Išorinio kvėpavimo biomechanika. Kvėpavimas: tipai, tipai ir pagrindiniai etapai

Išorinis kvėpavimas atliekamas dėl tūrio pokyčių krūtinė ir su tuo susiję plaučių tūrio pokyčiai.

Krūtinės ląstos apimtis padidėja įkvėpus, arba įkvėpus, ir sumažėja iškvėpimo, arba iškvėpimo metu. Šie kvėpavimo judesiai užtikrina plaučių ventiliaciją.

Kvėpavimo judesiuose dalyvauja trys anatominės ir funkcinės formacijos:

1) kvėpavimo takai, kurie pagal savo savybes yra šiek tiek tempiami, gniuždomi ir sukuria oro srautą, ypač centrinėje zonoje;
2) elastingas ir besitęsiantis plaučių audinys;
3) krūtinė, susidedanti iš pasyvaus kaulo ir kremzlės pagrindo, kurį vienija jungiamojo audinio raiščiai ir kvėpavimo raumenys.

Krūtinė yra gana standi šonkaulių lygyje ir mobili diafragmos lygyje.

Žinomi du biomechanizmai, keičiantys krūtinės ląstos tūrį: šonkaulių pakėlimas ir nuleidimas bei diafragmos kupolo judėjimas; abu biomechanizmus vykdo kvėpavimo raumenys.

Kvėpavimo raumenys skirstomi į įkvėpimo ir iškvėpimo.

Įkvėpimo raumenys yra diafragma, išoriniai tarpšonkauliniai ir tarpkremzliniai raumenys.

Ramaus kvėpavimo metu krūtinės apimtis kinta daugiausia dėl diafragmos susitraukimo ir jos kupolo judėjimo. Giliai priverstinai kvėpuojant įkvėpime dalyvauja papildomi arba pagalbiniai įkvėpimo raumenys: trapeciniai, priekiniai žvyneliai ir sternocleidomastoidiniai raumenys.

Skaleniniai raumenys pakelia viršutinius du šonkaulius ir yra aktyvūs ramaus kvėpavimo metu. Sternocleidomastoidiniai raumenys pakelia krūtinkaulį ir padidina sagitalinį krūtinės skersmenį. Jie įtraukiami į kvėpavimą, kai plaučių ventiliacija viršija 50 l min-1 arba esant kvėpavimo nepakankamumui.

Iškvėpimo raumenys yra vidiniai tarpšonkauliniai ir pilvo siena arba pilvo raumenis.

Pastarieji dažnai vadinami pagrindiniais iškvėpimo raumenimis. Netreniruotam žmogui jie dalyvauja kvėpuojant plaučius vėdinant daugiau kaip 40 l * min-1.

Kiekvienas šonkaulis gali suktis aplink ašį, einančią per du judamojo ryšio su kūnu taškus ir atitinkamo slankstelio skersinį procesą.

Įkvėpus viršutinė krūtinės dalis plečiasi daugiausia anteroposterior kryptimi, nes viršutinių šonkaulių sukimosi ašis yra beveik skersai krūtinės ląstos atžvilgiu. Apatinės krūtinės ląstos dalys labiau plečiasi šoninėmis kryptimis, nes apatinių šonkaulių ašys užima labiau sagitalinę padėtį. Susitraukdami išoriniai tarpšonkauliniai ir tarpšonkauliniai raumenys įkvėpimo fazės metu pakelia šonkaulius, priešingai, iškvėpimo fazėje šonkauliai nusileidžia dėl vidinių tarpšonkaulinių raumenų veiklos.

Diafragma yra kupolo formos, nukreiptos į krūtinės ertmę. Ramiai kvėpuojant diafragmos kupolas nukrenta 1,5--2,0 cm, o periferinė raumeninė dalis nutolsta nuo vidinio krūtinės ląstos paviršiaus, pakeldama apatinius tris šonkaulius šoninėmis kryptimis.

Giliai kvėpuojant diafragmos kupolas gali pasislinkti iki 10 cm.Vertikalus diafragmos poslinkis potvynio tūrio pokytis vidutiniškai siekia 350 ml * cm-1.

Jei diafragma yra paralyžiuota, įkvėpimo metu jos kupolas pasislenka aukštyn, atsiranda vadinamasis paradoksalus diafragmos judėjimas.

Pirmoje iškvėpimo pusėje, kuri vadinama kvėpavimo ciklo faze po įkvėpimo, raumenų skaidulų susitraukimo jėga diafragminiame raumenyje palaipsniui mažėja.

Tuo pačiu metu diafragmos kupolas sklandžiai pakyla dėl elastingos plaučių traukos, taip pat dėl padidėjusio intraabdominalinio slėgio, kurį pilvo raumenys gali sukurti iškvėpimo metu.

Diafragmos judėjimas kvėpavimo metu lemia maždaug 70-80% plaučių ventiliacijos.

Išorinio kvėpavimo funkcijai didelę įtaką daro pilvo ertmė, nes visceralinių organų masė ir tūris riboja diafragmos mobilumą.

Slėgio svyravimai plaučiuose sukelia oro judėjimą. Alveolinis slėgis yra slėgis plaučių alveolių viduje.

Sulaikant kvėpavimą esant atviriems viršutiniams kvėpavimo takams, slėgis visose plaučių dalyse yra lygus atmosferos slėgiui.

O 2 ir CO 2 pernešimas tarp išorinės aplinkos ir plaučių alveolių vyksta tik tada, kai tarp šių oro terpių atsiranda slėgio skirtumas. Alveolinio arba vadinamojo intrapulmoninio slėgio svyravimai atsiranda, kai įkvėpimo ir iškvėpimo metu keičiasi krūtinės ląstos tūris.

Alveolinio slėgio pokytis įkvėpimo ir iškvėpimo metu sukelia oro judėjimą iš išorinės aplinkos į alveoles ir atgal.

Įkvėpus padidėja plaučių tūris. Pagal Boyle-Mariotte dėsnį, alveolinis slėgis juose mažėja ir dėl to oras iš išorinės aplinkos patenka į plaučius. Priešingai, iškvepiant sumažėja plaučių tūris, didėja alveolių slėgis, dėl to alveolių oras patenka į išorinę aplinką.

Kvėpavimo raumenų pastangos sukuria tokius kiekybinius išorinio kvėpavimo parametrus: tūris (V), plaučių ventiliacija (VE) ir slėgis (P).

Šios vertės savo ruožtu leidžia apskaičiuoti kvėpavimo darbą (W=P*DV), plaučių atitiktį arba atitikimą (C==DV/P), klampų atsparumą arba pasipriešinimą (R=ДP/V). kvėpavimo takų, plaučių ir krūtinės ląsteles.

Kvėpavimas

Kvėpavimas yra viena iš gyvybiškai svarbių organizmo funkcijų, kurios tikslas palaikyti optimalų redokso procesų lygį ląstelėse. Kvėpavimas yra sudėtingas biologinis procesas, užtikrinantis deguonies patekimą į audinius, jo panaudojimą ląstelėms medžiagų apykaitos procese ir susidariusio anglies dioksido pašalinimą.

Visą sudėtingą kvėpavimo procesą galima suskirstyti į tris pagrindinius etapus: išorinis kvėpavimas, dujų transportavimas krauju ir audinių kvėpavimas.

Išorinis kvėpavimas - dujų mainai tarp organizmo ir jį supančio atmosferos oro. Išorinis kvėpavimas savo ruožtu gali būti suskirstytas į du etapus:

Dujų mainai tarp atmosferos ir alveolinio oro;

Dujų mainai tarp plaučių kapiliarų kraujo ir alveolių oro (dujų mainai plaučiuose).

Dujų pernešimas krauju. Laisvai ištirpęs deguonis ir anglies dioksidas transportuojami nedideliais kiekiais, pagrindinis šių dujų tūris transportuojamas surištoje būsenoje. Pagrindinis deguonies nešiklis yra hemoglobinas. Su hemoglobino pagalba taip pat pernešama iki 20% anglies dioksido (karbhemoglobino). Likusi anglies dioksido dalis pernešama plazmos bikarbonatų pavidalu.

Vidinis arba audinių kvėpavimas.Šį kvėpavimo etapą galima suskirstyti į du:

Dujų mainai tarp kraujo ir audinių;

Ląstelinis deguonies suvartojimas ir anglies dioksido išsiskyrimas.

Išorinis kvėpavimas atliekamas cikliškai ir susideda iš įkvėpimo, iškvėpimo ir kvėpavimo pauzės fazės. Žmonėms kvėpavimo judesių dažnis yra vidutiniškai 16-18 per minutę.

Įkvėpimo ir iškvėpimo biomechanika

Įkvėpimas prasideda kvėpavimo (kvėpavimo) raumenų susitraukimu.

Raumenys, kurių susitraukimas lemia krūtinės ertmės tūrio padidėjimą, vadinami įkvėpimu (išoriniai tarpšonkauliniai, diafragmos raumenų skaidulos, pagalbinis krūtinkaulis, skalenas, sternocleidomastoidus), o raumenys, kurių susitraukimas veda. iki krūtinės ertmės tūrio sumažėjimo, vadinami iškvėpimo (vidiniai tarpšonkauliniai, pagalbiniai – pilvo raumenys). Pagrindinis įkvėpimo raumuo yra diafragmos raumuo. Diafragmos raumeniui susitraukus diafragmos kupolas išsilygina. Vidaus organai yra stumiami žemyn, o tai lemia krūtinės ertmės tūrio padidėjimą vertikalia kryptimi. Dėl išorinių tarpšonkaulinių ir tarpšonkaulinių raumenų susitraukimo padidėja krūtinės ertmės tūris sagitaline ir priekine kryptimis.

