«Фізіологія дихання». Предмет : фізіологія людини Курс 2 Семестр 1 Спеціальність




Назва«Фізіологія дихання». Предмет : фізіологія людини Курс 2 Семестр 1 Спеціальність
Сторінка2/3
Дата конвертації29.06.2013
Розмір0.55 Mb.
ТипДокументы
skaz.com.ua > Географія > Документы
1   2   3

Грудна порожнина

є герметичною ка­мерою, яка розміщена у грудній клітці. Реб­рам (12 пар) властива рухливість, необхід­на для здійснення дихальних рухів. Між ребрами розміщені зовнішні та внутрішні міжреброві м'язи.

Знизу груд­на порожнина відділяється від черевної діафрагмою. Стінки грудної порожнини вистелені пристінковою плеврою, яка пере­ходить знизу на діафрагму, а спереду біля груднини і ззаду біля хребта - на органи середостіння (серце, магістральні судини, стравохід), звідти на легені (нутрощева, або вісцеральна, плевра).
Плевра і середостіння
Поверхня легень і внутрішня поверхня грудної порожнини покриті се­розною оболонкою, що називається плеврою.

Вона складається із двох листків - легеневого (вісцерального) і пристінкового (парієтального).

Ле­генева плевра покриває легеню, заходячи в щілини між її частками.

Пристінкова плевра зростається із внутрішньою поверхнею грудної по­рожнини й органами середостіння.

Замкнутий щілинний простір між листками плеври називається порожниною плеври. У ній знаходиться неве­лика кількість серозної рідини, що зволожує листки плеври, завдяки чому зменшується тертя між ними під час дихання.

Простір, що розташований у грудній порожнині між правим і лівим плевральними мішками (у яких знаходяться права і ліва легені), заповне­ний органами, судинами і нервами, називається середостінням. Спереду він обмежений грудниною, позаду - грудним відділом хребетного стовпа, верх­ня межа - це верхня апертура грудної порожнини, нижня - діафрагма.



  1. ^ Основні етапи процесу дихання.


Дихання складається з 5 основних процесів (етапів):

I - зовнішнє дихання (обмін газами між навколишнім середовищем і

легенями, тобто легенева вентиляція);

II - дифузія газів крізь аерогематичний бар'єр (обмін газів між

альвеолярним повітрям та кров'ю, тобто, дифузії газів);

III - транспорт газів кров'ю (кисню - від легень до клітин і вуглекислого

газу - в протилежному напрямку, тобто, перфузії газів);

IV - дифузія газів між капілярною кров'ю і тканинами;

V - тканинне дихання. Цей етап дихання вивчає біохімія.



^ Газообмін між зовнішньою середою і організмом

(три етапи дихання)
Розглянемо більш детально ці етапи.
А)Зовнішнє дихання. Дихальний цикл. Біомеханіка вдиху і видиху.


^ ВЕНТИЛЯЦІЯ АЛЬВЕОЛ
Вентиляція – це процес оновлення складу повітря внаслідок вдиху і видиху.

З тих 500 мл повітря, що при кожному спокійному вдиху дорослої людини надходить у ле­гені, лише 350 мл потрапляє до альвеол. Решта 150 мл заповнює дихальні шляхи, але участі в газообміні не бере. Об'єм цих дихальних шляхів дістав назву анато­мічного мертвого простору.
Таким чи­ном, об'єм альвеолярної вентиляції ста­новить близько 70 % хвилинного об'єму дихання, тобто 4-7 л/хв.
Для оцінки ступеня такого оновлення використовують показник — коефіцієнт легеневої вентиляції (КЛВ), який дорів­нює відношенню альвеолярного об'єму (V ) до ФЗЄ:

^ КЛВ = V/ФЗЄ = 350 мл / 2500 мл = 0,14. (2)

Низькі значення коефіцієнта легеневої вентиляції (0,1-0,2) не є виявом недоско­налості нашої дихальної системи. Навпаки, це пристосування, що забезпечує сталість складу альвеолярного газу і, отже, сталість газового складу крові.

На вентиляцію легень, точніше альвео­лярну вентиляцію, впливають ще кілька чинників – це кількість функціонуючих в даний час альвеол та особливість капілярного кровообігу в малому колі.

У зв`язку з цим розрізняють фізіологічний "мертвий простір", маючи на увазі сукупність альвеол, які в дану мить не беруть участі в газообміні за принципом черговості (або вони не наповнюються повітрям, або навколо них капілярний кровообіг неефективний).

Функціональний (фізіологіч­ний) мертвий простір охоплює:

  • альвеоли, що вентилюються, але не перфузуються кров'ю;

  • альвеоли, що перфузуються кров'ю, але не вентилюються;

  • альвеоли, що не перфузуються і не вен­тилюються.


Якщо об'єм анатомічного мертвого про­стору є відносно стабільним, то альвеоляр­ний мертвого простір може змінювати­ся в широких межах. Наприклад, під час фізичного навантаження або у разі гіпоксії він може зменшуватись практично до нуля. Тобто,

Функціональний мертвий простір є резервом організму, який включаєтьсяв процес дихання при збіль­шенні потреб в кисні.
Слід також зазначити, що через певні анатомічні при­чини легені вентилюються нерівномірно: верхівки легень вентилюються гірше, ніж середні й нижні частини. (Це пов'язано переважно з обмеженою рухливістю ребер верхньої частини грудної клітки).


^ ДИХАЛЬНИЙ ЦИКЛ. МЕХАНІЗМ ВДИХУ І ВИДИХУ
Дихальний цикл складається з:

  • вдиху,

  • видиху і

  • дихальної паузи.


