Название: Фізіологія з основами анатомії людини

Жанр: Біологія з основами генетики

Просмотров: 8775


13.3. зовнішнє дихання

У зовнішньому диханні беруть участь низка органів і тканин.

1. Дихальні м'язи:

а) м'язи вдиху:

— основні (при спокійному вдиху): діафрагма, зовнішні міжреберні і міжхрящові м'язи;

— допоміжні (підключаються при форсованому вдиху): грудні м'язи, драбинчасті, грудино-ключично-сосковидні, трапецеподібні, най-ширші м'язи спини й ін.;

б) м'язи видиху:

— основні (при спокійному видиху) не беруть участі, тому що видих здійснюється за рахунок еластичної тяги легень;

—допоміжні (підключаються при форсованому видиху): м'язи черевного преса, внутрішні міжреберні, задній верхній зубчастий м'яз та ін.

2. Грудна клітка:

а) ребра;

б) хребетний стовп;

в) грудина.

3. Повітроносні шляхи.

295

4. Плевральна порожнина.

Об'єм легень людини відповідає об'єму грудної клітки. З метою зменшення тертя об її стінки при диханні легені покриті серозним листком плеври (вісцеральна плевра), яка в області верхівки легені переходить на стінку грудної клітки (пристінкова плевра). Іншими словами, при русі легень труться два листки плеври — вісцеральна, яка покриває легені, і пристінкова, що покриває зсередини грудну клітку. Між цими листками існує тонка щілина, що називється плевральною порожниною. Поверхня листків плеври покрита шаром рідини, що містить 2 \% білка.

Тиск у плевральній порожнині нижчий атмосферного, що позначають як «неґативний». «Неґативність» цього тиску зберігається і при вдиху, і при видиху. У випадку порушення герметичності плевральної порожнини (або з боку легені, або при пораненні грудної клітки ззовні) тиск у порожнині стає атмосферним і легені спадаються.

13.3.1. Механізм вдиху

Вдих відбувається без активної участі легень, тому що будь-які скоротливі елементи в них відсутні.

У загальному вигляді вдих здійснюється в такий спосіб. При скороченні зовнішніх міжреберних і міжхрящових м'язів ребра набувають більш горизонтального положення, піднімаючись догори, при цьому нижній кінець грудини відходить уперед. Завдяки руху ребер розміри грудної клітки збільшуються в поперечному і поздовжньому напрямку. Урезультаті скорочення м'язових волокон діафрагми купол її сплощується й опускається: органи черевної порожнини відтісняються вниз, у боки і вперед, у результаті об'єм грудної клітки збільшується у вертикальному напрямку. Тому що плевральна порожнина замкнута, внутрішньоплев-ральний тиск, що був і до вдиху неґативним (меншим атмосферного), стає ще більш неґативним. Тиск, що діє на легені зсередини, розтягує легені, вони пасивно рухаються за грудною кліткою, яка збільшується в розмірах. Дихальна поверхня легень збільшується, тиск у них знижується. Це сприяє надходженню повітря в легені (рис. 75).

Під час руху ребер окружність грудної клітки збільшується: у чоловіків на 7—10 см, у жінок — на 5—8 см. У спокої описані рухи торкають тільки верхніх 3—6 ребер.

При паралічі міжреберних м'язів серйозних порушень зовнішнього дихання немає, тому що працює головний дихальний м'яз — діафрагма.

Діафрагма—великий куполоподібний м'яз, що відокремлює грудну порожнину від черевної. У центральній сухожильній частині цього

296

м'яза крізь нього проходять: стравохід, черевна аорта, великі вени, блукаючі нерви. При спокійному вдиху купол діафрагми опускається на 1 см, при форсованому—на 9—10 см.

Повітря надходить

Легені розширяються

у легені

Діафрагма скорочується і сплющується

Вдих

Міжреберні м'язи скорочуються

Повітря виходить із легень

V

Діафрагма розслаблюється та рухається

Рис. 75. Механізм дихання

При ушкодженні діафрагмальних нервів (що йдуть з 2—7 шийних сеґментів спинного мозку) настає параліч дихання. Паралізована діафрагма при вдиху зміщується не вниз, а вгору—у зв'язку зі зменшенням внутрішньогрудного тиску, тобто відзначається парадоксальний рух діафрагми. Крім того, рухи діафрагми обмежені при вагітності, переїданні, тісних корсетах і т. д. Крім дихання, діафрагма бере участь у екс-пульсивних актах: потугах, кашлі, блювоті, пологах.

13.3.2. Механізм видиху

У стані спокою видих здійснюється пасивно за рахунок еластичності легень і, пов'язаного із розслабленням м'язових волокон, підйо

Легені скорочуються

Видих

Міжреберні м'язи розслабляються

297

му купола діафрагми й опускання ребер. Дихальна поверхня легень зменшується, тиск у них стає на 3—4 мм рт. ст. вище атмосферного, що викликає вихід повітря з них у навколишнє середовище (рис. 75).

