пищеварительная. физиология. Физиология дыхательной системы. Внешнее дыхание
 Скачать 4.47 Mb.
|
|
Физиология дыхательной системы. Внешнее дыхание Физиология дыхательной системы. Внешнее дыхание Дыхание - это совокупность процессов, благодаря которым организм потребляет кислород из окружающей среды (для окислительных процессов) и выделяет углекислый газ. Этапы дыхания: 1. Внешнее дыхание (вентиляция легких) - обмен газов между атмосферным воздухом и альвеолярным, легочная вентиляция. 2. Диффузия газов в легких - обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью в капиллярах легких. 3. Транспорт газов кровью - этот этап осуществляется за счет деятельности сердечно-сосудистой системы, в результате чего кислород доставляется к тканям, а углекислый газ - к легким. 4. Диффузия газов в тканях - обмен газов между кровью и тканями. 5. Тканевое дыхание - окислительно-восстановительные реакции, протекающие с потреблением кислорода и выделением углекислого газа. Первые 4 этапа изучает физиология, последний, 5-й - биохимия.  Разница между пластичностью и эластичностью  Внешнее дыхание В обеспечении вентиляции легких участвуют три анатомо-физиологических образования: 1). Дыхательные пути: обладают небольшой растяжимостью и сжимаемостью, формируют поток воздуха; 2).Легочная ткань: обладает высокой растяжимостью и эластичностью; 3). Грудная клетка: пассивная костно–хрящевая основа, ригидная к внешним воздействиям, объединенная в целое связками и дыхательными мышцами, снизу отграничена подвижной диафрагмой.  -8 (на 8 мм.рт.ст. ниже атмосферного)  Во время выдоха гр. #уменьшается и сдавливает лёгкие — давление увеличивается, поскольку легкие не могут моментально выпустить воздух. (Каждый шарик стремится уменьшить свой объём, а лёгкое состоит из множества таких шариков) Взаимодействие грудной клетки и легких Грудная клетка и легкие разделены плевральной полостью, которая представляет собой герметичную щель, содержащую небольшое количество жидкости (5 мл). Объем грудной клетки больше, чем объем легких, поэтому легкие все время растянуты. Степень растяжения легких определяется транспульмональным давлением(разница между давлением в альвеолах и плевральной полости). В области диафрагмы это давление обозначается как трансдиафрагмальное. При этом в легких постоянно действует сила, стягивающая их, которая получила название "эластическая тяга легких". Она зависит не только от эластичности легких, но, в значительной степени, и от силы поверхностного натяжения слизи, покрывающей альвеолы. Жидкость покрывает огромную поверхность альвеол и тем самымстягивает их. Однако сила поверхностного натяжения альвеолуменьшаетсяза счет вырабатываемого в легких вещества сурфактанта. Благодаря этому легкие становятся более растяжимыми. Эластическая тяга легких создает отрицательное давление в плевральной полости. При спокойном выдохе оно равно -6 мм рт. ст. На вдохе при растяжении грудной клетки давление в плевральной полости становится еще более отрицательным-10 мм рт. ст. Положительным давление может стать лишь при очень резком, форсированном выдохе. Понятие о пневмотораксе. Попадание воздуха в плевральную полость извне или из полости легких уравновешивает давление в плевральной полости с атмосферным и легкое за счет эластической тяги спадается.   