Вдих і видих здійснюються завдяки роботі дихальних м`язів та руху ребер.
Під час дихальних рухів відбува­ється:

  • перенесення (конвекція) дихальних газів (кисню і вуглекислого газу),

  • дифузія газів за градієнтом їх концентрації (кисню з бронхіол в альве­оли і вуглекислого газу у зворотному на­прямку).


Створення і підтримання такого градієнта концентрацій дихальних газів забезпечує конвекція газів у провіднико­вій та перехідній зонах дихальних шляхів.

Швидкість руху повітря в дихальних шля­хах у зв'язку зі значним їх розгалужен­ням і зростанням загальної площі попе­речного перерізу поступово знижується і в дихальних бронхіолах стає майже в 5000 разів меншою порівняно з трахеєю, що практично припиняє конвекцію газів, і на перше місце виступає їх дифузія.
Тиск в альвеолах дорівнює атмосфер­ному лише на максимумі спокійного вдиху перед видихом або в паузі між видихом і вдихом і при дуже повільних вдиху і видиху. Під час нормального дихання аль­веолярний тиск відрізняється від атмо­сферного, і причиною цього є нееластичний опір дихальних шляхів. Під час вдиху че­рез опір, що його чинять потоку повітря голосова щілина і бронхи, воно не встигає наповнювати альвеоли, що розтягуються, і тиск у них падає на 2-3 мм рт. ст. Під час видиху, навпаки, газ із альвеол з тієї самої причини не встигає виходити і тиск в альвеолах зростає.
Дихальні рухи.

Перший етап дихання відбувається шляхом чергування вдиху (інспірації) і видиху (експірації).

Під час вдиху порція повітря надхо­дить у легені, а під час видиху виводиться із них.

Повітря переміщується завдяки позмінному збільшенню і зменшенню розмірів грудної порожни­ни. Розміри грудної порожнини змінюються у разі руху ребер і сплющен­ня діафрагми за рахунок скорочення дихальних м'язів.
^ Роль ребер і дихальних м'язів у змінах об'єму грудної порожнини.



Механізм дихальних рухів: А - зміни об’єму грудної клітки (за рахунок діафрагми і м’язів черевного пресу); Б - скорочення зовнішніх міжреберних м’язів (зліва модель руху ребер)
Під час спокійного вдиху скорочення зовніш­ніх міжребрових м'язів піднімає опущені передні кінці ребер і груднину догори і вперед.

Грудна клітка розширюється за ра­хунок скорочення дихальних м'язів: ос­новних інспіраторних — діафрагми, зов­нішніх міжребрових м'язів.

Під час актив­ного глибокого вдиху підключаються до­даткові інспіраторні м'язи — деякі м'я­зи грудей, спини.
Поверхня розслабленої діафрагми майже вдвічі більша від площі поперечного перерізу грудної клітки, тому під час видиху вона під тиском органів черевної порожнини випинається в грудну по­рожнину.

Під час вдиху м'язові волокна діафрагми скорочуються, купол діафрагми опускається і грудна порожнина збіль­шується (див. мал. 51).
Спокійний видих у людини відбувається пасивно значною мірою під впливом гра­вітаційної сили: зовнішні міжреброві м'я­зи і діафрагма розслаблюються, ребра опус­каються донизу, грудна клітка звужується, розслаблена діафрагма випинається в груд­ну порожнину, об'єм якої зменшується. Так відбувається, коли людина перебуває у вер­тикальному положенні.

В горизонтальному положенні вплив гравітаційного чинника на видих значно зменшується і до його здійс­нення залучаються внутрішні міжреброві м'язи — видих стає активним. Так само активний видих має місце у людини і під час фізичних навантажень, коли до дихаль­них рухів залучаються допоміжні дихальні експіраторні м'язи: косий, прямий, попе­речний м'язи живота, а також м'язи, що зги­нають хребет.
Розрізняють такі типи дихання:

  • грудний,

  • черевний і

  • зміша­ний


При грудному дихання здійснюється головним чином за допомогою м'язів грудної клітки.

У дихан­ні черевного типу переважну роль віді­грають м'язи живота (косі, поперечний і прямий) і діафрагма.

Переважання того чи іншого типу дихання залежить від:

  • статі (у жінок переважає грудний тип дихання, особливо під час вагітності, у чоловіків — черевний),

  • віку (у новонароджених і ді­тей грудного віку переважає черевний тип дихання, у 2 роки тип дихання стає змішаним, у 3-7 років — грудним, у хлоп­чиків 8-10 років — черевним),

  • конститу­ції (у гіперстеніків — найчастіше черев­ний, у астеніків — грудний),

  • професії (у людей фізичної праці переважає че­ревний тип дихання).


Черевний тип ди­хання є ефективнішим, оскільки скорочен­ня діафрагми забезпечують більші зміни об'єму грудної порожнини, ніж скорочен­ня міжребрових м'язів. Найсприятливішим для вентиляції легень є змішаний тип ди­хання.

^ Дифузійна здатність легень.
Дифузія – це процес газообміну між альвеолярним повітрям і кров`ю
ДВЛ (дифузійну властивість легень) - кількість газу, яка про­никає через легеневу мембрану за 1 хв при наявності градієнта тис­ку 1 мм рт.ст..
Шлях дифузії складає:

  • альвеолярно-капіляр­на мембрана,

  • плазма крові,

  • мембрана еритроцитів, їх внутрішнє середовище.