Plaučiai yra padengti serozine membrana - pleura, susidedantis iš visceralinių ir parietalinių lakštų. Parietalinis sluoksnis yra prijungtas prie krūtinės, o visceralinis - su plaučių audiniu. Padidėjus krūtinės ląstos apimčiai, dėl įkvėpimo raumenų susitraukimo, parietalinis lapas seks krūtinę. Dėl sukibimo jėgų atsiradimo tarp pleuros lakštų visceralinis lakštas seks po parietaliniu sluoksniu, o po jų – plaučiais. Dėl to pleuros ertmėje padidėja neigiamas slėgis ir padidėja plaučių tūris, kartu sumažėja slėgis juose, jis tampa mažesnis už atmosferos slėgį ir į plaučius pradeda tekėti oras – atsiranda įkvėpimas.

Tarp visceralinio ir parietalinio pleuros sluoksnių yra į plyšį panaši erdvė, vadinama pleuros ertme. Slėgis pleuros ertmėje visada yra žemesnis už atmosferą, vadinamas neigiamas slėgis. Neigiamo slėgio pleuros ertmėje reikšmė yra lygi: iki maksimalaus iškvėpimo pabaigos - 1-2 mm Hg. Art., iki ramaus iškvėpimo pabaigos - 2-3 mm Hg. Art., iki ramaus kvėpavimo pabaigos -5-7 mm Hg. Art., iki maksimalaus kvėpavimo pabaigos - 15-20 mm Hg. Art.

Neigiamas spaudimas pleuros ertmėje atsiranda dėl vadinamojo elastinga plaučių trauka – jėga, kuriais plaučiai nuolat stengiasi sumažinti savo tūrį. Plaučių elastingumą sukelia dvi priežastys:

Buvimas alveolių sienelėje didelis skaičius elastiniai pluoštai;

Skystos plėvelės, dengiančios vidinį alveolių sienelių paviršių, paviršiaus įtempimas.

Medžiaga, kuri apima vidinis paviršius alveolės vadinamos paviršinio aktyvumo medžiaga. Paviršinio aktyvumo medžiaga turi mažą paviršiaus įtempimą ir stabilizuoja alveolių būklę, būtent įkvėpus, ji apsaugo alveoles nuo per didelio ištempimo (paviršinio aktyvumo medžiagos molekulės yra toli viena nuo kitos, o tai lydi paviršiaus įtempimo vertės padidėjimas), o iškvepiant – nuo nusėdimo (paviršinio aktyvumo medžiagos molekulės išsidėsčiusios arti viena kitos).viena prie kitos, kurią lydi paviršiaus įtempimo sumažėjimas).

Neigiamo slėgio pleuros ertmėje reikšmė įkvėpimo akte pasireiškia orui patekus į pleuros ertmę, t.y. pneumotoraksas. Jei į pleuros ertmę patenka nedidelis oro kiekis, plaučiai dalinai griūva, tačiau jų ventiliacija tęsiasi. Ši būklė vadinama uždaru pneumotoraksu. Po kurio laiko oras iš pleuros ertmės įsiurbiamas ir plaučiai išsiplečia.

Pažeidus pleuros ertmės sandarumą, pavyzdžiui, esant prasiskverbiamoms krūtinės ląstos žaizdoms arba plaučių audinio plyšimui dėl jo nugalėjimo dėl kokios nors ligos, pleuros ertmė bendrauja su atmosfera ir slėgiu joje. tampa lygus atmosferos slėgiui, plaučiai visiškai subyra, sustoja jų ventiliacija. Šis pneumotoraksas vadinamas atviru. Atviras dvišalis pneumotoraksas nesuderinamas su gyvybe.

Dalinis dirbtinis uždaras pneumotoraksas (tam tikro oro kiekio įvedimas į pleuros ertmę adata) naudojamas gydymo tikslais, pavyzdžiui, sergant tuberkulioze, dalinis pažeisto plaučių kolapsas prisideda prie patologinių ertmių (urvų) gijimo.

Giliai kvėpuojant, įkvėpimo veiksme dalyvauja daugybė pagalbinių kvėpavimo raumenų, įskaitant: kaklo, krūtinės, nugaros raumenis. Dėl šių raumenų susitraukimo šonkauliai juda, o tai padeda įkvėpimo raumenims.

Ramaus kvėpavimo metu įkvėpimas yra aktyvus, o iškvėpimas pasyvus. Jėgos ramiam iškvėpimui:

Krūtinės gravitacijos jėga;

Elastinė plaučių trauka;

Organų spaudimas pilvo ertmė;

Elastingas šonkaulio kremzlių traukimas, susisukęs įkvėpus.

Aktyvaus iškvėpimo metu dalyvauja vidiniai tarpšonkauliniai raumenys, užpakalinis apatinis raumuo ir pilvo raumenys.

plaučių tūriai

Plaučių ventiliacijos funkcijai, kvėpavimo takų būklei įvertinti taikomi tyrimo metodai: pneumografija, spirometrija, spirografija. Spirografo pagalba galima nustatyti ir fiksuoti plaučių oro tūrių, praeinančių per žmogaus kvėpavimo takus, reikšmes.

Ramaus kvėpavimo metu žmogus įkvepia ir iškvepia apie 500 ml oro. Šis oro tūris vadinamas potvynio tūris . Ramiai įkvėpęs žmogus vis tiek gali įkvėpti tam tikrą oro kiekį, kiek įmanoma daugiau – tai yra įkvėpimo rezervinis tūris, jis lygus 1800-2000 ml. Po ramaus iškvėpimo vis tiek galite kuo daugiau iškvėpti tam tikrą oro kiekį – tai iškvėpimo rezervo tūris, jis lygus 1300-1500 ml.

Oro kiekis, kurį žmogus gali iškvėpti giliausiai įkvėpęs, vadinamas gyvybinė plaučių talpa (NORAS). Jį sudaro potvynio tūris, rezervinis įkvėpimo tūris ir iškvėpimo rezervinis tūris ir yra vidutiniškai 3500–4000 ml. VC vertė gali labai skirtis ir priklauso nuo amžiaus ypatybės kūnas, žmogaus treniruotės laipsnis, kardiopulmoninės patologijos buvimas.

Iškvėpus kuo giliau, plaučiuose lieka šiek tiek oro – tai yra likutinis tūris, jis lygus 1300 ml.

Oro tūris plaučiuose ramaus iškvėpimo pabaigoje vadinamas funkcinis liekamasis pajėgumas, arba alveolinis oras. Jį sudaro iškvėpimo rezervo tūris ir liekamasis tūris.

Didžiausias oro kiekis, kuris gali būti laikomas plaučiuose po gilaus įkvėpimo, vadinamas bendros plaučių talpos, ji lygi liekamojo tūrio ir VC sumai.

Oro yra ne tik alveolėse, bet ir kvėpavimo takuose – nosies ertmėje, nosiaryklėje, trachėjoje, bronchuose. Oras kvėpavimo takuose nedalyvauja dujų mainuose, todėl vadinamas kvėpavimo takų spindžiu negyva erdvė. Anatominės negyvosios erdvės tūris yra apie 150 ml.

Nors kvėpavimo takuose dujų mainai nevyksta, jie būtini normaliam kvėpavimui, nes yra drėkinami, pašildomi, išvalomi nuo dulkių ir įkvepiamo oro mikroorganizmų. Jei nosiaryklės, gerklų ir trachėjos receptorius dirgina dulkių dalelės ir susikaupusios gleivės, atsiranda kosulys, o jei nosies ertmės receptoriai – čiaudulys. Kosulys ir čiaudėjimas yra apsauginiai kvėpavimo refleksai.

Plaučių vėdinimas. Plaučių ventiliacija nustatoma pagal įkvepiamo arba iškvepiamo oro kiekį per laiko vienetą. Kiekybinė plaučių ventiliacijos charakteristika yra minutinis kvėpavimo tūris(MOD) – oro tūris, praeinantis per plaučius per vieną minutę. Ramybės būsenoje MOD yra 6–9 litrai. At fizinė veikla jo vertė smarkiai padidėja ir yra 25-30 litrų.

Kadangi alveolėse vyksta dujų mainai tarp oro ir kraujo, svarbu ne bendra plaučių ventiliacija, o alveolių ventiliacija. Alveolių ventiliacija yra mažesnė už plaučių ventiliaciją pagal negyvos erdvės kiekį. Jei iš potvynio tūrio atimsime negyvosios erdvės tūrį, gausime alveolėse esančio oro tūrį, o jei šią reikšmę padauginsime iš kvėpavimo dažnio, gausime alveolių ventiliacija. Todėl alveolių ventiliacijos efektyvumas yra didesnis, kai kvėpuojame giliau ir retiau nei kvėpuojant dažnai ir paviršutiniškai.

Įkvepiamo, iškvepiamo ir alveolinio oro sudėtis. Atmosferos oras, kuriuo žmogus kvėpuoja, yra gana pastovios sudėties. Iškvėptame ore yra mažiau deguonies ir daugiau anglies dvideginio, o alveolių ore – dar mažiau deguonies ir daugiau anglies dioksido.

Įkvepiamame ore yra 20,93 % deguonies ir 0,03 % anglies dioksido, iškvepiamame – 16 % deguonies, 4,5 % anglies dvideginio, o alveolių ore – 14 % deguonies ir 5,5 % anglies dioksido. Iškvėptame ore anglies dioksido yra mažiau nei alveoliniame ore. Taip yra dėl to, kad negyvos erdvės oras, kuriame yra mažai anglies dvideginio, susimaišo su iškvepiamu oru ir jo koncentracija mažėja.

Dalyko "Kvėpavimas. Kvėpavimo sistema" turinys:

3. Iškvėpkite. Iškvėpimo biomechanizmas. Iškvėpimo procesas. Kaip vyksta iškvėpimas?
4. Plaučių tūrio pokytis įkvėpimo ir iškvėpimo metu. Intrapleurinio slėgio funkcija. pleuros erdvė. Pneumotoraksas.
5. Kvėpavimo fazės. Plaučių (-ių) tūris. Kvėpavimo dažnis. Kvėpavimo gylis. Plaučių oro tūris. Kvėpavimo tūris. Rezervas, likutinis tūris. plaučių talpa.
6. Veiksniai, turintys įtakos plaučių tūriui įkvėpimo fazėje. Plaučių (plaučių audinio) išsiplėtimas. Histerezė.
7. Alveolės. Paviršinio aktyvumo medžiaga. Skysčio sluoksnio paviršiaus įtempimas alveolėse. Laplaso dėsnis.
8. Kvėpavimo takų pasipriešinimas. Plaučių pasipriešinimas. Oro srautas. laminarinis srautas. turbulentinis srautas.
9. Priklausomybė "tėkmės tūris" plaučiuose. Kvėpavimo takų slėgis iškvėpimo metu.
10. Kvėpavimo raumenų darbas kvėpavimo ciklo metu. Kvėpavimo raumenų darbas gilaus kvėpavimo metu.

