Дыхательный цикл. Показатели внешнего дыхания, легочные объемы. Регуляция дыхания – дыхательный центр. Значение в диагностике заболеваний и динамическом наблюдении за пациентом.

Легкие

 С возрастом масса легких изменяется: у новорожденного - 50 а, у годовалого ребенка — 150 г, у 12-летнего — 560 г, а у взросло­го — 1 кг. Относительная масса легких уменьшается во все возрастные периоды. Объем легких значительно увеличивается в первый год жизни. У 2-3-недельного ребенка легкие занимают 2/3 объёма грудной клетки. Рост легких осуществляется за счет ветвления мелких бронхов, образования альвеол и увеличения их объема: у новорожденных размер альвеол в 2 раза меньше, чем у детей 12 лет, и в 3 раза, чем у взрослых. Процесс дифференциации легких заканчивается к 7 годам.

У взрослого человека альвеола представляет собой шар с поверхностью 0,126 мм и внутренним объемом 4,14 мл. У плода в спавших легких альвеолы имеют кругловатую или овальную форму, в легких ребенка, наполненных воздухом, они многогранной формы вследствие производимого на них давления.

В процессе развития легочного альвеолярного эпителия к моменту рождения у плода образуется сурфактант - вещество, стабилизирующее силу поверхностного натяжения легких. Оно продуцируется крупными клетками альвеолярного эпителия — гранулярными пневмоцитами. Если сурфактант не образуется, то легкие новорожденного не расправляются.

Различные отделы легких развиваются неодинаково. У новорожденного верхняя и средняя доли правого легкого почти одинакового размера, нижняя больше их. До 3 месяцев верхняя доля развивается медленнее других, в дальнейшем - одинаково с ними. Ко второму году жизни ребенка отдельные доли правого и левого легких приобретают те же размеры по отношению к друг другу, как и у взрослых. Неравномерно меняется масса легких: от момента рождения до 3 месяцев жизни привое легкое тяжелее левого. Соответственно, и объем правого легкого больше. К году объем легких ребенка равен 250-280 мл. К 16 годам он увеличивается в 20 раз по сравнению с объемом легких новорожденного.

Образование новых разветвлений альвеолярных ходов заканчивается к 7 – 9 годам, легочных альвеол – к 12 – 15 годам. К этому же времени размеры альвеол увеличиваются вдвое. Формирование легочной паренхимы завершается к 15 – 25 годам. В период от 25 до 40 лет строение легочного ацинуса практически не меняется.

Плевра новорожденного ребенка содержит много клеточных элементов и мало эластических и соединительнотканных волокон вплоть до 2-2,5 лет. Строение плевры ребенка приближается к строению взрослого к 7 годам

После 40 лет постепенно начинается старение легочной ткани: сглаживаются межальвеолярные перегородки, легочные альвеолы становятся мельче, альвеолярные ходы сливаются друг с другом, размеры ацинусов увеличиваются.

В пожилом возрасте (после 60 лет) нижние границы легких располагаются на 1-2 см ниже, чем у людей в возрасте 30 – 40 лет.

Максимальная функция легких с возрастом уменьшается. Количество кислорода в крови, диффундирующее из воздушных мешков, уменьшается. Скорость потока воздуха через дыхательные пути медленно уменьшается после 30 лет. А максимальная сила, которую вы можете создать на вдохе и выдохе, уменьшается. Тем не менее, даже пожилые люди должны иметь соответствующие функции легких, позволяющие осуществлять повседневную деятельность, потому что у нас есть "резервные" функции легких. Вот почему нормальные люди переносят хирургическое удаление всего легкого и сохраняют способность дышать достаточно хорошо оставшимся легким.

Важное изменение для многих пожилых людей заключается в том, что дыхательные пути закупориваются легче. Дыхательные пути, как правило, закупориваются, когда пожилой человек дышит неглубоко, или когда он находятся в постели в течение длительного времени. Дыхание неглубокое, потому что вызывает боль. Болезнь или операция вызывает повышенный риск развития пневмонии и других проблем с легким. Для пожилых людей важно, находиться в постели как можно меньше, даже когда они больны или после операции. Когда это невозможно, было бы полезно сделать спирометрию. Она заключается в использовании небольшого устройства, чтобы помочь держать дыхательные пути открытыми и свободными от слизи.

Мертвое пространство, определение. Воздух, находящийся в воздухоносных путях, не участвует в газообмене, поэтому просвет воздухоносных путей называется мертвым пространством.

