Физиология дыхательной системы

Июль 22, 2022

Главная
Биология
Физиология дыхательной системы

Содержание

2. 1. Морфо-функциональная организация дыхательного аппарата Функция дыхания осуществляется дыхательным аппаратом, к которому относят: грудную стенку, плевру
3. Компоненты: верхние дыхательные пути (ротовая и носовая полости и глотка); нижние дыхательные пути (гортань, трахея, бронхиальное
4. 2. Этапы дыхания Внешнее дыхание включает: вентиляцию – обмен газов между внешней средой и альвеолами лёгких.
5. Транспорт газов кровью. Кислород в основном транспортируется эритроцитами в связанном с гемоглобином виде, а углекислый газ
6. 3. Плевральная щель. Давления, связанные с лёгкими и плевральной щелью и объём лёгких Плевральная щель узкое
7. Объём лёгких определяется соотношением величин 2 противоположно направленных сил: Транспульмонарное Р – сила, сремящаяся растянуть лёгкие.
9. Сурфактант и эластическая тяга лёгких Эластическая тяга зависит от растяжимости лёгочной ткани и величины поверхностного натяжения
10. 4. Лёгочная вентиляция Лёгочная вентиляция является ритмичным автономным процессом. Дыхательный ритм генерируется автоматически нейронами дыхательного центра
11. Механика вдоха Вдох считается активным процессом - происходит в результате сокращения инспираторных мышц. Основные инспираторные мышцы
13. Механика выдоха Выдох считается пассивным процессом, так как при спокойном выдохе не участвуют экспираторные мышцы. В
14. Типы дыхания Брюшной тип – вдох главным образом происходит за счёт сокращения диафрагмы. Характерен для мужчин
15. 5. Факторы, влияющие на лёгочную вентиляцию. Сопротивление дыхательных путей Минутный объем дыхания (МОД): МОД = ДО
16. Сопротивление дыхательных путей Небольшое по величине → небольшой градиент Р (менее 1 мм.рт. ст) приводит к
17. 6. Этиопатогенетические типы нарушений лёгочной вентиляции Обструктивный тип. Снижение вентиляции в основном происходит за счёт уменьшения
18. 7. Лёгочные объёмы и ёмкости Под лёгочным объёмами понимают объём воздуха, содержащегося в лёгких или перемещаемого
19. Статические лёгочные объёмы Дыхательный объем (ДО, TV) или глубина дыхания Объём воздуха, который человек вдыхает или
20. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ, VC) Максимальный объём воздуха, который можно выдохнуть после максимального вдоха. ЖЕЛ =
21. Характеристика и оценка ЖЕЛ ЖЕЛ является одним из важнейших показателей функционального состояния аппарата внешнего дыхания, а
22. Динамические лёгочные объёмы и ёмкости Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ, FVC) ФЖЕЛ - это максимальный объем
23. Индекс (проба) Тиффно Индекс Тиффно: ОФВ1 (%) = (ОФВ1, мл / ЖЕЛ, мл) * 100%. Отражает
24. 8. Объёмные скорости воздушного потока Пиковая объемная скорость выдоха (ПОС) или пиковая скорость выдоха (ПСВ, peak
25. Мгновенные объёмные скорости выдоха (МОС) МОС отражают объёмную скорость движения воздуха в различные моменты экспираторного манёвра.
26. 9. Методика проведения спирометрического и пневмотахометрического исследования При обычном спирометрическом исследовании не возможно измерить остаточный объём
27. 10. Показатели интенсивности легочной вентиляции Максимальная вентиляция легких (МВЛ) или «предел дыхания» МВЛ – это количество
28. 11. Физические основы газообмена. Парциальное давление и напряжение газов Содержание газов в воздухе Вдыхаемый, альвеолярный и
29. Напряжение растворённого газа в жидкости Напряжение растворённого газа в жидкости равно парциальному Р этого газа в
30. 12. Обмен газов в лёгких Обмен газов между кровью лёгочных капилляров происходит через тонкую дыхательную мембрану
31. Обмен кислорода в лёгких ∆ Р = 100 – 60 = 40 мм рт ст Po2
32. Обмен углекислого газа в лёгких ∆ Р = 46 – 40 = 6 мм рт ст
33. 13. Транспорт дыхательных газов кровью Транспорт кислорода Содержание O2 в системной артериальной крови (Po2 = 100
34. Кислородная ёмкость крови Максимальное количество O2 в крови при полном насыщении Hb. 1 г Hb при
35. Транспорт кислорода гемоглобином. Гемоглобин содержится в эритроцитах крови Состоит их протеиновой части – глобина (4 полипептидные
36. Формы гемоглобина Физиологические Оксигемоглобин (HbО2) Карбоксигемоглобин (HbCO2) Дезоксигемоглобин (HbH) Патологические карбгемоглобин (HbCO) мет гемоглобин - образуется
37. Насыщение Hb (крови) кислородом Является фракцией от общего количества молекул Hb, находящейся в форме оксиHb. %
38. Кривая диссоциации/оксигенации гемоглобина Показывает насыщения гемоглобина кислородом от напряжения кислорода в крови. Имеет сигмовидную форму Нижняя
39. Сродство гемоглобина к О2 и положение кривой диссоциации оксигемоглобина изменяется рядом факторов Уменьшение сродства Hb к
40. Миоглобин Содержится в скелетной и сердечной мышцах. Имеет 1 гем – присоединяет 1 молекулу кислорода. Большее
41. Транспорт углекислого газа Содержание СО2 в крови Артериальная кровь (Pco2 = 40 мм рт ст) -
43. 14. Газообмен в тканях: обмен газов между кровью тканевых капилляров и тканями организма
44. 15. Регуляция дыхания Паттерн дыхания – продолжительность фаз дыхательного цикла, глубина дыхания, динамика движения воздуха и
45. Дыхательный центр Совокупность нейронов, диффузно расположенных на различных этажах ЦНС, но интегрированных функционально для контроля дыхания.
46. Респираторные нейроны Нижние мотонейроны (непосредственно иннервируют дыхательные мышцы) Расположены в спинном мозге: Шейные сегменты → диафрагмальный
47. Инспираторный центр (дорсолатеральнвя группа): генерация базового дыхательного ритма (функция пейсмекера); генерация инспираторного сигнала, передаваемого к МН
48. Апнейстический центр – нижний мост Контролирует глубину дыхания (вместе с пневтаксическим центром) Возбуждение вызывает глубокий и
49. Рефлекторная регуляция дыхания
50. Рефлекс Геринга-Брейера Перерастяжение дыхательных путей и висцеральной плевры во время вдоха (увеличение ДО до 1,5 л)
51. Гуморальная регуляция дыхания Импульсы от хеморецепторов модулируют дыхательный паттерн для поддержания оптимального уровня [H+], Pco2 и
52. Периферические хеморецепторы – чувствительны к ↓ Po2 (в диапазоне 30-60 мм рт ст); менее чувствительны к
53. 16. Дыхание в особых условиях Недостаток кислорода в организме Гипоксия - ↓ PO2 в периферических тканях
54. Эффекты повышенного и пониженного барометрического Р
56. Акклиматизация к низкому атмосферному Po2: Хронические эффекты ↑ диффузии газов в лёгких Открытие лёгочных капилляров ↑
57. Последствия увеличения барометрического Р Нитрогенный наркоз На уровне моря азот физиологически инертен. При повышении барометрического Р
58. Эффекты высокого барометрического Р: отравление кислородом ↑ Po2 выше 2 атм. → ↑ образование свободных радикалов
59. 16. Методы исследования системы дыхания Функциональные пробы системы внешнего дыхания Проба Розенталя Направлена на оценку функциональных
60. Проба Серкина Состоит из трех фаз: первая фаза - определение времени задержки дыхания на вдохе в
62. Скачать презентацию