Dujų mainai tarp atmosferos oro ir plaučių alveolių erdvės atsiranda dėl cikliškų plaučių tūrio pokyčių per kvėpavimo ciklo fazės. Įkvėpimo fazėje padidėja plaučių tūris, oras iš išorinės aplinkos patenka į kvėpavimo takus, o po to pasiekia alveoles. Priešingai, iškvėpimo fazėje plaučių tūris mažėja ir oras iš alveolių per kvėpavimo takus patenka į išorinę aplinką. Plaučių tūrio padidėjimas ir sumažėjimas atsiranda dėl biomechaninių krūtinės ertmės tūrio pokyčių įkvėpimo ir iškvėpimo metu.

Kvėpavimo biomechanika. Įkvėpimo biomechanika.

Ryžiai. 10.1. Diafragminio raumenų susitraukimo įtaka krūtinės ertmės tūriui. Diafragminio raumens susitraukimas įkvėpimo metu (punktyrinė linija) priverčia diafragmą nusileisti žemyn, pilvo organai pasislenka žemyn ir į priekį. Dėl to padidėja krūtinės ertmės tūris.

Krūtinės ertmės padidėjimas įkvėpus atsiranda dėl įkvėpimo raumenų: diafragmos ir išorinių tarpšonkaulinių raumenų susitraukimo. Pagrindinis kvėpavimo raumuo yra diafragma, esanti apatiniame krūtinės ertmės trečdalyje ir atskirianti krūtinės ir pilvo ertmes. Susitraukus diafragminiam raumeniui, diafragma juda žemyn ir išstumia pilvo organus žemyn ir į priekį, todėl krūtinės ertmės tūris didėja daugiausia vertikaliai (10.1 pav.).

Krūtinės ertmės padidėjimas įkvėpus skatina išorinių tarpšonkaulinių raumenų susitraukimą, kurie pakelia krūtinę aukštyn, didina krūtinės ertmės apimtį. Tokį išorinių tarpšonkaulinių raumenų susitraukimo efektą lemia raumenų skaidulų prisitvirtinimo prie šonkaulių ypatumai – skaidulos eina iš viršaus į apačią ir iš galo į priekį (10.2 pav.). Esant panašiai išorinių tarpšonkaulinių raumenų raumenų skaidulų krypčiai, jų susitraukimas pasuka kiekvieną šonkaulį aplink ašį, einančią per šonkaulio galvos sąnario taškus su kūnu ir skersiniu slankstelio atauga. Dėl šio judėjimo kiekviena apatinė šonkaulių arka pakyla daugiau, nei nusileidžia viršutinė. Vienu metu visų šonkaulių lankų judėjimas aukštyn lemia tai, kad krūtinkaulis pakyla aukštyn ir į priekį, o krūtinės apimtis didėja sagitalinėje ir priekinėje plokštumose. Išorinių tarpšonkaulinių raumenų susitraukimas ne tik padidina krūtinės ertmės apimtį, bet ir neleidžia krūtinei nusileisti žemyn. Pavyzdžiui, vaikams su neišsivysčiusiais tarpšonkauliniais raumenimis diafragmos susitraukimo metu (paradoksalus judesys) sumažėja krūtinės ląsta.

Ryžiai. 10.2. Išorinių tarpšonkaulinių raumenų skaidulų kryptis ir krūtinės ertmės tūrio padidėjimas įkvėpimo metu. a - išorinių tarpšonkaulinių raumenų susitraukimas įkvėpimo metu labiau pakelia apatinį šonkaulį nei nuleidžia viršutinį šonkaulį. Dėl to šonkaulių lankai pakyla aukštyn ir padidina (b) krūtinės ertmės tūrį sagitalinėje ir frontalinėje plokštumoje.

Su giliu įkvėpimu įkvėpimo biomechanizmas Paprastai dalyvauja pagalbiniai kvėpavimo raumenys – sternocleidomastoidiniai ir priekiniai skaleniniai raumenys, o jų susitraukimas dar labiau padidina krūtinės ląstos apimtį. Tiksliau, skaleniniai raumenys pakelia viršutinius du šonkaulius, o sternocleidomastoidiniai raumenys pakelia krūtinkaulį. Įkvėpimas yra aktyvus procesas ir reikalauja energijos sąnaudų įkvėpimo raumenų susitraukimo metu, kuri išeikvojama tam, kad būtų įveiktas elastinis pasipriešinimas standiesiems krūtinės ląstos audiniams, lengvai besitęsiančio plaučių audinio elastinis pasipriešinimas, aerodinaminis pasipriešinimas kvėpavimo takus į oro srautą, taip pat padidinti intraabdominalinį spaudimą ir dėl to pilvo organų poslinkį žemyn.

Kvėpavimas – tai visuma procesų, kurių metu organizmas sunaudoja deguonį iš aplinkos ir išskiria anglies dioksidą.

Kvėpavimo etapai:

1. Išorinis kvėpavimas / plaučių ventiliacija / - dujų mainai tarp atmosferos oro ir alveolių oro, plaučių ventiliacija.

2. Dujų difuzija plaučiuose – dujų mainai tarp alveolių oro ir kraujo plaučių kapiliaruose.

3. Dujų pernešimas krauju – šis etapas atliekamas dėl veiklos širdies ir kraujagyslių sistemos, ko pasekoje deguonis patenka į audinius, o anglies dioksidas – į plaučius.

4. Dujų difuzija audiniuose – dujų mainai tarp kraujo ir audinių.

5. Audinių kvėpavimas – redokso reakcijos, vykstančios vartojant deguonį ir išsiskiriant anglies dioksidui.

Pirmąsias 4 stadijas tiria fiziologija, paskutinę, 5-ąją – biochemiją.

Audinių aprūpinimas O2 ir CO2 pašalinimas iš organizmo priklauso nuo keturių procesų:

1.Plaučių vėdinimas

2. Dujų difuzija į alveoles ir audinius iš kraujo ir į kraują.

3. Plaučių perfuzija krauju /kraujo tėkmės intensyvumas plaučiuose/.

4. Audinių perfuzija krauju

Neigiamas slėgis pleuros erdvėje vaidina svarbų vaidmenį įkvėpimo ir iškvėpimo procesuose. Neigiamas slėgis pleuros plyšyje – tai dydis, kuriuo slėgis pleuros plyšyje yra mažesnis už atmosferos slėgį; ramiai kvėpuojant, jis yra -4 mm Hg. Art. iškvėpimo pabaigoje ir -8 mm Hg. Art. kvėpavimo pabaigoje. Taigi tikrasis slėgis pleuros plyšyje yra apie 752-756 mm Hg. Art. ir priklauso nuo kvėpavimo ciklo fazės. Neigiamas slėgis iš viršaus į apačią sumažėja maždaug 0,2 mmHg. Art. už kiekvieną centimetrą, nes viršutinės plaučių dalys yra ištemptos labiau nei apatinės, kurios yra šiek tiek suspaustos veikiamos savo svorio.

Neigiamo slėgio pleuros plyšyje reikšmė yra ta, kad jis 1) suteikia kupolo formos diafragmos padėtį, nes slėgis krūtinės ertmėje yra mažesnis už atmosferos slėgį, o pilvo ertmėje jis yra šiek tiek didesnis nei atmosferos slėgis dėl pilvo sienos raumenų tonuso; 2) užtikrina diafragmos poslinkį žemyn susitraukiant jos raumenims įkvėpus; 3) taip pat skatina kraujo tekėjimą venomis į širdį; 4) prisideda prie krūtinės ląstos suspaudimo iškvėpimo metu (žr. 10.2 pastraipą toliau).

Neigiamo slėgio kilmė. Organizmo vystymosi procese plaučių augimas atsilieka nuo krūtinės augimo. Kadangi atmosferos oras plaučius veikia tik iš vienos pusės – per kvėpavimo takus, jis ištempiamas ir prispaudžiamas prie krūtinės ląstos vidinės pusės. Dėl ištemptos plaučių būklės atsiranda jėga, kuri linkusi sukelti plaučių kolapsą. Ši jėga vadinama elastine plaučių atatranka (ETL). Tai, kad plaučiai yra ištempti, liudija tai, kad jie kolapsuoja pneumotorakso metu (gr. pne-ita – oras, torax – krūtinė) – patologinė būklė, atsirandanti, kai nutrūksta pleuros plyšio sandarumas, kaip a. Dėl to jis užpildomas atmosferos oru, esantis tarp visceralinės ir parietalinės pleuros. Elastingumas – audinio gebėjimas grįžti į pradinę būseną, pasibaigus tempimo jėgai. Kadangi pleuros plyšys paprastai nesusisiekia su atmosfera, slėgis jame yra mažesnis nei atmosferinis pagal ETL reikšmę: tyliai kvėpuojant -8 mm Hg. Art., ramiu iškvėpimu esant -4 mm Hg. Art. Į pleuros ertmę išfiltruotas skystis visceralinėmis ir parietalinėmis pleuromis susiurbiamas atgal į limfinę sistemą, o tai yra svarbus veiksnys palaikant neigiamą slėgį pleuros ertmėje.

ETL sudedamosios dalys yra: 1) elastino ir kolageno skaidulos; 2) lygiuosius raumenis plaučių kraujagysles iki, svarbiausia, 3) skysčio plėvelės, dengiančios vidinį alveolių paviršių, paviršiaus įtempimą. Paviršiaus įtempimo jėgos yra 2/3 ETL vertės, o esant paviršinio aktyvumo medžiagai, alveolių plėvelės paviršiaus įtempis žymiai sumažėja.

būdas: neigiamas slėgis pleuros ertmėje. Jei slėgį pleuros ertmėje pamatuosite kvėpavimo pauzės metu, pamatysite, kad jis 3-4 mm Hg mažesnis už atmosferos slėgį, t.y. neigiamas. Tai sukelia elastingas plaučių traukimas prie šaknies, dėl kurio pleuros ertmėje atsiranda tam tikras retėjimas.