При форсованому диханні глибина видиху підсилюється за допомогою м'язів черевного преса і внутрішніх міжреберних. М'язи черевного преса здавлюють черевну порожнину спереду і підсилюють підйом діафрагми. Внутрішні міжреберні м'язи зміщують ребра вниз і тим самим зменшують поперечний розчин грудної порожнини, а отже, і її об'єм.

13.3.3. Роль сурфактанта в регуляції пружного опору легень

На межі повітря — рідина, невеликий шар якої покриває зсередини поверхню альвеол, існують сили поверхневого натягу, що прагнуть зменшити діаметр альвеол. Це зменшення, по-перше, заважає заповненню альвеол повітрям при вдиху, а, по-друге, зменшує поверхню дифузії газів у кров.

У легенях є речовина, що знижує силу поверхневого натягу — сур-фактант. Сурфактант—це ліпопротеїд.

Існує сурфактантна система легень. Основними компонентами її є клітини легень — пневмоцити, що синтезують фосфоліпідні і білкові частини сурфактанта.

На синтез сурфактанта впливають пари таких агресивних газоподібних речовин, як пари соляної кислоти, аміаку, спирту, запилене повітря і сигаретний дим. Вже в перші години вдихання чистого кисню вироблення цієї речовини різко зменшується. Зменшує її також перебування в гіпоксичному середовищі.

Механізм дії сурфактанта:

а) молекули мають гідрофобну частину, завдяки чому вони збираються на поверхні альвеол;

б) молекули взаємно відштовхуються, зменшуючи силу поверхневого натягу;

в) сила їхнього відштовхування пропорційна товщині шару сурфактанта. На початку вдиху, коли радіус альвеоли невеликий, а шар сурфактанта значний, ця речовина полегшує розширення альвеол при вдиху. На початку видиху, коли шар сурфактанта тонкий, він уже не може перешкодити спаданню альвеол;

г) сурфактант, володіючи гідрофобністю, не дозволяє плазмі переходити в порожнину альвеол з капіляра.

Пружний опір грудної клітки обумовлений пружністю ребер, особливо їх хрящових частин, і дихальних м'язів, особливо діафрагми.

298

13.3.4. Зміни тиску в плевральній порожнині й у легенях при диханні

Ці зміни найповніше пояснюють механізм руху легень. За рахунок замкнутості плевральної порожнини, еластичної тяги легень і сил поверхневого натягу в цій порожнині завжди існує неґативний тиск (нижчий атмосферного). Під час вдиху він стає більш неґативним на 9 мм рт. ст. нижче атмосферного, під час видиху — менш неґативним на 6 мм рт. ст. нижче атмосферного, але неґативним завжди.

У випадку ж порушення герметичності грудної клітки при пораненні, під час операції на органах грудної клітки тиск тут дорівнює атмосферному, а легені спадаються. Це явище—пневмоторакс. Для врятування життя людини в цьому випадку необхідно розтягувати легені за допомогою надлишкового (стосовно атмосферного) тиску повітря в процесі штучного дихання.

Неґативний тиск у плевральній порожнині неоднаковий у верхніх і нижніх відділах—через дію ваги легень внизу, в області основи легень, тиск вищий (плевральний тиск менш неґативний). Внаслідок цього нижні відділи при вдиху легше розтягуються, і вони краще вентилюються при диханні.

Верхні відділи легень вентилюються гірше.

13.3.5. Показники зовнішнього дихання

Показники зовнішнього дихання поділяються на статичні і динамічні.

Статичні показники демонструють потенційні можливості дихання. До них належать об'єми і ємності (рис. 76).

1. Дихальний об'єм (ДО) — об'єм повітря, який людина може вдихнути (видихнути) при спокійному диханні.

2. Резервний об'єм вдиху (РОвд) — об'єм повітря, який людина може вдихнути понад спокійний вдих.

3. Резервний об'єм видиху (РОвид) — об'єм повітря, який людина може видихнути додатково після спокійного видиху.

4. Залишковий об'єм (ЗО) — об'єм повітря, який залишається в легенях після можливо глибокого видиху. Це повітря знаходиться в альвеолах, що ізольовані від порожнини легені.

Суми об'ємів формують ємності:

1. Життєва ємність легень (ЖЄЛ) = РОвд + ДО + РОвид характеризує можливості дихальної системи при максимальній глибині дихання. ЖЄЛ — це можливий максимальний ДО.

2. Ємність вдиху (Є )=ДО + РОвд характеризує можливість наповнення легень повітрям при вдиху після спокійного видиху.

299

3. Функціональна залишкова ємність (ФЗЄ) = РОвид + ЗО характеризує кількість повітря, яка залишається в легенях після спокійного видиху.

4. Загальна ємністьлегень (ЗЄЛ) = РО + ЗО + РО   + ЗО характеризує

вд вид

кількість повітря, що знаходиться в легенях при максимальному вдиху.

6 6 ?

20-30      50-60     20-30 років

Рис. 76. Легеневі об'єми та ємності. Розмір життєвої ємності легень та залишковий об'єм (в правій частині рисунка) залежать від статі та віку

Визначення статичних показників дихання виконується методом запису руху повітря при подиху (спірографії) чи спірометрії.

