Функции дыхательной системы. Типы и этапы дыхания.

ВНЕШНЕЕ ДЫХАНИЕ

Функции дыхательной системы. Типы и этапы дыхания.

Дыхание – процесс, связанный с потреблением кислорода организмом и выделением им углекислого газа. В состоянии покоя человек потребляет за 1 минуту 250 мл кислорода и выделяет 230 мл углекислого газа – это 1.главная газообменная функция; 2.защитная функция – легкие являются барьером между внутренней и внешней средой, в них образуются антитела, происходит фагоцитоз; 3.легкие участвуют в терморегуляции, отдавая тепло в окружающую среду; 4.участвуют в процессах выделения (удаление углекислоты, водяных паров, летучих веществ из организма); 5. поддерживает рН крови; 6.вырабатывает биологически активные вещества – гистамин, простагландины, гепарин и др.

Процесс дыхания состоит из 5 этапов:

1.Газообмен между легкими и внешней средой – вентиляция легких.

2.Газообмен между альвеолами легких и кровью легочных капилляров.

3.Транспорт газов кровью.

4.Газообмен между кровью и тканями.

5.Внутреннее дыхание (потребление кислорода тканями и выделение ими углекислого газа). Первые 2 этапа составляют внешнее дыхание, которое осуществляется ритмическими дыхательными движениями – вдохом и выдохом.

Различают 3 типа дыхания:

1.брюшной – у мужчин, 2.грудной – у женщин, 3.диафрагмальный – у новорожденных. Тип дыхания зависит не только от пола и возраста, нои от характера работы (к примеру, при ношении тяжестей на спине у женщин формируется брюшной тип дыхания, который является наиболее эффективным.

Виды дыхания складывались во время эволюции организмов – внутриклеточное, кожное, жаберное, легочное.

Механизм вдоха и выдоха.

Акт вдоха - инспирация - совершается при сокращении диафрагмы и наружных межреберных мышц. При этом объем грудной клетки увеличивается в 3-х направлениях: вертикальном, сагиттальном и фронтальном. В результате легкие растягиваются, увеличивается их объем, внутрилегочное давление уменьшается и воздух поступает в легкие. Акт вдоха – активный процесс и сопровождается затратой энергии, которая расходуется на преодоление:

1.тяжести грудной клетки;

2.сопротивления органов брюшной полости;

3.аэродинамического сопротивления;

4.эластической тяги легких (сила, с которой легочная ткань стремится сжаться).

При глубоком (форсированном) вдохе дополнительно сокращаются мышцы шеи, груди и плечевого пояса.

Акт выдоха – экспирация – процесс пассивный, хотя и участвуют диафрагма (приобретает форму купола) и внутренние межреберные мышцы. Ребра опускаются, грудная клетка сужается, объем легких уменьшается (в том числе, за счет эластической тяги), увеличивается внутрилегочное давление и воздух изгоняется из легких. При форсированном выдохе дополнительно сокращаются мышцы живота, или брюшного пресса.

Внутригрудное отрицательное давление.

Легкие отделены от стенок грудной клетки плевральной полостью, которая образована 2-мя листками. Между ними имеется щель, объем которой меняется при вдохе и выдохе. При рождении ребенка давление в плевральной щели равно атмосферному. С возрастом грудная клетка растет быстрее, чем легкие, и плевральная щель увеличивается, а давление в ней, в силу герметичности, становится меньше атмосферного, т.е. становится отрицательным = -6 – 9 мм РТ.ст. При вдохе оно делается более отрицательным, поэтому воздух легко поступает в легкие. При выдохе растянутая легочная ткань сжимается (хотя и не до конца), внутрилегочное давление увеличивается, что способствует выдоху. Таким образом, отрицательное внутригрудное давление помогает осуществлять вдох, а эластическая тяга легких облегчает выдох. Эластическая тяга легких обусловлена 2-мя факторами: 1.наличием эластических волокон в легочной ткани и 2.наличием пленки фосфолипида (сурфактанта), выстилающей стенки альвеол, отчего они не слипаются при выдохе. При отсутствии сурфактанта у новорожденного его легкие не расправляются. Если по разным причинам атмосферный воздух попадает в плевральную щель, то возникает пневмоторакс. Это – тяжелое состояние, так легкие сжимаются и не участвуют в газообмене. Различают 3 вида пневмоторакса: 1.закрытый, 2.открытый, 3.клапанный – наиболее тяжелая форма, когда воздух с каждым вдохом накапливается в плевральной щели и поджимает легкое.

