(Vonkajšie dýchanie a metódy jeho výskumu) Plán prednášok. Michail Ingerleib

Mať rovné, krásne zuby a oslnivý úsmev je prirodzenou túžbou každého moderného človeka.

Ale nie každému sú takéto zuby od prírody dané, preto veľa ľudí hľadá odbornú pomoc v zubných ambulanciách, aby napravili najmä chyby chrupu za týmto účelom.

Korekčné zariadenie umožňuje opraviť nerovnomerné zuby alebo nesprávne vytvorený zhryz. Ako doplnok k vybraným ortézam sú na nich inštalované a zaistené elastické pásy (ortodontické tyče), ktoré vykonávajú svoju vlastnú, individuálnu, jasne definovanú funkciu.

V súčasnosti mnohé kliniky poskytujú podobné služby a vykonávajú korekčné procedúry na správnej úrovni a s vynikajúcimi konečnými výsledkami.

Ťaháme, ťaháme, môžeme vytrhávať zuby

Okamžite to stojí za zváženie a pochopenie - gumové tyče pripevnené k výstužiam sa nepoužívajú na výraznú a vážnu korekciu zhryzu, gumičky len korigujú smer pohybu zvršku a spodná čeľusť, a tiež regulujú potrebnú symetriu a vzťah chrupu.

Netreba sa báť použiť takéto elastické tyče. Vďaka vysoko kvalitným materiálom použitým pri výrobe týchto elastických pásov a moderné technológie, nevyvolávajú alergické reakcie a nespôsobujú mechanické poškodenie zubov a ďasien.

Tyčinky nainštaluje iba zubár, ktorý po zákroku napraví aj prípadné problémy či nepríjemnosti.

Gumičky totiž musia byť spevnené presne v takej polohe, ktorá umožní ortézam čo najefektívnejšie plniť svoju úlohu. Okrem toho by nemali zasahovať do prirodzených pohybov čeľustí - žuvanie, prehĺtanie a reč.

Ak nastane neplánovaná situácia - oslabenie alebo pretrhnutie elastického pásika na jednej strane chrupu, mali by ste okamžite konzultovať s lekárom. Nerovnováha v symetrii napätia povedie k nežiaducemu výsledku.

Ak nie je možné vyhľadať odbornú pomoc, čo najskôr, potom je lepšie odstrániť všetky existujúce elastické pásy, aby nedošlo k asymetrii v napätí tyčí.

Typy a spôsoby inštalácie gumičiek na výstužný systém

Elastické pásy na výstužiach sú zvyčajne pripevnené jedným z dvoch spôsobov inštalácie:

V tvare V natiahnuté v tvare písmena V (vo forme kliešťa) a pôsobia na obe strany chrupu, korigujúc polohu dvoch susedných zubov a pripevnené k protiľahlej čeľusti spodnou časťou „kliešťa“.
Krabicový tvar, po inštalácii zvonka pripomínajú štvorec alebo obdĺžnik, držia čeľuste spolu s „rohmi“ a uľahčujú pohyb tela chrupu.

Box Elastické sťahováky na traky

Spôsob uchytenia volí ošetrujúci lekár, pričom hľadá najlepšiu možnosť pre najlepšiu efektivitu celého zákroku na korekciu zhryzu alebo narovnanie zubov.

Niekedy sa tieto dve možnosti uchytenia tyčí používajú naraz, ak sú zuby umiestnené v radoch príliš nerovnomerne a je potrebné použiť maximálne spevnenie a zosilnenie sťahovacieho účinku elastických pásov.

Ortodontické tyče je možné zakúpiť samostatne v lekárňach alebo špecializovaných predajniach, ale je lepšie dôverovať výberu ošetrujúceho lekára, ktorý rozumie materiálom a výrobcom takýchto zariadení oveľa lepšie ako ktorýkoľvek pacient.

Nekvalitný materiál používaný v niektorých podnikoch pri výrobe elastických pásov môže viesť k alergickej reakcii alebo nemusí mať potrebné pozitívny výsledok elasticita.