Транспорт газов кровью

В организме кислород и углекислый газ транспортируются кровью. Кислород, поступающий из альвеолярного воздуха в кровь, связывается с гемоглобином эритроцитов, образуя так называемый оксигемоглобин, и в таком виде доставляется к тканям. В тканевых капиллярах кислород отщепляется и переходит в ткани, где включается в окислительные процессы. Свободный гемоглобин связывает водород и превращается в так называемый восстановленный гемоглобин. Углекислый газ, образующийся в тканях, переходит в кровь и поступает в эритроциты. Затем часть углекислого газа соединяется с восстановленным гемоглобином, образуя так называемый карбгемоглобин, и в таком виде углекислый газ и доставляется к легким. Однако большая часть углекислого газа в эритроцитах при участии фермента карбоангидразы превращается в бикарбонаты, которые переходят в плазму и транспортируются к легким. В легочных капиллярах бикарбонаты при помощи специального фермента карбоангидразы распадаются и выделяется углекислый газ. Отщепляется углекислый газ и от гемоглобина. Углекислый газ переходит в альвеолярный воздух и с выдыхаемым воздухом удаляется во внешнюю среду.Следует знать, что более эффективно, чем углекислый газ с гемоглобином, связывается окись углерода известная как угарный газ. Образующийся в этом случае так называемый карбоксигемоглобин не способен связывать кислород.

Тканевое дыхание

Дыхание тканевое. (синоним клеточное дыхание). совокупность окислительно-восстановительных процессов в клетках, органах и тканях, протекающих с участием молекулярного кислорода и сопровождающихся запасанием энергии в фосфорильной связи молекул АТФ.Высвобожденная энергия запасается в химических связях макроэргических соединений (АТФ, которых в результате процесса образуется 30 (32) и др.) и может быть использована по мере необходимости. Входит в группу процессов катаболизма. О физиологических процессах транспортировки к клеткам многоклеточных организмов кислорода и удалению от них углекислого газа.

Подготовка пациента

Исследование проводится натощак или не ранее, чем через 1,5-2 часа после легкого завтрака.За 2 часа до исследования пациент не должен курить и пить кофе. Перед исследованием не пользоваться ингаляторами:

§ ингаляторы короткого действия (применяются до 4 раз в день) отменяются за 6 часов до исследования;

§ ингаляторы среднего срока действия (обычно применяются 2 раза в день, утром и вечером) отменяются за 12 часов до исследования;

§ ингаляторы длительного действия (применяются 1 раз в сутки) отменяются за 24 часа до исследования.

Перед исследованием пациент должен избегать интенсивных физических нагрузок.

На исследование пациенту необходимо прийти за 15-20 минут до начала, чтобы иметь возможность немного отдохнуть.

Обязательный перечень документов для исследования:

§ направление (форма № 057/у) и выписка из МКАБ (форма № 027/у), если исследование будет проводиться в другом здании поликлиники или другой МО;

§ данные предыдущих исследований/стационарного лечения, если имеются;

§ данные результата OAK.

Легкие

 С возрастом масса легких изменяется: у новорожденного - 50 а, у годовалого ребенка — 150 г, у 12-летнего — 560 г, а у взросло­го — 1 кг. Относительная масса легких уменьшается во все возрастные периоды. Объем легких значительно увеличивается в первый год жизни. У 2-3-недельного ребенка легкие занимают 2/3 объёма грудной клетки. Рост легких осуществляется за счет ветвления мелких бронхов, образования альвеол и увеличения их объема: у новорожденных размер альвеол в 2 раза меньше, чем у детей 12 лет, и в 3 раза, чем у взрослых. Процесс дифференциации легких заканчивается к 7 годам.

У взрослого человека альвеола представляет собой шар с поверхностью 0,126 мм и внутренним объемом 4,14 мл. У плода в спавших легких альвеолы имеют кругловатую или овальную форму, в легких ребенка, наполненных воздухом, они многогранной формы вследствие производимого на них давления.

В процессе развития легочного альвеолярного эпителия к моменту рождения у плода образуется сурфактант - вещество, стабилизирующее силу поверхностного натяжения легких. Оно продуцируется крупными клетками альвеолярного эпителия — гранулярными пневмоцитами. Если сурфактант не образуется, то легкие новорожденного не расправляются.

Различные отделы легких развиваются неодинаково. У новорожденного верхняя и средняя доли правого легкого почти одинакового размера, нижняя больше их. До 3 месяцев верхняя доля развивается медленнее других, в дальнейшем - одинаково с ними. Ко второму году жизни ребенка отдельные доли правого и левого легких приобретают те же размеры по отношению к друг другу, как и у взрослых. Неравномерно меняется масса легких: от момента рождения до 3 месяцев жизни привое легкое тяжелее левого. Соответственно, и объем правого легкого больше. К году объем легких ребенка равен 250-280 мл. К 16 годам он увеличивается в 20 раз по сравнению с объемом легких новорожденного.

