Respirația și mușchii respiratori: mecanismul inspirației și expirației. Esența respirației - mecanică, procese biochimice Care sunt principalii factori care determină recul elastic al plămânilor

Menținerea constantă a compoziției aerului alveolar este asigurată prin cicluri respiratorii efectuate continuu - inhalare și expirație. În timpul inhalării, aerul atmosferic intră în plămâni prin căile respiratorii, iar în timpul expirării, aproximativ același volum de aer este deplasat din plămâni. Datorită reînnoirii unei părți din aerul alveolar, constanta acestuia se menține.

Actul de inhalare se realizează datorită creșterii volumului cavității toracice datorită contracției mușchilor intercostali oblici externi și a altor mușchi inhalatori, care asigură abducția coastelor în lateral, precum și datorită contracției diafragma, care este însoțită de o schimbare a formei cupolei sale. Diafragma devine conic, poziția centrului tendonului nu se modifică, iar zonele musculare sunt deplasate spre cavitatea abdominală, împingând organele înapoi. Odată cu creșterea volumului toracelui, presiunea în golul pleural scade, apare o diferență între presiunea aerului atmosferic pe peretele interior al plămânilor și presiunea aerului din cavitatea pleurală pe peretele exterior al plămânilor. Presiunea aerului atmosferic pe peretele interior al plămânilor începe să predomine și determină o creștere a volumului pulmonar și, în consecință, fluxul de aer atmosferic în plămâni.

Tabelul 1. Mușchii care asigură ventilația plămânului

Notă. Apartenența mușchilor la grupele principale și auxiliare poate varia în funcție de tipul de respirație.

Când inhalarea se termină și mușchii respiratori se relaxează, coastele și cupola diafragmei revin în poziția înainte de inhalare, în timp ce volumul toracelui scade, presiunea în spațiul pleural crește, presiunea pe suprafața exterioară a plămânii cresc, o parte din aerul alveolar este deplasat și are loc expirația.

Revenirea coastelor la poziția de dinaintea inspirației este asigurată de rezistența elastică a cartilajelor costale, contracția mușchilor intercostali oblici interni, a mușchilor dinți ventrali și a mușchilor abdominali. Diafragma revine la poziția sa înainte de inhalare din cauza rezistenței pereților abdominali, a organelor abdominale, care sunt deplasate la inhalare înapoi, și a contracției mușchilor abdominali.

Mecanismul de inspirație și expirare. Ciclul respirator

Ciclul respirator include inspirația, expirația și o pauză între ele. Durata acestuia depinde de ritmul respirator și este de 2,5-7 s. Durata inspirației pentru majoritatea oamenilor este mai scurtă decât durata expirației. Durata pauzei este foarte variabilă, poate fi absentă între inspirație și expirație.

Pentru inițiere inhalare este necesar ca o sală de impulsuri nervoase să apară în secțiunea inspiratorie (activare a inhalării) și acestea să fie trimise de-a lungul căilor descendente în partea ventrală și anterioară a cordurilor laterale ale substanței albe ale măduvei spinării către regiunile sale cervicale și toracice. Aceste impulsuri trebuie să ajungă la neuronii motori ai coarnelor anterioare ale segmentelor C3-C5, care formează nervii frenici, precum și la neuronii motori ai segmentelor toracice Th2-Th6, care formează nervii intercostali. Neuronii motori ai măduvei spinării activați de centrul respirator trimit semnale de-a lungul nervilor frenic și intercostal către sinapsele neuromusculare și provoacă contracția mușchilor diafragmatici, intercostali externi și intercartilaginoși. Aceasta duce la o creștere a volumului cavității toracice datorită coborârii cupolei diafragmei (Fig. 1) și mișcării (ridicarea cu rotație) a coastelor. Ca urmare, presiunea în fisura pleurală scade (până la 6-20 cm de coloană de apă, în funcție de adâncimea inhalării), presiunea transpulmonară crește, forțele de tracțiune elastică ale plămânilor devin mai mari și se întind, crescându-și volum.

Orez. 1. Modificări ale dimensiunii toracelui, volumului pulmonar și presiunii în spațiul pleural în timpul inhalării și expirației

O creștere a volumului pulmonar duce la scăderea presiunii aerului în alveole (cu o respirație liniștită, devine cu 2-3 cm de apă sub presiunea atmosferică) și aerul atmosferic intră în plămâni de-a lungul unui gradient de presiune. Există o respirație. În acest caz, debitul volumetric de aer în căile respiratorii (O) va fi direct proporțional cu gradientul de presiune (ΔP) dintre atmosferă și alveole și invers proporțional cu rezistența (R) a căilor respiratorii la fluxul de aer.

Odată cu contracția crescută a mușchilor inspiratori, pieptul se extinde și mai mult și volumul plămânilor crește. Profunzimea inspirației crește. Acest lucru se realizează datorită contracției mușchilor inspiratori auxiliari, care includ toți mușchii atașați de oasele brâului scapular, coloanei vertebrale sau craniului, capabili să ridice coastele, scapula și să fixeze brâul scapular cu umerii întinși pe spate. Cei mai importanți dintre acești mușchi sunt: ​​pectoralul mare și minor, scalenul, sternocleidomastoidian și serratus anterior.

Mecanism de expirare diferă prin aceea că o expirație calmă are loc pasiv datorită forțelor acumulate în timpul inhalării. Pentru a opri inhalarea și a comuta inhalarea în expirație, este necesar să opriți trimiterea de impulsuri nervoase din centrul respirator către neuronii motori ai măduvei spinării și mușchii inspiratori. Acest lucru duce la relaxarea mușchilor inspiratori, în urma căreia volumul toracelui începe să scadă sub influența următorilor factori: recul elastic al plămânilor (după o respirație profundă și recul elastic al pieptului), gravitația toracelui, ridicat și scos dintr-o poziție stabilă în timpul inspirației și presiunea organelor abdominale către diafragmă. Pentru implementarea expirării îmbunătățite, este necesar să se trimită un flux de impulsuri nervoase din centrul expirației către neuronii motori ai măduvei spinării, care inervează mușchii expirației - mușchii intercostali și abdominali interni. Contracția lor duce la o scădere și mai mare a volumului toracelui și la eliminarea mai multor aer din plămâni prin ridicarea cupolei diafragmei și coborârea coastelor.

Reducerea volumului toracelui duce la scăderea presiunii transpulmonare. Recul elastic al plămânilor devine mai mare decât această presiune și provoacă o scădere a volumului pulmonar. Aceasta crește presiunea aerului în alveole (cu 3-4 cm de coloană de apă mai mult decât presiunea atmosferică) și aerul iese din alveole în atmosferă de-a lungul gradientului de presiune. Are loc o expirație.

Tip de respirație este determinată de contribuția diverșilor mușchi respiratori la creșterea volumului cavității toracice și umplerea plămânilor cu aer în timpul inspirației. Dacă inhalarea are loc în principal din cauza contracției diafragmei și a deplasării (în jos și înainte) a organelor abdominale, atunci o astfel de respirație se numește abdominale sau diafragmatice; dacă din cauza contracției mușchilor intercostali - cufăr. La femei predomină tipul de respirație toracică, la bărbați – abdominală. La persoanele care efectuează muncă fizică grea, de regulă, se stabilește tipul de respirație abdominală.