Слайд 2

1. Морфо-функциональная организация дыхательного аппарата
Функция дыхания осуществляется дыхательным аппаратом, к которому

относят:
грудную стенку, плевру и плевральную полость;
дыхательные мышцы;
дыхательную систему;
нейрогуморальную систему регуляции дыхания;
кровеносные и лимфатические сосуды дыхательного аппарата.

Слайд 3

Компоненты:
верхние дыхательные пути (ротовая и носовая полости и глотка);
нижние

дыхательные пути (гортань, трахея, бронхиальное дерево и лёгочные альвеолы).
Функциональные компоненты:
проводящую часть (ротовая и носовая полости, глотка, гортань, трахея, бронхи и бронхиолы).
Основная функция – проведение воздуха с низким сопротивлением его движению и распределение воздуха в лёгких.
Дополнительная функция - кондиционирование воздуха (увлажнение, согревание, фильтрацию и очищение).
дыхательную часть (дыхательные бронхиолы и альвеолы лёгких).
Основная функция – обмен газов между лёгочным воздухом и кровью лёгочных капилляров.
Дополнительные функции - защитная, эндокринная, метаболическая, гомеостатическаю и др.

Слайд 4

2. Этапы дыхания
Внешнее дыхание включает:
вентиляцию – обмен газов между внешней средой

и альвеолами лёгких.
альвеолярную диффузию газов - обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью лёгочных капилляров через альвеолярно-капиллярную мембрану. Кислород поступает в лёгочные капилляры, а углекислый газ - в альвеолы.
перфузию крови в лёгочных капиллярах – прохождение крови через ткань лёгких.

Слайд 5

Транспорт газов кровью.
Кислород в основном транспортируется эритроцитами в связанном с

гемоглобином виде, а углекислый газ в химически связанном и физически растворённом видах.
Газообмен в тканях включает:
обмен газов между кровью тканевых капилляров и тканями организма. Кислород поступает в ткани, а углекислый газ – в капиллярную кровь.
клеточное (тканевое) дыхание. Включает метаболические реакции в клетках в процессе которых происходит потребление кислорода и выделение углекислого газа.

Слайд 6

3. Плевральная щель. Давления, связанные с лёгкими и плевральной щелью и

объём лёгких

Плевральная щель
узкое замкнутое пространство между висцеральной и париетальной листками плевры, заполненное серозной жидкостью, обеспечивающей прилегание двух листков плевры друг к другу и скольжение их относительно друг друга.
Внутриплевральное (плевральное) Р – всегда ниже атмосферного (во время дыхательной паузы (-) 4 мм рт ст).
Альвеолярное Р (внутриоёгочное) – в дыхательгйю паузу равно атмосферному (0 мм рт ст.).
Транспульмонарное Р – разница между плевральным и альвеолярным Р (в паузу равно 4 мм рт ст).

Слайд 7

Объём лёгких определяется соотношением величин 2 противоположно направленных сил:
Транспульмонарное Р –

сила, сремящаяся растянуть лёгкие.
Эластическая тяга лёгких – стремится уменьшить объём лёгких.

При равновесии величин 2-х сил лёгкие находятся в стабильном состоянии. При преобладании веоеичины аластической тяги над транспульманарным давлением объём лёгких уменьшается.
При нарушении герметичности плевральной щели Р в ней становится равым атмосферному и лёгкие спадаются (пневмоторакс) вследствие существенного превышения эластической тяги над величиной транспульмонарного Р.

