Физ дых Казанцева. Физиология дыхания

• Название: Физиология дыхания
• Дата: 14.05.2023
• Размер: 6.49 Mb.
• Имя файла: Физ дых Казанцева.pptx
• Тип: Документы; #1128421

«Физиология дыхания»

Выполнила: Казанцева С.В.

Дыхательный цикл

• 1. вдох (0,9 – 4,7сек)
• 2. выдох (1,2 – 6 сек)
• 3. пауза
• Вдох всегда в норме короче выдоха. Пауза короткая или может отсутствовать. Частота в норме у взрослых – 16 – 18 экскурсий в минуту, у новорожденных -60. Частота дыхания меньше частоты сердечных сокращений в 5 раз. На частоту и глубину дыхания влияет физическая нагрузка, степень тренированности организма, температурный и эмоциональный факторы, интенсивность обмена веществ.

Механизм дыхания

Вдох – инспирация – возникает вследствие увеличения объема грудной клетки за счет сокращения наружных межреберных мышц и уплощения купола диафрагмы. Акт вдоха процесс активный. Он связан с расширением грудной полости, в результате чего снижается давление в плевральной полости, что и создаёт условия для уменьшения давления в альвеолах. Расширение грудной полости совершается дыхательными мышцами. Главная мышца – диафрагма. От 70 до 100 % вентиляции лёгких обеспечивается работой диафрагмальных мышц.

Механизм дыхания

Выдох – экспирация – возникает в результате расслабления наружных межреберных мышц и поднятия купола диафрагмы. Акт выдоха в условиях покоя – процесс пассивный. За счёт эластической отдачи энергии, которая накопилась во время вдоха при растяжении эластических структур лёгких, происходит спадание лёгких на фоне расслабления инспираторной мускулатуры. При форсированном выдохе сокращаются внутренние межрёберные мышцы, которые активно уменьшают объём грудной полости и тем самым повышают плевральное давление, т.е. создают в альвеолах более высокое давление, чем в атмосфере. Кроме того, сокращаются мышцы брюшной стенки – косая и прямая мышцы живота, межкостные части внутренних межрёберных мышц, а также мышцы, сгибающие позвоночник.

Легочные объемы

• ДО (дыхательный объём) = 300 – 700 мл Объём воздуха, проходящий через лёгкие при спокойном вдохе – выдохе.
• МОД (минутный объём дыхания) = 6-8 л.Объём воздуха, проходящий через лёгкие – лёгочная вентиляция
• РОВд (резервный объём вдоха) = 1500 – 2000 мл.Дополнительный объём воздуха при форсированном вдохе
• РОВ (резервный объём выдоха) = 1500 – 2000 мл.Объём воздуха, который человек может дополнительно выдохнуть при форсированном выдохе.
• ООЛ (остаточный объём лёгких) = 1000 – 1500 млОбъём воздуха, который никогда не покидает лёгкие, даже после максимального выдоха.

Легочные емкости

• ОЁЛ (общая ёмкость лёгких)Объём воздуха, находящегося в лёгких после максимального вдоха = 3500 – 4700 мл

ОЁЛ = ДО+ РОВд+ РОВ+ ООЛ

• ЖЁЛ (жизненная ёмкость лёгких)Объём воздуха, выдохнутого из лёгких после максимального вдоха при глубоком (максимальном) выдохе = 3500 – 4700млЖЁЛ= ДО+ РОВд+ РОВ

ЖЁЛ= ОЁЛ- ООЛ

• ЁВд (ёмкость вдоха)Это максимальный объём воздуха, который можно вдохнуть после спокойного выдоха=2000 мл ЁВд= ДО+ РОВд
• ФОЁ (функциональная остаточная ёмкость лёгких)Количество воздуха, остающегося в лёгких после спокойного выдоха=2900 мл ФОЁ= РОВ+ООЛ

Наиболее важным является ФОЁ: показывает, какой объём воздуха заполняет лёгкие при спокойном дыхании.

Не весь объем вдыхаемого воздуха участвует в вентиляции альвеол. Часть его остается в воздухоносных путях, это Объём мертвого пространства(250-300 мл).

Процесс дыхания

Процесс дыхания включает в себя 5 основных этапов:

• внешнее дыхание (вентиляция лёгких) – обмен газов между альвеолами лёгких и атмосферным воздухом
• обмен газов в лёгких между альвеолярным воздухом и кровью
• транспорт газов кровью, т.е. процесс переноса кислорода от лёгких к тканям и углекислого газа от тканей к лёгким
• обмен газов между кровью капилляров большого круга кровообращения и клетками тканей
• внутреннее дыхание – биологическое окисление в митохондриях клетки

Газообмен

Газообмен в легких осуществляется между альвеолярным воздухом и кровью легочных капилляров путем диффузии в результате разницы парциального давления дыхательных газов.