Ефективність газообміну залежить від:

  • вентиляції легень,

  • пер­фузії,

  • дифузійної властивості легень,

  • зрівноваженості цих процесів,

  • вмісту газів у крові й зовні.


Газообмін у легенях людини відбувається через величезну площу, що складає 50-90 м2.
Швидкість дифузії визначається такими факторами:

  • товщина мембрани,

  • площа мембрани,

  • коефіцієнт дифузії,

  • різниця тисків з обох боків мембрани.


Товщина легеневої мембрани (аерогематичного бар'єра) складає 0,4-1,5 мкм.

Газообмін через цю мембрану залежить від таких чинників:

1) поверхні, через яку здійснюється дифузія;

2) товщини мемб­рани;

^ 3) градієнта тиску газів в альвеолах і крові;

4) коефіцієнта дифузії;

5) стану мембрани.
Потовщення мембрани буває при накопиченні рідини ( набряках стінки альвеол). Якість дифузії обернено пропорційна товщині мембрани.

При збільшенні фізичного навантаження завдяки зростанню кровообігу та альвеолярної вентиляції дифузія газів значно зростає, для кисню - в 3 рази.

На величину дифузії впливає градієнт тисків газів. Тиск газів у суміші визначається сумою парціальних тисків усіх газів. Парціальний тиск будь-якого газу залежить від його концентрації в суміші.



^ Бар’єр між кров’ю та альвеолярним повітрям
Гази проходять через два шари клітин (епітелій альве­ол та ендотелій капілярів), а також через інтерстиціальний простір між ни­ми.
Найбільш важкопрохідними ділянками є мембрани клітин. Швидкість проходження усіх зазначених середовищ кожним газом визначається, з од­ного боку, градієнтами парціальних тисків, а з іншого - їх розчинністю у ліпідах, які складають основу мембран, і у воді.

Вуглекислий газ у 20 разів активніше розчиняється у ліпідах і воді, ніж кисень. Тому, незважаючи на менший градієнт тисків (для СО2 - 6 мм рт.ст., а для О2 - 60 мм рт.ст.), СО2 проникає через легеневу мембрану швидше, ніж О2.
Ефективність газообміну в легенях залежить і від швидкості кровотоку. За надмірного її збільшення, наприклад, під час інтенсивного фізичного навантаження, еритроцити через легеневий капіляр можуть проникати швидше і тоді насичення крові киснем знижується.
^ АЛЬВЕОЛЯРНИЙ ГАЗООБМІН

ВЕНТИЛЯЦІЙНО-ПЕРФУЗІЙНЕ ВІДНОШЕННЯ
Альвеолярний газообмін — це тільки один бік справи, а другий її бік — крово­обіг у капілярах легень, тобто перфузія легень.

В нормі за 1 хв через легені проходить 4 – 5 л повітря, за цей же час через капіляри малого кола протікає 4 – 5 л крові.

Ідеальним є випадок, коли обидва процеси — і вентиляція, і перфузія ле­гень — кількісно узгоджуються, і тоді вен­тиляційно-перфузійне відношення дорів­нює 0,8 - 1.

^ Вентиляція і перфузія є нерівномірною в різних відділах легень.

Верхівка легень у зв'язку з малою рухомістю верхніх ребер вентилю­ється недостатньо або зовсім не вентилю­ється. І навпаки, нижні частки легень зав­дяки скороченням діафрагми вентилюють­ся найкраще.
Крім анатомічних чинників підтримання вентиляційно-перфузійної рів­новаги в легенях функціонують також ло­кальні регуляторні механізми підтримки нормального ВПР. Так, кро­вообіг у альвеолах, які не вентилюються, зменшується внаслідок звуження арте­ріол у відповідь на гіпоксію в альвеолах. Отже, в організмі існує чимало механізмів, спрямованих на підтримання оптимального вентиляційно-перфузійиого співвідношен­ня в легенях і на забезпечення газообміну в альвеолах, адекватного потребам орга­нізму.
Таким чином, у людини у стані спокою для газо­обміну використовується лише частина альвеолярної поверхні легень. Резервна поверхня використовується організмом у міру потреби.
Крім того, є ще один чинник, який підви­щує надійність газообмінної функції ле­гень. Час перебування кожного еритроци­та в легеневому капілярі, тобто в непрямо­му контакті з альвеолярним газом, коли­вається в межах 0,3-0,7 с. Однак вже че­рез 0,1-0,3 с після того, як еритроцит потрапив у капіляр, він на 90 % насичуєть­ся киснем. А це означає, що навіть за вдвічі більшої, ніж у спокої, швидкості руху крові в легеневих капілярах цілком достатньо часу для повноцінного газообміну.

Таким чином, кров у легенях, віддавши надлишок вуглекислого газу і насичившись киснем, надходить до тканин, де відбувається протилежний процес, також виключно за законами дифузії: артеріаль­на кров віддає тканинам кисень і отри­мує від них вуглекислий газ.
Тиск у плевральній порожнині, його зміни при диханні. Еластичні властивості легень і стінок грудної клітки. Сурфактант, його значення.
^ Опір диханню

У більшості дихальних шляхів повітря рухається ламінарно( лінійно). Однак у місцях їх розгалуження можуть виникати завихрення і рух стає турбуле­нтним. У такому разі за рахунок тертя шарів повітря один з одним та зі стінками дихальних шляхів створюється аеродинамічний опір. У разі тур­булентного руху цей опір більший.

Робота м'язів, що скорочуються, під час виконання дихальних рухів спря­мована на подолання аеродинамічного опору й опору тканин стінок та ор­ганів грудної і черевної порожнин у разі їх деформації.
Можна виділити два види такого опору:

  • в'язкий опір тканин та

  • еластичний опір легень і тканин.


