Основные принципы газообмена.

Физиология органов дыхания

Основные принципы газообмена.

Дыхательная поверхность легких составляет 90 м2 (при общем количестве альвеол 725 млн.), т. е. в 50 раз больше всей поверхности тела.

Газообмен осуществляется с помощью диффузии: СО2 выделяется из крови в альвеолы, О2 поступает из альвеол в венозную кровь, пришедшую в легочные капилляры из всех органов и тканей организма.

Процесс диффузии газов через альвеолярную мембрану зависит от следующих факторов:

- градиента парциального давления газов по обе стороны мембраны

- толщины альвеолярно-капиллярной мембраны

- общей поверхности диффузии в легком

При прохождении каждого эритроцита через легочные капилляры время, в течение которого возможна диффузия (время контакта) относительно невелико (около 0,3 с). Однако этого времени вполне достаточно для того, чтобы напряжения дыхательных газов в крови и их парциальное давление в альвеолах практически сравнялись.

Значение гемоглобина в переносе кислорода и углекислого газа.

Большая часть О2 переносится кровью в виде химического соединения с гемоглобином.

1 моль гемоглобина может связать до 4 молей кислорода, а 1 г гемоглобина – 1,39 мл кислорода.

Гемоглобин, связанный с СО2, называется карбогемоглобином.

Гемоглобин, связанный с О2, называется оксигемоглобином.

Гемоглобин, связанный с угарным газом, называется карбоксигемоглобином.

Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.

4. Приборы для определения легочных объемов.

Спирометр компьютеризированный - Аппарат для комплексной детальной оценки функций дыхательной системы (спирометр компьютеризированный).

Спирографы - это специальное медицинское диагностическое устройство, с помощью которого измеряются различные дыхательные параметры: частота и глубина дыхания, графическая регистрация, емкость легких (определяется потребление оксигена), изменение их объема.

Пикфлоуметрия

Критерии оценки процесса дыхания.

- Определение экскурсии грудной клетки при дыхании.

- Подсчет частоты дыхательных движений в 1 мин.

- Определение частоты, ритма и глубины дыхания.

- Вычисление дыхательных объемов.

Плевральные синусы

В местах перехода одной части париетальной плевры вдругую образуются щелевидные пространства - плевральные синусы, в которые смещаются края легких во время глубокого вдоха.

Наибольший из них - реберно-диафрагмальный синус, правый и левый, образован реберной и диафрагмальной плеврами у нижнего края легкого.

Слева, в области сердечной вырезки на переднем крае левого легкого, имеется сравнительно большой реберно-медиастинальный синус.

Воспаление плевры называется плевритом.

Функции плевры

Плевральная полость с формирующими её плевральными листками помогают осуществлению акта дыхания.

Содержащаяся в плевральных полостях жидкость способствует скольжению листков плевры друг относительно друга при вдохе и выдохе.

Герметичность плевральных полостей, создающая постоянное давление в них (имеющее отрицательные значения по сравнению с атмосферным), а также поверхностное натяжение плевральной жидкости, способствуют тому, что лёгкие постоянно удерживаются в расправленном состоянии и прилежат к стенкам грудной полости - дыхательные движения грудной клетки передаются плевре и лёгким.

Внутриплевральное давление обеспечивает расправление легочной ткани, улучшает венозный возврат крови к сердцу (присасывающее действие), облегчает движение лимфы по сосудам, поддерживает легочный кровоток, способствует движению пищевого комка по пищеводу.

Передняя и задняя границы правой и

левой плевры почти совпадают с соответствующими границами легких.

Нижняя граница плевры вследствие наличия реберно-диафрагмального синуса определяется по каждой вертикальной линии приблизительно на одно ребро ниже границы легкого.

Купол плевры по своему положению совпадает с верхушкой легкого: он выступает в область шеи на 2-3 см выше ключицы, что соответствует уровню заднего конца I ребра (остистому отростку VII шейного позвонка).

Ателектаз легкого - состояние, при котором в результате сужения или закупорки бронхов и последующего рассасывания воздуха ниже места закупорки происходит спадение легочной ткани, чаще доли или сегмента легкого, и уплотнение ее.

Основные причины сужения или обтурации бронхов:

- инородные тела

- доброкачественные или злокачественные новообразования

- сдавление бронхов извне

Неотложная помощь.

Патогенетическое лечение - устранение обструкции хирургическим или эндоскопическим методом.

Симптоматическая помощь заключается в устранении признаков ОДН: дача кислорода, введение сердечных гликозидов, эуфиллина, по показаниям – кортикостероидов.

Легкие – внешнее строение, внутреннее строение: доли, сегменты, дольки, ацинус. Функции. Факторы, препятствующие старению легких. Особенности строения легких в разные возрастные периоды жизни человека.

В легком различают 2 части:

- нижнюю расширенную часть – основание

- верхнюю суженную часть – верхушку

Основание легкого обращено к диафрагме, а верхушка выступает в область шеи на 2-3 см выше ключицы.