Клапан – кусочек ткани, не даёт выйти воздуху, но пропускает его внутрь => объём воздуха в плевр. полости стремительно нарастает -> сжимаются не только лёгкие, но и сердце (1) превратить клапанный пневмоторакс в открытый. Если рана большая, то можно и пальцами раздвинуть 2) попросить пострадавшего сделать максимальный выдох, на глубине выдоха заткнуть отверстие – загерметизировать его 3) доставить постр. в мед. учереждение) Легкие максимально приспособлены для газообмена. Наличие газообмена между легкими и кровью постоянно требует обновления воздуха в легких (альвеолярного воздуха), т.к. газовый состав воздуха будет постоянно изменяться в сторону снижения концентрации О2 и накопления СО2. Вентиляция легких, т.е. обмен газов между внешней средой и альвеолярным воздухом обеспечивается за счет вдоха (инспирация) и выдоха (экспирация), которые характеризуютсяглубиной вдоха и выдоха и частотой дыхания. Выделяют два вида дыхательных движений - спокойный вдох и выдох и форсированный вдох и выдох. Для нормального газообмена в спокойном состоянии необходимо 14-18 дыхательных движений в минуту (нормопноэ).Менее 14 – брадипноэ, более 18 – тахипноэ. Биомеханика спокойного вдоха  В развитии спокойного вдоха играют роль: сокращение диафрагмы и сокращение наружных косых межреберных и межхрящевых мышц. Под влиянием нервного сигнала диафрагма сокращается игрудная клетка увеличивается в вертикальном размере. Движение диафрагмы обуславливает примерно 70-80% вентиляции легких в покое. Кроме того, сокращаются наружные косые межреберные и межхрящевые мышцы. Сокращение этих мышцприводит рёбра в более горизонтальное положение, увеличивается окружность грудной клетки. При вдохе париетальный листок плевры следует за расширяющейся грудной клеткой, тянет за собойвисцеральный листок и тот растягивает ткань легкого, что приводит к увеличению их объема. В этих условиях воздух, находящийся в легких (альвеолах) распределяется в новом, большем объеме, что приводит к падению давления в легких. Возникает разница давлений между окружающей средой и легкими (трансреспираторное давление). Трансреспираторное давление (Ртрр) - это разница между давлением в альвеолах (Ральв)и внешним (атмосферным) давлением (Рвнеш). Ртрр= Ральв. - Рвнешн, Равняется на вдохе -4 мм рт. ст. Эта разница и заставляет войти порцию воздуха через воздухоносные пути в легкие при вдохе. Биомеханика спокойного выдоха Спокойных выдох осуществляется пассивно, без сокращения мышц, а грудная клетка спадается за счет сил, которые возникли при вдохе. Причины, вызывающие выдох: 1. Поднятые при вдохе ребра опускаются под действием силы тяжести. 2. Органы брюшной полости, оттесненные диафрагмой вниз при вдохе, поднимают диафрагму, уменьшая вертикальный размер грудной клетки. 3. За счет эластичности растянутых при вдохе тканей грудная клетка и легкие занимают исходное положение. Трансреспираторное давление в конце выдоха составляет +4 мм рт. ст. \  Биомеханика форсированного вдоха Форсированный вдох осуществляется за счет участия дополнительных мышц. Кроме диафрагмы и наружных косых межреберных мышц в нем участвуют мышцы шеи, мышцы позвоночника, лопаточные мышцы, зубчатые мышцы. Биомеханика форсированного выдоха Форсированный выдох активен. Он осуществляется за счет сокращения внутренних косых межреберных мышц и мышц брюшного пресса. Первый вдох. После рождения прекращается поступление кислорода из крови матери. Накопление углекислоты стимулирует дыхательный центр, в результате чего сокращаются инспираторные дыхательные мышцы. У плода грудная клетка находится в спавшемся состоянии, т.к. головки ребер расположены вне своих суставных ямок. При первом вдохе ребра не просто поднимаются, а головки занимают свои суставные ямки, грудная клетка меняет форму, она резко увеличивается в размере, легкие растягиваются и заполняются воздухом.   