В'язкий опір зумовлений внутрішнім тертям і непруженою деформацією тканин, тертям поверхонь, що дотикаються.

Еластичний опір. Колагенові та еластичні волокна стінок альвеол ство­рюють еластичний опір легень, дія якого спрямована на зменшення обся­гу альвеол. Крім того, на межі розподілу між повітрям і рідиною, що по­криває тонким шаром епітелій альвеол, виникають ще й додаткові сили, дія яких також спрямована на зменшення площі цієї поверхні, - це сили поверхневого натягу шару рідини, що вистилає внутрішню поверхню аль­веол. І чим менший діаметр альвеол, тим більша сила поверхневого натя­гу. Якби ця сила діяла без перешкод, то завдяки сполученням між окреми­ми альвеолами повітря із малих альвеол переходило б до великих, а самі малі альвеоли повинні були б зникати.

Однак в організмі існує суто біологічне пристосування, що протидіє цим фізичним силам. Це сурфактанти - поверхнево-активні речовини (ПАР), що виділяються до поверхневого шару рідини пневмоцитами II ти­пу. Наявність ПАР зменшує поверхневий натяг майже в 10 разів. Якщо ви­мити водою рідину, що утримують сурфактанти, які покривають зсередини тонким шаром епітелій альвеол, то альвеоли спадуться.

Молекули сурфактантів одной­менно заряджені й відштовхуються одна від одної, перешкоджаючи спа­данню альвеол. І чим менший діаметр альвеоли, тим активніше сурфак­танти перешкоджають їх спаданню.

Сурфактанти також:

- беруть участь в очищенні альвеол від часток пилу,

- сприяють збереженню їх сухості,

- підсилюють фагоцитарну активність ле­геневих макрофагів.
Сурфактант відіграє важливу роль під час пологів. Хоча плід і виконує дихальні внутрішньоутробні рухи, до народження ле­гені перебувають у стані колапсу (спадання). Після народження і першого вдихання легені розправляються і сурфактанти оберігають їх від пов­торного колапсу.

Дефіцит сурфактанту - причина респіраторного дистрес-синдрому новонароджених (РДСН). Це захворювання виникає у немовлят, народжених до того, як почала діяти їх система сурфактантів.

У разі лікування РДСН призначають в інгаляціях синте­тичні сурфактанти, отриманий з бичачих легень. Їх застосування з профілактичною і замісною метою значно полегшує важкість перебігу РДСН, проте не знижує частоту хронічних легеневих захворювань у не­мовлят, які вижили.
Тиску плевральній порожнині (щілині).

Еластичний опір легенів бе­ре участь у створенні еластичної тяги легень, тобто здатності їх стискати­ся після розтягування. Ця здатність визначається в основному трьома чин­никами:

  • поверхневим натягом альвеол, завдяки якому вони прагнуть спадатися під час розтягування;

  • постійним тонусом м'язів бронхіального дерева;

  • наявністю у тканині легень еластичних волокон.


Еластична тяга легень визначає величину тиску в плевральній порож­нині , тобто, внутрішньоплеврального тиску, який нижчий, ніж атмосферний (від'ємний), саме на величину еластичної тяги.

Величина його змінюється залежно від фаз дихальних рухів.
Наприкінці спокійного видиху тиск у плевральній щілині (Рпл) складає приблизно 2,5-3 мм рт.ст. Тиск в альве­олах (Ра) у цей час дорівнює атмосферному ( Ра).

Різниця Ра - Рпл називаєть­ся транспульмональним тиском.
Під час вдиху обсяг грудної порожнини збільшується, еластична тяга легень зростає і тиск стає ще більш від'ємним. До кінця спокійного вдиху він знижується до - 6 мм рт.ст.
У разі надходження повітря до плевральної порожнини (якщо поруше­на цілісність грудної клітки або легень) еластичне напруження легень призводить до спадання їх і розвитку пневмотораксу.

Пневмоторакс - це порушення герметичності плевральної порож­нини. При закритому пневмотораксі у плевральну порожнину потра­пляє невелика кількість повітря. Легеня при цьому частково спадається. З часом повітря розсмоктується, і вентиляція легень відновлюється в повному обсязі. У таких випадках частіше не потрібні додаткові втручання, маніпуляції.

Якщо плевральна порожнина постійно з'єднується з навколишнім середовищем (відкритий пневмоторакс), то спостерігається повне спадання легені.

Клапанний пневмото­ракс виникає при утворенні штучного клапана. При вдиху він відкри­вається, при видиху - закривається. З кожним вдихом дедалі більше повітря потрапляє у плевральну порожнину, спричиняючи не тільки повне спадання легені, а й зміщення із здавленням органів середостіння в протилежний бік, порушенням венозного відтоку. Якщо клапанний пневмоторакс терміново не перевести за допомогою підручних за­собів у відкритий, то людина загине.

Двосторонній пневмоторакс без штучної вентиляції несумісний з життям.

При од­носторонньому - лікування полягає в закритті отвору і по можливості видаленні повітря з плевральної порожнини..
^ 3.Склад повітря. Механізм обміну газів під час дихання.

Газообмін між повітрям, що вдихається, та альвеолярним, між альвео­лярним повітрям і кров'ю залежить від складу газів у названих середови­щах (табл. 7).


Яким же чином відбувається обмін киснем і вуглекислим газом між повітрям альвеол і повітрям, що вдихається?