На легком различают 3 поверхности:

- реберную

- диафрагмальную

- медиальную

На медиастинальной поверхности левого легкого имеется сердечное вдавление, а на его переднем крае - сердечная вырезка.

Различают 2 края:

- передний

- нижний

На медиальной поверхности легкого имеется углубление – ворота легкого.

Через ворота легкого проходят:

- главный бронх

- легочная артерия

 - две легочные вены

 - нервы

 - лимфатические сосуды

 - бронхиальные артерии (ветви)

 - вены

Все эти образования у ворот легкого объединены соединительной тканью в общий пучок, называемый корнем легкого.

Легкое состоит:

- из долей (правое – 3 доли, левое – 2 доли)

- доли подразделяются на бронхолегочные сегменты

- сегменты состоят из долек (небол. частей легоч. сегментов)

- долька - из ацинусов

Ацинусы (гроздь) являются функционально-анатомическими единицами легкого, которые осуществляют основную функцию легких - газообмен.

Состоят из альвеол.

Альвеолы легкого представляют собой выпячивания в форме полушария диаметром до 0, 25 мм.

Согласно Международной анатомической номенклатуре, в правом и в левом легком различают по 10 сегментов.

Основная функция легких - газообмен (обогащение крови кислородом и выделение из нее углекислоты).

Функциональные проявления:

- активность стенки бронхов при дыхании

- секреторно-выделительная функция

- участие в обмене веществ (водном, липидном и солевом с регуляцией хлорного баланса), что имеет значение в поддержании кислотно-щелочного равновесия в организме

- легкие обладают мощно развитой системой клеток, проявляющих фагоцитарное свойство

Легкие - выполняют 2 основные функции - дыхательную (обмен газов между организмом и внешней средой) и недыхательную:

- удаление углекислого газа в виде паров

- регуляция обмена воды в организме (с поверхности легких постоянно происходят испарение жидкости и отдача тепла)

- депонирование крови

- участие в метаболизме жиров (липиды являются составной частью сурфактанта, препятствующего смыканию альвеол)

- защита организма от вредных микроорганизмов путем выделения слизи

- синтез факторов свертывания крови и компонентов плазминогенной системы

- образование биологически активных веществ и гормонов

- инактивация различных веществ

Альвеолы - увеличивают площадь дыхательной поверхности, осуществляют газообмен между кровью и легкими.

Этапы процесса дыхания.

- Внешнее (легочное) дыхание - газообмен между легкими и окружающей средой.

- Транспорт газов кровью - перенос кислорода к тканям и углекислого газа от них.

- Внутреннее, или тканевое, дыхание - газообмен между тканями и кровью.

Дыхательный цикл состоит из 3 фаз:

- фаза вдоха (инспирация)

- фаза выдоха (экспирация)

- дыхательная пауза

Фаза вдоха обычно более продолжительная по времени (0,9-4,7 с), чем фаза выдоха (1,2-4,0 с).

Дыхательная пауза - непостоянный компонент и может отсутствовать при изменении частоты и продолжительности фаз дыхательного цикла.

Показатели внешнего дыхания

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.

Гиперпноэ – увеличение глубины дыхания, независимо от того, повышена или снижена частота дыхания. При физической работе скорость поглощения кислорода и удаления углекислого газа также возрастает в несколько раз по сравнению с покоем. Для этого необходимо увеличить вентиляцию легких, что может быть достигнуто путем повышения частоты и глубины дыхания.

Диспноэ – неприятное субъективное ощущение недостаточности дыхания или затрудненного дыхания (одышка).

Инспираторная одышка - ощущение недостаточности дыхания из-за затрудненного вдоха.

Экспираторная одышка - ощущение недостаточности дыхания из-за затрудненного выдоха.

Ортопноэ – выраженная одышка, связанная с застоем крови в легочных капиллярах в результате сердечной недостаточности. В горизонтальном положении это состояние усугубляется и поэтому лежать таким больным тяжело.

Асфиксия – остановка или угнетение дыхания, связанные главным образом с параличом дыхательного центра. Газообмен при этом резко нарушен: наблюдается гипоксия и гиперкапния.

Легочные объемы

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

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

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

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

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.

Общая емкость легких (ОЕЛ) - ЖЕЛ + ОО.

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

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).

Легочные объемы и емкости

Дыхательный объем 0,3 – 0,8 л; в среднем 0,5 л.

Резервный объем вдоха 1 – 2 л.

Резервный объем выдоха 1- 1,5 л.

Остаточный объем легких 1 – 1,5 л.

Емкость вдоха (резерв вдоха) 1,3 – 2,8 л.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) 3 – 5 л.

Общая емкость легких 4 – 6,5 л.

Функциональная остаточная емкость легких (ФОЕЛ) 2,5 – 3 л; у женщин ниже на 25%.

Объем анатомически мертвого пространства 0,15 л.

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, вовремя 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.

Г лубина 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.

Понятие о пальпации грудной клетки, перкуссии и аускультации легких. Определение экскурсии грудной клетки при дыхании (измерение окружности грудной клетки на вдохе, на выдохе). Особенности в различные возрастные периоды. Значение в диагностике, лечении, выполнении простых медицинских услуг, организации профилактических мероприятий.