Įkvėpimo metu slėgis pleuros ertmėje dar labiau sumažėja dėl krūtinės ląstos apimties padidėjimo, vadinasi, didėja neigiamas slėgis. Neigiamo slėgio pleuros ertmėje reikšmė yra lygi: iki maksimalaus iškvėpimo pabaigos - 1-2 mm Hg. Art., iki ramaus iškvėpimo pabaigos - 2-3 mm Hg. Art., iki ramaus kvėpavimo pabaigos -5-7 mm Hg. Art., iki maksimalaus kvėpavimo pabaigos - 15-20 mm Hg. Art.

Įkvėpimo mechanizmas. Įkvėpimas vyksta trijų vienu metu vykstančių procesų pagalba: 1) krūtinės ląstos išsiplėtimas; 2) plaučių tūrio padidėjimas; 3) oro patekimas į plaučius. Sveikų jaunų vyrų krūtinės apimties skirtumas įkvėpimo ir iškvėpimo padėtyje yra 7–10 cm, o moterų – 5–8 cm.

Krūtinės ląstos išsiplėtimas įkvėpimo metu užtikrinamas įkvėpimo raumenų – diafragmos, išorinių tarpšonkaulinių ir tarpkremzlių – susitraukimo. Įkvėpimo metu krūtinė plečiasi trimis kryptimis.

Vertikalia kryptimi krūtinė plečiasi daugiausia dėl diafragmos susitraukimo ir jos sausgyslės centro pasislinkimo žemyn, nes jos periferinių dalių tvirtinimo taškai prie vidinio krūtinės paviršiaus per visą perimetrą yra žemiau krūtinės kupolo. diafragma. Ramiai kvėpuojant diafragmos kupolas nukrenta apie 2 cm, giliai įkvepiant - iki 10 cm. Diafragmos raumuo yra pagrindinis kvėpavimo raumuo, įprastai plaučių ventiliacija 2/3 atliekama dėl jo judesiai. Diafragma dalyvauja reaguojant į kosulį, vėmimą, tempimą, žagsėjimą, gimdymo skausmus.

Priekine kryptimi krūtinė plečiasi dėl tam tikro šonkaulių išsiskleidimo į šonus juos judant aukštyn.

Sagitaline kryptimi krūtinė plečiasi dėl šonkaulių galų pašalinimo nuo krūtinkaulio į priekį, kai jie pakeliami.

Krūtinės ląstos išsiplėtimą palengvina ir jos elastingumo jėgos, kadangi iškvėpimo metu krūtinė ETL pagalba stipriai suspaudžiama, dėl to ji linkusi plėstis. Todėl įkvėpimo metu energija eikvojama tik dalinai ETL ir pilvo sienelės įveikimui, o krūtinė pati pakyla ir tuo pačiu plečiasi iki maždaug 60 % gyvybinės talpos. Spontaniškai besiplečianti krūtinė taip pat padeda įveikti ETL. Plečiantis krūtinei, plečiasi ir plaučiai. Plečiantis krūtinei, apatinių šonkaulių judėjimas turi didesnę įtaką jos tūriui ir kartu su diafragmos judėjimu žemyn užtikrina geresnę apatinių plaučių skilčių ventiliaciją nei plaučių viršūnių.

Plaučių tūrio padidėjimas įkvėpimo metu paaiškinamas įvairiai: plaučiai plečiasi arba dėl neigiamo slėgio padidėjimo pleuros ertmėje, arba dėl sukibimo jėgų (parietalinės ir visceralinės pleuros sukibimo), arba dėl abiejų.

Mūsų nuomone, plaučiai plečiasi veikiami atmosferos oro slėgio, nukreipto į juos tik iš vienos pusės (per kvėpavimo takus); pagalbinį vaidmenį atlieka visceralinės ir parietalinės pleuros sukibimo (sukibimo) jėgos. Jėga, kuria atmosferos oras spaudžia plaučius į vidinį krūtinės paviršių, yra lygi Ratm.

Siekiant pagerinti medžiagos suvokimą, galima nepaisyti slėgio pokyčių pačiuose plaučiuose (įkvėpus -2 mm Hg, iškvėpus +2 mm Hg).

Išorėje Ratm veikia krūtinę, tačiau į plaučius neperduodama, todėl juos veikia tik vienpusis atmosferos slėgis per kvėpavimo takus. Kadangi Ratm veikia krūtinę iš išorės, o Ratm-Retl – iš vidaus, įkvėpimo metu būtina įveikti ETL jėgą. Kadangi ETL padidėja įkvėpimo metu dėl išsiplėtimo (tempimo)

plaučius, tuomet didėja ir neigiamas slėgis pleuros erdvėje. O tai reiškia, kad neigiamo slėgio padidėjimas pleuros erdvėje yra ne priežastis, o plaučių išsiplėtimo pasekmė.

Plaučių išsiplėtimą įkvėpimo metu palengvina visceralinės ir parietalinės pleuros sukibimo (sukibimo) jėga. Tačiau ši jėga yra labai maža, palyginti su atmosferos slėgiu, veikiančiu plaučius per kvėpavimo takus. Tai liudija faktas, kad plaučiai su atviru pneumotoraksu kolapsuoja orui patekus į pleuros tarpą ir abiejų pusių plaučius (tiek iš alveolių, tiek iš pleuros tarpo pusės) veikia vienodas atmosferos slėgis ( žr. 10.2 pav.). Kadangi pneumotorakso sąlygomis plaučiai atitrūksta nuo vidinio krūtinės paviršiaus, tai reiškia, kad ETL viršija sukibimo jėgą tarp parietalinės ir visceralinės pleuros. Todėl sukibimo jėga negali užtikrinti plaučių tempimo įkvėpimo metu, nes ji yra mažesnė nei ETL, veikianti priešinga kryptimi.

Visa tai, kas išdėstyta aukščiau, rodo, kad plaučiai įkvėpimo metu seka besiplečiančią krūtinę, daugiausia dėl atmosferos slėgio poveikio juos tik iš vienos pusės – per kvėpavimo takus. Jis veikia nuolat – tiek įkvėpus, tiek iškvepiant. Plečiantis krūtinei ir plaučiams, slėgis pastaruosiuose sumažėja apie 2 mm Hg. Art., Tačiau toks sumažėjimas negali būti laikomas reikšmingu, nes slėgis, lygus Ratm - 2 mm Hg, toliau veikia plaučius. Art. Šis spaudimas spaudžia plaučius prie vidinio krūtinės paviršiaus – todėl plaučiai įkvėpdami seka besiplečiančią krūtinę.

Oras patenka į plaučius jiems plečiantis dėl tam tikro (2 mm Hg) slėgio kritimo juose. Šio nedidelio slėgio gradiento pakanka, nes kvėpavimo takai turi didelis prošvaisa ir nerodo didelio pasipriešinimo oro judėjimui. Be to, ETL padidėjimas įkvėpimo metu suteikia papildomą bronchų išsiplėtimą. Įkvėpus, sklandžiai prasideda iškvėpimas, kuris ramiai kvėpuojant atliekamas be tiesioginių energijos sąnaudų.

iškvėpimo mechanizmas. Iškvėpimas atliekamas dėl vienu metu vykstančių trijų procesų: 1) krūtinės ląstos susiaurėjimas; 2) plaučių tūrio sumažėjimas; 3) oro išstūmimas iš plaučių. Iškvėpimo raumenys yra vidiniai tarpšonkauliniai raumenys ir pilvo sienos raumenys.

Krūtinės ląstos susitraukimą iškvėpimo metu užtikrina ETL ir elastinga pilvo sienos trauka. Tai pasiekiama tokiu būdu. Įkvepiant plaučiai ištempiami, dėl to padidėja ETL. Be to, diafragma nusileidžia ir stumia pilvo organus, tuo pačiu ištempdama pačią pilvo sieną, dėl to padidėja jos elastingumas. Kai tik nutrūksta impulsų srautas į įkvepiamuosius raumenis per freninius ir tarpšonkaulinius nervus, nutrūksta įkvėpimo raumenų sužadinimas, dėl to jie atsipalaiduoja. Po to krūtinė susiaurėja veikiama ETL ir nuolat esamo pilvo sienos raumenų tonuso – tuo tarpu pilvo organai daro spaudimą diafragmai ir ją pakelia.

ETL taip pat prisideda prie diafragmos kupolo pakėlimo. Krūtinės masė taip pat prisideda prie krūtinės susiaurėjimo (šonkaulių nuleidimo), tačiau pagrindinį vaidmenį atlieka ETL.

ETL perdavimo į krūtinę mechanizmas ir jo susiaurėjimas. Tai daroma sumažinant atmosferos oro slėgį krūtinėje iš vidaus per kvėpavimo takus ir plaučius (žr. 10.2 pav.). Slėgio sumažėjimas yra lygus ETL jėgai, nes su viduje tikrasis oro slėgis krūtinėje yra lygus Ratm-Rattle, o Ratm veikia krūtinės išorę.Šis slėgio skirtumas veikia ir įkvėpus, ir iškvepiant, tačiau neleidžia įkvėpti (įveikti ETL) ir, atvirkščiai, , skatina iškvėpimą. ETL suspaudžia krūtinę kaip spyruoklė.

Visceralinės ir parietalinės pleuros sukibimo jėga (sukibimas) yra maža ir nepridedama prie ETL, o iš jos neatimama, o tik padeda išlaikyti pleuros lakštus kartu.

Iškvėpimo metu plaučiai suspaudžiami, veikiant jų pačių elastinei traukai, dėl kurios susiaurėja krūtinė.