Це питання має не лише тео­ретичне, але й практичне значення, тому що в клінічних умовах нерідко зустрічається зміна умов дихання (набряк слизової оболонки, спазм бронхів на тлі астми тощо), яка призводить до зміни глибини дихання і частоти дихальних рухів.

У період вдиху повітря струменем доходить лише до 17-ї генерації бронхіол. Починаючи від них до струменевого надходження повітря приєднується дифузійний спосіб обміну кисню і вуглекислого газу.
Під час дифузії рушійною силою газообміну є різниця парціальних тисків газів між повітроносними шляхами та альвеолами. Унаслідок цього кисень дифун­дує до альвеол, а в протилежному напрямку надходить вуглекислий газ.

Форсування дихання супроводжується підвищенням початкової швид­кості руху струменя повітря і подовженням конвекційного потоку до 19-ї генерації бронхіол. У зв'язку із цим 17-19-та генерації бронхіол називають­ся перехідною зоною. Але звичайне форсування дихання супроводжується збільшенням його частоти. Це, природно, залишає менше часу для кон­векції. Істотно змінюються умови газообміну між атмосферним повітрям і альвеолярною сумішшю газів і в разі зниження амплітуди дихання.
Швидкість дифузії газів невелика, але у зв'язку з малою відстанню цілком достатня для газообміну. До того ж невелика швидкість дифузії є однією з умов підтримання співвідношення газів у складі альвеолярної суміші незалежно від фаз дихання : вдиху - видиху.

У нормі це співвідно­шення підтримується досить точно відповідною глибиною і частотою ди­хальних рухів. Форсування, так само як і припинення дихання, порушує його. Це впливає на газообмін між альвеолами і кров'ю, в результаті чого змінюється газовий склад крові, що відтікає від легень. У свою чергу, градієнт парціальних тисків між повітрям бронхіол та альвеол забезпечує постійний газообмін незалежно від фаз дихання.

Якщо альвеолярний тиск усюди однаковий, то кров`яний зростає в легенях зверху вниз.

На верхівках - фактично альвеолярний мерт­вий простір.

Середня частина легень - артеріальний тиск перевищує альвеолярний - зо­на дихання, обміну. Тому тут капіляри розширені - венозне скидання.

В нижніх відділах легень - внаслідок інтерстиціального здавлювання - різке зменшення кровообігу. При зміні положення тіла принципи не зміню­ються, змінюється кількість.

^ 4. КРИВА ДИСОЦІАЦІЇ ГЕМОГЛОБІНУ.
Кисень, що надходить у кров, спочатку розчиняється у плазмі, а потім за градієнтом парціального тиску проникає через мембрану еритроцита і роз­чиняється у його цитоплазмі.
Транспорт 02 кров'ю здійснюєтьсяу двох формах:

- у вигляді сполуки з гемогло­біном (Нв) (оксигемоглобін - КНв02) і

- в розчиненому стані( але пере­нос 02 в розчиненому стані практичного значення не має, оскільки це дуже мала величина).
Оксигемоглобін - нестійка сполука і легко розпадається у тканинах.

Кожна молекула НЬ здатна приєднати 4 молекули кисню, що в перера­хунку на 1г НЬ складає близько 1,34 мл О2 (число Хюфнера).
Інтенсивність утворення оксигемоглобіну зумовлена величиною парціального тиску О2 у крові: чим вищий рівень О2, тим більше утворить­ся НЬО2. Однак залежність ця не є прямопропорційною. Вона має вигляд S-подібної кривої, яка і характеризує швидкість дисоціації оксигемоглобіну (рис. 34).
На насичен­ня гемоглобіну киснем сильно впливає напруження кисню в крові.^ Тому крива, що відображає цю залежність, називається кривою дисоціації КНЬ02.
Крива має S-подібний вигляд , і в ній розріз­няють три ділянки.

Перша (до 10 -15 мм рт. ст.) характеризує ступінь дисоціації КНвО2 в тканинах. Враховуючи великі потреби тканин в 02, ступінь дисоціації тут високий, тобто Нв легко віддає 02.

Друга ділянка кривої має крутий підйом. Пов'язано це з тим, що ступінь дисоціації різко змінюється. Так, тепер при підви­щенні р02 насичення Нв різко зростає і при 60 мм рт.ст. досягає 90 %. Ступінь дисоціації оксигемоглобіну різко зменшується. Це спостерігається при проходженні крові через капіляри легень. Або навпаки - зі зменшенням кількості КНв02 при проходженні крові че­рез капіляри тканин ступінь дисоціації різко зростає.
Далі йде третя ділянка - відлога. У цій частині кривої Нв практично вже насичений О2 на 100 % і подальше збільшення р02 не впливає на величину його насичення.
S -подібний характер кривої пов'язаний з тим, що зі збільшенням кіль­кості молекул О2, які приєднуються до кожної молекули оксигемоглобіну, цей процес перебігає активніше (аутокаталіз).

Швидкість дисоціації НЬО2 зумовлена хімічною спорідненістю гемо­глобіну до О2 і низкою зовнішніх чинників, що впливають на характер кривої. До таких чинників належать:

  • температура,

  • рН,

  • РСО2,

  • концент­рація в еритроцитах 2,3 - ДФГ (дифосфогліцерату).


Форма кривої дисоціації оксигемоглобіну значно залежить від конце­нтрації іонів Н+ в крові.