Измерение окружности грудной клетки. Измерение окружности грудной клетки проводят следующим образом: в положении стоя, руки опущены, при максимальном вдохе, полном выдохе и спокойном дыхании. Сантиметровую ленту накладывают горизонтально, сзади под углами лопаток, спереди по околососковым кружкам, а у девушек под молочными железами. Разница величии окружностей грудной клетки на высоте вдоха и выдоха отражает подвижность грудной клетки, которую правильнее называть экскурсией грудной клетки во время дыхания. Формула расчета этого показателя приведена ниже.

Если полученный результат равен 4 см и менее, его расценивают как низкий. Если он равен 5 - 9 см - средним, а если 10 см и более -высоким.

Экскурсия грудной клетки = Окружность грудной клетки на вдохе -Окружность грудной клетки на выдохе

Измерение окружности грудной клетки у грудных детей проводят в положении лежа, у старших детей – стоя. Ребенок должен находится в состоянии покоя, руки опущены. Начало сантиметровой ленты должно находится в левой руке со стороны подмышки, сзади лента проводится под углом лопаток, а спереди – по нижнему краю ареолы соска.

Пальпация

Объективное исследование состоит из осмотра больного, пальпации, аускультации и перкуссии. Эти самостоятельные методы диагностики лёгочных патологий способны в значительной мере определить объем необходимых дополнительных (инструментальных, рентгенологических, лабораторных) исследований.

Особое внимание при осмотре больного обращается на его положение для сна. А также оценивается симметричность и форма грудной клетки, равномерность и характер её движений при дыхании, частота и глубина дыхания. Соотносятся фазы вдоха и выдоха, оценивается окраска кожи и слизистых оболочек, форма ногтей и крайних фаланг пальцев; а также уточняется наличие или отсутствие выбухания шейных вен, увеличения печени, асцита, периферических отёков.

Пальпация стенки грудной клетки помогает определить зоны припухлости или болезненности, определить наличие крепитации подкожной эмфиземы, а также определить выраженность дрожания голоса.

Перкуссия

Перкуссия позволяет выявить границы лёгких, степень подвижности их нижних краев; а изменения перкуторного звука помогают определить наличие процессов патологий в плевральной полости и в лёгких.

Аускультация

Аускультация помогает определить изменения шумов при дыхании, такие как хрипы и крепитация, которые характерны для всевозможных бронхолёгочных патологий; оценить степень проникновения голоса больного в стенку грудной клетки (бронхофония). В нормальном состоянии звуки, которые произносит больной, при аускультации воспринимаются в виде глухого звука, который ослабевает при уплотнении ткани лёгких и, соответственно, усилении бронхофонии.

Чиханье — защитный безусловный рефлекс человека и высших животных, обеспечивающий удаление из верхних дыхательных путей пыли, слизи и других раздражающих агентов путём форсированного выдоха, преимущественно через носоглотку, после короткого глубокого вдоха.

В отличие от кашля, при чиханье язык прижимается к мягкому небу, поэтому форсированный выдох осуществляется через нос.

Кашель — защитно-приспособительная реакция, обеспечивающая сохранность и очищение трахеобронхиального дерева от раздражающих агентов (мокрота, слизь, гной, кровь) и инородных тел (пыль, кусочки пищи и другие).

Кашлевой акт начинается коротким и глубоким вдохом (около 2 секунд), в конце которого рефлекторно сокращаются мышцы гортани, закрывающие голосовую щель. Одновременно повышается тонус бронхиальной мускулатуры.

Затем возникает внезапное сильное сокращение брюшных мышц, направленное на преодоление сопротивления временно закрытой голосовой щели (в этот период внутригрудное давление достигает 100 мм Hg).

Вслед за этим голосовая щель мгновенно раскрывается и происходит форсированный выдох.

Значительный градиент давления в дыхательных путях и атмосферы в сочетании с сужением трахеи приводит к созданию потока воздуха, скорость которого может достигать скорости звука.

 

 

Физиология органов дыхания

Основные принципы газообмена.

Дыхательная поверхность легких составляет 90 м2 (при общем количестве альвеол 725 млн.), т. е. в 50 раз больше всей поверхности тела.

Газообмен осуществляется с помощью диффузии: СО2 выделяется из крови в альвеолы, О2 поступает из альвеол в венозную кровь, пришедшую в легочные капилляры из всех органов и тканей организма.

Процесс диффузии газов через альвеолярную мембрану зависит от следующих факторов:

- градиента парциального давления газов по обе стороны мембраны

- толщины альвеолярно-капиллярной мембраны

- общей поверхности диффузии в легком

При прохождении каждого эритроцита через легочные капилляры время, в течение которого возможна диффузия (время контакта) относительно невелико (около 0,3 с). Однако этого времени вполне достаточно для того, чтобы напряжения дыхательных газов в крови и их парциальное давление в альвеолах практически сравнялись.