Слайд 8

Слайд 9

Сурфактант и эластическая тяга лёгких
Эластическая тяга зависит от растяжимости лёгочной ткани

и величины поверхностного натяжения жидкости, покрывающей поверхность альвеол (2/3 тяги).
Сурфактант
секретируется особыми альвеолярными эпителиальными клетками
является смесью поверхностно активных веществ (фосфолипиды, белки, ионы), существенно уменьшающей поверхностное натяжение и эластическую тягу лёгких, что предохраняет лёгкие от спадения.

Слайд 10

4. Лёгочная вентиляция
Лёгочная вентиляция является ритмичным автономным процессом.
Дыхательный ритм генерируется

автоматически нейронами дыхательного центра продолговатого мозга.
Активность дыхательного центра находится под произвольным контролем.
Вентиляция лёгких обеспечивается за счёт ритмического сокращения и расслабления дыхательных мышц.

Слайд 11

Механика вдоха
Вдох считается активным процессом - происходит в результате сокращения инспираторных

мышц.
Основные инспираторные мышцы - диафрагма, наружные косые межрёберные мышцы.
Вспомогательные инспираторные мышцы – участвуют только в форсированном (глубоком) вдохе (мышцы разгибатели позвоночника, грудино-ключично-сосцевидная,грудные мышцы, трапецевидная).

Слайд 12

Слайд 13

Механика выдоха
Выдох считается пассивным процессом, так как при спокойном выдохе

не участвуют экспираторные мышцы. В форсированном (глубоком) выдохе участвуют экспираторные мышцы (внутренние косые межрёберные мышцы, мышцы брюшной стенки, сгибатели позвоночника).
Происходит при расслаблении инспираторных мышц.

Слайд 14

Типы дыхания
Брюшной тип – вдох главным образом происходит за счёт

сокращения диафрагмы. Характерен для мужчин и для женщин, занимающихся физической работой.
Грудной тип – вдох в основном происходит за счёт сокращения межрёберных мышц. Характерен для женщин.
Смешанный тип - присутствуют оба компонента.

Слайд 15

5. Факторы, влияющие на лёгочную вентиляцию. Сопротивление дыхательных путей
Минутный объем дыхания

(МОД): МОД = ДО * ЧД. ДО – дыхательный объём.
Норма у здоровых взрослых: 3500-8000 мл. У спортсменов до 12 л/мин.
Мёртвое пространство - часть воздуха не участвующего в газообмене.
Aнатомическое мёртвое пространство – объём воздуха в дыхательных путях, которые вентилируются, но не участвуют в газообмене (150 мл).
Альвеолярное (функциональное) мёртвое пространство) – вентилируемые альвеолы, не принимающие участие в газообмене (0 мл).
Физиологическое мёртвое пространство = анатомическое мёртвое пространство + альвеолярное мёртвое пространство.
Вентиляция мёртвого пространства = Объём мёртвого пространства x ЧД = 150 мл x 12 = 1.8 л/мин
Альвеолярная вентиляция = (ДО – Объём мёртвого пространства) x ЧД = 350 мл x 12 = 4.2 л/мин.

Слайд 16

Сопротивление дыхательных путей
Небольшое по величине → небольшой градиент Р (менее 1

мм.рт. ст) приводит к перемещению значительных объёмов воздуха
Зависит от длины проводящих путей, радиуса и взаимодейсттвия между движущимися молекулами газа
R = 8 η l η – динамическая вязкость воздуха
π r4 r, l – радиус и длина трубки
↑ линейной скорости движения → ↑ взаимодействие между молекулами воздуха и сопротивления току.
Факторы, влияющие на радиус дыхательных путей
Физические факторы, расщиряюшие дыхательные пути (транспульмонарное Р, латеральная тракция)
Вегетативный нервный контроль
Активация of β2 адренорецепторов → расслабление гладкомышечных волокон стенок дыхательных путей и их расширение → ↓ сопротивления току воздуха
Активация M-холинорецепторов → противоположные эффекты.
Местные (паракринные) факторы
↓ CO2 концентрации → сужение бронхов
Гистамин, простагландины, кинины и др. → сужение бронхов

Слайд 17

6. Этиопатогенетические типы нарушений лёгочной вентиляции
Обструктивный тип.
Снижение вентиляции в основном

происходит за счёт уменьшения проходимости дыхательных путей (увеличения аэродинамического сопротивления) вследствие их сужения или окклюзии (бронхиальная астма, эмфизема, хронический бронхит, опухоли бронхиального дерева и др.).
Рестриктивный тип.
Снижение вентиляции происходит вследствие уменьшения дыхательной экскурсии лёгких при уменьшении растяжимости лёгочной ткани (лёгочный фиброз, туберкулёз, отёк лёгких и др.) или при внелёгочных заболеваниях (сколиоз, ожирение, миастения).
Смешанный (обструктивно-рестриктивный) тип - нарушение вентиляции вызвано комбинацией причин.

Слайд 18

7. Лёгочные объёмы и ёмкости
Под лёгочным объёмами понимают объём воздуха,

содержащегося в лёгких или перемещаемого из/в лёгкие в различные фазы дыхательного цикла.
Ёмкость является суммой 2 или более объёмов.
2 вида лёгочных объёмов и ёмкостей
Статические – определяются при спокойном дыхании или при максимальных усилиях, приложенных в начале и конце манёвра. При измерении статических лёгочных объёмов и ёмкостей фактор времени (скорость дыхательного манёвра) не имеет значение; главное – завершённость дыхательного манёвра.
Динамические – определяются при форсированном дыхании, когда во время респираторного манёвра прикладывается максимальное усилие. При этом важна не только завершённость дыхательного манёвра, но и его скорость.