Во время родов перерезается пуповина – прекращается оксигенация плода -> в кр., тканях накапливается СО2, конц. О2 падает -> хеморецепторы каротидного синуса улавливают повыш. конц. СО2 и посылают сигналы в дыхательный центр, продолговатый мозг, инспираторный центр -> сигнал мм. вдоха -> все 24 врождённых вывиха вправляются – ребёнок кричит Самый большой размер плода – голова, поскольку в утробе матери лёгкие абсолютно спавшиеся, плотные, а значит и размер грудной # минимальный, У ПЛОДА ВСЕ РЁБЕРНЫЕ ДУГИ НАХОДЯТСЯ В СОСТОЯНИИ ВРОЖДЁННОГО ВЫВИХА, расположены вдоль позвоночника. Если ребёнок рождается головкой вперёд – всё остальное тело проходит быстро. ВОЗМОЖНО, НО НЕОБЯЗАТЕЛЬНО: а если ножками - родовые пути ещё не сформированы (не расширены), пуповина пережимается родовыми путями – развивается гипоксия – посылаются сигналы в ДЦ – мм. сокращаются – производится вдох – грудная # увеличивается ещё больше и ещё труднее плоду пройти через род. пути + заглатывание околоплодных вод Клинико-физиологическая оценка внешнего дыхания Показатели функции внешнего дыхания можно разделить на 2 группы: анатомо-физиологические и функциональные. Анатомо-физиологические показатели - легочные объемы определяются антропометрическими данными индивидуума: 1) росто-весовые показатели, 2) строение грудной клетки, 3) строение дыхательных путей, 4) строение и свойства легочной ткани (эластическая тяга легких, поверхностное натяжение альвеол), 5) сила дыхательных мышц. Легочные объёмы и ёмкости  Легочные объемы: Общая емкость легких (ОЕЛ) - максимальное количество воздуха в лёгких, находящееся в легких после глубокого вдоха. ОЕЛ колеблется в больших пределах (от 0,5 до 8 литров) и зависит от роста, возраста, пола, состояния легких и грудной клетки. ОЕЛ состоит из 2 частей: - жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - объем, который человек может выдохнуть при глубоком выдохе после глубокого вдоха, - остаточный объем (ОО) - объем воздуха, который остается в дыхательной системе даже после глубокого выдоха. Увеличение ОО снижает эффективность дыхания. Делится на коллапсный объем (выходит при спадении легкого, например при пневмотораксе) и минимальный объем (истинный остаточный). Увеличение ЖЕЛ свидетельствует о повышении функциональных возможностей дыхательного аппарата. ЖЕЛ подразделяют на 3 составные части: 1. Дыхательный объем (ДО) - это объем воздуха, который человек спокойно вдыхает после спокойного выдоха. В покое он составляет в среднем 20% от ЖЕЛ. 2. Резервный объем вдоха (РОвд) - воздух, который пациент может дополнительно вдохнуть, после спокойного вдоха. 3. Резервный объем выдоха (РОвд) - воздух, который пациент может максимально выдохнуть после спокойного выдоха. Соотношение составных частей ЖЕЛ очень изменчиво. При физической нагрузке ДО может увеличиться до 80%, что сопровождается уменьшением РОвд и РОвыд до 10 %. ДО является показателем глубины дыхания. Сумма ДО и РОвдполучила название емкость вдоха (ЕВд). Сумма ОО и РОвыд получила название функциональной остаточной емкости (ФОЕ). Величина ФОЕ отражает эффективность дыхания. Все легочные объемы имеют должные величины, которые представлены в специальных таблицах. В таблицах отражена зависимость показателей не только от антропометрических параметров, но также от пола и возраста.  