У разі зниження рН крива зсувається вправо, що свідчить про зменшення сприйнятливості НЬ О2. Підвищення рН збіль­шує сприйнятливість і зсуває криву вліво.
Вплив рН на сприйнятливість НЬ О2 називається ефектом Бора. Ефект Бора відіграє певну роль у газо­транспортній функції крові.
Утворення великої кількості СО2 у тканинах сприяє збільшенню віддачі О2 за рахунок зниження сприйняття НЬ кис­ню, а виділення СО2 у легенях, зменшуючи рН крові, навпаки, поліпшує оксигенацію (рис. 34, б).
У разі зниження температури віддача О2 оксигемоглобіном сповіль­нюється, а зростання температури прискорює цей процес.
Збільшення вмісту в еритроцитах 2,3-ДФГ(дифосфогліцерату) також сприяє зсуву кривої вправо. Зокрема, вміст цієї речовини в еритроцитах збільшується на тлі анемій, що поліпшує над­ходження кисню до тканин і частково компенсує зниження КЄК (рис. 34, в).
^ Показником, що характеризує інтенсивність використання кисню тка­нинами, є різний рівень НЬО2 у крові, що притікає і відтікає від легень (артеріо-венозна різниця, АВРО2). Завдяки такій особливості гемоглобіну людина одержала можливість розширити ареал свого існування.

Знаючи кількість гемоглобіну в крові, можна підрахувати кисневу ємність крові (КЄК).

КЄК = НЬ-1,34.
Киснева ємність крові - це та максимальна кількість 02, яку може зв'язати одиниця об'єму крові при повному насиченні НЬ в даних умовах.
Якщо кількість НЬ у крові дорівнює 150 г/л, то киснева ємність дорів­нюватиме 204 мл 02 крові, враховуючи розчинений кисень. У ве­нозній крові вміст 02 в стані спокою складає 120 мл/л.

Артеріовеноз­на різниця буде дорівнювати 84 мл, коефіцієнт утилізації кисню дорівнює:



Збільшення інтенсивності метаболізму супроводжується посиле­ною утилізацією 02 з наступним зростанням коефіцієнта утилізації.
Якщо транспорт 02 здійснюється у двох формах, то транспорт С02 - в трьох:

- розчиненому стані (7%),

- у вигляді карбгемоглобіну (23 %) і

- бікарбонатів (70 %).

У тканинах з високим вмістом С02 останній за градієнтом кон­центрації дифундує в плазму, а потім в еритроцити
Таким чином, кров у легенях віддавши надлишок СО2 і насичившись О2 надходить до тканин, де за законами дифузії віддає тканинам О2 і отримує СО2.
Особливості легеневого кровообігу.

У судинах малого кола кровообігу знаходиться 10-12% усієї крові, що наявна в організмі. Судини малого кола мають низку особливостей:

1) Ці судини нале­жать до системи із низьким кров'яним тиском (25-10 мм рт.ст.). Капіляри малого кола кровообігу мають велику площу поперечного перерізу (приб­лизно на 80% більшу, ніж у великому колі). Кількість самих капілярів надзвичайно велика, вона лише ненабагато менша, ніж усіх капілярів ве­ликого кола (відповідно, 8 млрд і 10 млрд). Одним із наслідків малого тис­ку крові є нерівномірність перфузії різних відділів легень. У людини, яка знаходиться у положенні стоячи, під впливом сил гравітації до верхніх відділів легень надходить менше крові.
2) у мікроциркуляторного русла легень є наявність артеріо-венозних шунтів. Завдяки прямому з'єднанню артеріол і венул частина венозної крові потрапляє із артерій у вени. Наявність артеріо-ве­нозних шунтів та нерівномірність вентиляції і перфузії призводять до то­го, що кров, яка відтікає від легень, має менше РО2, ніж за ідеальних умов.
3) до крові малого кола кровообігу потрапляє невелика кількість крові із великого кола, що відтікає від тканини легенів. Ця порція крові та­кож трохи "розбавляє" артеріальну кров малого кола, що надходить леге­невими венами від легень до лівого передсердя.
^ ТКАНИННЕ ДИХАННЯ

З фізіологічного погляду тканинне ди­хання — це обмін дихальними газами між кров'ю і тканинами, що відбувається у про­цесі біологічного окиснення органічних речовин у клітинах організму.

При цьому відбувається поглинання тканинами кисню і виділення вуглекислого газу, а внаслідок окиснення й розпаду поживних речовин ви­діляється енергія, необхідна для підтриман­ня життя і діяльності організму.
За нор­мальних умов існування при достатній кіль­кості кисню майже вся енергія утворюється внаслідок аеробного процесу окиснення, який постачає в 10-15 разів більше енергії, ніж анаеробний процес гліколізу.
Біологічне окиснення відбувається в мітохондріях, де містяться ферменти дихаль­ного ланцюга. Для їх нормальної функції потрібно, щоб напруга кисню (р02) в мітохондріях була не нижчою за 1 мм рт. ст., інакше окиснення субстрату й отримання енергії для життєвих процесів припиняється.
Надходження кисню до тканин здійсню­ється як шляхом конвекції (перенесення кисню кров'ю, тканинною рідиною, через цитоплазму всередині клітини), так і за до­помогою дифузії.
Дифузія відбувається і в рідинах, що переносять кисень, проте го­ловним чином забезпечує перехід кисню крізь біологічні мембрани: стінку капіляра, мембрани клітин та мітохондрій. Оскільки кисень добре розчиняється в ліпідах, він лег­ко проникає крізь біологічні мембрани.
Рушійною силою дифузії газів є градієнт концент­рацій — напруги газів по обидва боки мемб­рани.
В артеріальному кінці капіляра р02 становить 90 мм рт. ст., а в тканинах — 20-40 мм рт. ст.
Значення рС02 в ткани­нах досягає 60 мм рт. ст., а в артеріальній крові — 40 мм рт. ст. І хоча різниця напруг для С02 втричі менша, ніж для 02 (відпо­відно 20 і 60 мм рт. ст. ), вона в обох випад­ках є цілком достатньою для переходу С02 з тканий у кров та забезпечення тканин не­обхідною кількістю кисню.
Процес дифузії триває до вирівнювання концентрацій між середовищами. Тому кров не може віддати весь кисень тканинам, так само тканини не можуть цілком звільнитись від С02 — пе­рехід цих газів з одного середовища до іншо­го припиняється, коли їх напруга в середо­вищах зрівнюється.
Кількість кисню, що надходить до орга­на чи тканини, залежить від їх кровопоста­чання, а рівень кровопостачання органів, у свою чергу, зумовлюється особливостями їх функції, інтенсивністю метаболізму, функ­ціональним станом.
^ Споживання кисню тканинами.