Слайд 19

Статические лёгочные объёмы
Дыхательный объем (ДО, TV) или глубина дыхания
Объём воздуха,

который человек вдыхает или выдыхает при спокойном дыхании.
В норме у взрослого здорового человека ДО - 300-800 мл (500 мл в среднем).
Резервный объём вдоха (РОвд, IRV)
Максимальный объём воздуха, который можно дополнительно вдохнуть после спокойного вдоха.
В норме у взрослых - 1500-2500 мл.
Резервный объём выдоха (РОвыд, ЕRV)
Максимальный объём воздуха, который можно дополнительно выдохнуть после спокойного выдоха.
В норме у взрослых - 1000-1500 мл.

Слайд 20

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ, VC)
Максимальный объём воздуха, который можно выдохнуть

после максимального вдоха.
ЖЕЛ = ДО + РОвд + РОвыд.
Составляет в среднем у женщин 3000-4500 мл, а у мужчин - 4000-5500 мл. У хорошо тренированных спортсменов она достигает 8000 мл.
Остаточный объем лёгких (ООЛ, RV)
Объём воздуха, остающийся в лёгких после максимального выдоха.
В норме у взрослых составляет 1000-1500 мл.
Ёмкость вдоха (Евд, IRV)
Максимальный объём воздуха, который можно вдохнуть после спокойного выдоха.
Евд = ДО + РОвд.
Функциональная остаточная ёмкость (ФОЕ, FRC)
Объём воздуха, остающийся в лёгких после спокойного выдоха.
ФОЕ = ООЛ + РОвыд.
Общая емкость легких (ОЕЛ, TLC)
Объём воздуха, находящийся в лёгких на высоте максимального вдоха.
В норме у взрослых составляет 4000-6000 мл. Снижается с возрастом.

Должные величины лёгочных объёмов
Абсолютные значения лёгочных объёмов сравниваются не с возрастно-половой нормой, а с должными величинами – теоретически рассчитанными нормативными значениями у здорового человека того же возраста, пола, роста и веса.

Слайд 21

Характеристика и оценка ЖЕЛ
ЖЕЛ является одним из важнейших показателей функционального состояния

аппарата внешнего дыхания, а также физического развития и здоровья человека в целом.
ЖЕЛ зависит от размера грудной клетки, ее подвижности и силы дыхательной мускулатуры; от роста, веса, возраста, пола, а также положения тела (лёжа ниже, чем сидя и стоя).
ЖЕЛ измеряется в литрах или мл и в процентах от должной величины (ДЖЕЛ) - ЖЕЛ = (ЖЕЛ фактическая /ДЖЕЛ) * 100%.
Жизненный показатель
Нормированный показатель ЖЕЛ, отнесенной к массе тела, называется жизненным показателем.
Является показателем физического развития и здоровья человека.
Средняя величина для мужчин составляет 50-65 мл/кг, для женщин - 40-56 мл/кг.

Слайд 22

Динамические лёгочные объёмы и ёмкости
Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ, FVC)
ФЖЕЛ

- это максимальный объем воздуха, выдыхаемого при форсированном выдохе (настолько быстрым и полным, насколько это возможно) после максимального вдоха.
Отражает проходимость проксимальных отделов дыхательных путей.
Выражается в мл или в % от должной величины. В норме ФЖЕЛ меньше ЖЕЛ на 200-400 мл.
Объём форсированного выдоха за 1 с (ОФВ1, FEV1)
ОФВ1 - это максимальный объем воздуха, выдыхаемый за первую секунду после начала дыхательного маневра по определению форсированной ЖЕЛ.
Является показателем обструкции проксимальных отделов дыхательных путей.

Слайд 23

Индекс (проба) Тиффно
Индекс Тиффно: ОФВ1 (%) = (ОФВ1, мл /

ЖЕЛ, мл) * 100%.
Отражает проходимость проксимальных отделов.
Норма: у здоровых лиц - 70-85%. Величина ФЖЕЛ ниже 70% указывает на нарушение проходимости дыхательных путей.
Индекс Генслера
ОФВ1 (%) = (ОФВ1, мл / ЖЕЛ, мл) * 100%.
У здорового человека составляет не менее 85-90%.

Слайд 24

8. Объёмные скорости воздушного потока
Пиковая объемная скорость выдоха (ПОС) или пиковая

скорость выдоха (ПСВ, peak expiratory flow, PEF)
Это максимальный экспираторный воздушный поток во время измерения ФЖЕЛ.
Отражает проходимость проксимальных отделов дыхательных путей и силу, развиваемую дыхательными мышцами.
Норма - более 80% от должной величины.

Слайд 25

Мгновенные объёмные скорости выдоха (МОС)
МОС отражают объёмную скорость движения воздуха в

различные моменты экспираторного манёвра.
МОС25 измеряется при выдохе 25% ФЖЕЛ с начала выдоха (осталось 75%); МОС50 – выдохнуто 50% ФЖЕЛ; МОС75 – 75% ФЖЕЛ. МОС25 отражает проходимость проксимального отдела дыхательных путей, а – МОС50 и МОС75 - дистального отдела.
Норма МОС - более 80% от должной;.
Средние объемные скорости выдоха (СОС)
Включают среднюю объемную скорость на участке 25-75% от выдыхаемой ФЖЕЛ (СОС25-75) и другие.
СОС25-75 является наиболее ранним и чувствительным маркером нарушения проходимости дистальных отделов дыхательных путей.
Величина СОС25-75 в норме – более 80% от должного значения.

