Элементы биомеханики дыхания

Дыхание — физиологическая функция,
обеспечивающая газообмен (О2 и СО2) между
окружающей

1. Стадии дыхания:
1.1 Внешнее дыхание: обмен О2 и СО2 между внешней

1.2. Транспорт О2 и СО2 кровью
1.3. Обмен О2 и СО2

2. Дыхательная система

Совокупность органов, обеспечивающих функцию
внешнего дыхания

Дыхательные органы

Дыхательные пути

Дыхательные пути

Функции:

1. Проведение воздушного потока ↑↓

2. Терморегуляция

3. Регулирование влажности

4. Очистка

5.

Дыхательные пути

1.Верхние:

носовая и ротовая полости

носоглотка

гортань

Воздухоносный отдел

бронхиальное дерево

2. Нижние:

Легочная (конвективная) вентиляция

Бронхиальное дерево (23 уровня ветвления)

Проводящая (кондуктивная) зона:
16 уровней ветвлений (генераций)

Отсутствует

Трахея
(0)

Гл. бронхи (1)

Долевые бронхи (2)

Сегментарные бронхи (3)

Терминальные бронхи

Терминальные
бронхиолы КЗ
(16)

Бронхиолы

Re → режим течения

→ потери энергии

Условие неразрывности:

Переходная (транзиторная) зона:
17, 18 и 19 генерации бронхиол

Проведение воздуха + газообмен

Респираторная зона:

20, 21, 22, 23 генерации – альвеолярные ходы
и альвеолярные мешочки

Газообмен

Емкость легких

Общая емкость легких (ОЕЛ): 4100 – 6000 мл;
жизненная

V, мл

ОЕЛ

ОО

ЖЕЛ

V, мл

ОЕЛ

ОО

ЖЕЛ

Спокойное дыхание

ДО (500)

V, мл

ОЕЛ

ОО

ЖЕЛ

Максимальный вдох

ДО (500)

Резервный объем
вдоха

V, мл

ОЕЛ

ОО

ЖЕЛ

Максимальный выдох

ДО (500)

Резервный объем
вдоха

Резервный объем
выдоха

Функциональный
остаточный объем

ЖЕЛ = ДО +РОВдоха + РОВыдоха

ФОЕ = РОВыдоха + ОО

Оцениваются

ЖЕЛ вдоха (метод 1)

ЖЕЛ выдоха (метод 2) 

Двухстадийное определение ЖЕЛ (метод 3) 

Бодиплатизмография

3. Внешнее дыхание
а) вентиляция легких и диффузия газов в них
(конвективный

Вентиляция легких – процесс обновления
газового состава альвеолярного воздуха.
Обеспечивает поступление

Конец выдоха

Альвеолярный воздух

Спокойный вдох

ДО ≈ 500 мл

АМЗ ≈ 170 мл

Альвеолярный воздух

Обновление альвеолярного
воздуха ≈

Вентиляция легких: вдох

Диафрагма

Наружные межреберные мышцы

Покой:

Сокращение диафрагмы (70 – 80 %)

Сокращение мышц (20 – 30 %)

Акт вдоха:

Дыхательные мышцы

Поступление нервного импульса

Сокращение мышц

Увеличение объема легких

Уменьшение давления в легких

Всасывание

Всасывание происходит до выполнения условия:

Акт выдоха при спокойном дыхании:

Расслабление дыхательных мышц

Уменьшение объема грудной полости

Уменьшение объема

4. Альвеолярная (диффузионная) вентиляция

Респираторная зона (РЗ):

20, 21, 22, 23 генерации –

Диффузия

«Движущая сила» – градиент (изменение)
концентрации (плотности)

Самопроизвольный перенос вещества

Начало респираторной зоны:

Конвективный поток

Конец
респираторной зоны:

Кровеносная система

Диффузионные
потоки

Δх = lA ≈ 7

Закон Фика:

Оценка диффузионного газообмена:

Оценка коэффициента диффузии для кислорода:

Оценка времени процесса диффузионного газообмена:

Газообмен между альвеолярным воздухом и кровью
легочных капилляров

Один капилляр на несколько альвеол

Альвеолокапиллярный контакт (АКК)

Альвеолокапиллярный барьер

Альвеолярная смесь

Кровь в сосудах

0,3 – 2,0 мкм

Венозная часть

Артериальная
часть

Среднее время пребывания эритроцита в легочном
капилляре: 0,25 – 0,75 с

1.2. Транспорт О2 и СО2 кровью

1.3. Внутреннее дыхание – диффузия газов

1. Результат деятельности системы внешнего дыхания –
обогащение крови кислородом