Oras pašalinamas iš plaučių dėl padidėjusio slėgio juose (ramiai iškvepiant - 2 mm Hg), nes iškvėpimo metu sumažėja plaučių tūris, todėl oras suspaudžiamas ir išspaudžiamas iš plaučių. .

Be to: Įkvepiant įveikiama daugybė jėgų:

1) krūtinės ląstos elastinis pasipriešinimas,

2) vidinių organų, kurie daro spaudimą diafragmai, elastinis pasipriešinimas,

3) plaučių elastingumas,

4) visų minėtų audinių viskodinaminis atsparumas,

5) kvėpavimo takų aerodinaminis atsparumas,

6) krūtinės gravitacija,

7) judančių masių/organų/ inercijos jėgos

Ramaus įkvėpimo ir iškvėpimo biomechanika...

Tylaus įkvėpimo biomechanika

Diafragmos susitraukimas ir išorinių įstrižų tarpšonkaulinių ir tarpkremzlių raumenų susitraukimas vaidina svarbų vaidmenį plėtojant ramų kvėpavimą.

Nervinio signalo įtakoje diafragma / dauguma stiprus raumuoįkvėpus / susitraukia, jo raumenys išsidėstę radialiai sausgyslės centro atžvilgiu, todėl diafragmos kupolas išsilygina 1,5-2,0 cm, giliai kvėpuojant - 10 cm, padidėja slėgis pilvo ertmėje. Krūtinės ląstos dydis didėja vertikaliai.

Nervinio signalo įtakoje susitraukia išoriniai pasvirieji tarpšonkauliniai ir tarpkremzliniai raumenys. At raumenų skaidulos jo prisitvirtinimo prie apatinio šonkaulio vieta yra toliau nuo stuburo nei prisitvirtinimo prie viršutinio šonkaulio vieta, todėl apatinio šonkaulio jėgos momentas susitraukiant šiam raumeniui visada yra didesnis nei viršutinio šonkaulio. Tai veda prie to, kad atrodo, kad šonkauliai pakyla, o krūtinės ląstos kremzliniai galai yra šiek tiek susukti. Kadangi iškvėpimo metu šonkaulių krūtinės galai yra žemiau nei slanksteliai / lankas kampu /, išorinių tarpšonkaulinių raumenų susitraukimas nukelia juos į horizontalesnę padėtį, padidėja krūtinės apimtis, pakyla krūtinkaulis ir. ateina į priekį, tarpšonkaulinis atstumas didėja. Krūtinė ne tik pakyla, bet ir padidina jos sagitalinius bei frontalinius matmenis. Dėl diafragmos, išorinių įstrižų tarpšonkaulinių ir tarpšonkaulinių raumenų susitraukimo padidėja krūtinės apimtis. Diafragmos judėjimas sukelia maždaug 70–80% plaučių ventiliacijos.

Krūtinė iš vidaus išklota parietine pleura, su kuria ji tvirtai susiliejusi. Plaučiai yra padengti visceraline pleura, su kuria jis taip pat yra tvirtai susiliejęs. Įprastomis sąlygomis pleuros lakštai tvirtai priglunda vienas prie kito ir gali slysti /dėl gleivių sekrecijos/ vienas kito atžvilgiu. Sanglaudos jėgos tarp jų yra didelės ir pleuros negalima atskirti.

Įkvepiant parietalinė pleura seka besiplečiančią krūtinę, kartu su ja traukia visceralinį lakštą ir ištempia plaučių audinį, dėl to padidėja jų tūris. Tokiomis sąlygomis oras plaučiuose / alveolėse / pasiskirsto nauju, didesniu tūriu, dėl to sumažėja slėgis plaučiuose. Yra slėgio skirtumas tarp aplinkos ir plaučių /transrespiracinis slėgis/.

Transrespiracinis slėgis (Рtrr) yra skirtumas tarp slėgio alveolėse (Ralv) ir išorinio / atmosferos / slėgio (Рext). Rtrr = Ralv. - Rvneshn. Įkvėpus atitinka 4 mm Hg. Art. Dėl šio skirtumo dalis oro per kvėpavimo takus patenka į plaučius. Tai yra kvėpavimas.

Ramaus iškvėpimo biomechanika

Ramus iškvėpimas vykdomas pasyviai, t.y. nėra raumenų susitraukimo, o krūtinė griūva nuo įkvėpimo metu atsiradusių jėgų.

Iškvėpimo priežastys:

1. Krūtinės sunkumas. Pakeltus šonkaulius nuleidžia gravitacija.

2. Pilvo ertmės organai, įkvėpimo metu nustumti diafragmos žemyn, pakelia diafragmą.

Kvėpavimo judesiai apima:

1. Kvėpavimo takas, kuris yra šiek tiek tempiamas, suspaudžiamas ir sukuriantis oro srautą.

Kvėpavimo takai, kontroliuojantys oro srautą, apima nosį, nosies ertmę, nosiaryklę, gerklą, trachėją, bronchus ir bronchioles.

Nosis ir nosies ertmė tarnauja kaip laidūs oro kanalai, kur jis šildomas, drėkinamas ir filtruojamas.

Nosies ertmė yra išklota gausiai vaskuliarizuota gleivine. Uoslės receptoriai yra viršutinėje nosies ertmės dalyje. Nosies kanalai atsiveria į nosiaryklę.

Gerklos yra tarp trachėjos ir liežuvio šaknies.

Apatiniame gerklų gale trachėja prasideda ir nusileidžia į krūtinės ertmę, kur dalijasi į dešinįjį ir kairįjį bronchus.

Kvėpavimo takai nuo trachėjos iki galinių kvėpavimo takų (alveolių) išsišakoja (išsišakoja) 23 kartus.

Pirmosios 16 kvėpavimo takų „kartų“ – bronchai ir bronchiolės atlieka laidumo funkciją.

„Kartos“ 17...22, kvėpavimo bronchioliai ir alveoliniai latakai sudaro pereinamąją (praeinamąją) zoną.

Ir tik 23-oji „karta“ yra kvėpavimo kvėpavimo zona ir susideda tik iš alveolinių maišelių su alveolėmis.

bendro ploto kvėpavimo takų skerspjūvis jam išsišakojus padidėja daugiau nei 4,5 tūkst. Dešinysis bronchas paprastai yra trumpesnis ir platesnis nei kairysis.

2. Elastingas ir besitęsiantis plaučių audinys.

Plaučius sudaro bronchioliai ir alveolių maišeliai, taip pat plaučių kraujotakos arterijos, kapiliarai ir venos.

Kvėpavimo skyrių atstovauja alveolės.

Plaučiuose yra trijų tipų alveolocitai (pneumocitai), kurie atlieka skirtingas funkcijas.

Antrojo tipo alveolocitai atlieka plaučių paviršinio aktyvumo medžiagos lipidų ir fosfolipidų sintezę.

Bendras suaugusio žmogaus alveolių plotas siekia 80...90 m2, t.y. apie 50 kartų didesnis už žmogaus kūno paviršių.

3. Krūtinė, susidedanti iš pasyvaus kaulinio-kremzlinio pagrindo, kurį jungia jungiamieji raiščiai ir kvėpavimo raumenys, kurie atlieka šonkaulių pakėlimą ir nuleidimą bei diafragmos kupolo judėjimą.

Dėl didelio elastingo audinio kiekio plaučiai, turintys didelį tempimą ir elastingumą, pasyviai seka visus krūtinės ląstos konfigūracijos ir apimties pokyčius.

Yra du mechanizmai, lemiantys krūtinės ląstos apimties pasikeitimą: šonkaulių pakėlimas ir nuleidimas bei diafragmos kupolo judėjimas.

Kvėpavimo raumenys skirstomi į įkvėpimo ir iškvėpimo.

Įkvėpimo raumenys yra diafragma, išoriniai tarpšonkauliniai ir tarpkremzliniai raumenys.

Ramaus kvėpavimo metu krūtinės apimtis kinta daugiausia dėl diafragmos susitraukimo ir jos kupolo judėjimo.

Diafragmos nuleidimas tik 1 cm atitinka krūtinės ertmės talpos padidėjimą maždaug 200 ... 300 ml.

Giliai priverstinai kvėpuojant įtraukiami papildomi įkvėpimo raumenys: trapeciniai, priekiniai skaleniniai ir sternocleidomastoidiniai raumenys.

Jie įtraukiami į aktyvų kvėpavimo procesą esant žymiai didesnėms plaučių ventiliacijos reikšmėms, pavyzdžiui, kai alpinistai kyla į didelį aukštį arba esant kvėpavimo nepakankamumui, kai į kvėpavimo procesą patenka beveik visi kūno raumenys.

Iškvėpimo raumenys yra vidiniai tarpšonkauliniai ir pilvo sienelės raumenys arba pilvo raumenys.

Kiekvienas šonkaulis gali suktis aplink ašį, einantį per du judamojo ryšio su kūnu taškus ir atitinkamo slankstelio skersinį procesą.

Viršutiniai skyriaiĮkvėpus krūtinė plečiasi daugiausia anteroposterior kryptimi, o apatinės dalys plečiasi labiau į šoną, nes apatinių šonkaulių sukimosi ašis užima sagitalinę padėtį.

Įkvėpimo fazės metu išoriniai tarpšonkauliniai raumenys susitraukdami pakelia šonkaulius, o iškvėpimo fazėje dėl vidinių tarpšonkaulinių raumenų veiklos šonkauliai nusileidžia.

Esant normaliam ramiam kvėpavimui, iškvėpimas vyksta pasyviai, nes krūtinės ląsta ir plaučiai griūva - įkvėpus jie linkę užimti tokią padėtį, iš kurios buvo ištraukti susitraukus kvėpavimo raumenims.

Tačiau kosint, vemiant, įsitempus suaktyvėja iškvėpimo raumenys.

Ramiai kvėpuojant krūtinės apimtis padidėja maždaug 500...600 ml.

Diafragmos judėjimas kvėpavimo metu sukelia iki 80% ventiliacijos.