Munca muschilor respiratori

Pentru a efectua ventilația plămânilor, este necesar să cheltuiți munca, care este efectuată prin contractarea mușchilor respiratori.

Cu o respirație calmă în condiții de metabolism bazal, 2-3% din energia totală cheltuită de organism este cheltuită pentru munca mușchilor respiratori. Cu o respirație crescută, aceste costuri pot ajunge la 30% din costurile energetice ale organismului. Pentru persoanele cu boli pulmonare și respiratorii, aceste costuri pot fi și mai mari.

Munca mușchilor respiratori este cheltuită pentru depășirea forțelor elastice (plămâni și torace), rezistență dinamică (vâscoasă) la mișcarea fluxului de aer prin tractul respirator, forța inerțială și gravitația țesuturilor deplasate.

Valoarea muncii mușchilor respiratori (W) este calculată prin integrala produsului modificărilor volumului pulmonar (V) și presiunii intrapleurale (P):

60-80% din costurile totale sunt cheltuite pentru depășirea forțelor elastice W, rezistență vâscoasă - până la 30% W.

Rezistențele vâscoase sunt reprezentate de:

• rezistența aerodinamică a tractului respirator, care este de 80-90% din rezistența totală vâscoasă și crește odată cu creșterea vitezei fluxului de aer în tractul respirator. Viteza volumetrică a acestui flux este calculată prin formula

Unde R a- diferenta dintre presiunea din alveole si atmosfera; R- Rezistenta cailor respiratorii.

Când respiră pe nas, este vorba de aproximativ 5 cm de apă. Artă. l -1 * s -1, la respirație pe gură - 2 cm de apă. Artă. l -1 *s -1 . Traheea, bronhiile lobare și segmentare au rezistență de 4 ori mai mare decât părțile mai distale ale căilor respiratorii;

• rezistența tisulară, care reprezintă 10-20% din rezistența totală vâscoasă și se datorează frecării interne și deformării inelastice a țesuturilor toracice și cavității abdominale;
• rezistență inerțială (1-3% din rezistența vâscoasă totală), datorită accelerării volumului de aer în căile respiratorii (depășirea inerției).

Cu o respirație liniștită, munca de depășire a rezistenței vâscoase este nesemnificativă, dar cu o respirație crescută sau cu permeabilitate afectată a căilor respiratorii, aceasta poate crește brusc.

Recul elastic al plămânilor și toracelui

Recul elastic al plămânilor este forța cu care plămânii tind să se contracte. Două treimi din recul elastic al plămânilor se datorează tensiunii superficiale a surfactantului și fluidului de pe suprafața interioară a alveolelor, aproximativ 30% este creat de fibrele elastice ale plămânilor și aproximativ 3% de tonusul fibrele musculare netede ale bronhiilor intrapulmonare.

Recul elastic al plămânilor- forta cu care tesutul pulmonar contracareaza presiunea cavitatii pleurale si asigura colapsul alveolelor (datorita prezentei unui numar mare de fibre elastice in peretele alveolelor si tensiunii superficiale).

Valoarea tracțiunii elastice a plămânilor (E) este invers proporțională cu valoarea extensibilității lor (C l):

Distensibilitatea plămânilor la persoanele sănătoase este de 200 ml/cm apă. Artă. și reflectă o creștere a volumului pulmonar (V) ca răspuns la o creștere a presiunii transpulmonare (P) cu 1 cm de apă. Sf.:

Cu emfizem, extensibilitatea lor crește, cu fibroză scade.

Cantitatea de extensibilitate și recul elastic al plămânilor este puternic influențată de prezența unui surfactant pe suprafața intraalveolară, care este o structură de fosfolipide și proteine ​​formate din pneumocite alveolare de tip 2.

Surfactantul joacă un rol important în menținerea structurii și proprietăților plămânilor, facilitând schimbul de gaze și îndeplinește următoarele funcții:

• reduce tensiunea superficială în alveole și crește complianța pulmonară;
• previne aderența pereților alveolelor;
• creste solubilitatea gazelor si faciliteaza difuzia lor prin peretele alveolar;
• previne dezvoltarea edemului alveolelor;
• facilitează expansiunea plămânilor la prima respirație a nou-născutului;
• favorizează activarea fagocitozei de către macrofagele alveolare.

Tracțiunea elastică a toracelui va fi creată datorită elasticității cartilajelor intercostale, mușchilor, pleurei parietale, structurilor de țesut conjunctiv care se pot contracta și extinde. La sfârșitul expirației, forța de tracțiune elastică a toracelui este îndreptată spre exterior (spre expansiunea toracelui) și este maximă ca magnitudine. Odată cu dezvoltarea inspirației, aceasta scade treptat. Când inhalarea atinge 60-70% din valoarea sa maximă posibilă, recul elastic al toracelui devine egal cu zero, iar odată cu adâncirea în continuare a inhalării este îndreptat spre interior și împiedică expansiunea toracelui. În mod normal, extensibilitatea toracelui (C | k) se apropie de 200 ml/cm de apă. Artă.

Extensibilitatea totală a pieptului și plămânilor (C 0) este calculată prin formula 1 / C 0 \u003d 1 / C l + 1 / C gk. Valoarea medie a C 0 este de 100 ml/cm de apă. Artă.

La sfârșitul unei expirații liniștite, recul elastic al plămânilor și al pieptului sunt egale, dar opuse ca direcție. Se echilibrează unul pe altul. În acest moment, pieptul este în cea mai stabilă poziție, ceea ce se numește nivel de respirație calmși luate ca punct de plecare pentru diverse studii.

Presiune pleurală negativă și pneumotorax

Pieptul formează o cavitate etanșă care asigură izolarea plămânilor de atmosferă. Plămânii sunt acoperiți de o foaie de pleură viscerală, iar suprafața interioară a toracelui este acoperită de o foaie de pleură parietală. Frunzele trec una în alta la porțile plămânului și între ele se formează un spațiu în formă de fante, umplut cu lichid pleural. Adesea, acest spațiu se numește cavitate pleurală, deși cavitatea dintre foi se formează doar în cazuri speciale. Stratul de lichid din fisura pleurală este incompresibil și inextensibil, iar foile pleurale nu se pot îndepărta unele de altele, deși pot aluneca cu ușurință de-a lungul (ca două pahare atașate cu suprafețe umede, sunt greu de separat, dar ușor de deplasat de-a lungul avioanele).

În timpul respirației normale, presiunea dintre foile pleurale este mai mică decât cea atmosferică; el este numit presiune negativaîn spațiul pleural.

Motivele apariției presiunii negative în fisura pleurală sunt prezența tracțiunii elastice a plămânilor și a toracelui și capacitatea foilor pleurale de a capta (sorb) molecule de gaz din fluidul fisurii pleurale sau aerul care intră în aceasta în timpul leziuni toracice sau puncții în scop terapeutic. Datorită prezenței presiunii negative în spațiul pleural, o cantitate mică de gaze din alveole este filtrată constant în acesta. În aceste condiții, activitatea de sorbție a foilor pleurale împiedică acumularea de gaze în ea și protejează plămânii de cădere.

Un rol important al presiunii negative în spațiul pleural este de a menține plămânii într-o stare întinsă chiar și în timpul expirației, ceea ce este necesar pentru ca aceștia să umple întregul volum al cavității toracice, determinat de dimensiunea toracelui.