З таб­лиці видно, що різні органи і тканини в стані спокою організму споживають кисень з неоднаковою інтенсивністю, що пов'яза­но з виконуваною ними роботою.

Так, найінтенсивніше споживають кисень кора великого мозку, серце і кіркова речовина (кора) нирок — органи, які працюють без­перервно, навіть під час сну.

Найменше потребують кисню шкіра, скелетні м'язи та внутрішня мозкова речовина (мозок) ни­рок, їх функціональне навантаження у спокійному стані організму мінімальне.

Існує досить чітка залежність між інтен­сивністю споживання кисню органами і їх кровопостачанням у стані спокою та при навантаженні. Так, під час тяжкого фізично­го навантаження людини кровопостачання серця зростає в 4-6 разів, а скелетних м'я­зів - у 20-30 разів і досягає значень відпо­відно 400 і 70 мл/хв на 100 г тканини.
З кров'ю до органів надходить кисень, але вони використовують його не пов­ністю. Коефіцієнт утилізації кисню, що характеризує частку спожитого органом кисню від загального його вмісту в артеріальній крові, також свідчить про неодна­кову інтенсивність дихання різних орга­нів.

Так, для більшості органів

  • у стані спо­кою коефіцієнт утилізації кисню становить 0,3-0,4,

  • для серця — 0,6,

  • у напружено функ­ціонуючих м'язах він зростає до 0,7-0,9,

  • а в печінці може досягти навіть 0,97.


Клітини органів споживають лише ки­сень, розчинений у тканинній рідині. Однак його там дуже мало, і тканини для нор­мального функціонування потребують по­стійного надходження кисню з кров'ю. Тіль­ки скелетні м'язи й міокард завдяки наяв­ності в них пігменту міоглобіну, який зв'я­зується з киснем, здатні резервувати певну кількість кисню. У людини вміст міо­глобіну в м'язах невеликий, і, отже, депо­нованого в них кисню вистачає ненадовго. Що стосується серця, то в разі повного припинення його кровопостачання весь кисень у ньому використовується через 3-4 с і окисні процеси припиняються.

Звичайно, такий малий резерв кисню в міокарді не врятує організм від смерті у разі тривалого припинення кровопоста­чання серця, проте він відіграє надзвичай­но важливу роль в ті короткі моменти сер­цевого циклу, коли під час систоли волок­на міокарда перетискають дрібні вінцеві судини і кровотік у товщі міокарда на 0,2-0,3 с різко знижується або зовсім припи­няється.

Завдяки наявності міоглобіну і здатності міокарда використовувати енергію гліко­лізу серце людини може працювати ще кілька десятків секунд після припинення кровопостачання.

На відміну від серця го­ловний мозок, позбавлений будь-яких за­пасів кисню і маючи високий рівень його споживання, виявляє надзвичайно високу чутливість до нестачі кисню. Навіть корот­кочасне перетиснення однієї з двох сон­них артерій, через які кров живить мозок, призводить до миттєвої втрати свідомості людиною.


    1. ^ Статичні та динамічні показники функції зовнішнього дихання. Методи дослідження функції дихання.


Для визначення функціональних можливостей дихальної системи користуються статичними і динамічними показниками.

Більшість із них залежить переважно від розмірів грудної клітки і її рухомості.



До статичних показників належать:

  1. Дихальний об'єм (ДО) - кількість повітря, що надходить у легені за один спокійний вдих (або яка видихається за один видих). У стані спокою він дорівнює приблизно 500 мл.

  2. Резервний об'єм вдиху (РОвд) - максимальна кількість повітря, яку людина може вдихнути після нормального вдиху понад дихальний об'єм (близько 2500 мл).

  3. Резервний об'єм видиху (РОвид) - максимальна кількість повітря, яку людина може видихнути після спокійного видиху понад дихальний об'єм (близько 1500 мл).

  4. Життєва ємність легень (ЖЄЛ) - найбільша кількість повітря, яку людина може видихнути після максимально глибокого вдиху. Цей сумарний показник легко можна визначити, знаючи попередні показ­ники, за формулою: ЖЄЛ = ДО + РОвд + РОвид. ЖЄЛ залежить від віку, росту, маси тіла і фізичного розвитку людини.

  5. Після максимального глибокого видиху в легенях залишається повітря, що називається залишковим об'ємом (ЗО), - близько 1000 мл.

  6. Загальна ємність легень (ЗЄЛ) - кількість повітря, що міститься у ле­генях після максимального вдиху: ЗЄЛ = ЖЄЛ + ЗО.

  7. Об'єм дихальних шляхів (об'єм «мертвого простору»). Його величина в середньому становить близько 150 мл.