Paskaitų paieška

Kvėpavimo raumenys yra ventiliacijos „variklis“. Ramus ir priverstinis kvėpavimas skiriasi daugeliu atžvilgių, įskaitant kvėpavimo raumenų, atliekančių kvėpavimo judesius, skaičių. Išskirti įkvepiantis(atsakingas už įkvėpimą) ir iškvėpimo(atsakingi už iškvėpimą) raumenys. Kvėpavimo raumenys taip pat skirstomi į pagrindinis ir pagalbinis. Į pagrindinis įkvėpimas raumenys apima: a) diafragmą; b) išoriniai tarpšonkauliniai raumenys; c) vidiniai tarpkremzliniai raumenys.

4 pav. Kvėpavimo judesių mechanizmas (krūtinės ląstos apimties pokytis) dėl diafragmos ir raumenų pilvo raumenys(A) ir išorinių tarpšonkaulinių raumenų susitraukimas (B) (kairėje – šonkaulių judėjimo modelis)

Ramiai kvėpuojant, 4/5 įkvėpimo atlieka diafragma. Diafragmos raumeninės dalies susitraukimas, perduodamas į sausgyslės centrą, veda prie jos kupolo suplokštėjimo ir krūtinės ertmės vertikalių matmenų padidėjimo. Ramiai kvėpuojant diafragmos kupolas nukrenta apie 2 cm.. Keliant šonkaulius dalyvauja vidiniai tarpšonkauliniai ir tarpkremzliniai raumenys. Jie eina įstrižai nuo šonkaulių iki šonkaulių iš užpakalio ir viršaus, iš priekio ir į apačią (dorsokranialinė ir ventrokaudalinė). Dėl jų susitraukimo padidėja šoniniai ir sagitaliniai krūtinės ląstos matmenys. Ramiai kvėpuojant, iškvėpimas vyksta pasyviai, pasitelkiant elastines grąžinimo jėgas (kaip ir pati ištempta spyruoklė grįžta į pradinę padėtį).

Priverstinio kvėpavimo metu sujungiami pagrindiniai įkvėpimo raumenys pagalbinis: didelė ir maža krūtinė, skalena, sternocleidomastoideus, trapecija.

5 pav. Svarbiausi pagalbiniai įkvėpimo raumenys (A) ir pagalbiniai iškvėpimo raumenys (B)

Kad šie raumenys dalyvautų įkvėpimo veiksme, būtina, kad jų prisitvirtinimo vietos būtų fiksuotos. Tipiškas pavyzdys yra paciento, kuriam sunku kvėpuoti, elgesys. Tokie pacientai remiasi rankomis į nejudantį daiktą, ko pasekoje fiksuojami pečiai, galva atlenkiama atgal.

Numatytas iškvėpimas priverstinio kvėpavimo metu iškvėpimo raumenys: pagrindinis- vidiniai tarpšonkauliniai raumenys ir pagalbinis- pilvo sienos raumenys (išoriniai ir vidiniai įstrižai, skersiniai, tiesūs).

Priklausomai nuo to, ar krūtinės ląstos išsiplėtimas normalaus kvėpavimo metu daugiausia susijęs su šonkaulių pakėlimu ar diafragmos išlyginimu, krūtinės (šonkaulio) ir pilvo kvėpavimo tipai.

testo klausimai

1. Kokie raumenys yra pagrindiniai įkvėpimo ir iškvėpimo raumenys?

2. Kokių raumenų pagalba atliekamas ramus kvėpavimas?

3. Kokie yra pagalbiniai įkvėpimo ir iškvėpimo raumenys?

4. Kokie raumenys naudojami priverstiniam kvėpavimui?

5. Kokie yra krūtinės ir pilvo kvėpavimo tipai?

Kvėpavimo pasipriešinimas

Kvėpavimo raumenys ramybės būsenoje atlieka 1–5 J darbą ir įveikia pasipriešinimą kvėpavimui bei sukuria oro slėgio gradientą tarp plaučių ir išorinės aplinkos. Ramiai kvėpuojant tik 1% organizmo suvartojamo deguonies išleidžiama kvėpavimo raumenų darbui (centrinė nervų sistema sunaudoja 20% visos energijos). Energijos sąnaudos išoriniam kvėpavimui yra nereikšmingos, nes:

1. įkvepiant krūtinės ląsta pati plečiasi dėl savo tamprumo jėgų ir padeda įveikti elastingą plaučių atatranką;

2. išorinė kvėpavimo sistemos grandis veikia kaip sūpynės (didelė raumenų susitraukimo energijos dalis patenka į plaučių elastinės traukos potencialią energiją)

3. mažas neelastingas atsparumas įkvėpimui ir iškvėpimui

Yra dviejų tipų pasipriešinimas:

1) klampus neelastingas audinių atsparumas

2) plaučių ir audinių elastinis (elastinis) atsparumas.

Klampus neelastingumas atsiranda dėl:

- kvėpavimo takų aerodinaminis pasipriešinimas

Atsparumas klampiems audiniams

Daugiau nei 90% neelastinio atsparumo atsiranda dėl aerodinaminis kvėpavimo takų pasipriešinimas (atsiranda orui praeinant per gana siaurą kvėpavimo takų dalį – trachėją, bronchus ir bronchioles). Bronchų medžiui išsišakojus į periferiją, kvėpavimo takai vis siaurėja, galima manyti, kad būtent siauriausios šakos užtikrina didžiausią pasipriešinimą kvėpavimui. Tačiau bendras skersmuo didėja link periferijos, o pasipriešinimas mažėja. Taigi 0 kartos (trachėjos) lygyje bendras skerspjūvio plotas yra apie 2,5 cm2, galinių bronchų (16 kartos) lygyje - 180 cm2, kvėpavimo bronchų (nuo 18 kartos) - apie 1000 cm2 ir tada > 10 000 cm2. Todėl kvėpavimo takų pasipriešinimas daugiausia lokalizuotas burnoje, nosyje, ryklėje, trachėjoje, skiltyje ir segmentiniuose bronchuose iki maždaug šeštos išsišakojusios kartos. Periferiniai kvėpavimo takai, kurių skersmuo mažesnis nei 2 mm, sudaro mažiau nei 20% kvėpavimo pasipriešinimo. Būtent šie skyriai turi didžiausią išplėtimą ( C atitiktis).

Atitiktis arba išplėtimas (C) – kiekybinis rodiklis, apibūdinantis plaučių elastines savybes

C= D V/ D P

kur C yra tamprumo laipsnis (ml / cm vandens stulpelio); DV – tūrio pokytis (ml), DP – slėgio pokytis (cm vandens stulpelio)

Suaugusio žmogaus abiejų plaučių (C) bendra atitiktis yra apie 200 ml oro 1 cm vandens. Tai reiškia, kad padidėjus transpulmoniniam slėgiui (Ptp) 1 cm vandens. plaučių tūris padidėja 200 ml.

R= (RA-Rao)/V

kur RA yra alveolinis spaudimas

Pao – spaudimas burnoje

V – tūrinis vėdinimo greitis per laiko vienetą.

Alveolinis slėgis negali būti išmatuotas tiesiogiai, tačiau jį galima nustatyti iš pleuros slėgio. Pleuros spaudimas gali būti nustatomas tiesioginiais metodais arba netiesiogiai integralinės pletizmografijos būdu.

Taigi, kuo didesnis V, t.y. kuo daugiau kvėpuojame, tuo didesnis slėgio skirtumas turi būti esant pastoviam pasipriešinimui. Kita vertus, kuo didesnis kvėpavimo takų pasipriešinimas, tuo didesnis slėgio skirtumas turi būti, kad būtų pasiektas tam tikras kvėpavimo srauto greitis. neelastingas kvėpavimo pasipriešinimas priklauso nuo kvėpavimo takų spindžio – ypač balso aparato, bronchų. Balso klosčių pritraukiamieji ir abduktoriniai raumenys, reguliuojantys balso ausies plotį, yra valdomi per apatinį gerklų nervą neuronų grupės, susitelkusios ventralinėje srityje. kvėpavimo takų grupė pailgosios smegenys. Ši kaimynystė neatsitiktinė: įkvėpimo metu balsas šiek tiek išsiplečia, o iškvepiant susiaurėja, todėl didėja pasipriešinimas oro srautui, o tai yra viena iš ilgesnės iškvėpimo fazės priežasčių. Panašiai cikliškai kinta bronchų spindis ir jų praeinamumas.

Bronchų lygiųjų raumenų tonusas priklauso nuo jo cholinerginės inervacijos aktyvumo: atitinkamos eferentinės skaidulos praeina per klajoklio nervą.

Atpalaiduojantį poveikį bronchų tonusui suteikia simpatinė (adrenerginė) inervacija, taip pat neseniai atrasta „neadrenerginė slopinimo“ sistema. Pastarųjų įtaką lemia kai kurie neuropeptidai, taip pat kvėpavimo takų raumenų sienelėje randami mikroganglijos; tam tikra pusiausvyra tarp šių poveikių padeda sukurti optimalų tracheobronchinio medžio spindį tam tikram oro srautui.

Bronchų tonuso reguliavimas žmonėms yra bronchų spazmo pagrindas , dėl to smarkiai sumažėja kvėpavimo takų praeinamumas (obstrukcija) ir padidėja kvėpavimo pasipriešinimas. Klajoklio nervo cholinerginė sistema taip pat dalyvauja reguliuojant gleivių sekreciją ir nosies takų, trachėjos ir bronchų blakstienų epitelio blakstienų judesius, taip stimuliuojant gleivinių transportavimą. - pašalinių dalelių, patekusių į kvėpavimo takus, išsiskyrimas. Gleivių perteklius, būdingas bronchitui, taip pat sukelia obstrukciją ir padidina kvėpavimo pasipriešinimą.

Plaučių ir audinių elastinis atsparumas apima: 1) paties plaučių audinio elastingumo jėgos; 2) tamprumo jėgos, atsirandančios dėl skysto sluoksnio paviršiaus įtempimo ant alveolių sienelių ir kitų plaučių kvėpavimo takų vidinio paviršiaus.