La un nou-născut, raportul dintre volumele parenchimului pulmonar și cavitatea toracică este mai mare decât la adulți, prin urmare, la sfârșitul unei expirații liniștite, presiunea negativă din fisura pleurală dispare.

La un adult, la sfarsitul unei expiratii linistite, presiunea negativa dintre pleura este in medie de 3-6 cm de apa. Artă. (adică cu 3-6 cm mai puțin decât cel atmosferic). Dacă o persoană se află într-o poziție verticală, atunci presiunea negativă în fisura pleurală de-a lungul axei verticale a corpului variază semnificativ (se modifică cu 0,25 cm de coloană de apă pentru fiecare centimetru de înălțime). Este maximă în regiunea vârfurilor plămânilor, prin urmare, în timpul expirației, aceștia rămân mai întinși, iar cu inspirația ulterioară, volumul și ventilația lor cresc într-o mică măsură. La baza plămânilor, presiunea negativă se poate apropia de zero (sau chiar devine pozitivă dacă plămânii își pierd elasticitatea din cauza îmbătrânirii sau a bolii). Cu masa lor, plămânii apasă pe diafragma și pe partea din piept adiacentă acesteia. Prin urmare, în regiunea bazei la sfârșitul expirației, acestea sunt cele mai puțin întinse. Acest lucru va crea condiții pentru o întindere mai mare și o ventilație îmbunătățită în timpul inspirației, crescând schimbul de gaze cu sângele. Sub influența gravitației, mai mult sânge curge la baza plămânilor, fluxul de sânge în această zonă a plămânilor depășește ventilația.

La o persoană sănătoasă, doar cu expirație forțată, presiunea din spațiul pleural poate deveni mai mare decât presiunea atmosferică. Dacă expirația se efectuează cu efort maxim într-un spațiu închis mic (de exemplu, într-un dispozitiv pneumotonometru), atunci presiunea în cavitatea pleurală poate depăși 100 cm de apă. Artă. Cu ajutorul unei astfel de manevre respiratorii, pneumotonometrul determină puterea mușchilor expiratori.

La sfârșitul unei respirații liniștite, presiunea negativă în spațiul pleural este de 6-9 cm de apă. Art., iar cu cea mai intensă inspirație poate ajunge la o valoare mai mare. Dacă respirația este efectuată cu efort maxim în condițiile de blocare a căilor respiratorii și imposibilitatea de a pătrunde aer în plămâni din atmosferă, atunci presiunea negativă în fisura pleurală pentru o perioadă scurtă de timp (1-3 s) ajunge la 40-80. cm de apă. Artă. Cu ajutorul unui astfel de test și a unui dispozitiv pneumogonometru, se determină puterea mușchilor inspiratori.

Când se ia în considerare mecanica respirației externe, se ia în considerare și presiunea transpulmonară- diferenta dintre presiunea aerului din alveole si presiunea din spatiul pleural.

pneumotorax numit flux de aer în spațiul pleural, ducând la colapsul plămânilor. În condiții normale, în ciuda acțiunii forțelor elastice de tracțiune, plămânii rămân îndreptați, deoarece din cauza prezenței lichidului în fisura pleurală, pleura nu se poate separa. Când aerul intră în fisura pleurală, care poate fi comprimată sau extinsă în volum, gradul de presiune negativă în ea scade sau devine egal cu presiunea atmosferică. Sub acțiunea forțelor elastice ale plămânului, stratul visceral se desprinde de stratul parietal și plămânii scad în dimensiune. Aerul poate pătrunde în fisura pleurală prin deschiderea peretelui toracic deteriorat sau prin comunicarea plămânului afectat (de exemplu, în tuberculoză) cu fisura pleurală.

A avea o linie de dinți netedă, frumoasă și un zâmbet orbitor este dorința naturală a oricărei persoane moderne.

Dar nu oricui ii dau astfel de dinti prin natura, asa ca multi oameni cauta ajutor profesional de la clinicile dentare pentru a corecta imperfectiunile dentare, in special, in acest scop.

Dispozitivul corector vă permite să corectați dentiția neuniformă sau o mușcătură incorect formată. În plus față de aparatele dentare selectate, se instalează și se fixează benzi elastice (benzi ortodontice), îndeplinind o funcție proprie, individuală, clar definită.

În prezent, multe clinici oferă astfel de servicii și efectuează proceduri de corectare la un nivel adecvat și cu un rezultat final excelent.

Tragem - tragem, putem trage dintii

Merită luat în considerare și înțeles imediat - benzile de cauciuc atașate de bretele nu sunt folosite pentru corectarea semnificativă și serioasă a mușcăturii, Elasticele corectează doar direcția de mișcare a maxilarelor superioare și inferioare, precum și reglează simetria și raportul necesar al dentiției.

Nu trebuie să vă fie frică să folosiți astfel de benzi elastice. Datorită materialelor de înaltă calitate utilizate în producerea unor astfel de benzi de cauciuc și a tehnologiilor moderne, acestea nu provoacă reacții alergice și nu provoacă daune mecanice dinților și gingiilor.

Doar un dentist stabilește tracțiunea, el corectează și problemele sau inconvenientele apărute în urma procedurii.

Cert este că elasticele trebuie fixate într-o astfel de poziție care să permită bretelelor să își îndeplinească sarcina cât mai eficient posibil. În plus, nu ar trebui să interfereze cu mișcările naturale ale maxilarelor - mestecat, înghițire și vorbire.

Dacă apare o situație neplanificată - slăbirea sau ruperea gingiei pe o parte a dentiției, ar trebui să consultați imediat un medic. Simetria deformată a tensiunii va duce la un rezultat nedorit.

Dacă nu este posibil să căutați ajutor profesional cât mai curând posibil, atunci este mai bine să îndepărtați toate benzile de cauciuc disponibile, astfel încât să nu existe asimetrie în tensiunea tijelor.

Tipuri și metode de instalare a benzilor elastice pe sistemul de console

Benzile elastice pe bretele sunt de obicei fixate într-unul din două moduri de instalare:

1. în formă de Vîntins în forma literei V (sub formă de bifă) și acționează pe două părți ale dentiției, corectând poziția a doi dinți adiacenți și fixând pe maxilarul opus cu partea inferioară a „căpușei”.
2. în formă de cutie, după instalare, seamănă în exterior cu un pătrat sau dreptunghi, fixând fălcile cu „colțuri” și contribuie la mișcarea corpului dentiției.

Cutie benzi elastice pentru bretele

Metoda de prindere este aleasă de medicul curant, căutând cea mai bună opțiune pentru cea mai bună eficiență a întregii proceduri de corectare a mușcăturii sau îndreptarea dinților.

Uneori, aceste două opțiuni de fixare a tijelor sunt utilizate simultan, dacă dinții sunt prea inegali în rânduri și este necesară utilizarea unei întăriri maxime și a întăririi efectului de strângere a benzilor de cauciuc.

Tracțiunea ortodontică poate fi achiziționată independent în farmacii sau magazine specializate, dar este mai bine, până la urmă, să ai încredere în alegerea medicului tău, care înțelege materialele și producătorii unor astfel de dispozitive mult mai bine decât orice pacient.

Materialul de proastă calitate utilizat în unele întreprinderi în producția de benzi de cauciuc poate duce la o reacție alergică sau nu are elasticitatea necesară pentru un rezultat pozitiv.

La urma urmei, un astfel de sistem este pus pe o perioadă foarte lungă de timp, uneori de câțiva ani, și va fi mult mai dificil să tratezi dinții în această perioadă.

De obicei, instalarea bretelelor are loc în două vizite la medic: prima dată se întărește un maxilar, a doua oară, după observarea și fixarea corectitudinii metodei alese, cea opusă.

Acest lucru se datorează și duratei procedurii de instalare a dispozitivului de fixare în sine, rareori durează mai puțin de o oră. După ce sistemul de console este instalat pe falcă, benzile de cauciuc (elastice) sunt fixate complet pe acesta, în conformitate cu metoda aleasă de fixare, conectând fălcile în direcția corectă și cu efortul necesar.

Reguli de utilizare a benzilor de cauciuc

Dispozitivul principal care corectează denivelările dentiției și corectează mușcătura este încă sistemul de bracket în sine, iar benzile elastice sunt doar un plus, necesar, dar nu elementul central al designului. Este imposibil să tratezi în mod casual utilizarea unor astfel de benzi de cauciuc.

Există mai multe reguli pentru purtarea elasticelor pe care pacientul trebuie să le respecte:

Dacă natura nu a răsplătit o persoană cu un zâmbet orbitor și chiar șiruri de dinți albi ca zăpada, atunci, din păcate, pentru a crea o imagine decentă, elegantă și frumoasă, va trebui să apelați la profesioniști pentru ajutor.

Dar, din fericire și din fericire pentru pacienți, medicina modernă în general și stomatologia în special pot face literalmente minuni. Un sistem de bracket bine plasat și tijele ortodontice bine alese vor ajuta la corectarea mușcăturii și la îndreptarea dentiției neuniforme și la formarea unei linii frumoase de dinți.

Nu trebuie să vă fie frică de consecințe nedorite, desigur, dacă căutați ajutor de la specialiști care și-au dovedit în acest domeniu de activitate.

Cu alegerea corectă a clinicii și stomatologului, achiziționarea de materiale de înaltă calitate și respectarea strictă a tuturor regulilor și cerințelor medicului, procedura de corectare va avea succes, iar zâmbetul va deveni frumos și fermecător.

Cantitatea de expansiune a plămânilor ca răspuns la fiecare unitate de creștere a presiunii transpulmonare (dacă există timp suficient pentru atingerea echilibrului) se numește complianță pulmonară. La un adult sănătos, distensibilitatea totală a ambilor plămâni este de aproximativ 200 ml de aer la 1 cm de apă. Artă. presiunea transmurală. Astfel, de fiecare dată presiunea transpulmonară crește cu 1 cm de apă. Art., după 10-20 de secunde, volumul plămânilor crește cu 200 ml.

Diagrama de complianță pulmonară. Figura prezintă o diagramă a relației dintre modificările volumului pulmonar și modificările presiunii transpulmonare. Rețineți că aceste rapoarte în timpul inhalării sunt diferite de cele în timpul expirației. Fiecare curbă este înregistrată atunci când presiunea transpulmonară se modifică cu o cantitate mică după ce volumul plămânilor este stabilit la un nivel constant. Aceste două curbe se numesc, respectiv, curba complianței inspiratorii și curba complianței expiratorii, iar întreaga diagramă se numește curba complianței pulmonare.

Caracter curba de întindere determinată în principal de proprietăţile elastice ale plămânilor. Proprietățile elastice pot fi împărțite în două grupe: (1) forțele elastice ale țesutului pulmonar însuși; (2) forțe elastice cauzate de tensiunea superficială a stratului de fluid pe suprafața interioară a pereților alveolelor și a altor căi respiratorii ale plămânilor.

Recul elastic al țesutului pulmonar este determinată în principal de elastină și fibrele de colagen țesute în parenchimul pulmonar. În plămânii prăbușiți, aceste fibre sunt într-o stare contractată și răsucită elastic, dar când plămânii se extind, se întind și se îndreaptă, în timp ce se alungesc și dezvoltă un recul din ce în ce mai elastic.

Cauzat de suprafață forțe elastice de tensiune sunt mult mai complexe. Valoarea tensiunii superficiale este prezentată în figură, care compară diagramele de extensibilitate a plămânilor în cazurile de umplere a acestora cu ser fiziologic și aer. Când plămânii sunt umpluți cu aer în alveole, există o interfață între lichidul alveolar și aer. În cazul umplerii plămânilor cu o soluție salină, nu există o astfel de suprafață și, prin urmare, nu există nici un efect de tensiune superficială - doar forțele elastice ale țesutului acționează în plămânii umpluți cu soluție salină.

Pentru distensia plămânilor plini de aer vor fi necesare presiuni transpleurale de aproximativ 3 ori mai mari decât cele necesare pentru extinderea plămânilor umpluți cu soluție salină. Se poate concluziona că amploarea forțelor elastice tisulare care provoacă colapsul plămânilor umpluți cu aer este doar aproximativ 1/3 din elasticitatea totală a plămânilor, în timp ce tensiunea superficială la interfața dintre straturile de fluid și de aer din alveole. creează restul de 2/3.

Forțe elastice, datorită tensiunii superficiale la limita straturilor de lichid și aer, crește semnificativ atunci când o anumită substanță - un surfactant - este absentă în lichidul alveolar. Acum să discutăm despre acțiunile acestei substanțe și influența ei asupra forțelor tensiunii superficiale.

Reveniți la cuprinsul secțiunii „”

Orez. Fig. 4. Modificări ale volumului toracelui și poziției diafragmei în timpul unei respirații liniștite (sunt prezentate contururile toracelui și ale diafragmei, linii continue - expirație, linii punctate - inspirație)

Cu o respirație foarte profundă și intensă sau cu o creștere a rezistenței la inhalare, o serie de muschii respiratori accesorii care poate ridica coastele: scara, pectoralul mare si minor, dintat anterior. Mușchii auxiliari ai inhalării includ și mușchii care extind coloana toracală și fixează centura scapulară atunci când se sprijină pe brațele întinse pe spate ( trapezoidal, romboidal etc.).
După cum am spus deja, o respirație calmă se desfășoară pasiv - pe fondul mușchilor aproape relaxați. Cu o expirație activă intensivă, mușchii peretelui abdominal „se conectează” (oblic, transversal și drept), Ca urmare, volumul cavității abdominale scade, presiunea în ea crește, presiunea este transferată la diafragmă și o crește. Datorită reducerii mușchii intercostali oblici interni are loc o coborâre a nervurilor şi convergenţa capetelor acestora. Muschii expiratori accesorii includ mușchii care flexează coloana vertebrală.

Orez. 5. Mușchii implicați în actul de respirație:
a: 1 - mușchiul trapez; 2 - mușchiul centurii capului; 3 - mușchii romboizi mari și mici; 4 - mușchiul dintat posterior inferior; 5 - fascia lombo-toracică; 6 - triunghi lombar; 7 - mușchiul latissimus dorsi
b: 1 - muşchiul pectoral mare; 2 - cavitatea axilară; 3 - mușchiul latissimus dorsi; 4 - muschiul dintat anterior; 5 - mușchiul oblic extern al abdomenului; 6 - aponevroza mușchiului oblic extern al abdomenului; 7 - inel ombilical; 8 - linia albă a abdomenului; 9 - ligamentul inghinal; 10 - inel inghinal superficial; 11 - cordonul spermatic

După cum știți deja, plămânii și pereții interiori ai cavității toracice sunt acoperiți cu o membrană seroasă - pleura.
Între foile pleurei viscerale și parietale există un decalaj îngust (5-10 microni), în care există un lichid seros, asemănător ca compoziție cu limfei. Din acest motiv, plămânii mențin în mod constant volumul, sunt într-o stare îndreptată.
Dacă un ac conectat la un manometru este introdus în fisura pleurală, datele obținute vor arăta că presiunea din acesta este sub atmosferică. Presiunea negativă în spațiul pleural din cauza recul elastic al plămânilor adică dorința constantă a plămânilor de a scădea în volum.
Recul elastic al plămânilor se datorează a trei factori:
1. Elasticitatea țesutului pereților alveolelor datorită prezenței fibrelor elastice în acestea.
2. Tonul mușchilor bronșici.
3. Tensiunea superficială a peliculei lichide care acoperă suprafața interioară a alveolelor.
În condiții normale, nu există gaze în fisura pleurală; atunci când o anumită cantitate de aer este introdusă în fisura pleurală, aceasta se rezolvă treptat. Dacă o cantitate mică de aer pătrunde în spațiul pleural, a pneumotorax- plămânul se prăbușește parțial, dar ventilația lui continuă. O astfel de stare se numește pneumotorax închis. După ceva timp, aerul din cavitatea pleurală este absorbit în sânge și plămânul se extinde.

Presiunea negativă în fisura pleurală se datorează tracțiunii elastice a plămânilor, adică dorinței constante a plămânilor de a scădea în volum.

Când pieptul este deschis, de exemplu, cu leziuni sau operații intratoracice, presiunea din jurul plămânului devine aceeași cu presiunea atmosferică, iar plămânul se prăbușește complet. Ventilația sa se oprește, în ciuda muncii mușchilor respiratori. Acest pneumotorax se numește deschis. Pneumotoraxul bilateral deschis, dacă nu acordați îngrijiri de urgență pacientului, duce la deces. Este necesar fie să se înceapă de urgență să se producă respirație neartificială prin forțarea ritmică a aerului în plămâni prin trahee, fie să se sigileze rapid cavitatea pleurală.

Mișcări de respirație

Descrierea fiziologică a mișcărilor normale de respirație, de regulă, nu corespunde mișcărilor pe care le observăm în noi înșine și cunoscuții noștri. Putem vedea atât respirația, asigurată în principal de diafragmă, cât și respirația, asigurată în principal de munca mușchilor intercostali. Ambele tipuri de respirație sunt în limitele normale. Conexiunea mușchilor centurii scapulare apare adesea cu boli grave sau muncă foarte intensă și aproape niciodată nu se observă într-o stare normală, la persoanele relativ sănătoase.
Respirația, asigurată în principal datorită lucrului diafragmei, este mai tipică pentru bărbați. În mod normal, inhalarea este însoțită de o ușoară proeminență a peretelui abdominal, expirația prin retragerea sa ușoară. Acest tipul de respirație abdominală în forma sa cea mai pură.
Mai puțin obișnuit, dar totuși destul de comun paradoxal, sau invers, tip de respirație abdominală,în care peretele abdominal se retrage la inhalare și iese în afară la expirație. Acest tip de respirație este asigurat exclusiv prin contracția diafragmei, fără deplasarea organelor abdominale. Acest tip de respirație este, de asemenea, mai frecvent la bărbați.
Femeile sunt caracterizate tipul de respirație în piept, asigurata in principal de munca muschilor intercostali. Această caracteristică poate fi asociată cu pregătirea biologică a femeii pentru maternitate și, ca urmare, cu dificultăți în respirația abdominală în timpul sarcinii. Cu acest tip de respirație, mișcările cele mai vizibile sunt făcute de stern și coaste.
Respirația, în care sunt implicați umerii și clavicula, este asigurată de munca mușchilor centurii scapulare. Ventilația plămânilor cu acest tip de respirație este slabă, aerul intră doar în partea superioară a acestora, deci aceasta tip de respirație numit apical. La oamenii sănătoși, respirația de tip apical practic nu apare, se dezvoltă cu afecțiuni grave (nu doar boli pulmonare!), dar acest tip este important pentru noi, deoarece este folosit în multe exerciții de respirație.

Procesul de respirație în cifre

volumele pulmonare

Este clar că volumul de inspirație și expirație poate fi exprimat în termeni numerici. Și în acest număr există și câteva fapte interesante, dar puțin cunoscute, a căror cunoaștere este necesară pentru a alege unul sau altul tip de exerciții de respirație.
Cu o respirație calmă, o persoană inspiră și expiră aproximativ 500 ml (300 până la 800 ml) de aer; acest volum de aer se numeste volumul respirator.În plus față de volumul curent obișnuit, cu cea mai profundă respirație o persoană poate inspira aproximativ 3.000 ml de aer - acesta este volumul de rezervă inspiratorie. După o expirație normală calmă, orice persoană sănătoasă, prin tensiunea mușchilor expiratori, este capabilă să „strângă” aproximativ 1.300 ml de aer din plămâni - aceasta volumul de rezervă expiratorie. Suma acestor volume este capacitate pulmonara: 500 ml + 3000 ml + 1300 ml = 4800 ml.
După cum se poate vedea din calcule, natura a asigurat aproape marginea de zece ori„pompează” aer prin plămâni cât mai mult posibil. Remarcăm imediat că marja funcțională pentru „pomparea” aerului (ventilație pulmonară) nu coincide cu marja pentru posibilitatea consumului și transportului de oxigen.
Volumul mareelor- expresie cantitativă adâncimea respirației.
Capacitatea vitală a plămânilor este volumul maxim de aer care poate fi introdus sau ieșit din plămâni în timpul unei inhalări sau expirații. Capacitatea vitală a plămânilor la bărbați este mai mare (4.000-5.500 ml) decât la femei (3.000-4.500 ml), este mai mare în poziție în picioare decât în ​​poziție șezând sau culcat. Antrenamentul fizic ajută la creșterea capacității vitale a plămânilor.
După o expirație profundă maximă, în plămâni rămâne un volum destul de semnificativ de aer - aproximativ 1200 ml. Acest volumul rezidual aer. Cea mai mare parte poate fi îndepărtată din plămâni numai cu un pneumotorax deschis. De asemenea, a rămas ceva aer în plămânii prăbușiți ( volum minim) persistă în „capcanele de aer” care se formează deoarece unele dintre bronhiole se prăbușesc înaintea alveolelor.

Orez. 6. Spirograma - o înregistrare a modificărilor volumelor pulmonare

Cantitatea maximă de aer, care poate fi găsit în plămâni se numește capacitatea pulmonară totală; este egală cu suma volumului rezidual și a capacității vitale a plămânilor (în exemplul dat: 1200 ml + 4800 ml = 6000 ml).
Volumul de aer, situat în plămâni la sfârșitul unei expirații liniștite (cu mușchii respiratori relaxați), se numește capacitatea pulmonară reziduală funcțională. Este egal cu suma volumului rezidual și a volumului expirator de rezervă (în exemplul utilizat: 1200 ml + 1300 ml = 2500 ml). Capacitatea pulmonară reziduală funcțională este aproape de volumul de aer alveolar înainte de inhalare.
Ventilația pulmonară este determinată de volumul de aer inhalat sau expirat pe unitatea de timp. De obicei măsurată volumul minut al respirației.În timpul respirației liniștite, 6-9 litri de aer trec prin plămâni pe minut. Ventilația plămânilor depinde de adâncimea și frecvența respirației, în repaus este de obicei de la 12 la 18 respirații pe minut. Volumul minut al respirației este egal cu produsul dintre volumul curent și frecvența respiratorie.