Газы диффундируют через слои:

• пленка фосфолипида – сурфактанта
• альвеолярный эпителий
• интерстициальная соединительная ткань
• эндотелий капилляров
• слой плазмы

Обмен газов в лёгких между альвеолярным воздухом и капиллярами лёгких определяется такими факторами как вентиляция лёгких, перфузия, диффузия.

Диффузия

Осуществляется через лёгочную мембрану. Диффузионный поток, т.е. количество вещества, проходящего через площадь слоя за единицу времени, прямо пропорционален градиенту давления и площади и обратно пропорционален толщине слоя.

Диффузионная проводимость газа зависит от его природы. СО2 в 20-25 раз больше чем О2.

«Диффузионная способность лёгких» - отношение объёма газа, продиффундировавшего через лёгочную мембрану за 1 мин в расчёте на 1 мм рт ст градиента давления.

ДСЛ (О) = 25-30 мл/ 1 мм рт ст*минДСЛ (СО) = 600 мл/ 1 мл рт ст* мин

Контакт крови с альвеолярным воздухом происходит за 0,3 – 0,7 сек. За этот период осуществляется полное выравнивание парциальных давлений. Процесс связывания О2 с гемоглобином ещё быстрее.

Перфузия-

Интенсивность кровотока через лёгкие.

Важно соотношение между объёмом вентиляции лёгких и объёмом перфузии – фактор газообмена

В лёгких возникает ситуация, при которой имеет место не только анатомически мёртвое пространство, но и альвеолярное мёртвое пространство, т.е. имеются вентилируемые альвеолы, лишённые кровотока, поэтому при расчёте объёма вентиляции лёгких учитывается объём физиологически мёртвого пространства (АМП+АльвМП). В норме объём вентиляции лёгких (с вычетом ФМП)= 0,8 от объёма перфузии (80%).В положении лёжа лёгкие равномерно снабжаются кровью. В положении сидя верхушки снабжаются кровью на 15 % меньше. В положении стоя – на 25 % хуже. Следовательно, перфузия максимальна в положении лёжа.

Рефлекторная регуляция осуществляется под:

Постоянным влиянием

• осуществляются при раздражении рецепторов:
• 1.механорецепторов альвеол легких 2.механорецепторов корня легкого и плевры (плевропульмональный рефлекс)
• 3.механорецепторов сонных синусов (рефлекс К. Гейманса)
• 4.проприорецепторов дыхательных мышц (рефлекс торможения вдоха при растяжении легких: при вдохе в легких возникают импульсы, рефлекторно тормозящие вдох и стимулирующие выдох и наоборот) Это пример регуляции по принципу обратной связи.

Непостоянным влиянием

• на деятельность дыхательного центра связаны с возбуждением экстеро - и интерорецепторов:
• 1.слизистой оболочки дыхательных путей,
• 2.температурных и болевых рецепторов кожи, 3.проприорецепторов скелетных мышц.
• Например, при вдыхании аммиака, хлора и дыма наблюдается рефлекторный спазм голосовой щели и задержка дыхания. При раздражении слизистой оболочки носа пылью – чихание, при раздражении слизистой трахеи и гортани – кашель.

Дыхательный центр

совокупность нейронов, которые обеспечивают деятельность аппарата дыхания и его приспособление к изменяющимся условиям внешней и внутренней среды. Нейроны расположены в спинном мозге, варолиевом мосту, гипоталамусе и коре. Ритм и глубину дыхания задает продолговатый мозг, который посылает импульсы к мотонейронам спинного мозга, иннервирующим дыхательные мышцы

Мост, гипоталамус и кора контролируют автоматическую деятельность нейронов вдоха и выдоха продолговатого мозга.

Дыхательный центр продолговатого мозга – парное симметричное образование на дне ромбовидной ямки.

Он включает в себя два вида нейронов:

1.инспираторные (вдох)

2.экспираторные (выдох)

Между ними существуют сопряженные (реципрокные) – возбуждение нейронов вдоха тормозит нейроны выдоха и наоборот (вдыхать и выдыхать одновременно невозможно). Повреждение их приводит к остановке дыхания.Первый уровень регуляции активности дыхательного центра включает в себя спинной мозг. В нем расположены центры диафрагмальных (3-4 шейные сегменты) и межреберных нервов(3-12 грудные сегменты). Второй уровень включает в себя продолговатый мозг (дыхательный центр, воспринимающий и перерабатывающий импульсы от дыхательного аппарата). Этот уровень обеспечивает ритмичную смену фаз дыхания. Третий уровень включает в себя кору, при помощи которой обеспечивается приспособление дыхания к изменяющимся условиям окружающей среды.