Kolagenas ir elastinės skaidulos, įaustos į plaučių parenchimą, sukuria elastingą plaučių audinio trauką. Sugriuvusiuose plaučiuose šios skaidulos yra tampriai susitraukusios ir susisukusios, tačiau plaučiams išsiplėtus jos išsitempia ir išsitiesia, pailgėja ir vystosi vis elastingesnė atatranka. Audinių elastingumo jėgų, sukeliančių oro pripildytų plaučių kolapsą, dydis yra tik 1/3 viso plaučių elastingumo.

Oro ir skysčio sąsajoje, kuri plonu sluoksniu dengia alveolių epitelį, atsiranda paviršiaus įtempimo jėgos. Be to, kuo mažesnis alveolių skersmuo, tuo didesnė paviršiaus įtempimo jėga. Vidiniame alveolių paviršiuje skystis linkęs susitraukti ir išspausti orą iš alveolių link bronchų, dėl to alveolės pradeda griūti. Jeigu šios jėgos veiktų netrukdomai, tai fistulių dėka tarp atskirų alveolių oras iš mažųjų alveolių patektų į dideles, o pačios mažosios alveolės turėtų išnykti. Norint sumažinti paviršiaus įtampą ir išsaugoti alveoles kūne, vyksta grynai biologinis prisitaikymas. Tai - aktyviosios paviršiaus medžiagos(paviršinio aktyvumo medžiagos), veikiančios kaip ploviklis.

Paviršinio aktyvumo medžiaga yra mišinys, kurį iš esmės sudaro fosfolipidai (90-95%), įskaitant daugiausia fosfatidilcholiną (lecitiną). Be to, jame yra keturi paviršinio aktyvumo medžiagoms būdingi baltymai, taip pat nedidelis anglies hidrato kiekis. Bendras paviršinio aktyvumo medžiagos kiekis plaučiuose yra labai mažas. 1 m2 alveolių paviršiaus yra apie 50 mm3 paviršinio aktyvumo medžiagos. Jo plėvelės storis yra 3% viso oro barjero storio. Surfaktantą gamina II tipo alveolių epitelio ląstelės. Paviršinio aktyvumo sluoksnis sumažina alveolių paviršiaus įtempimą beveik 10 kartų. Paviršiaus įtempimo sumažėjimas atsiranda dėl to, kad hidrofilinės šių molekulių galvutės stipriai jungiasi su vandens molekulėmis, o jų hidrofobiniai galai labai silpnai traukia vienas kitą ir kitas tirpale esančias molekules. Paviršinio aktyvumo medžiagos atstumiančios jėgos atsveria vandens molekulių patrauklias jėgas.

Paviršinio aktyvumo medžiagos funkcijos:

1) alveolių dydžio stabilizavimas ekstremaliose padėtyse - įkvėpus ir iškvėpus

2) apsauginis vaidmuo: apsaugo alveolių sieneles nuo žalingo oksiduojančių medžiagų poveikio, pasižymi bakteriostatiniu aktyvumu, užtikrina atvirkštinį dulkių ir mikrobų pernešimą per kvėpavimo takus, mažina plaučių membranos pralaidumą (plaučių edemos profilaktika).

Paviršinio aktyvumo medžiagos pradedamos sintetinti intrauterinio periodo pabaigoje. Jų buvimas palengvina pirmąjį įkvėpimą. Priešlaikinio gimdymo metu kūdikio plaučiai gali būti nepasiruošę kvėpuoti. Paviršinio aktyvumo medžiagos trūkumas arba defektai sukelia rimtą ligą (kvėpavimo distreso sindromą). Šių vaikų plaučių paviršiaus įtampa yra didelė, todėl daugelis alveolių yra sugriuvusios.

testo klausimai

1. Kodėl energijos sąnaudos išoriniam kvėpavimui yra nereikšmingos?

2. Kokie kvėpavimo takų pasipriešinimo tipai išskiriami?

3. Kas sukelia klampų neelastinį pasipriešinimą?

4. Kas yra išplėtimas, kaip jį nustatyti?

5. Nuo kokių veiksnių priklauso klampus neelastingumas?

6. Kas lemia plaučių ir audinių elastinį pasipriešinimą?

7. Kas yra aktyviosios paviršiaus medžiagos, kokias funkcijas jos atlieka?

©2015-2018 poisk-ru.ru
Visos teisės priklauso jų autoriams. Ši svetainė nepretenduoja į autorystę, tačiau suteikia galimybę nemokamai naudotis.
Autorių teisių pažeidimas ir asmens duomenų pažeidimas

Išorinio kvėpavimo mechanizmas. Įkvėpimo ir iškvėpimo biomechanika.

išorinis kvėpavimas yra dujų mainai tarp kūno ir aplinkos. Tai atliekama naudojant du procesus - plaučių kvėpavimą ir kvėpavimą per odą.

Plaučių kvėpavimas susideda iš dujų mainų tarp alveolių oro ir aplinkos bei tarp alveolių oro ir kapiliarų. Dujų mainų metu su išorine aplinka patenka oras, kuriame yra 21% deguonies ir 0,03-0,04% anglies dvideginio, o iškvepiamame ore yra 16% deguonies ir 4% anglies dvideginio. Iš atmosferos oro į alveolių orą patenka deguonis, o anglies dioksidas išsiskiria priešinga kryptimi.

Keičiant su plaučių kraujotakos kapiliarais alveoliniame ore, deguonies slėgis yra 102 mm Hg. Art., o anglies dioksidas - 40 mm Hg. Art., veninio kraujo deguonies įtampa - 40 mm Hg. Art., o anglies dioksidas - 50 mm Hg. Art. Dėl išorinio kvėpavimo iš plaučių teka arterinis kraujas, kuriame gausu deguonies ir stinga anglies dioksido.

Išorinis kvėpavimas atliekamas dėl ritmiškų sunkios ląstelės judesių. Kvėpavimo ciklas susideda iš įkvėpimo ir iškvėpimo fazių, tarp kurių nėra pauzės. Ramybės metu suaugusio žmogaus kvėpavimo dažnis yra 16-20 per minutę.

įkvėpti yra aktyvus procesas. Ramiai kvėpuojant susitraukia išoriniai tarpšonkauliniai ir tarpkremzliniai raumenys. Jie pakelia šonkaulius, o krūtinkaulis juda į priekį. Dėl to padidėja krūtinės ertmės sagitaliniai ir priekiniai matmenys. Tuo pačiu metu susitraukia diafragmos raumenys. jo kupolas nusileidžia, o pilvo organai juda žemyn, į šonus ir į priekį. Dėl to krūtinės ertmė didėja ir vertikalia kryptimi.

Pasibaigus įkvėpimui, kvėpavimo raumenys atsipalaiduoja – prasideda iškvėpimas. Ramus iškvėpimas yra pasyvus procesas.

Jo metu krūtinės ląsta grįžta į pradinę būseną, veikiama savo svorio, ištempto raiščių aparato ir spaudimo pilvo organų diafragmai. Esant fiziniam krūviui, patologinės būklės, kurias lydi dusulys (plaučių tuberkuliozė, bronchų astma ir kt.) atsiranda priverstinis kvėpavimas. Pagalbiniai raumenys dalyvauja įkvėpimo ir iškvėpimo veiksme. Su priverstiniu įkvėpimu sternocleidomastoideus, skaliarinis, krūtinės ir trapeciniai raumenys. Jie prisideda prie papildomo šonkaulių pakėlimo. Priverstinio iškvėpimo metu susitraukia vidiniai tarpšonkauliniai raumenys, dėl to padidėja šonkaulių nusileidimas. Tie. priverstinis iškvėpimas yra aktyvus procesas.

Spaudimas pleuros ertmėje ir jo kilmė bei vaidmuo išorinio kvėpavimo mechanizme. Slėgio pokyčiai pleuros ertmėje skirtingose kvėpavimo ciklo fazėse.

Slėgis pleuros ertmėje visada yra žemiau atmosferos - neigiamas slėgis.

Neigiamo slėgio pleuros ertmėje reikšmė:

iki maksimalaus iškvėpimo pabaigos - 1-2 mm Hg. Art.,
iki ramaus iškvėpimo pabaigos - 2-3 mm Hg. Art.,
iki ramaus kvėpavimo pabaigos - 5-7 mm Hg. Art.,
iki maksimalaus kvėpavimo pabaigos - 15-20 mm Hg. Art.

Krūtinės ląstos augimo intensyvumas yra didesnis nei plaučių audinio. Dėl to padidėja pleuros ertmės tūris, o kadangi ji yra sandari, slėgis tampa neigiamas.

Elastingas plaučių atatranka- jėga, kuria audinys linkęs kristi.

Plaučių elastinga atatranka atsiranda dėl :

1) skysčio plėvelės, dengiančios vidinį alveolių paviršių, paviršiaus įtempimas;

2) alveolių sienelių audinio elastingumas dėl juose esančių elastinių skaidulų;

3) bronchų raumenų tonusas.

1. Įkvėpimo ir iškvėpimo biomechanika

ZhEL ir jo komponentai. Jų nustatymo metodai. Likęs oras.

Išorinio kvėpavimo aparato funkcionavimą galima spręsti pagal oro tūrį, patenkantį į plaučius per vieną kvėpavimo ciklą. Oro tūris, patenkantis į plaučius maksimaliai įkvėpus, sudaro bendrą plaučių talpą. Jis yra maždaug 4,5–6 litrai ir susideda iš gyvybinės plaučių talpos ir likutinio tūrio.

Plaučių gyvybinė talpa- oro kiekis, kurį žmogus gali iškvėpti giliai įkvėpęs. Tai vienas iš rodiklių fizinis vystymasis ir laikomas patologiniu, jei jis sudaro 70–80 % tinkamo tūrio. Gyvenimo metu ši vertė gali pasikeisti. Tai priklauso nuo daugelio priežasčių: amžiaus, ūgio, kūno padėties erdvėje, maisto suvartojimo, fizinė veikla nėštumo buvimas ar nebuvimas.