Слайд 26

9. Методика проведения спирометрического и пневмотахометрического исследования
При обычном спирометрическом исследовании

не возможно измерить остаточный объём лёгких, функциональную остаточную емкость и общую ёмкость лёгких.

Слайд 27

10. Показатели интенсивности легочной вентиляции
Максимальная вентиляция легких (МВЛ) или «предел дыхания»
МВЛ

– это количество воздуха, которое может провентилироваться легкими при максимальном напряжении дыхательной системой – увеличении частоты и глубины дыхания: МВЛ = ДОмакс * ЧДмакс.
МВЛ характеризует функциональную способность аппарата внешнего дыхания. На величину МВЛ влияют ЖЕЛ, сила и выносливость дыхательной мускулатуры, проходимость дыхательных путей. Кроме того, МВЛ зависит от возраста, пола, физического развития, состояния здоровья.
Норма для здоровых взрослых: 80-200 л/мин.
Резерв дыхания (РД)
Показывает, насколько человек может увеличить вентиляцию, является одним из ценных показателей внешнего дыхания и физического развития человека.
Рассчитывается по формуле: РД = МВЛ - МОД.
Норма у взрослых - 85-90% от величины МВЛ.
Коэффициент резервных возможностей дыхания (КРД)
Характеризует резервные возможности системы внешнего дыхания.
Расчёт: КРД = ((МВЛ – МОД)/МВЛ) * 100%.
Оценка. КРД ниже 70% указывает на значительную степень снижения функциональных возможностей системы дыхания.

Слайд 28

11. Физические основы газообмена. Парциальное давление и напряжение газов
Содержание газов

в воздухе
Вдыхаемый, альвеолярный и выдыхаемый воздух являются смесями газов: кислорода, углекислого газа, азота (и других инертных газов) и паров воды.
Процентный состав сухого атмосферного воздуха не зависит от долготы, широты, высоты над уровнем моря и составляет “N2” – 79%, O2 – 21%, CO2 – 0.03%
Парциальное Р газов смеси
Часть общего давление газовой смеси, приходящаяся на долю определённого газа.
Величина парциального Р = Фракционная концентрация х общее давление газовой смеси.
Парциальное Р дыхательных газов в сухом воздухе
Po2 = 0.21 x 760 мм рт ст = 159.6 мм рт ст
Pco2 = 0.03 x 760 мм рт ст = 2.3 мм рт ст
PN2 = 0.79 x 760 мм рт ст = 600.4 мм рт ст
Парциальное Р дыхательных газов в увлажнённом воздухе воздухе
Po2 = 0.21 x (760-47) мм рт ст = 149.7 мм рт ст
Pco2 = 0.03 x (760-47) мм рт ст = 2.1 мм рт ст
PN2 = 0.79 x (760-47) мм рт ст = 563.3 мм рт ст

Слайд 29

Напряжение растворённого газа в жидкости
Напряжение растворённого газа в жидкости равно парциальному

Р этого газа в воздухе в состоянии равновесия между жидкостью и воздухом.
Закон Генри: напряжение растворённого газа = парциальное Р * коэффициент растворимости (CO2 – 0.49, O2 – 0.024, N2 – 0.012).
Газы в жидкости
Растворённые
Связанные газы (например, с гемоглобином или протеинами плазмы).
Химически модифицированные (например, H2CO3-)

Слайд 30

12. Обмен газов в лёгких
Обмен газов между кровью лёгочных капилляров происходит

через тонкую дыхательную мембрану (аэрогематический барьер) – процесс простой диффузии.
Движущей силой диффузии газа, определяющей направление и скорость диффузии, является градиент парциальных Р данного газа.
Факторы, определяющие скорость диффузии (D)
∆ P – градиент парциальных Р, A – площадь поперечного сечения диффузионного пути, S – растворимость газа, d – диффузионная дистанция, MW – молекулярная масса газа.

Слайд 31

Обмен кислорода в лёгких
∆ Р = 100 – 60 = 40

мм рт ст
Po2 в нормальной артериальной крови ниже 100 мм рт ст (97 мм рт ст).

Слайд 32

Обмен углекислого газа в лёгких
∆ Р = 46 – 40 =

6 мм рт ст
Высокая растворимость углекислого газа позволяет достичь равновесия с альвеолярным воздухом даже при небольшой разнице давлений.

Слайд 33

13. Транспорт дыхательных газов кровью
Транспорт кислорода
Содержание O2 в системной артериальной крови

(Po2 = 100 мм рт ст)
O2 растворённый - 3мл/л (1.5%)
O2 связанный с гемоглобином (Hb) - 197 мл/л (98.5%)
200 мл/л (20 vol%)
Содержание O2 в системной венозной крови (Po2 = 40 мм рт ст)
O2 растворённый - 1.2 мл/л
O2 связанный с гемоглобином (Hb) - 151 мл/л
152.2 мл/л

Слайд 34

Кислородная ёмкость крови
Максимальное количество O2 в крови при полном насыщении Hb.
1

г Hb при полном насыщении переносит 1,34 мл O2
14-15 г Hb переносят 18 – 20 мл O2 (20 об. %)
В основном определяется содержанием Hb в крови.
Гипервентиляция или вдыхание чистого кислорода увеличивают количество растворённого кислорода, но практически не изменяют кислородную ёмкость крови.