Объем мертвого пространства (ОМП) - это воздух, находящийся в носоглотке, трахее и бронхах и не участвующий в газообмене, поскольку не доходит до альвеол и не обменивается кислородом с кровью. - анатомическое мертвое пространство. Только ветвящееся дерево. Этот объем ОМП у взрослого составляет в среднем 140-150 мл. - физиологического мертвого пространства - к нему относятся не только воздухоносные пути, но и альвеолы, которые не кровоснабжаются, а значит не уч. в газообмене (альвеолярное мертвое пространство). ОМП = АМП+аМП    Коэффициент альвеолярной вентиляции (КАВ) указывает на то, какая часть воздуха обменивается при одном акте дыхания:  В спокойном состоянии КАВ = 1/7, то есть в альвеолах при каждом вдохе обменивается на атмосферный седьмая часть воздуха.  Методы измерения легочных объемов 1. Спирометрия - измерение легочных объемов. Позволяет определить ЖЕЛ, ДО, РОвд, РОвыд. 2. Спирография - регистрация легочных объемов. Позволяет документально зарегистрировать ЖЕЛ, ДО, РОвд, РОвыд, а также функциональные показатели внешнего дыхания (см. ниже): частоту дыхания (ЧД), минутный объем дыхания (МОД), максимальную вентиляцию лёгких (МВЛ), форсированную жизненную ёмкость лёгких (ФЖЕЛ) объем форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ1сек) и резервы дыхания (РД). 3. Определение остаточного объема - с помощью спирографа с замкнутым контуром с использованием гелия (по степени разведениягелия). - Общая плетизмография тела (бодиплетизмография). Вышеуказанные показатели характеризуют не столько саму функцию дыхания, сколько потенциальную способность к выполнению этой функции. Функциональные показатели внешнего дыхания Функциональные показатели являются динамическими, т.к. характеризуют саму функцию внешнего дыхания во времени. 1. Минутный объем дыхания (МОД) - объем воздуха, который проходит через легкие за 1 минуту. Этот показатель можно определить двумя методами: с помощью спирографии (ДО умножается на частоту дыхания) и путем сбора воздуха в мешок Дугласа. В покое МОД составляет 4-6 литров в минуту. При физиологической нагрузке учащение и углубление дыхания приводит к возрастанию МОД до 30 л/мин. 2. Максимальная вентиляция легких (МВЛ). МВЛ - это максимальное количество воздуха, которое может вдохнуть и выдохнуть пациент за 1 минуту. В норме человек должен за минуту максимально провентилировать объем, равный ЖЕЛ * 40. 3. Резервы дыхания (РД). Резервные возможности дыхательной системы, которые могут быть мобилизованы при переходе от спокойного к форсированному дыханию. РД = МВЛ – МОД (в норме РД составляют не менее 60 % от МВЛ). 4. Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ) - количество воздуха, которое пациент может выдохнуть за счет экспираторного маневра (максимально быстро и полно). Характеризуется объемом форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ1сек). Нормируется как ОФВ1сек/ЖЕЛ, это индекс Тиффно. В норме он составляет не менее 80% от ЖЕЛ. Его снижение указывает на нарушение проходимости бронхиального дерева. 5. Основные показатели объемной скорости, регистрируемые при выполнении ФЖЕЛ в ходе Пневмотахографии с использованием Компьютерного спироанализа(подробнее о методе – см. ИНСТРУКЦИЮ ПО РАБОТЕ НА СПИРОГРАФЕ СМП-21/01-«Р-Д». «Основы оценки функций организма человека», С. 257-265.). - Пиковая экспираторная объемная скорость (ПОС) - максимальный показатель объемной скорости потока (л/сек) при выполнении ФЖЕЛ. Характеризует силу дыхательных мышц и калибр «главных» бронхов. - Максимальная объемная скорость потока на уровне 25%, 50%, 75% от ФЖЕЛ. (МОС25%, МОС50%, МОС75%). Определяется мгновенная скорость в данный момент форсированного маневра. Показатель характеризует уровень обструкции, т.