Способность крови переносить кислород связана с наличием в эритроцитах гемоглобина (1 г.гемоглобина связывает 1,34 мл кислорода). Свободно рассеянная фора в плане переноса газа малозначительна, но играет решающее значение в ассоциации и диссоциации гемоглобина. В капиллярах малого круга напряжение кислорода приближается к 100 мм рт.ст. Согласно кривой диссоциации в этих условиях весь гемоглобин связывается с кислородом с образованием оксигемоглобина. В капиллярах малого круга свободно растворенный кислород диффундирует в межклеточную жидкость по градиенту напряжения. Его напряжение в крови снижается до 40 мм рт.ст. Оксигемоглобин диссоциирует, и часть его отдает кислород. Кривая диссоциации оксигемоглобина сдвигается вправо при увеличении T и снижении рН. Т.е. в этих условиях сродство гемоглобина кислороду снижается.

11\2\... Из 100мл крови можно извлечь 58 мл СO2. из них 2,5 мл переносится в виде свободно растворенного, 51 л - в виде солей угольной кислоты, 4,5 мл в виде карбоксигемоглобина. Основной формой переноса являются соли угольной кислоты натриевая в плазме, калиевая в эритроците).. процентное отношение доли кислорода, используемой тканями (разности концентраций кислорода в артериальной и венозной крови), к общему содержанию его в артериальной крови.Факторы: температура, рН, напряжение СO₂  и некоторые другие факторы, роль которых возрастает при патологических состояниях. При понижении температуры наклон кривой диссоциации оксигемоглобина увеличивается, а при ее повышении – снижается.

11\3\ При снижении рН, т. е. подкислении крови, сродство гемоглобина к кислороду уменьшается и угол наклона кривой диссоциации  оксигемоглобина уменьшается. К основным метаболическим факторам, которые оказывают влияние на сродство гемоглобина к кислороду, а соответственно и на смещение кривой диссоциации гемоглобина в ту или иную сторону относятся: 1. рН среды. 2. Температура в том или ином участке тела. 3. Напряжение в тканях кислорода и углекислого газа - Чем больше напряжение кислорода, тем больший процент гемоглобина находится в окисленной форме. 4. Концентрация одного из метаболитов – 2,3 дифосфоглицерата.

12\1\ существует три формы транспорта СО2 : 1.Растворенный – 5-10% 2.Хиически связанный в бикарбонатах в плазме –натрий гидрокарбонат ,в эритроцитах- калий гидрокарбонат -80-90%. 3. связанный в виде карбогемоглобина – 5-15%. Для СО2 коэффициент растворимости в мембранах аэрогематического барьера больше, чем для О2. Большая часть СО2 транспортируется в организме в связанном состоянии в виде гидрокарбонатов и карбаминовых соединений, что увеличивает время обмена СО2, затрачиваемое на диссоциацию этих соединений. В венозной крови, притекающей к капиллярам легких, напря­жение СО2 составляет в среднем 46 мм рт.ст. (6,1 кПа), а в альвеолярном воздухе парциальное давление СО2 равно в среднем 40 мм рт.ст. (5,3 кПа), что обеспечивает диффузию СО2 из плазмы крови в альвеолы легких по концентрационному градиенту. Процесс выведения СО2 из крови в альвеолы легкого менее лимитирован, чем оксигенация крови. Это обусловлено тем, что молекулярный СО2 легче проникает через биологические мембраны, чем О2. По этой причине он легко проникает из тканей в кровь. К тому же карбоангидраза способствует образованию гидрокарбо­ната.

12\2\Яды, которые ограничивают транспорт О2 (такие как СО, метгемоглобинобразующие субстанции — нитриты, метиленовый си­ний, ферроцианиды и др.) не действуют на транспорт СО2. Блокаторы карбоангидразы, например диакарб, которые используются нередко в клинической практике или для профилактики горной или высотной болезни, полностью никогда не нарушают образование молекуляр­ного СО2. Наконец, ткани обладают большой буферной емкостью, но не защищены от дефицита О2. По этой причине нарушение транспорта О2 наступает в организме гораздо чаще и быстрее, чем нарушения газообмена СО2. Тем не менее при некоторых заболе­ваниях высокое содержание СО2 и ацидоз могут быть причиной смерти. Карбоангидраза (синоним: карбонатдегидратаза, карбонатгидролиаза) — фермент, катализирующий обратимую реакцию гидратации диоксида углерода: СО₂ + Н₂О  Н₂СО₃  Н⁺ + НСО₃. Содержится в эритроцитах, клетках слизистой оболочки желудка, коре надпочечников, почках, в незначительных количествах — в ц.н.с., поджелудочной железе и других органах. Роль К. в организме связана с поддержанием кислотно-щелочного равновесия, транспортом СО₂, образованием соляной кислоты слизистой оболочкой желудка