Образование новых разветвлений альвеолярных ходов заканчивается к 7 – 9 годам, легочных альвеол – к 12 – 15 годам. К этому же времени размеры альвеол увеличиваются вдвое. Формирование легочной паренхимы завершается к 15 – 25 годам. В период от 25 до 40 лет строение легочного ацинуса практически не меняется.

Плевра новорожденного ребенка содержит много клеточных элементов и мало эластических и соединительнотканных волокон вплоть до 2-2,5 лет. Строение плевры ребенка приближается к строению взрослого к 7 годам

После 40 лет постепенно начинается старение легочной ткани: сглаживаются межальвеолярные перегородки, легочные альвеолы становятся мельче, альвеолярные ходы сливаются друг с другом, размеры ацинусов увеличиваются.

В пожилом возрасте (после 60 лет) нижние границы легких располагаются на 1-2 см ниже, чем у людей в возрасте 30 – 40 лет.

Максимальная функция легких с возрастом уменьшается. Количество кислорода в крови, диффундирующее из воздушных мешков, уменьшается. Скорость потока воздуха через дыхательные пути медленно уменьшается после 30 лет. А максимальная сила, которую вы можете создать на вдохе и выдохе, уменьшается. Тем не менее, даже пожилые люди должны иметь соответствующие функции легких, позволяющие осуществлять повседневную деятельность, потому что у нас есть "резервные" функции легких. Вот почему нормальные люди переносят хирургическое удаление всего легкого и сохраняют способность дышать достаточно хорошо оставшимся легким.

Важное изменение для многих пожилых людей заключается в том, что дыхательные пути закупориваются легче. Дыхательные пути, как правило, закупориваются, когда пожилой человек дышит неглубоко, или когда он находятся в постели в течение длительного времени. Дыхание неглубокое, потому что вызывает боль. Болезнь или операция вызывает повышенный риск развития пневмонии и других проблем с легким. Для пожилых людей важно, находиться в постели как можно меньше, даже когда они больны или после операции. Когда это невозможно, было бы полезно сделать спирометрию. Она заключается в использовании небольшого устройства, чтобы помочь держать дыхательные пути открытыми и свободными от слизи.

Мертвое пространство, определение. Воздух, находящийся в воздухоносных путях, не участвует в газообмене, поэтому просвет воздухоносных путей называется мертвым пространством.

Дыхательный цикл. Показатели внешнего дыхания, легочные объемы. Регуляция дыхания – дыхательный центр. Значение в диагностике заболеваний и динамическом наблюдении за пациентом.

1. Частота дыхания - 12-18 в мин (в среднем 16). Частота дыхания зависит от длины дыхательных циклов.

2. Ритм дыхания. Ритм дыхания целиком и полностью задается дыхательным центром. Большинство экстремальных воздействий требуют от организма повышения метаболической активности, а значит большего потребления кислорода, поэтому наиболее частой реакцией легочного дыхания будет тахипноэ, т.е. учащение ритма дыхательных движений.

Ряд же воздействий на организм, наоборот, сопровождается уменьшением вентиляции легких.

Урежение дыхательного ритма, снижение частоты дыхания - брадипноэ.

Апноэ – остановка дыхания, обусловленная отсутствием стимуляции дыхательного центра (например: при гипокапнии - увеличении напряжения углекислого газа в артериальной крови).

Дыхательная аритмия - нарушение физиологической ритмичности следования дыхательных циклов. Может быть результатом нормальной жизнедеятельности (труд, спорт, эмоциональное возбуждение, смех, плачь, речь, пение и др.) или патологических процессов (инфекционное заболевания, интоксикация, травмы, гипертермия, измененная газовая среда).

3. Глубина дыхания. В обычных условиях человек дышит через нос; через нос воздух проходит с большим сопротивлением, чем при дыхании через рот, поэтому при носовом дыхании работа дыхательных мышц возрастает и дыхание становится более глубоким.

1. Дыхательный объем (ДО) - количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает при спокойном дыхании (300-700 мл.)

2. Резервный объем вдоха (РОвд) - объемвоздуха, который можно вдохнуть дополнительно после обычноговдоха (1500-3000 мл).

3. Резервный объем выдоха (РОвыд) - объемвоздуха, который удаляется из легких, если вслед за обычным вдохом и выдохом произвести максимальный выдох (1500-2000 мл).

4. Остаточный объем (ОО) - объемвоздуха, который остается в легких после максимально глубокого выдоха (1000-1500 мл).

5. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - с амое глубокое дыхание, на которое способен данный человек: ДО + РОвд + РОвыд (3000-4500 мл). Зависит от пола, возраста, положения тела, состояния дыхательных мышц и др.

6. Общая емкость легких (ОЕЛ) - ЖЕЛ + ОО.