Спірометрія—визначення статичних показників подиху (об'ємів — крім залишкового; ємностей — крім ФЗЄ й ЗЄЛ) шляхом видихання повітря через прилад, що реєструє його кількість (об'єм). У сучасних сухих крильчатих спірометрах повітря обертає повітряну турбінку, з'єднану зі стрілкою.

Спірографія — графічна реєстрація зміни об'єму легень при виконанні різних проб, навантажень і т.п. Випробуваний дихає через дихальний контур, ізольований від зовнішнього середовища і з'єднаний із реєстратором об'єму вдихуваного (видихуваного) повітря. Для нівелювання накопичення СО2 у дихальному контурі передбачене поглинання цього газу хімічними поглиначами.

Динамічні показники зовнішнього дихання характеризують реалізацію потенційних можливостей дихальної системи. Розглянемо основні:

300

1. Хвилинний об'єм дихання (ХОД) = ДО х частота дихання. Характеризує кількість повітря, що надійшло в легені (і видаленого з них) при спокійному дихання заі хв. У нормі, при спокої, ХОД складає 5—6 л/хв, при легкій фізичній роботі збільшується до 10—12 л/хв.

2. Максимальна вентиляція легень (МВЛ) = ДОмакс х частота дихання (макс). Характеризує кількість повітря, що надходить у легені (і видаляється з них) при форсованій глибині і частоті дихання. У нормі складає 60—180 л/хв (залежить від статі, віку, росту, тренованості).

3. Не все повітря, що надходить у легені, доходить до альвеол і бере участь у газообміні. Існує так званий мертвий простір (МП) — це по-вітроносні шляхи, аж до переходу бронхіол в альвеоли, які непроникні для газів. Крім зазначеного анатомічного МП, є і функціональний МП — це повітря, яке не бере участі у газообміні. У нормі в дорослої людини об'єм МП складає 150 мл. Тобто до альвеол доходить лише частина вдихуваного повітря. Наприклад, при спокійному вдиху ця величина дорівнює ДО — МП. Із врахуванням цього, використовується показник альвеолярна вентиляція легень АВЛ = (ДО — МП х частота дихання). Відношення АВЛ/ХОД х 100 характеризує ефективність дихання. У нормі вона складає 60—70 \%.

Із врахуванням МП можна говорити, що неглибоке часте дихання не ефективне. Для доказу цього розберемо два варіанти дихання: а) ДО = 400 мл, частота дихання = = 20; б) ДО = 1000 мл, частота дихання = 8. Розрахувавши ХОД, в обох випадках одержуємо величину 8000 мл. Проте, прийнявши МП = 150 мл і розрахувавши АВЛ, одержуємо у випадку а) АВЛ = (400—150) х 20 = 5000 мл, у той час як у випадку б) АВЛ = (1000—150) х 8 = 6800 мл. Дихання а) явно ефективніше.

Дихання через трубку збільшує МП, що ускладнює дихання і змушує форсувати його (збільшувати ДО). У випадку граничних розмірів трубки (розрахуйте самі) можна одержати АВЛ = 0.

4. Коефіцієнт легеневої вентиляції (КЛВ)

= ДО — мп

КЛВ--ФОЁ-.

Характеризує ступінь відновлення складу повітря в легенях при кожному вдиху: наприкінці попереднього видиху в легенях залишалося повітря, рівне ФЗЄ. При новому вдиху в альвеоли надійшло (ДО — МП) нового повітря. Отже, зазначений коефіцієнт показує ступінь розведення заново надійшовшого повітря, яке побувало до того в альвеолах. У нормі КЛВ = 1/7—1/9. Іншими словами, відновлення повітря дуже невелике. Це має позитивне значення і сприяє сталості газового складу повітря в альвеолах.

301

Оцените книгу: Проголосовало: 3 Рейтинг: 7

 

Комментарии:

Комментарий добавил: катя
Дата: 2014-10-29

как аткрыть книгу

Комментарий добавил: Аня
Дата: 2014-07-25

книга класна:)

Комментарий добавил: Леля
Дата: 2014-05-12

))))

Комментарий добавил: наталия
Дата: 2014-04-02

огромное спасибо))

Комментарий добавил: оксана
Дата: 2013-05-20

вкажіть, чим відрізняється ендолімфа від перилімфи

Комментарий добавил: Коля
Дата: 2013-04-14

супер, спасибо. А автор случайно не в ПКМК учился? Не у Витер?

Комментарий добавил: Кирилл
Дата: 2013-04-10

Спасибо)Очень помогло)

Комментарий добавил: Даша
Дата: 2013-03-24

Дякую, дуже допомогли!!!!!!!!!

Комментарий добавил: Аліна
Дата: 2013-03-18

Дякую. Дуже допомогли.

Комментарий добавил: Olya
Дата: 2013-02-04

Спасибо.Материал чудестный!

Добавление комментария: