Полная версия

Главная arrow Медицина arrow Анатомия и физиология гомеостаза

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Дыхание

Дыхание — это процесс газообмена между организмом и внешней средой. Он имеет 3 фазы: внешнее дыхание (обмен газов между атмосферным и альвеолярным воздухом); газообмен между альвеолярным воздухом и кровью, протекающей в легочных капиллярах; транспорт газов кровью; газообмен между кровью и тканями.

К дыхательному аппарату, кроме собственно органов дыхания, относятся грудная клетка с дыхательными межреберными и диафрагмальными мышцами. В грудной полости давление отрицательное, ниже атмосферного. Если нарушить герметичность плевральной полости, то в нее попадет воздух, который сдавливает легкое и нарушает дыхание — пневмоторакс.

В продолговатом мозге находится автоматически работающий центр вдоха и выдоха. Работа центра регулируется нервным и гуморальным путем.

Внешнее дыхание. Механизм вдоха и выдоха

Внешнее дыхание начинается с увеличения объема грудной клетки в вертикальном, переднезаднем и поперечном направлениях. Это происходит вследствие сокращения межреберных мышц и опускания диафрагмы. Благодаря сокращению межреберных мышц поднимаются и отводятся в стороны передние концы ребер, в результате чего размер грудной клетки в переднезаднем направлении увеличивается. Увеличение вертикального размера грудной клетки происходит благодаря уплощению диафрагмы. Ткань легких всегда находится в состоянии растяжения в связи с тем, что давление в плевральной полости всегда ниже, чем в атмосфере.

В процессе вдоха ткань легких еще больше растягивается, так как увеличивается объем грудной клетки и давление в легких становится на 2—3 мм рт. ст. меньше, чем в атмосфере. Разница давлений обеспечивает поступление воздуха в легкие.

Во время вдоха одновременно увеличивается объем плевральной полости, и давление в ней понижается и становится на 9 мм рт. ст. ниже атмосферного. В результате увеличивается разница между давлением атмосферного воздуха и давлением в плевральной полости, что также способствует растяжению легочной ткани.

Во время выдоха ребра опускаются, купол диафрагмы поднимается, объем грудной клетки и легких уменьшается, воздух выходит наружу. При сокращении легких имеет значение эластическая тяга легких.

Процессу вдоха препятствует сопротивление стенок живота, давление в брюшной полости. Одновременно во время вдоха преодолевается эластическая тяга легких, она связана с наличием в легких эластических волокон, препятствующих расширению легких. Также препятствует вдоху поверхностное натяжение между стенками альвеол, хотя оно уменьшается за счет наличия на внутренней поверхности альвеол тонкого слоя фосфолипида. Появление этого вещества в процессе эволюции понижает энергетические затраты, необходимые для растяжения ткани легких.

Вентиляция отделов легких различна, как и их кровоснабжение. В участках, выключенных из газообмена, кровоток уменьшается. Интенсивность кровоснабжения легких связана с содержанием в них разного количества 07.

Совокупность дыхательного, дополнительного и резервного объемов воздуха называется жизненной емкостью легких (ЖЕЛ). ЖЕЛ — это тот объем воздуха, который может максимально вдохнуть человек после максимального выдоха. Для взрослого человека ЖЕЛ в среднем составляет 3,500 — 4,000 мл.

Дыхательный объем человека в состоянии покоя примерно 500 мл воздуха. Дополнительный объем — объем после спокойного вдоха примерно 1,500 мл. Резервный объем — объем после спокойного выдоха — 1,500 мл. Резервы внешнего дыхания, обеспечивающие вентиляцию легких, велики. Так, в покое ЧДД составляет 14—18 раз в минуту. При максимально возможном произвольном усилении вентиляции легких ЧДД возрастает до 30—45 раз в минуту, дыхательный объем до 2—4 л, а минутный объем до 100 —200 л.

Дыхательный объем, т.е. глубина дыхания, зависит от определенного уровня концентрации 02 и С02 в альвеолярном воздухе и обеспечивает нормальную концентрацию газов в артериальной крови.

Концентрация газа в альвеолах отличается от концентрации газов в атмосферном воздухе. Атмосферный воздух содержит 20,94% — 02, 0,03% — С02, 79,03% — N. Воздух в альвеолах содержит 14,4% — 02, 5,6%— С02, 80%-N.

Вследствие разности парциального давления кислорода и углекислого газа в альвеолах и напряжения этих газов в крови каждый из них переходит из области более высокого парциального давления в область более низкого давления. Парциальное давление углекислого газа в альвеолах меньше, чем в окружающих их капиллярах, поэтому газ переходит из капилляров в альвеолы. Парциальное давление кислорода в альвеолах выше, чем в капиллярах легких, этим объясняется переход кислорода из альвеол в капилляры легких.

Эта разница в концентрациях имеет большое значение, т.к. определяется скорость газообмена в легких. Обмен газов между кровью и альвеолярным воздухом осуществляется через мембраны, образованные однослойным эпителием капилляров и альвеол.

Газообмен в тканях, как и в легких, происходит вследствие разности напряжения кислорода и углекислого газа в капиллярах и тканях. Ткани поглощают 02 и отдают С02. Газы переходят из области высокого напряжения в область низкого напряжения. На интенсивность газообмена влияют: длина капилляра, разница напряжений, химический состав крови, скорость кровотока. Чем интенсивнее обмен в ткани, органе или системе органов, тем больше требуется 02. Необходимое количество О,, поступающего в кровь, будет обеспечено лишь при оптимальном соотношении С02 и 02 в альвеолярном воздухе и в крови, омывающей легкие. Это соотношение поддерживается глубиной и частотой дыхания.

Парциальное давление 02 в альвеолах выше, чем в венозной крови, поэтому идет диффузия О, в капилляры. Там О, связывает НЬ крови и переносится к органам и тканям, а кровь становится артериальной.

В тканях парциальное давление 02 ниже, чем в крови, и он переходит в ткани. СО, из клеток поступает в кровь, потому что его давление в клетках больше. СО, с НЬ образуют непрочное соединение — карбоге- моглобин —10%, остальные соединения образуют угольную кислоту. В капиллярах углекислый газ освобождается и переходит в альвеолы.

Дыхательная функция обеспечивает обмен газами между атмосферным воздухом и организмом. Ткани и органы человеческого тела поглощают атмосферный кислород, используемый ими в биологическом окислении. С выдыхаемым воздухом из организма выводится углекислый газ — конечный продукт биологического окисления.

О, к тканям и СО, от тканей переносятся кровью. Газы находятся в жидкости как в состоянии физического растворения, так и в химически связанном виде. В 100 мл артериальной крови растворено 3 мл свободного О, и 20 мл связано НЬ.

В 100 мл артериальной крови физически растворено 2,5 мл С02, а в химически связанной форме находится 50 мл, в венозной крови 56 мл. В плазме большая часть СО, содержится в форме солей угольной кислоты.

В легких стенки альвеол тонкие. Углекислый газ перемещается в обратном направлении — из крови в альвеолы. На вдохе кислород попадает в легкие, на выдохе удаляется углекислый газ.

Образующийся при этом С02 переносится кровью к легким и удаляется с выдыхаемым воздухом. Таким образом, в процессе легочного дыхания происходят и экскреторные процессы.

Обогащение крови О, происходит в результате легочного газообмена, при котором НЬ крови превращается в 0,НЬ, а избыток СО, переходит в полость легочных альвеол. Насыщенная 02 кровь отдает его тканям.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>