Количество воздуха, находящегося в легких после максимального вдоха (4000-6000 мл).

7. Легочная вентиляция (минутный объем дыхания (МОД) – ДО х число дыханий в 1 мин = 6-8 л/мин.

Легочная вентиляция обновляет состав альвеолярного газа. Зависит от глубины и частоты дыхания и обеспечивается работой дыхательных мышц. Эта работа связана с преодолением эластического сопротивления легких и сопротивления дыхательному потоку воздуха (неэластическое сопротивление).

В продолговатом мозге были обнаружены скопления нейронов, отвечающих за частоту, глубину и длительность вдоха и выдоха – дыхательный центр. Его делят на 3 области по преобладанию нейронов, выполняющих специфические функции.

«Центр вдоха» - здесь располагаются инспираторные нейроны, которые разряжаются незадолго до вдоха и во время его. Они обладают автоматией, очень чувствительны к возбуждению и углекислому газу.

«Центр выдоха» - обнаружены экспираторные нейроны.
Механизм дыхательных движений. Механизм 1-го вдоха новорожденного.

Происходит это сразу после пересечения пуповины, соединяющей его с материнским организмом. До этого на протяжении всего периода внутриутробного развития газообмен между организмом плода и окружающей средой осуществлялся посредством маточно-плацентарного кровообращения: плод получал артериальную кровь, обогащенную кислородом, и отдавал матери свою кровь, насыщенную углекислым газом. Но как только эта связь прерывается, происходит запуск сложного механизма, направленного на стимуляцию дыхательного центра новорожденного.

Мощной стимуляции дыхательного центра способствует и то, что на протяжении последних часов родового акта плод уже испытывает умеренное кислородное голодание, нарастающее постепенно, вследствие чего в крови нарастает концентрация углекислоты. После пересечения пуповины концентрация углекислоты в крови становится еще больше. Именно этот фактор является одним из важнейших раздражителей, побуждающих новорожденного ребенка сделать глубокий вдох и громко закричать сразу после рождения.

Мощным стимулятором к дыханию становится перепад температуры во время рождения в 10 – 15 0.

Легкие ребенка в утробе матери заполнены жидкостью. Когда малыш продвигается по родовым путям, грудная клетка сдавливается и эта жидкость вытесняется из легких. Таким образом в грудной клетке создается отрицательное давление, и при рождении воздух всасывается в нее, выравнивая атмосферное давление. Потом воздух врывается в легкие, расправляет их подобно взрыву и сопровождается криком новорожденного.

 Определение частоты, ритма и глубины дыхания. Особенности в различные возрастные периоды.

Частота дыхания.

Определяется при наблюдении за дыханием. С этой целью на эпигастральную область исследуемого накладывается ладонь и подсчитывается количество полных дыхательных циклов (дыхательных движений) в минуту по приподниманию подключичной области при каждом вдохе. Вдоху соответствует подъем ладони, выдоху — ее опускание. При шумном дыхании его частоту можно определить и на расстоянии от пациента. Лучше всего, если он не догадывается о том, что у него сосчитывается дыхание, иначе он может невольно изменить его частоту. Для отвлечения внимания обследуемого можно одновременно положить пальцы другой руки на лучевую артерию для имитации прощупывания пульса или имитировать определение частоты пульса и в то же время следить глазами за дыхательными движениями грудной клетки. Для точного определения подсчитывать частоту дыхания следует не менее 1 минуты.

Число дыханий в минуту у здорового человека в состоянии покоя колеблется от 12 до 18, составляя в среднем 16 дыхательных движений. Значительные изменения частоты дыхания могут выразиться либо учащением (тахипноэ), либо урежением (брадипноэ). В физиологических условиях резкое учащение дыхания возникает при нервном возбуждении, во время и тотчас же после физических напряжений. Однако такое учащение как правило кратковременно и быстро проходит после устранения вызвавшей его причины.

При исследовании необходимо обращать внимание на соотношение между частотой дыхания и частотой пульса. Обычно оно равно 1:4.

Глубина и ритм дыхания.

Глубина дыхания определяется по объему вдыхаемого и выдыхаемого воздуха в спокойном состоянии. У взрослых людей в физиологических условиях объем, дыхательного воздуха колеблется от 300 до 900 мл, составляя в среднем 500 мл. Изменение частоты дыхания обычно комбинируется с изменением его глубины. Учащенное дыхание, как правило, поверхностное, так как вдох и выдох становятся короче. Замедленное дыхание, наоборот, является обычно глубоким.

Ритм дыхания у здорового человека правильный, что выражается в одинаковой продолжительности и одинаковой глубине каждого дыхательного движения — вдоха и выдоха. Пауза практически не определяется. Исключением может быть незначительная аритмия дыхания у здоровых людей во время сна.