Слайд 35

Транспорт кислорода гемоглобином.
Гемоглобин содержится в эритроцитах крови
Состоит их протеиновой части

– глобина (4 полипептидные цепочки) и небелковой части – гема (пигмент, содержащий двухвалентное железо; прикреплён к каждой протеиновой цепочке.)
Каждая цепочка полипептид-гем способна присоединять 1 молекулу кислорода.
4 цепочки одной молекулы присоединяют 4 молекулы гемоглобина
Hb + O2 ↔ HbO2
Hb4 + 4O2 ↔ Hb4O8
Hb4O8 – оксигемоглобин
Hb4 – дезокси- (редуцированный) гемоглобин
Направление реакции определяется величиной Po2 в крови: при высоком Po2 реакция смещается в сторону оксигенации диссоциации Hb, а при низком – в сторону диссоциации HbO2.

Слайд 36

Формы гемоглобина
Физиологические
Оксигемоглобин (HbО2)
Карбоксигемоглобин (HbCO2)
Дезоксигемоглобин (HbH)
Патологические
карбгемоглобин (HbCO)
мет гемоглобин - образуется под действием

нитритов, нитратов и некоторых лекарственных препаратов происходит переход двухвалентного железа в трехвалентное с образованием мет гемоглобина- HbMet.

Слайд 37

Насыщение Hb (крови) кислородом
Является фракцией от общего количества молекул Hb, находящейся

в форме оксиHb.
% насыщения = O2 связанный с Hb x 100%
Кислородная ёмкость крови
Артериальной крови - 97% (менее 100% вследствие «венозной примеси»).
Венозной крови - 75%
Артерио-венозная разница в насыщении крови O2 показывает потребление кислорода тканями. В покое – 22-25%, при физической нагрузке – до 80%.
Коэффициент утилизации кислорода в тканях
Отражает объём кислорода поглощённого тканями.
Артерио-венозная разность в содержании O2 = 50 мл/л x 100% = 25%
Содержание O2 в артериальной крови 200 мл/л

Слайд 38

Кривая диссоциации/оксигенации гемоглобина
Показывает насыщения гемоглобина кислородом от напряжения кислорода в крови.
Имеет

сигмовидную форму
Нижняя часть кривой – крутая часть (РаО2 ниже 60-70 мм рт ст) –небольшое снижение артериального РаО2 приводит к существенной диссоциации оксигемоглобина и снижению его содержания, что позволяет тканям получать достаточное количество кислорода.
Верхняя часть кривой (относительно пологая) – обеспечивает относительно постоянное насыщение крови кислородом и содержание кислорода в крови в диапазоне Ро2 от 70 до 100 мм рт ст. (Важно для адекватного насыщения крови кислородом в лёгких при снижении Ро2 в атмосферном и/или альвеолярном воздухе).

Слайд 39

Сродство гемоглобина к О2 и положение кривой диссоциации оксигемоглобина изменяется рядом

факторов
Уменьшение сродства Hb к кислороду (смещение кривой вправо) – увеличение диссоциации оксигемоглобина, что облегчает поступление кислорода в ткани.
Увеличение сродства Hb к кислороду (смещение кривой влево) снижение диссоциации оксигемоглобина, увеличение содержания кислорода в крови.

Слайд 40

Миоглобин
Содержится в скелетной и сердечной мышцах.
Имеет 1 гем – присоединяет 1

молекулу кислорода.
Большее сродство к кислороду, чем у гемоглобина.
Функция – внутриклеточные запасы кислорода

Слайд 41

Транспорт углекислого газа
Содержание СО2 в крови
Артериальная кровь (Pco2 = 40 мм

рт ст) - 480 мл/л (48 об %)
Капилляры - около 40 мл/л CO2 поступает в кровь из тканей
Венозная кровь (Pco2 = 46 мм рт ст) - 520 мл/л CO2 (480 мл/л + 40 мл/л).
Формы транспорта углекислого газа в крови
В плазме (70%):
(i) Растворённый (< 5%) – пропорционально Pco2
(ii) связанный с белками плазмы (< 1%)
(iii) Бикарбонат:
(a) Медленно образованный в плазме (5%)
(b) Быстро образованный в эритроцитах и диффундированный в плазму (60%)
В эритроцитах (30%):
(iv) Растворённый (5%)
(v) Быстро образованный бикарбонат (20%) - с участием фермента карбоангидразы
(vi) Карбокси-гемоглобин (5%)

Слайд 42

Слайд 43

14. Газообмен в тканях: обмен газов между кровью тканевых капилляров и

тканями организма

Слайд 44

15. Регуляция дыхания
Паттерн дыхания – продолжительность фаз дыхательного цикла, глубина дыхания,

динамика движения воздуха и давления.
Функции регуляции дыхания
Контроль PO2, CO2, [H+]
Модуляция дыхания во время речи, глотания, кашля и др.

Слайд 45

Дыхательный центр
Совокупность нейронов, диффузно расположенных на различных этажах ЦНС, но интегрированных

функционально для контроля дыхания.

Слайд 46

Респираторные нейроны
Нижние мотонейроны (непосредственно иннервируют дыхательные мышцы)
Расположены в спинном мозге:
Шейные сегменты

→ диафрагмальный нерв → диафрагма
Грудные сегменты → межрёберные нервы → межрёберные мышцы
Верхние МН
Расположение: ствол мозга, лимбическая система, гипоталамус, мозжечок, КБП.
Непосредственно не иннервируют респираторные мышцы, но модулируют их активность; обеспечивают генерацию респираторного ритма (центральный генератор ритма) и модуляцию паттерна дыхания.