Koniec koncov, takýto systém je umiestnený na veľmi dlho, niekedy aj niekoľko rokov a ošetrenie zubov v tomto období bude oveľa náročnejšie.

Zvyčajne sa inštalácia strojčekov uskutočňuje v dvoch návštevách lekára: prvýkrát sa posilní jedna čeľusť a druhýkrát, po spozorovaní a zaznamenaní správnosti zvolenej metódy, sa spevní opačná čeľusť.

Je to spôsobené aj trvaním postupu inštalácie samotného fixačného zariadenia, ktorý zriedka trvá menej ako hodinu. Po inštalácii konzolového systému na čeľusť sa k nej úplne pripevnia gumové tyče (elastika) v súlade so zvoleným spôsobom upevnenia, čím sa čeľuste spoja v požadovanom smere a potrebnou silou.

Pravidlá používania gumičiek

Hlavným zariadením, ktoré koriguje nerovnomerné zuby a koriguje zhryz, je stále samotný konzolový systém a elastické tyče sú len doplnkom, nevyhnutným, ale nie ústredným prvkom dizajnu. Pri používaní takýchto gumičiek nie je možné byť neopatrný.

Existuje niekoľko pravidiel pre nosenie gumičiek, ktoré musí pacient dodržiavať:

Ak príroda neodmenila človeka oslnivým úsmevom a dokonca radmi snehovo bielych zubov, nanešťastie, aby ste vytvorili slušný, elegantný a krásny obraz, budete sa musieť obrátiť o pomoc na profesionálov.

Ale našťastie a našťastie pre pacientov, moderná medicína vo všeobecnosti a zubné lekárstvo zvlášť sú schopné robiť doslova zázraky. Kvalitný systém strojčekov a vhodne zvolené ortodontické tyče vám pomôžu spresniť skus, vyrovnajú nerovné zuby a vytvoria krásnu líniu zubov.

Nie je potrebné sa obávať nežiaducich následkov, samozrejme, ak hľadáte pomoc od špecialistov, ktorí sa v tejto oblasti činnosti osvedčili.

O urobiť správnu voľbu klinika a zubár, nákup kvalitných materiálov a prísne dodržiavanie všetkých pravidiel a požiadaviek na postup lekára dôjde k nápraveúspešne a váš úsmev bude krásny a očarujúci.

Ryža. 4. Zmeny hlasitosti hrudník a polohu bránice počas pokojnej inšpirácie (zobrazené sú obrysy hrudníka a bránice, plné čiary - výdych, bodkované čiary - nádych)

Keď je dýchanie veľmi hlboké a intenzívne alebo keď sa zvyšuje odpor pri vdychovaní, proces zvyšovania objemu hrudníka zahŕňa niekoľko krokov. pomocné dýchacie svaly ktorý môže zdvihnúť rebrá: scalene, veľký a malý prsný sval, serratus anterior. Medzi pomocné svaly inšpirácie patria aj svaly extenzorov. hrudnej oblasti chrbticu a fixáciu ramenného pletenca pri opieraní sa o ruky položené dozadu ( lichobežníkový, kosoštvorcový atď.).
Ako sme už povedali, pokojná inhalácia sa vyskytuje pasívne - na pozadí prakticky uvoľnených svalov. Pri aktívnom intenzívnom výdychu sa svaly brušnej steny „spájajú“ (šikmé, priečne a rovné), výsledkom je objem brušná dutina klesá, tlak v ňom sa zvyšuje, tlak sa prenáša na membránu a zvyšuje ju. Z dôvodu zníženia vnútorné šikmé medzirebrové svaly rebrá klesajú a ich konce sa približujú k sebe. Medzi pomocné svaly výdychu patria aj svaly, ktoré ohýbajú chrbticu.