Plaučių gyvybinė talpa susideda iš kvėpavimo ir rezervinių tūrių. Potvynių tūris yra oro kiekis, kurį žmogus įkvepia ir iškvepia rami būsena. Jo vertė yra 0,3-0,7 litro. Jis palaiko tam tikrą deguonies ir anglies dioksido dalinį slėgį alveolių ore. Įkvėpimo rezervinis tūris – tai oro kiekis, kurį žmogus gali papildomai įkvėpti po įprasto įkvėpimo. Paprastai tai yra 1,5–2,0 litro. Tai apibūdina plaučių audinio gebėjimą papildomai ištempti. Iškvėpimo rezervinis tūris yra oro kiekis, kurį galima iškvėpti po įprasto iškvėpimo.

Likutinis tūris- pastovus oro kiekis plaučiuose net ir maksimaliai iškvėpus. Tai yra apie 1,0-1,5 litro.

Svarbi kvėpavimo ciklo charakteristika yra kvėpavimo judesių dažnis per minutę. Paprastai tai yra 16-20 judesių per minutę. Kvėpavimo ciklo trukmė apskaičiuojama 60 s padalijus iš kvėpavimo dažnio reikšmės.

Įvedimo ir galiojimo laiką galima nustatyti iš spirogramos.

Plaučių tūris:

1. Potvynio tūris (TO) = 500 ml

2. Rezervinis įkvėpimo tūris (RIV) = 1500-2500 ml

3. Iškvėpimo rezervinis tūris (ERV) = 1000 ml

4. Likutinis tūris (RO) = 1000 -1500ml

Plaučių talpa:

- bendra plaučių talpa (TLC) \u003d (1 + 2 + 3 + 4) \u003d 4-6 litrai

- gyvybinė plaučių talpa (VC) \u003d (1 + 2 + 3) \u003d 3,5-5 litrai

- funkcinė liekamoji plaučių talpa (FRC) \u003d (3 + 4) \u003d 2-3 litrai

- įkvėpimo talpa (EV) \u003d (1 + 2) \u003d 2-3 litrai

Minutinė plaučių ventiliacijos apimtis ir jos pokyčiai esant įvairioms apkrovoms, jo nustatymo metodai. „Žalinga erdvė“ ir efektyvi plaučių ventiliacija. Kodėl retas ir gilus kvėpavimas yra efektyvesnis.

Minutės apimtis- oro kiekis, kuris ramiai kvėpuojant pasikeičia su aplinka. Jis nustatomas pagal potvynio tūrio ir kvėpavimo dažnio sandaugą ir yra 6-8 litrai.

Vidutinė jo vertė yra 500 ml, kvėpavimo dažnis per minutę yra 12–16, todėl minutinis kvėpavimo tūris vidutiniškai yra 6–8 litrai.

Tačiau ne visas oras, patenkantis į kvėpavimo sistemą, dalyvauja dujų mainuose. Dalis oro užpildo kvėpavimo takus (gerklą, trachėją, bronchus, bronchioles) ir nepasiekia alveolių, nes iškvėpimo metu jis pirmasis palieka kūną.

Šis oras vadinamas kenksmingos erdvės oras. Jo tūris vidutiniškai yra 140-150 ml. Todėl įvedama veiksmingos plaučių ventiliacijos koncepcija. Tai oro kiekis per minutę, kuris dalyvauja dujų mainuose. Efektyvi plaučių ventiliacija tuo pačiu minutės kvėpavimo tūriu gali būti skirtinga. Taigi, kuo didesnis potvynio tūris, tuo mažesnis santykinis oro kiekis kenksmingoje erdvėje. Todėl retas ir gilus kvėpavimas efektyviau aprūpina organizmą deguonimi, nes padidėja alveolių ventiliacija.

Kvėpavimas, pagrindiniai jo etapai. Išorinio kvėpavimo mechanizmai. Įkvėpimo ir iškvėpimo biomechanika.

Kvėpavimas yra sudėtingas nenutrūkstamas procesas, dėl kurio nuolat atnaujinama kraujo dujų sudėtis.

Kvėpavimo procese išskiriamos trys grandys: išorinis, arba plaučių kvėpavimas, dujų pernešimas krauju ir vidinis, arba audinių, kvėpavimas.

Kvėpavimas – tai visuma fiziologinių procesų, užtikrinančių nuolatinį audinių aprūpinimą deguonimi, jo panaudojimą oksidacinėse reakcijose, taip pat metabolizmo metu susidarančio anglies dvideginio ir dalinai vandens pašalinimą iš organizmo. Kvėpavimo sistema apima nosies ertmę, gerklas, bronchus ir plaučius. Kvėpavimas susideda iš šių pagrindinių žingsnių:

išorinis kvėpavimas, užtikrinantis dujų mainus tarp plaučių ir išorinės aplinkos;

dujų mainai tarp alveolių oro ir veninio kraujo, tekančio į plaučius;

dujų transportavimas krauju; dujų mainai tarp arterinio kraujo ir audinių;

audinių kvėpavimas.

Išorinis kvėpavimas – tai dujų mainai tarp kūno ir aplinkinio atmosferos oro. Jis atliekamas dviem etapais - dujų mainai tarp atmosferos ir alveolių oro ir dujų mainų tarp plaučių kapiliarų kraujo ir alveolių oro.

Kvėpavimo aparatą sudaro kvėpavimo takai, plaučiai, pleura, krūtinės ląstos skeletas ir raumenys bei diafragma. Pagrindinė išorinio kvėpavimo aparato funkcija – aprūpinti organizmą deguonimi ir išlaisvinti jį iš anglies dioksido pertekliaus. Apie išorinio kvėpavimo aparato funkcinę būklę galima spręsti pagal kvėpavimo ritmą, gylį, dažnį, pagal plaučių tūrių reikšmę, pagal deguonies pasisavinimo ir anglies dvideginio išsiskyrimo rodiklius ir kt.

Dujų pernešimas vyksta krauju. Jį užtikrina dujų dalinio slėgio (įtampos) skirtumas jų kelyje: deguonis iš plaučių į audinius, anglies dioksidas iš ląstelių į plaučius.

Vidinį arba audinių kvėpavimą taip pat galima suskirstyti į du etapus. Pirmasis etapas yra dujų mainai tarp kraujo ir audinių. Antrasis yra deguonies suvartojimas ląstelėse ir anglies dioksido išsiskyrimas iš jų (ląstelių kvėpavimas).

Įkvėpkite ir iškvėpkite

Įkvėpimas prasideda kvėpavimo (kvėpavimo) raumenų susitraukimu.

Raumenys, kurių susitraukimas lemia krūtinės ertmės tūrio padidėjimą, vadinami įkvėpimo, o raumenys, kurių susitraukimas lemia krūtinės ertmės tūrio sumažėjimą, – iškvėpimo. Pagrindinis įkvėpimo raumuo yra diafragmos raumuo. Diafragmos raumenų susitraukimas lemia tai, kad jo kupolas išsilygina, vidiniai organai nustumiami žemyn, o tai lemia krūtinės ertmės tūrio padidėjimą vertikalia kryptimi. Dėl išorinių tarpšonkaulinių ir tarpšonkaulinių raumenų susitraukimo padidėja krūtinės ertmės tūris sagitaline ir priekine kryptimis.

Plaučiai yra padengti serozine membrana - pleura, susidedančia iš visceralinių ir parietalinių lakštų. Parietalinis sluoksnis yra prijungtas prie krūtinės, o visceralinis - su plaučių audiniu. Padidėjus krūtinės ląstos apimčiai, dėl įkvėpimo raumenų susitraukimo, parietalinis lapas seks krūtinę. Dėl sukibimo jėgų atsiradimo tarp pleuros lakštų visceralinis lakštas seks po parietaliniu sluoksniu, o po jų – plaučiais. Dėl to pleuros ertmėje padidėja neigiamas slėgis ir padidėja plaučių tūris, kartu sumažėja slėgis juose, jis tampa mažesnis už atmosferos slėgį ir į plaučius pradeda tekėti oras – atsiranda įkvėpimas.

Tarp visceralinio ir parietalinio pleuros sluoksnių yra į plyšį panaši erdvė, vadinama pleuros ertme. Slėgis pleuros ertmėje visada yra mažesnis už atmosferos slėgį, jis vadinamas neigiamu slėgiu. Neigiamo slėgio pleuros ertmėje reikšmė yra lygi: iki maksimalaus iškvėpimo pabaigos - 1-2 mm Hg. Art., iki ramaus iškvėpimo pabaigos - 2-3 mm Hg. Art., iki ramaus kvėpavimo pabaigos -5-7 mm Hg. Art., iki maksimalaus kvėpavimo pabaigos - 15-20 mm Hg. Art.

Neigiamas slėgis pleuros ertmėje atsiranda dėl vadinamojo elastinio plaučių atatrankos – jėgos, kuria plaučiai nuolat stengiasi sumažinti savo tūrį. Plaučių elastingumą sukelia dvi priežastys:

Daugelio elastinių skaidulų buvimas alveolių sienelėje;

Skystos plėvelės, dengiančios vidinį alveolių sienelių paviršių, paviršiaus įtempimas.

Medžiaga, dengianti vidinį alveolių paviršių, vadinama paviršinio aktyvumo medžiaga.

Iškvėpimo biomechanika

Paviršinio aktyvumo medžiaga turi mažą paviršiaus įtempimą ir stabilizuoja alveolių būklę, o būtent įkvėpus ji apsaugo alveoles nuo per didelio tempimo (paviršinio aktyvumo medžiagos molekulės yra toli viena nuo kitos, o tai lydi paviršiaus įtempimo padidėjimas), ir iškvepiant, nuo kritimo (paviršinio aktyvumo medžiagos molekulės išsidėsčiusios arti viena kitos). viena kitai, kurią lydi paviršiaus įtempimo sumažėjimas).

Neigiamo slėgio pleuros ertmėje reikšmė įkvėpimo akte pasireiškia, kai oras patenka į pleuros ertmę, tai yra pneumotoraksas. Jei į pleuros ertmę patenka nedidelis oro kiekis, plaučiai dalinai griūva, tačiau jų ventiliacija tęsiasi. Ši būklė vadinama uždaru pneumotoraksu. Po kurio laiko oras iš pleuros ertmės įsiurbiamas ir plaučiai išsiplečia.