Слайд 47

Инспираторный центр (дорсолатеральнвя группа): генерация базового дыхательного ритма (функция пейсмекера); генерация

инспираторного сигнала, передаваемого к МН инспираторных мышц; реципрокное торможение экспираторных нейронов.
Экспираторный центр (вентральная респираторная группа) – в основном состоит из экспираторных нейронов, вносящих вклад в окончание вдоха; облегчающее влияние на МН экспираторных мышц; инспираторные нейроны модулируют активность дополнительных инспираторных мышц.

Компоненты дыхательного центра
Продолговатый мозг – инспираторный и экспираторный центры

Слайд 48

Апнейстический центр – нижний мост
Контролирует глубину дыхания (вместе с пневтаксическим центром)
Возбуждение

вызывает глубокий и длительный вдох с резким выдохом.
Пневмотаксический центр – верхняя часть моста
Тормозной эффект на инспирацию, на апнейстический центр.
Ограничение объёма дыхания и увеличение частоты.
Ретикулярная активирующая система
Стимулирует дыхание; ↓ активность (сон) → ↓ вентиляция.
Высшие центры
Гипоталамус (+ лимбическая система) – возбуждающие сигналы к инспираторному центру; стимуляция дыхания во время мотиваций, эмоций, лихорадки и др.
Мозжечок – стимуляция дыхания при физической нагрузке.
Произвольный контроль дыхания

Слайд 49

Рефлекторная регуляция дыхания

Слайд 50

Рефлекс Геринга-Брейера
Перерастяжение дыхательных путей и висцеральной плевры во время вдоха

(увеличение ДО до 1,5 л) → активация рецепторов растяжения гладкой мускулатуры трахеи и бронхов → блуждающий нерв → прекращение вдоха, укорочение дыхательного цикла, ↑частоты дыхания.
Растяжение лёгочных сосудов → активация джей (J) - рецепторов (юкстакапиллярных) → частое поверхностное дыхание, отдышка.
Контроль по принципу обратной связи с проприорецепторов инспираторных мышц и грудной клетки (информация о длине инспираторных мышц и положении грудной клетки)
Защитные рефлексы
Активация ирритантных рецепторов (хемо- и механочувствительных) → кашель, чихание, чувство першения, одышка.
Проприорецепторы скелетных мышц и суставов
Активация вызывает раннюю стимуляцию дыхания при физической активности.

Слайд 51

Гуморальная регуляция дыхания
Импульсы от хеморецепторов модулируют дыхательный паттерн для поддержания оптимального

уровня [H+], Pco2 и Po2.
Рефлексы с центральных и периферических хеморецепторов.
Центральные хеморецепторы – чувствительны к ↑[H+] и Pco2
Расположены в продолговатом мозге, синаптически связаны с респираторным центром.
Опосредованно мониторируют Pco2 крови через ассоциированные изменения [H+] и Pco2 в ликворе.
Возбуждение стимулирует дыхание.

Слайд 52

Периферические хеморецепторы – чувствительны к ↓ Po2 (в диапазоне 30-60 мм

рт ст); менее чувствительны к ↑[H+], чем центральные хеморецепторы.
Расположены в каротидных и аортальных тельцах.
Возбуждение стимулирует дыхание.

Слайд 53

16. Дыхание в особых условиях
Недостаток кислорода в организме
Гипоксия - ↓ PO2

в периферических тканях (клеточная или тканевая гипоксия)
Гипоксемия – низкий уровень O2 в крови
Аноксия – экстремально выраженная гипоксия
Эффекты
Зависят от вида ткани
Нервная ткань мозга наиболее чувствительна
Потеря сознания через 15 с
Необратимое повреждение через 2 мин
Гибель нейронов - через 4-5 мин

Слайд 54

Эффекты повышенного и пониженного барометрического Р

Слайд 55

Слайд 56

Акклиматизация к низкому атмосферному Po2: Хронические эффекты
↑ диффузии газов в лёгких

Открытие лёгочных капилляров
↑ объёма крови в лёгочных капиллярах
↑ поверхности альвеол
↑ капилляров в тканях, ↑ концентрации цитохромных ферментов в тканях → ↑ O2 перенос и утилизация кислорода в тканях
↑ содержания миоглобина в мышцах
Сдвиг кривой диссоциации HbO2 вправо (↑ диссоциации HbO2)
↑ секреция эритропоэтина → ↑ образования эритроцитов → ↑ концентрации Hb
Суммарные эффекты: ↑ содержание O2 в артериальной крови; PAo2 и Pao2 могут оставаться низкими; pH системной крови уменьшается за счёт почечных механизмов.

Слайд 57

Последствия увеличения барометрического Р
Нитрогенный наркоз
На уровне моря азот физиологически

инертен.
При повышении барометрического Р азот медленно растворяется в плазме крови, оказывает эффект на нейрональные мембраны – изменяет трансмембранную ионную проводимость и снижает возбудимость нейронов → эффекты схожие с алкогольной интоксикацией.
Кесонная болезнь
↓ растворимость N2 при подъёме из глубины
Слишком быстрый подъём → образование пузырьков азота в крови и тканях.
Блокировка мелких сосудов → гипоксия и некроз тканей
Тканевые пузырьки оказывают неблагоприятные эффекты на структуры и функции организма
Боль в суставах и мышцах
Дисфункции мозга

Слайд 58

Эффекты высокого барометрического Р: отравление кислородом
↑ Po2 выше 2 атм. →

↑ образование свободных радикалов кислорода → Окисление липидов мембраны и клеточных ферментов → Дисфункции органов.