Жизненная емкость легких.

Различают легочные объемы и емкости. К легочным объемам относят:

1. Дыхательный объем (ДО) – объем вдыхаемого и выдыхаемого воздуха при спокойном дыхании (300-500 мл).

2. Резервный объем вдоха (РО вд) – максимальный объем воздуха, который человек может вдохнуть после спокойного вдоха (1500-2500 мл).

3. Резервный объем выдоха (РО выд) – максимальный объем воздуха, который человек может выдохнуть после спокойного выдоха (1000-1500 мл).

4. Остаточный объем (ОО) – объем воздуха, остающийся в легких после глубокого выдоха (1000-1200 мл). Его можно извлечь только путем пневмоторакса. Этот воздух остается в легком после первого вдоха новорожденного. Поэтому, если ребенок сделал при рождении хотя бы один вдох, то кусочек его легкого, помещенный в воду, не тонет. Эту пробу используют для диагностики мертворождения.

Легочные емкости:

1.Жизненная емкость легких. ЖЕЛ = ДО + РО вд + РО выд

ЖЕЛ является показателем растяжимости легких и зависит от роста, возраста (после 40 лет уменьшается), пола (у женщин на 25% меньше, чем у мужчин) и веса. Важным показателем является расчет должной жизненной емкости легких – ДЖЕЛ, которую находят по формуле: ДЖЕЛ (л) = рост (м) х 2,5

2.Функциональная остаточная емкость – ФОЕ = РО выд + ОО

ФОЕ необходим для организма, так как сохраняет небольшой резерв кислорода (важно иметь при наличии едкого запаха, при нырянии в воду и др. ситуациях).

3.Общая емкость легких – ОЕЛ = ЖЕЛ + ОО

Установлено, что ДО составляет 15-20% ЖЕЛ, РО вд и РО выд = 40-45% ЖЕЛ, ОО = 30% ЖЕЛ.

6.Спирометрия. Это методика измерения ЖЕЛ с помощью спирометра, которые бывают сухой или водяной – портативные. Спирограмма, полученная на спирографе, выглядит так: (см. на обороте).

Вентиляция легких.

В состоянии покоя частота дыхания = 12-20 за 1 минуту. У новорожденных до 40 в 1 минуту. Произведение ДО на ЧД составляет минутный объем дыхания (МОД). МОД зависит от характера работы, а также от возраста, пола и положения тела (сидя, лежа). Степень вентиляции легких зависит от глубины дыхания. Частое, поверхностное дыхание (тахипноэ) дает меньшую вентиляцию легких, чем глубокое и редкое дыхание (гиперпноэ). Существует также понятие о минутном объеме легочной вентиляции (МОЛВ), который рассчитывают с учетом объема мертвого пространства: МОЛВ = (ДО – О мертвого пространства) х ЧД. У спортсменов легочная вентиляция при физической работе увеличивается за счет увеличения ДО, не ЧД, как у нетренированных людей.

РЕГУЛЯЦИЯ ДЫХАНИЯ

Дыхание в разных условиях.