14\1\ Регуляция дыхания.Механизмы регуляции дыхания обеспечивают постоянство газового состава крови при изенениях парциального давления кислорода в окружающем возд3хе от 80-300 мм рт ст. при дефиците кислорода в организме минутный объем дыхания меняется от 6-7 л/мин, до 120. В зависимости от напряжения в крови углекислого газща и кислорода, а также от функционального состояния организма меняются частота и глубина дыхания. Эти изменения обусловлены рефлекторными механизмами. Интенсивность обмена газами альвеолярного воздуха и крови столь велика,что напряжение СО2 и О2 в оттекающей от легких крови равно таковому в альвеолярном воздухе. Все основные процессы дыхания регулируются, но наиболее эффективной и быстрой является регуляция внешнего дыхания. Она осуществляется рефлекторными механизмами и связана с раздражением хеморецепторов и механорецепторов.

14\2\... Общее значение регуляции внешнего дыхания состоит в обеспечении частоты и глубины дыхания, необходимых при поддержании постоянства напряжения СО2 И О2 в артериальной крови. Дыхательный центр – совокупность нейронов, участвующих в регуляции дыхания. В дыхательном центре, расположенном в головном мозге, имеются центр вдоха и центр выдоха. Некоторые группы нервных клеток являются необходимыми для ритмической деятельности дыхательных мышц. Они расположены в ретикулярной формации продолговатого мозга, составляя дыхательный центр в узком смысле слова. Нарушение функции этих клеток приводит к прекращению дыхания вследствие паралича дыхательных мышц. Дыхательный центр продолговатого мозга посылает импульсы к мотонейронам спинного мозга, иннервирующим дыхательную мускулатуру.

16\1\ Впервые гуморальные механизмы регуляции были описаны в опыте Г. Фредерика в 1860 г., а затем изучались отдельными учеными, в том числе И. П. Павловым и И. М. Сеченовым.Г. Фредерик провел опыт перекрестного кровообращения, в котором соединил сонные артерии и яремные вены двух собак. В результате голова собаки № 1 получала кровь от туловища животного № 2, и наоборот. При пережатии трахеи у собаки № 1 произошло накопление углекислого газа, который поступил в туловище животного № 2 и вызвал у него повышение частоты и глубины дыхания – гиперпноэ. Такая кровь поступила в голову собаки под № 1 и вызвала понижение активности дыхательного центра вплоть до остановки дыхания гипопноэ и апопноэ. Опыт доказывает, что газовый состав крови напрямую влияет на интенсивность дыхания.Возбуждающее действие на нейроны дыхательного центра оказывают:1) понижение концентрации кислорода (гипоксемия);2) повышение содержания углекислого газа (гиперкапния);3) повышение уровня протонов водорода (ацидоз). дыхательного центра и повышают их активность.

15\3\... Например, при раздражении рецепторов носовой полости возникает чиханье, при активации нервных окончаний нижних дыхательных путей – кашель.На частоту дыхания оказывают влияние импульсы, поступающие от температурных рецепторов. Так, например, при погружении в холодную воду наступает задержка дыхания.При активации ноцецепторов сначала наблюдается остановка дыхания, а затем происходит постепенное учащение.Во время раздражения нервных окончаний, заложенных в тканях внутренних органов, происходит уменьшение дыхательных движений.При повышении давления наблюдается резкое понижение частоты и глубины дыхания, что влечет уменьшение присасывающей способности грудной клетки и восстановление величины кровяного давления, и наоборот.Таким образом, рефлекторные влияния, оказываемые на дыхательный центр, поддерживают на постоянном уровне частоту и глубину дыхания.

14\3\ Уже в древности было известно, что повреждение спинного мозга ниже продолговатого приводит к смерти. В 1812 г. Легаллуа путем перерезки мозга у птиц, а в 1842 г. Флуранс путем раздражения и разрушения участков продолговатого мозга дали объяснение этого факта и привели экспериментальные доказательства местонахождения дыхательного центра в продолговатом мозгу. Флуранс представлял дыхательный центр как ограниченную зону размером с булавочную головку и дал ему название «жизненного узла». Н. А. Миславский в 1885 г., применяя методику точечного раздражения и разрушения отдельных участков продолговатого мозга, установил, что дыхательный центр расположен в ретикулярной формации продолговатого мозга, в области дна IV желудочка, и является парным, причем каждая его половина иннервирует дыхательные мышцы той же половины тела. Кроме того, Н. А. Миславский показал, что дыхательный центр представляет собой сложное образование, состоящее из центра вдоха (инспираторный центр) и центра выдоха (экспираторный центр). Он пришел к заключению, что определенный участок продолговатого мозга является центром, регулирующим и координирующим дыхательные движения.По современным представлениям дыхательный центр – это совокупность нейронов, обеспечивающих смену процессов вдоха и выдоха и адаптацию системы к потребностям организма.