е. уровень нарушения проходимостив бронхиальном дереве. МОС25% характеризует проходимость на уровне крупных бронхов, МОС50% - на уровне средних бронхов, МОС75% - на уровне мелких бронхов. Для ПОС и МОС существуют должные величины, с которыми проводится сопоставление полученных результатов. Показатели объемной скорости нельзя получить при спирографии, для этого используется Пневмотахография. Пневмотахографияпроводится с помощью приборов пневмотахометров, снабженных специальными датчиками – термоанемометрами. При прохождении струи выдыхаемого воздуха меняется электрическое сопротивление пропорционально объемной скорости воздушного потока, что позволяет по показаниям прибора вычислить основные параметры внешнего дыхания. Компьютерный анализ позволяет представить полученную информацию в виде кривой «поток-объем», которая отражает проходимость различных участков дыхательных путей. Внимание! Экзаменационный навык Работа 1.Спирометрия с использованием «электронного» спирометра. «Электронные» спирометры автоматически регистрируют параметры внешнего дыхания по степени изменения электрического сопротивления, пропорционально интенсивности воздушного потока выдыхаемого воздуха. Ход работы. Включить адаптер спирометра в сеть. Перевести сетевой тумблер в положение «вкл». Спирометр может работать в двух режимах: Определение ДО, РОвыд, ЖЕЛ (нижнее положение тумблера); Определение ФЖЕЛ (ОФВ) и ОФВ1 (верхнее положение тумблера). Работа в первом режиме осуществляется при нахождении тумблера в нижнем положении. Ход измерения легочных объемов. Пациент после дезинфекции мундштука и наложения зажима на нос: - Спокойно вдыхает из атмосферы и затем спокойно выдыхает в спирометр. При этом фиксируется величина дыхательного объема (ДО), которую сравнивают с нормой. - Спокойно выдыхает в атмосферу, затем глубоко выдыхает в спирометр. При этом фиксируется величина резервного объема выдоха (РОвыд) и сравнивается с нормой. - Глубоко вдыхает из атмосферы и затем глубоко выдыхает в спирометр. При этом фиксируется величина жизненной емкости легких (ЖЕЛ). Полученную ЖЕЛ сравнивают с ДЖЕЛ по таблице (см. «Основы оценки функций организма человека», С. 245). Для оценки показателей второго режима тумблер переводится в верхнее положение. Пациент глубоко вдыхает из атмосферы, затем максимально резко и глубоко выдыхает в спирометр. При этом фиксируется: - величина форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ, ОФВ). Полученную ФЖЕЛ сравнивают с должной ФЖЕЛ по таблице (см. «Основы оценки функций организма человека», С. 245). - объем форсированного выдоха за первую его секунду (ОФВ1). Полученную величину сравнивают с нормой. Внимание! Экзаменационный навык Работа 2. Спирография (регистрация). Ход работы. (см. также «Основы оценки функций организма человека», С. 241-242.) Спирограф имеет емкость, заполненную атмосферным воздухом, из которой дышит пациент. Изменение емкости спирографа в процессе дыхания приводит к перемещению писчика. Перемещение писчика пропорционально объему вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Движение бумажной ленты с заданной скоростью позволяет определить частоту дыхания и особенности дыхательных движений. После неоднократного принудительного вентилирования емкости спирографа и установки писчика в среднее положение осуществляют дезинфекцию загубника, после чего пациент начинает дышать из спирографа (на нос помещается зажим). Включают лентопротяжный механизм (50 мм/мин). Регистрация спирограммы включает в себя следующие этапы: 1. Спокойное дыхание (30—60 с). Определяется ДО, ЧД, МОД. 2. Глубокий вдох и выдох. Определяются РОВд, РОВыд и ЖЕЛ. 3. Форсированный (быстрый и глубокий) выдох после глубокого вдоха. Запись осуществляется на большой скорости движения бумажной ленты (1200 мм/мин или 600 мм/мин). Определяется ФЖЕЛ и ОФВ1. 