Spațiu mort

Aerul nu este doar în alveole, ci și în căile respiratorii. Acestea includ cavitatea nazală (sau gura cu respirație orală), nazofaringe, laringe, trahee, bronhii. Aerul din căile respiratorii (cu excepția bronhiolelor respiratorii) nu participă la schimbul de gaze, astfel încât lumenul căilor respiratorii se numește spatiu mort anatomic. La inhalare, ultimele porțiuni de aer intră în spațiul mort și, fără a-i schimba compoziția, lăsați-l pe expirație.
Volumul spațiului mort anatomic este de aproximativ 150 ml (aproximativ 1/3 din volumul curent în timpul respirației liniștite). Aceasta înseamnă că din 500 ml de aer inhalat, doar 350 ml intră în alveole. In alveole la sfarsitul unei expiratii linistite exista aproximativ 2.500 ml de aer, prin urmare, la fiecare respiratie linistita, se actualizeaza doar >/7 din volumul alveolar de aer.

Importanța căilor respiratorii

În concept căilor respiratorii includem cavitățile nazale și bucale, nazofaringe, laringe, trahee și bronhii. În căile respiratorii, schimbul de gaze practic nu se realizează, dar ele sunt necesare pentru respirația normală. Trecând prin ele, aerul inhalat suferă următoarele modificări:
hidratat;
se încălzește;
fără praf și microorganisme.
Din punctul de vedere al științei moderne, respirația prin nas este considerată cea mai fiziologică: cu o astfel de respirație, purificarea aerului de praf este deosebit de eficientă - trecând prin căile nazale înguste și complexe, aerul formează fluxuri vortex care contribuie la contactul cu particule de praf cu mucoasa nazală. Pereții căilor respiratorii sunt acoperiți cu mucus, la care aderă particulele din aer. Mucusul se deplasează treptat (7-19 mm/min) spre nazofaringe datorită activității epiteliului ciliat al cavității nazale, traheei și bronhiilor. Mucusul contine lizozim, având un efect mortal asupra microorganismelor patogene. Dacă receptorii faringelui, laringelui și traheei sunt iritați de particulele de praf și mucusul acumulat, o persoană tușește, iar dacă receptorii cavității nazale sunt iritați, strănută. Acest reflexe respiratorii protectoare.

Dacă receptorii faringelui, laringelui și traheei sunt iritați de particulele de praf și mucusul acumulat, o persoană tușește, iar dacă receptorii cavității nazale sunt iritați, strănută. Acestea sunt reflexe respiratorii protectoare.

În plus, aerul inhalat, care trece prin zona olfactivă a mucoasei nazale, „aduce” mirosuri – inclusiv avertizarea de pericol, provocând excitare sexuală (feromoni), mirosuri de prospețime și natură, stimulând centrul respirator și afectând starea de spirit.
Cantitatea de aer inhalată și eficiența ventilației pulmonare sunt, de asemenea, afectate de o asemenea valoare ca clearance-ul(diametru) bronhii. Această valoare se poate modifica sub influența multor factori, dintre care unii sunt controlabili. Mușchii inelari netezi ai peretelui bronșic îngustează lumenul. Mușchii bronhiilor se află într-o stare de activitate tonică, care crește odată cu expirația. Mușchii bronhiilor se contractă cu creșterea influențelor parasimpatice ale sistemului nervos autonom, sub influența unor substanțe precum histamina, serotonina, prostaglandinele. Relaxarea bronhiilor apare cu scaderea influentelor simpatice ale sistemului nervos autonom, sub actiunea adrenalinei.
Blocarea parțială a lumenului bronhiilor poate fi o secreție excesivă de mucus care apare în timpul reacțiilor inflamatorii și alergice, precum și corpi străini, puroi în boli infecțioase etc. - toate acestea vor afecta, fără îndoială, eficiența schimbului de gaze.

capitolul 2

Un pic despre circulație

Etapa anterioară - etapa respiratie externa- se termină prin faptul că oxigenul din compoziția aerului atmosferic pătrunde în alveole, de unde va trebui să treacă în capilare, „încurcând” alveolele cu o rețea densă.
Capilarele se unesc pentru a forma venele pulmonare, care transportă sângele oxigenat către inimă, mai precis, către atriul stâng. Din atriul stâng, sângele îmbogățit cu oxigen intră în ventriculul stâng și apoi „plece într-o călătorie” prin circulația sistemică, către organe și țesuturi. După ce a „schimbat” substanțele nutritive cu țesuturile, renunțând la oxigen și luând dioxid de carbon, sângele intră în atriul drept prin vene, iar circulația sistemică se închide, începe cercul mic.
Cercul mic de circulație a sângeluiîncepe în ventriculul drept, de unde artera pulmonară, ramificând și încurcând alveolele cu o rețea capilară, transportă sângele la „încărcarea” cu oxigen la plămâni și apoi din nou prin venele pulmonare către atriul stâng și așa mai departe la infinit. Pentru a evalua eficacitatea și amploarea acestui proces, imaginați-vă că timpul pentru o circulație completă a sângelui este de numai 20-23 de secunde - întregul volum de sânge are timp să „curgă” complet atât cercurile mari, cât și cele mici ale circulației sanguine.

Fig 7. Schema cercurilor mici și mari ale circulației sanguine

Pentru a satura un mediu la fel de activ ca și sângele cu oxigen, trebuie luați în considerare următorii factori:
cantitatea de oxigen și dioxid de carbonîn aerul inhalat - adică compoziția sa;
eficienta ventilatiei alveolelor- adică zona de contact, pe care are loc un schimb de gaze între sânge și aer;
eficiența schimbului de gaze alveolare - adică eficacitatea substanțelor și structurilor care asigură contactul cu sângele și schimbul de gaze.

Compoziția aerului inspirat, expirat și alveolar

În condiții normale, o persoană respiră aer atmosferic, care are o compoziție relativ constantă (Tabelul 1). Aerul expirat conține întotdeauna mai puțin oxigen și mai mult dioxid de carbon. Cel mai puțin oxigen și cel mai mult dioxid de carbon din aerul alveolar. Diferența în compoziția aerului alveolar și expirat se explică prin faptul că acesta din urmă este un amestec de aer din spațiu mort și aer alveolar.