Особенности дыхания при различных состояниях организма

• Дыхание при пониженном атмосферном давлении При подъёме на большие высоты вследствие понижения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе наблюдается патологическое состояние, называемое высотной болезнью Первые признаки кислородной недостаточности у человека наблюдаются, начиная с высоты 3-3,5 км, но становятся вполне отчётливыми на высоте 4-5 км. Основные симптомы: одышка, сердцебиение, головокружение, эйфория, шум в ушах, головная боль, мышечная слабость, сонливость, нарушение остроты зрения, снижение работоспособности. При нарастании явлений кислородного голодания может наступить потеря сознания с летальным исходом.Профилактика и лечение: дача кислорода. Предельной величиной снижения парциального давления кислорода в альвеолярном воздухе при кислородном голодании является 30 мм.рт.ст.

Дыхание при повышенном атмосферном давлении

Работа водолазов под водой и рабочих в кессонах при строительстве мостов в воде протекает под большим давлением. Спуск на каждые 10 м глубины водного слоя увеличивает давление на 1 атмосферу. При быстром подъёме из среды с повышенным давлением воздуха в среду с более низким давлением может наступить водолазная болезнь.Причина её – образование и скопление пузырьков газа в крови и других тканях человека, которые могут вызвать закупорку сосудов. Лечение: рекомпрессия в камере с повышенным давлением.

Искусственное дыхание

Применяется в случаях прекращения самостоятельного дыхания или резком снижении легочной вентиляции. Проводится способом «рот в рот» и « рот в нос» вдуванием в лёгкие пострадавшего выдыхаемого воздуха лицом, оказывающим помощь (О2 -16-17%,СО2- 3-4%).

Дыхание при физической работе

Увеличивается объём легочной вентиляции – с 6-8 л/мин до 80-120-150 л/мин (у тренированных людей). В крови и тканях повышается концентрация СО2 и молочной кислоты, которые стимулируют дыхательный центр как гуморально, так и рефлекторно. Увеличивается ЧСС, повышается АД, расширяются сосуды работающих мышц и суживаются сосуды других областей. Открываются дополнительные капилляры в работающих органах, и происходит выброс крови из депо.

Процесс первого вдоха новорожденного

У родившегося ребенка после перевязки пуповины прекращается газообмен через пупочные сосуды, контактирующие через плаценту с кровью матери. В крови ребенка увеличивается концентрация СО2, что стимулирует дыхательный центр продолговатого мозга, вызывая первый вдох. Также вдох стимулируют поток холодного воздуха, воздействующий на рецепторы кожи ребенка, давление воздуха во внешней среде и предродовые схватки, вызывающие освобождение в организме плода специальных веществ, стимулирующих дыхание.

Первый вдох новорожденного

• Во внутриутробном периоде развития легкие не являются органом внешнего дыхания плода, эту функцию выполняет плацента. Но задолго до рождения появляются дыхательные движения, которые необходимы для нормального развития легких. Легкие до начала вентиляции заполнены жидкостью (около 100 мл).
• Рождение вызывает резкие изменения состояния дыхательного центра, приводящие к началу вентиляции. Первый вдох наступает через 15-70 секунд после рождения, обычно после пережатия пуповины, иногда – до него, т.е. сразу после рождения.

Факторы, стимулирующие первый вдох:

• Наличие в крови гуморальных раздражителей дыхания: СО2, Н+ и недостаток О2. В процессе родов, особенно после перевязки пуповины, напряжение СО2 и концентрация Н+ возрастают, усиливается гипоксия. Но сами по себе гиперкапния, ацидоз и гипоксия не объясняют наступления первого вдоха. Возможно, что у новорожденных небольшие уровни гипоксии могут возбуждать дыхательный центр, действуя непосредственно на ткань мозга.
• Не менее важный фактор, стимулирующий первый вдох, - резкое усиление потока афферентных импульсов от рецепторов кожи (холодовых, тактильных), проприорецепторов, вестибулорецепторов, наступающее в процессе родов и сразу после рождения. Эти импульсы активируют ретикулярную формацию ствола мозга, которая повышает возбудимость нейронов дыхательного центра.
• Стимулирующим фактором является устранение источников торможения дыхательного центра. Раздражение жидкостью рецепторов, расположенных в области ноздрей, сильно тормозит дыхание (рефлекс «ныряльщика»). Поэтому сразу при рождении головки плода из родовых путей, акушеры удаляют слизь и оклоплодные воды из воздухоносных путей.
• Таким образом, возникновение первого вдоха – результат одновременного действия ряда факторов.

Спасибо за внимание!