4. Пациент в течение 20 с дышит как можно глубже и чаще (50—60 дыханий в минуту). Определив глубину (ДО1) и частоту (ЧД1) такого дыхания, по их произведению определяют МВЛ. Внимание! Экзаменационный навык. Работа 3. Анализ спирограммы(см. также «Основы оценки функций организма человека», С. 242-245) Порядок определения показателей системы дыхания: 1. Для определения частоты дыхания (ЧД) необходимо сосчитать количество дыхательных циклов и время, за которое они совершены. После этого составляется пропорция и производится расчет количества дыхательных циклов, сделанных за 1 минуту. Результат сравнивают с нормой: ЧД = 14-18/мин – нормопноэ, ЧД > 18 – тахипноэ, ЧД < 14 – брадипноэ. 2. Определяют дыхательный объем (ДО) путем измерения расстояния от точки спокойного вдоха до точки спокойного выдоха (см), умноженной на вертикальный масштаб (1 см = 0,2 л). Полученный результат сравнивают с нормой: ДО = 0,3-0,6 л – эупноэ; ДО > 0,6 л – гиперпноэ; ДО < 0,3 л – гипопноэ. 3. Минутный объем дыхания (МОД) рассчитывают по формуле: МОД = ДО х ЧД 4.Определяют резервный объем вдоха (РОвд) и резервный объем выдоха (РОвыд): - Для определения РОвдизмеряют по спирографической кривой расстояние от вершины инспираторного зубца до уровня верхней точки спокойного вдоха. – Для определения РОвыд измеряют расстояние от вершины экспираторного зубца до уровня нижней точки спокойного выдоха.  Спирограмма 5. Определяют жизненную ёмкость лёгких (ЖЕЛ): которая складывается из 3 объемов: ЖЕЛ = ДО + РОвд + РОвыд. Полученный результат сравнивают с ДЖЕЛ по таблице. 6. Определяют объём форсированного выдоха (ОФВ1). Для этого необходимо отложить на графике 2 см вправо (такой путь проделает бумага за 1 с при скорости лентопротяжного механизма – 1200 мм/мин) от вершины инспираторного зубца глубокого вдоха и из найденной точки опустить перпендикуляр до пересечения с кривой спирограммы. Измеряют полученный вертикальный отрезок (см), переводят его в литры и сравнивают с нормой (в % от ЖЕЛ, индекс Тиффно). В норме ОФВ1 должен быть не менее 80 % от ЖЕЛ. 7. Определяют частоту (ЧД1) и глубину (ДО1) форсированного дыхания. При этом определяется максимальная вентиляция легких (МВЛ) аналогично расчету ЧД и ДО (см. выше), находим величину ЧД1 и ДО1 на участке спирограммы с форсированным дыханием. 8. Максимальную вентиляцию легких (МВЛ) определяют по формуле: МВЛ = ЧД1х ДО1. В норме МВЛ = ДЖЕЛ х 25. 9. Определяют тип нарушения дыхания: обструктивный (снижены ОФВ1 и МВЛ), рестриктивный (снижены ЖЕЛ и МВЛ), смешанный (снижены ЖЕЛ, МВЛ и ОФВ1). 10. Резервы дыхания (РД) вычисляют по формуле: РД = МВЛ – МОД и сравнивают с нормой. В норме РД составляют не менее 60 % от МВЛ. Формирование заключения по спирограмме Заключение должно включать в себя следующие элементы: - конкретную частоту ЧД в мин. (при спокойном дыхании) и её характеристику: нормо-, тахи-, брадипноэ; - характеристику ДО (при спокойном дыхании): эу-, гипер-, гипопноэ; - характеристику ЖЕЛ, МВЛ и ОФВ1 (каждого показателя отдельно): в норме, выше или ниже нормы; - тип нарушения дыхания: обструктивный, рестриктивный, смешанный; - характеристику РД: в норме либо снижены. Пример заключения: ЧД = 15/мин, тахипноэ, эупноэ. ЖЕЛ, МВЛ и ОФВ1 ниже нормы. Смешанный тип нарушения дыхания. Резервы дыхания снижены. |