Tabelul 1. Compoziția aerului (în volum%)

Aerul alveolar este mediul gazos intern al corpului. Compoziția gazoasă a sângelui arterial depinde de compoziția acestuia. Mecanismele de reglare mențin constanta compoziției aerului alveolar. În timpul respirației liniștite, compoziția aerului alveolar depinde puțin de fazele de inspirație și expirație. De exemplu, conținutul de dioxid de carbon la sfârșitul inhalării este cu doar 0,2-0,3% mai mic decât la sfârșitul expirației, deoarece doar 1/7 din aerul alveolar este reînnoit cu fiecare respirație. În plus, schimbul de gaze în plămâni se desfășoară continuu, indiferent de fazele de inspirație sau expirație, ceea ce ajută la egalizarea compoziției aerului alveolar. Cu respirația profundă, datorită creșterii ratei de ventilație a plămânilor, crește dependența compoziției aerului alveolar de inhalare și expirație. În același timp, trebuie amintit că, de asemenea, concentrația de gaze „pe axa” fluxului de aer și „pe marginea drumului” acestuia va diferi - mișcarea aerului „de-a lungul axei” va fi mai rapidă, iar compoziția sa va fi abordați compoziția aerului atmosferic. În partea superioară a plămânilor, alveolele sunt ventilate mai puțin eficient decât în ​​părțile inferioare adiacente diafragmei.

Ventilatie alveolara

Schimbul de gaze între aer și sânge se efectuează în alveole, toate celelalte părți ale plămânilor servesc doar la „livrarea” aerului în acest loc, prin urmare, nu cantitatea totală de ventilație a plămânilor este importantă, ci cantitatea. de ventilare a alveolelor. Este mai mică decât ventilația plămânilor cu valoarea ventilației spațiului mort.

Eficiența ventilației alveolare (și, prin urmare, a schimbului de gaze) este mai mare cu o respirație mai lentă decât cu o respirație mai frecventă.

Deci, cu un volum de respirație pe minut egal cu 8.000 ml și o frecvență respiratorie de 16 ori pe minut ventilație în spațiu mort va fi
150 ml × 16 = 2400 ml.
Ventilatie alveolara va fi egal cu
8000 ml - 2400 ml = 5600 ml.
Cu un volum respirator pe minut de 8.000 ml și o frecvență respiratorie de 32 de ori pe minut ventilația spațiului mort va fi
150 ml × 32 = 4800 ml,
A ventilatie alveolara
8000 ml - 4800 ml = 3200 ml,
adică va fi jumătate din cât în ​​primul caz. De aici rezultă prima dintre concluziile practice: eficiența ventilației alveolelor (și, în consecință, a schimbului de gaze) este mai mare cu o respirație mai puțin frecventă decât cu o respirație mai frecventă.
Cantitatea de ventilație pulmonară este reglată de organism în așa fel încât compoziția gazoasă a aerului alveolar este constantă. Deci, odată cu creșterea concentrației de dioxid de carbon în aerul alveolar, volumul minut al respirației crește, cu o scădere, acesta scade. Cu toate acestea, mecanismele de reglare ale acestui proces nu se află, din păcate, în alveole. Adâncimea și frecvența respirației sunt reglate de centrul respirator pe baza informațiilor despre cantitatea de oxigen și dioxid de carbon din sânge. Vom vorbi mai detaliat despre cum se întâmplă acest lucru în secțiunea „Reglarea inconștientă a respirației”.

Schimbul de gaze în alveole

Schimbul de gaze în plămâni se realizează prin difuzia oxigenului din aerul alveolar în sânge (aproximativ 500 litri pe zi) și a dioxidului de carbon din sânge în aerul alveolar (aproximativ 430 litri pe zi). Difuzia are loc datorită diferenței de presiune dintre aceste gaze în aerul alveolar și în sânge.

Orez. 8. Respirația alveolară

Difuzie(din lat. difuziune- distribuție, răspândire) - pătrunderea reciprocă a substanțelor învecinate unele în altele datorită mișcării termice a particulelor substanței. Difuzia are loc în direcția scăderii concentrației substanței și duce la o distribuție uniformă a substanței pe întregul volum pe care îl ocupă. Astfel, o concentrație redusă de oxigen în sânge duce la pătrunderea acestuia prin membrana aer-sânge. (aero-hematic) barieră, o concentrație în exces de dioxid de carbon în sânge duce la eliberarea acestuia în aerul alveolar. Din punct de vedere anatomic, bariera aer-sânge este reprezentată de membrana pulmonară, care, la rândul ei, este formată din celule endoteliale capilare, două membrane principale, epiteliu alveolar scuamos, un strat surfactant. Grosimea membranei pulmonare este de numai 0,4-1,5 microni.
Oxigenul care intră în sânge și dioxidul de carbon „adus” de sânge pot fi atât sub formă dizolvată, cât și legat chimic - sub forma unei conexiuni instabile cu hemoglobina eritrocitelor. Eficiența transportului gazelor de către eritrocite este direct legată de această proprietate a hemoglobinei, acest proces urmând a fi discutat mai detaliat în capitolul următor.

capitolul 3

„Transportătorul” de oxigen de la plămâni la țesuturi și organe și de dioxid de carbon de la țesuturi și organe la plămâni este sângele. În starea liberă (dizolvată), este transferată o cantitate atât de mică de gaze încât poate fi neglijată în siguranță atunci când se evaluează nevoile organismului. Pentru simplitatea explicației, vom presupune în continuare că cantitatea principală de oxigen și dioxid de carbon este transportată într-o stare legată.

Transportul oxigenului

Oxigenul este transportat sub formă de oxihemoglobină. Oxihemoglobina - este un complex de hemoglobină și oxigen molecular.
Hemoglobina se găsește în celulele roșii din sânge eritrocite. Eritrocitele la microscop arată ca un covrigi ușor turtit, o gaură în care au uitat să străpungă până la capăt. O astfel de formă neobișnuită permite eritrocitelor să interacționeze cu sângele mai bine decât celulele sferice (datorită unei suprafețe mai mari), deoarece, după cum știți, dintre corpurile cu volum egal, mingea are cea mai mică suprafață. În plus, eritrocitul este capabil să se plieze într-un tub, strângându-se într-un capilar îngust, ajungând la cele mai îndepărtate „colțuri” ale corpului.
Doar 0,3 ml de oxigen se dizolvă în 100 ml de sânge la temperatura normală a corpului. Oxigenul, care se dizolvă în plasma sanguină a capilarelor circulației pulmonare, difuzează în eritrocite, se leagă imediat de hemoglobină, formând oxihemoglobină, în care oxigenul este de 190 ml / l. Rata de legare a oxigenului este mare - timpul de absorbție a oxigenului difuzat este măsurat în miimi de secundă. În capilarele alveolelor (cu ventilație adecvată și alimentare cu sânge), aproape toată hemoglobina din sânge este transformată în oxihemoglobină. Viteza de difuzie a gazelor „înainte și înapoi” este mult mai lentă decât rata de legare a gazelor, din care se poate trage a doua concluzie practică: pentru ca schimbul de gaze să aibă succes, aerul trebuie să „facă pauze”, timpul în care concentrația de gaze în aerul alveolar și sângele care intră vor avea timp să se egalizeze.
Conversia hemoglobinei reduse (fără oxigen). (deoxihemoglobina)în hemoglobină oxidată (conținând oxigen) ( oxihemoglobina) depinde direct de conținutul de oxigen dizolvat în partea lichidă a plasmei sanguine, iar mecanismele de asimilare a oxigenului dizolvat sunt foarte eficiente și stabile.

Pentru ca schimbul de gaze să se desfășoare cu succes, aerul trebuie să „facă pauze”, timp în care concentrația de gaze în aerul alveolar și sângele care intră vor avea timp să se egalizeze.