Ryža. 5. Svaly zapojené do dýchania:
a: 1 – trapézový sval; 2 – splenius capitis sval; 3 – kosoštvorcové veľké a vedľajšie svaly; 4 – dolný pílovitý zadný sval; 5 – torakolumbálna fascia; 6 – bedrový trojuholník; 7 – latissimus dorsi sval
b: 1 – veľký prsný sval; 2 – axilárna dutina; 3 – m. latissimus dorsi; 4 – predný sval pílovitý; 5 – vonkajší šikmý brušný sval; 6 – aponeuróza vonkajšieho šikmého brušného svalu; 7 – pupočný krúžok; 8 - biela čiara brucho; 9 – inguinálny väz; 10 – povrchový inguinálny krúžok; 11 – semenná šnúra

Ako už viete, svetlo a vnútorné steny hrudnej dutiny zakryté seróza – pleura.
Medzi vrstvami viscerálnej a parietálnej pleury je úzka (5-10 µm) medzera, v ktorej je serózna tekutina, ktorá má podobné zloženie ako lymfa. Vďaka tomu si pľúca neustále udržiavajú svoj objem a sú v rozšírenom stave.
Ak sa do pleurálnej štrbiny vloží ihla spojená s tlakomerom, získané údaje ukážu, že tlak v nej je nižší ako atmosférický. Negatívny tlak v pleurálnej trhline je spôsobený elastická trakcia pľúc, tj neustála túžba pľúc znižovať objem.
Elastická trakcia pľúc je spôsobená tromi faktormi:
1. Elasticita tkaniva stien alveol v dôsledku prítomnosti elastických vlákien v nich.
2. Tón bronchiálnych svalov.
3. Povrchové napätie tekutého filmového krytu vnútorný povrch alveoly
V pleurálnej trhline v normálnych podmienkach Neexistujú žiadne plyny, keď sa do pleurálnej medzery zavedie určité množstvo vzduchu, postupne sa vyrieši. Ak sa do pleurálnej štrbiny dostane malé množstvo vzduchu, a pneumotorax– pľúca čiastočne skolabujú, ale ventilácia pokračuje. Tento stav sa nazýva uzavretý pneumotorax. Po určitom čase sa vzduch z pleurálnej dutiny absorbuje do krvi a pľúca sa roztiahnu.

Negatívny tlak v pleurálnej trhline je spôsobený elastickým ťahom pľúc, t.j. neustálou túžbou pľúc zmenšiť objem.

Pri otvorení hrudníka, napríklad pri ranách alebo vnútrohrudných operáciách, sa tlak v okolí pľúc zhoduje s atmosférickým tlakom a pľúca sa úplne zrútia. Jeho ventilácia sa zastaví, napriek práci dýchacích svalov. Tento typ pneumotoraxu sa nazýva otvorený. Obojstranný otvorený pneumotorax, ak pacient nie je liečený núdzová pomoc, vedie k smrti. Je potrebné buď urýchlene začať produkovať neumelé dýchanie rytmickým pumpovaním vzduchu do pľúc cez priedušnicu, alebo okamžite utesniť pleurálna dutina.

Dýchacie pohyby

Fyziologický popis normálnych dýchacích pohybov spravidla nezodpovedá pohybom, ktoré pozorujeme u seba a našich priateľov. Vidíme tak dýchanie, ktoré zabezpečuje najmä bránica, ako aj dýchanie, ktoré zabezpečuje najmä práca medzirebrových svalov. Oba typy dýchania sú v medziach normy. K spojeniu svalov ramenného pletenca najčastejšie dochádza, keď vážna choroba x alebo veľmi intenzívna práca a takmer nikdy sa nepozoruje v normálnom stave, u relatívne zdravých ľudí.
Dýchanie, zabezpečované najmä prácou bránice, je typické skôr pre mužov. Normálne je nádych sprevádzaný miernym vyčnievaním brušnej steny a výdych je sprevádzaný miernym stiahnutím. Toto brušný typ dýchania v jeho najčistejšej forme.
Vyskytuje sa menej často, ale stále pomerne často paradoxné, alebo reverzný typ brušného dýchania, na ktorom brušnej steny Pri nádychu sa sťahuje a pri výdychu vyčnieva. Tento typ dýchania je zabezpečený výlučne kontrakciou bránice, bez posunu brušných orgánov. Tento typ dýchania je tiež bežnejší u mužov.
Charakteristické pre ženy hrudný typ dýchania, zabezpečuje najmä práca medzirebrových svalov. Táto vlastnosť môže súvisieť s biologickou pripravenosťou ženy na materstvo a v dôsledku toho s ťažkosťami s brušným dýchaním počas tehotenstva. Pri tomto type dýchania najvýraznejšie pohyby vykonáva hrudná kosť a rebrá.
Dýchanie, ktoré zahŕňa ramená a kľúčne kosti, je zabezpečené prácou svalov ramenného pletenca. Vetranie pľúc pri tomto type dýchania je slabé, vzduch vstupuje len do nich vrchná časť, takže toto typ dýchania volal apikálny. U zdravých ľudí sa apikálny typ dýchania prakticky nevyskytuje, vzniká pri závažných ochoreniach (nielen pľúcnych!), no pre nás je tento typ dôležitý, keďže sa využíva pri mnohých dychových cvičeniach.