1 при повышенном атмосферном давлении - человек оказывается при погружении в воду или в шахту. При этом на каждые 10 м погружения давление на организм увеличивается на 1 атмосферу. В таких условиях требуется подача воздуха под давлением из специального баллона. Количество О2 следует уменьшить до 100 мм РТ. Ст., добавляя в газовую смесь азот или гелий. Подъём из воды должен быть медленным, чтобы избежать кессонной болезни. При быстром подъеме газы, растворенные в крови, не успевают выделиться и превращаются в пузырьки, которые закупоривают мелкие сосуды мышц и жизненно важных органов – сердца и мозга. Поэтому там, где проводятся подземные и подводные работы, устанавливают декопрессионные камеры.

2.при пониженном атмосферном давлении – человек находится в горах. Подъем до 2 км не опасен для самочувствия. Подъем на 3 км снижает содержание О2 в альвеолах до 60 мм (вместо 100), что вызывает гипоксемию – сердцебиение, головокружение, снижение работоспособности, легкая эйфория – это признаки горной болезни. Подъем на более 4-5 км требует применения специальных приспособлений – кислородные баллоны, скафандры, герметические кабины и др.

 

 

 

 

ВНЕШНЕЕ ДЫХАНИЕ

Функции дыхательной системы. Типы и этапы дыхания.

Дыхание – процесс, связанный с потреблением кислорода организмом и выделением им углекислого газа. В состоянии покоя человек потребляет за 1 минуту 250 мл кислорода и выделяет 230 мл углекислого газа – это 1.главная газообменная функция; 2.защитная функция – легкие являются барьером между внутренней и внешней средой, в них образуются антитела, происходит фагоцитоз; 3.легкие участвуют в терморегуляции, отдавая тепло в окружающую среду; 4.участвуют в процессах выделения (удаление углекислоты, водяных паров, летучих веществ из организма); 5. поддерживает рН крови; 6.вырабатывает биологически активные вещества – гистамин, простагландины, гепарин и др.

Процесс дыхания состоит из 5 этапов:

1.Газообмен между легкими и внешней средой – вентиляция легких.

2.Газообмен между альвеолами легких и кровью легочных капилляров.

3.Транспорт газов кровью.

4.Газообмен между кровью и тканями.

5.Внутреннее дыхание (потребление кислорода тканями и выделение ими углекислого газа). Первые 2 этапа составляют внешнее дыхание, которое осуществляется ритмическими дыхательными движениями – вдохом и выдохом.

Различают 3 типа дыхания:

1.брюшной – у мужчин, 2.грудной – у женщин, 3.диафрагмальный – у новорожденных. Тип дыхания зависит не только от пола и возраста, нои от характера работы (к примеру, при ношении тяжестей на спине у женщин формируется брюшной тип дыхания, который является наиболее эффективным.

Виды дыхания складывались во время эволюции организмов – внутриклеточное, кожное, жаберное, легочное.

Механизм вдоха и выдоха.

Акт вдоха - инспирация - совершается при сокращении диафрагмы и наружных межреберных мышц. При этом объем грудной клетки увеличивается в 3-х направлениях: вертикальном, сагиттальном и фронтальном. В результате легкие растягиваются, увеличивается их объем, внутрилегочное давление уменьшается и воздух поступает в легкие. Акт вдоха – активный процесс и сопровождается затратой энергии, которая расходуется на преодоление:

1.тяжести грудной клетки;

2.сопротивления органов брюшной полости;

3.аэродинамического сопротивления;

4.эластической тяги легких (сила, с которой легочная ткань стремится сжаться).

При глубоком (форсированном) вдохе дополнительно сокращаются мышцы шеи, груди и плечевого пояса.

Акт выдоха – экспирация – процесс пассивный, хотя и участвуют диафрагма (приобретает форму купола) и внутренние межреберные мышцы. Ребра опускаются, грудная клетка сужается, объем легких уменьшается (в том числе, за счет эластической тяги), увеличивается внутрилегочное давление и воздух изгоняется из легких. При форсированном выдохе дополнительно сокращаются мышцы живота, или брюшного пресса.