De exemplu, o ascensiune la o înălțime de 2.000 m deasupra nivelului mării este însoțită de o scădere a presiunii atmosferice de la 760 la 600 mm Hg. Art., presiunea parțială a oxigenului în aerul alveolar - de la 105 la 70 mm Hg. Art., iar conținutul de oxihemoglobină este redus cu doar 3% - în ciuda scăderii presiunii atmosferice, țesuturile continuă să fie alimentate cu oxigen.
În țesuturile care necesită mult oxigen pentru viața normală (mușchi care lucrează, ficat, rinichi, țesuturi glandulare), oxihemoglobina „eliberează” oxigen foarte activ, uneori aproape complet. Și invers: în țesuturile în care intensitatea proceselor oxidative este scăzută (de exemplu, în țesutul adipos), cea mai mare parte a oxihemoglobinei „nu renunță” la oxigen molecular - nivelul disociere oxihemoglobină scăzută. Trecerea țesuturilor de la o stare de repaus la o stare activă (contracția musculară, secreția glandelor) creează automat condiții pentru creșterea disocierii oxihemoglobinei și creșterea aportului de oxigen către țesuturi.
Capacitatea hemoglobinei de a „reține” oxigenul (afinitatea hemoglobinei pentru oxigen) scade odată cu creșterea concentrației de dioxid de carbon și de ioni de hidrogen din sânge. În mod similar, o creștere a temperaturii afectează disociarea oxihemoglobinei.
Astfel, devine clar modul în care procesele naturale sunt interconectate și echilibrate unele față de altele. Modificarea capacității oxihemoglobinei de a reține oxigenul este de mare importanță pentru asigurarea alimentării cu oxigen a țesuturilor. În țesuturile în care procesele metabolice au loc intens, concentrația de dioxid de carbon și ioni de hidrogen crește, iar temperatura crește. Acest lucru accelerează cursul proceselor metabolice și facilitează „întoarcerea” oxigenului de către hemoglobină.
Fibrele musculare scheletice contin mioglobina, legata de hemoglobina. Are o afinitate foarte mare pentru oxigen. „Prinând” molecula de oxigen, nu o dă înapoi în sânge.

Recul elastic al plămânilor este forța cu care plămânii tind să se contracte.

Apare din următoarele motive: 2/3 din recul elastic al plămânilor se datorează surfactantului - tensiunea superficială a fluidului care căptușește alveolele, aproximativ 30% din fibrele elastice ale plămânilor și bronhiilor, 3% din tonusul fibrelor musculare netede ale bronhiilor. Forța de tracțiune elastică este întotdeauna direcționată din exterior spre interior. Acestea. valoarea extensibilității și tracțiunii elastice a plămânilor este puternic influențată de prezența pe suprafața intraalveolară surfactant- o substanta care este un amestec de fosfolipide si proteine.

Rolul surfactantului:

1) reduce tensiunea superficială în alveole și astfel crește extensibilitatea plămânilor;

2) stabilizează alveolele, împiedică lipirea pereților acestora;

3) reduce rezistența la difuzia gazelor prin peretele alveolelor;

4) previne umflarea alveolelor prin reducerea tensiunii superficiale din alveole;

5) facilitează expansiunea plămânilor la prima respirație a nou-născutului;

6) favorizează activarea fagocitozei de către macrofagele alveolare și activitatea lor motrică.

Sinteza și înlocuirea surfactantului are loc destul de repede, prin urmare, fluxul sanguin afectat în plămâni, inflamație și edem, fumatul, excesul și lipsa de oxigen, unele medicamente farmacologice pot reduce rezervele acestuia și pot crește tensiunea superficială a lichidului din alveole. Toate acestea duc la atelectazia sau colapsul lor.

Pneumotorax

Pneumotoraxul este intrarea aerului în spațiul interpleural, care apare cu răni penetrante ale toracelui, încălcări ale etanșeității cavității pleurale. În același timp, plămânii se prăbușesc, deoarece presiunea intrapleurală devine aceeași cu presiunea atmosferică. Schimbul eficient de gaze în aceste condiții este imposibil. La om, cavitățile pleurale drepte și stângi nu comunică și, din această cauză, pneumotoraxul unilateral, de exemplu, pe stânga, nu duce la încetarea respirației pulmonare a plămânului drept. În timp, aerul din cavitatea pleurală se rezolvă, iar plămânul colaps se extinde din nou și umple întreaga cavitate toracică. Pneumotoraxul bilateral este incompatibil cu viața.

Sfârșitul lucrării -

Acest subiect aparține:

Fiziologia respirației

Spirometria este o metodă de măsurare a volumului de aer expirat cu ajutorul unui aparat spirometru.. spirografia este o metodă de înregistrare continuă a volumelor expirate și.

Dacă aveți nevoie de material suplimentar pe această temă, sau nu ați găsit ceea ce căutați, vă recomandăm să utilizați căutarea în baza noastră de date de lucrări:

Ce vom face cu materialul primit:

Dacă acest material s-a dovedit a fi util pentru dvs., îl puteți salva pe pagina dvs. de pe rețelele sociale:

tweet

Toate subiectele din această secțiune:

Fiziologia respirației
Respirația este una dintre funcțiile vitale ale organismului, care vizează menținerea nivelului optim al proceselor redox din celule. Respirația este un complex

respiratie externa
Respirația externă se realizează ciclic și constă în faza de inspirație, expirație și pauză respiratorie. La om, frecvența mișcărilor respiratorii este în medie de 16-18 pe minut. respiratie externa

Presiune negativă în spațiul pleural
Pieptul formează o cavitate etanșă care asigură izolarea plămânilor de atmosferă. Plămânii sunt acoperiți de foaia pleurală viscerală, iar suprafața interioară a toracelui este acoperită de placa parietală.

Volumele și capacitățile pulmonare
În timpul respirației liniștite, o persoană inspiră și expiră aproximativ 500 ml de aer. Acest volum de aer se numește volum mare (TO) (Fig. 3).

Transportul gazelor prin sânge
Oxigenul și dioxidul de carbon din sânge sunt în două stări: legate chimic și dizolvate. Transferul oxigenului din aerul alveolar în sânge și al dioxidului de carbon din sânge în cel alveolar

Transportul oxigenului
Din cantitatea totală de oxigen conținută în sângele arterial, doar 5% este dizolvat în plasmă, restul oxigenului este transportat de eritrocite, în care se află în substanța chimică.

Tampon de hidrocarburi
Din reacțiile de schimb gazos de mai sus rezultă că cursul lor la nivelul plămânilor și țesuturilor este multidirecțional. Ce determină direcția de formare și disociere a formelor în aceste cazuri?

Tipuri de compuși Hb
Hemoglobina este o proteină cromoproteică specială, datorită căreia globulele roșii îndeplinesc o funcție respiratorie și mențin pH-ul sângelui. Funcția principală a hemoglobinei este transportul oxigenului și parțial dioxidului de carbon.

Principalele sisteme de reglare a echilibrului acido-bazic din organism
Echilibrul acido-bazic (ABC) (echilibrul acido-bazic, starea acido-bazică (ABC), echilibrul acido-bazic) este constanța concentrației de H + (protoni) în lichid

Reglarea respirației
Ca toate sistemele din organism, respirația este reglată de două mecanisme principale - nervos și umoral. Baza reglării nervoase este implementarea reflexului Hering-Breer, care, potrivit