Слайд 59

16. Методы исследования системы дыхания
Функциональные пробы системы внешнего дыхания
Проба Розенталя
Направлена на

оценку функциональных возможностей дыхательной мускулатуры, что, в свою очередь, может свидетельствовать о функциональных возможностях других скелетных мышц.
Проба проводится на спирометре, где у обследуемого 5 раз подряд с интервалом в 15 с определяют ЖЕЛ. Такое многократное определение ЖЕЛ является определённой физической нагрузкой.
Оценка результатов: увеличение ЖЕЛ от 1-го к 5-му измерению - отличное состояние дыхательного аппарата.
Проба Шафранского
Оценивает функциональное состояние системы внешнего дыхания и кровообращения и их адаптацию к нагрузке.
После измерения ЖЕЛ в покое после отдыха, обследуемый выполняет дозированную физическую нагрузку: 3-х минутный (для мужчин) или 2-х минутный (для женщин) бег на месте. Повторно измеряют ЖЕЛ сразу же после нагрузки и каждую минуту во время восстановительного периода.

Слайд 60

Проба Серкина
Состоит из трех фаз:
первая фаза - определение времени

задержки дыхания на вдохе в положении сидя.
вторая фаза - определение времени задержки дыхания на вдохе непосредственно после 20 глубоких приседаний в течение 30 с.
третья фаза - определение времени задержки дыхания на вдохе через 1 мин отдыха.
Гипоксические пробы (Пробы Штанге и Генчи)
Дают возможность оценить адаптацию человека к гипоксии и гипоксемии.
Время произвольной задержки дыхания зависит от функционального состояния дыхательной системы, ССС и ЦНС, от уровня обменных процессов, от функционального состояния и мощности дыхательных мышц.
Лица, имеющие высокие показатели гипоксемических проб, лучше переносят физические нагрузки.
Проба Штанге (проба с произвольной задержкой дыхания на вдохе)
Измеряется максимальное время задержки дыхания после глубокого (но не максимального) вдоха.
Норма у здоровых мужчин - 50-60 с, у женщин – 40-50 с.

Физиология дыхательной системы

Содержание

1. Морфо-функциональная организация дыхательного аппарата Функция дыхания осуществляется дыхательным аппаратом, к которому

Компоненты: верхние дыхательные пути (ротовая и носовая полости и глотка); нижние

2. Этапы дыханияВнешнее дыхание включает:вентиляцию – обмен газов между внешней средой

Транспорт газов кровью. Кислород в основном транспортируется эритроцитами в связанном с

3. Плевральная щель. Давления, связанные с лёгкими и плевральной щелью и

Объём лёгких определяется соотношением величин 2 противоположно направленных сил:Транспульмонарное Р –

Сурфактант и эластическая тяга лёгкихЭластическая тяга зависит от растяжимости лёгочной ткани

4. Лёгочная вентиляция Лёгочная вентиляция является ритмичным автономным процессом. Дыхательный ритм генерируется

Механика вдохаВдох считается активным процессом - происходит в результате сокращения инспираторных

Механика выдоха Выдох считается пассивным процессом, так как при спокойном выдохе

Типы дыхания Брюшной тип – вдох главным образом происходит за счёт

5. Факторы, влияющие на лёгочную вентиляцию. Сопротивление дыхательных путей Минутный объем дыхания

Сопротивление дыхательных путейНебольшое по величине → небольшой градиент Р (менее 1

6. Этиопатогенетические типы нарушений лёгочной вентиляции Обструктивный тип. Снижение вентиляции в основном

7. Лёгочные объёмы и ёмкости Под лёгочным объёмами понимают объём воздуха,

Статические лёгочные объёмыДыхательный объем (ДО, TV) или глубина дыхания Объём воздуха,

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ, VC) Максимальный объём воздуха, который можно выдохнуть

Характеристика и оценка ЖЕЛЖЕЛ является одним из важнейших показателей функционального состояния

Динамические лёгочные объёмы и ёмкостиФорсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ, FVC) ФЖЕЛ

Индекс (проба) Тиффно Индекс Тиффно: ОФВ1 (%) = (ОФВ1, мл /

8. Объёмные скорости воздушного потока Пиковая объемная скорость выдоха (ПОС) или пиковая

Мгновенные объёмные скорости выдоха (МОС)МОС отражают объёмную скорость движения воздуха в

9. Методика проведения спирометрического и пневмотахометрического исследования При обычном спирометрическом исследовании

10. Показатели интенсивности легочной вентиляции Максимальная вентиляция легких (МВЛ) или «предел дыхания»МВЛ

11. Физические основы газообмена. Парциальное давление и напряжение газов Содержание газов

Напряжение растворённого газа в жидкостиНапряжение растворённого газа в жидкости равно парциальному

12. Обмен газов в лёгких Обмен газов между кровью лёгочных капилляров происходит

Обмен кислорода в лёгких∆ Р = 100 – 60 = 40

Обмен углекислого газа в лёгких∆ Р = 46 – 40 =

13. Транспорт дыхательных газов кровью Транспорт кислородаСодержание O2 в системной артериальной крови

Кислородная ёмкость кровиМаксимальное количество O2 в крови при полном насыщении Hb.1

Транспорт кислорода гемоглобином. Гемоглобин содержится в эритроцитах кровиСостоит их протеиновой части

Насыщение Hb (крови) кислородомЯвляется фракцией от общего количества молекул Hb, находящейся

Кривая диссоциации/оксигенации гемоглобинаПоказывает насыщения гемоглобина кислородом от напряжения кислорода в крови.Имеет