  8. Функціональна залишкова ємність (ФЗЄ) - кількість повітря, що за­лишається у легенях наприкінці видиху: ФЗЄ = РОвид + ЗО.


Для характеристики дихання людини визначають ще низку ди­намічних показників, що характеризують ефективність функціонування системи дихання у часовому аспекті (звичайно за 1 хв).
До функціональ­них динамічних показників належать:

  1. Частота дихальних рухів за 1 хв - ЧДР.

  2. Хвилинний об'єм дихання (ХОД) - добуток частоти дихальних рухів на ДО ( ХОД = ЧДР х ДО);

  3. Альвеолярна вентиляція легень (АВЛ) дорівнює ДО мінус об'єм мертвого простору (МП), помно­жені на частоту дихальних рухів

( АВЛ = (ДО – МП) х ЧДР);

  1. Максимальна вентиляція легень (МВЛ) - максимальна частота дихальних рухів, помножена на максимально можливу глибину дихання

( МВЛ = МЧДР х МГД);

  1. Резерв дихання становить МВЛ - ХОД. Сюди ж відносять коефіцієнт легеневої вентиляції (КЛВ):


Індекс Тифно:



розраховують об'єм повітря, який проходить через легені за 1 с при максимально швидкому видиху після максимального вдиху і виражають його у відсотках від ЖЄЛ.

Його норма 75 - 84 %.
6. Відношення АВЛ до ХОК становить вентиляційно-перфузійний ко­ефіцієнт (ВПК): ВПК = АВЛ : МОК = 0,8.

Однак це співвідношення різне в різних частинах легень. У верхівках легень спостерігається пе­реважно вентиляція альвеол, в нижніх відділах - переважно перфузія.
Показники зовнішнього дихання визначають за допомогою таких методів дослідження:

  • спірографії,

  • спірометрії,

  • пневмографії,

  • пневмотахометрії.


Спірографіяметод графічної реєстрації змін усіх об'ємів легень за допомогою спірограма.



На спірограмі вкажіть легеневі об'єми і ємкості.
1   2   3

Схожі:

«Фізіологія дихання». Предмет : фізіологія людини Курс 2 Семестр 1 Спеціальність icon«Вступ. Фізіологія як наука». Предмет : фізіологія людини Курс 2 Семестр 1
Спрямованість сучасної медицини на збереження здоров'я передбачає професійну готовність медичного працівника до фізіологічно осмисленої...
«Фізіологія дихання». Предмет : фізіологія людини Курс 2 Семестр 1 Спеціальність icon«Фізіологія контактних аналізаторів» предмет : фізіологія людини Курс 2 Семестр 1
Опрацювання сигналів, що надходять, відбувається за допомогою різних структур нервової системи. Вона перет­ворює вплив подразника,...
«Фізіологія дихання». Предмет : фізіологія людини Курс 2 Семестр 1 Спеціальність icon«Фізіологія системи виділення. Регуляція сечоутворення І сечовиділення»....
Підтримання сталості внутрішнього середовища є умовою нормальної життєдіяльності організму. Гомеостаз значною мірою залежить від...
«Фізіологія дихання». Предмет : фізіологія людини Курс 2 Семестр 1 Спеціальність icon«Фізіологія скелетних І гладких м’язів опорно-рухового апарата»....
Одним із найважливіших чинників роз­витку тваринного світу є активний рух. Рухи можуть здійснюватися в межах само­го організму, а...
«Фізіологія дихання». Предмет : фізіологія людини Курс 2 Семестр 1 Спеціальність icon«Травлення в ротовій порожнині та шлунку». Предмет : фізіологія людини Курс 2 Семестр
Однак поживні речовини їжі переважно є складними високомолекулярними сполуками І для засвоєння потребують розщеплення на прості складові...
«Фізіологія дихання». Предмет : фізіологія людини Курс 2 Семестр 1 Спеціальність icon«обмін речовин та терморегуляція». Предмет : фізіологія людини Курс 2 Семестр 1
Більшість процесів життєдіяльності клітини відбуваються з викорис­танням енергії. Вона витрачається на підтримання цілісності клітинних...
«Фізіологія дихання». Предмет : фізіологія людини Курс 2 Семестр 1 Спеціальність icon«обмін речовин та складання харчового раціону». Предмет : фізіологія людини Курс 2 Семестр 1
Більшість процесів життєдіяльності клітини відбуваються з викорис­танням енергії. Вона витрачається на підтримання цілісності клітинних...
«Фізіологія дихання». Предмет : фізіологія людини Курс 2 Семестр 1 Спеціальність iconПлан Література Старушенко Л. И. Анатомія І фізіологія людини. Київ...
Свиридов О.І. Анатомія людини: Підручник-За ред. Бобрика. К.: Вища шк с.: іл
«Фізіологія дихання». Предмет : фізіологія людини Курс 2 Семестр 1 Спеціальність icon«Основні принципи регуляції фізіологічних функцій». Предмет : фізіологія людини Курс 2
Будь який організм це відкрита система, що саморегулюється І відтворюється, складається з білків І нуклеїнових кислот, які у свою...
«Фізіологія дихання». Предмет : фізіологія людини Курс 2 Семестр 1 Спеціальність icon«Травлення в кишці. Роль печінки та підшлункової залози в травленні»....
Система травлення забезпечує організм людини всіма необхідними для життєдіяльності поживними речовинами. Саме завдяки її діяльності...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Школьные материалы


База даних захищена авторським правом © 2015
звернутися до адміністрації
skaz.com.ua
Головна сторінка