Proces dýchania v číslach

Objemy pľúc

Je jasné, že objem nádychu a výdychu možno vyjadriť v digitálnych pojmoch. A v tejto otázke je tiež niekoľko zaujímavých, ale málo známe fakty, ktorých znalosť je potrebná na výber jedného alebo druhého typu dychových cvičení.
Počas tichého dýchania človek vdýchne a vydýchne asi 500 ml (od 300 do 800 ml) vzduchu; tento objem vzduchu sa nazýva dychový objem. Okrem normálneho dychového objemu môže človek pri čo najhlbšom nádychu vdýchnuť asi 3 000 ml vzduchu – to je inspiračný rezervný objem. Po bežnom pokojnom výdychu akékoľvek zdravý muž napnutím výdychových svalov dokáže „vytlačiť“ z pľúc ešte asi 1 300 ml vzduchu – to exspiračný rezervný objem. Súčet týchto objemov je vitálna kapacita pľúc: 500 ml + 3 000 ml + 1 300 ml = 4 800 ml.
Ako vidno z výpočtov, príroda poskytla takmer desaťnásobná zásoba Ak je to možné, „pumpujte“ vzduch cez pľúca. Hneď si všimnime, že funkčná rezerva na „čerpanie“ vzduchu (vetranie pľúc) sa nezhoduje s rezervou na možnosť spotreby a transportu kyslíka.
Dychový objem- kvantitatívne vyjadrenie hĺbka dýchania.
Vitálna kapacita pľúc - Toto je maximálny objem vzduchu, ktorý je možné vdýchnuť alebo odstrániť z pľúc počas jedného nádychu alebo výdychu. Vitálna kapacita pľúc u mužov je vyššia (4 000 – 5 500 ml) ako u žien (3 000 – 4 500 ml), je väčšia v stoji ako v sede alebo v ľahu. Fyzický tréning pomáha zvyšovať kapacitu pľúc.
Po maximálnom hlbokom výdychu zostáva v pľúcach pomerne značný objem vzduchu – asi 1 200 ml. Toto zvyškový objem vzduchu. Väčšinu z nich možno z pľúc odstrániť iba pomocou otvorený pneumotorax. Určité množstvo vzduchu zostáva aj v skolabovaných pľúcach ( minimálna hlasitosť), zadržiava sa vo „vzduchových pasciach“, ktoré vznikli v dôsledku kolapsu niektorých bronchiolov pred alveolami.

Ryža. 6. Spirogram – zaznamenávanie zmien pľúcnych objemov

Maximálne množstvo vzduchu, ktorý môže byť v pľúcach sa nazýva celková kapacita pľúc; rovná sa súčtu zvyškového objemu a vitálnej kapacity pľúc (v uvedenom príklade: 1 200 ml + 4 800 ml = 6 000 ml).
Objem vzduchu, nachádza sa v pľúcach na konci tichého výdychu (pri uvoľnenom dýchacom svalstve) je tzv funkčná zvyšková kapacita pľúc. Rovná sa súčtu zvyškového objemu a exspiračného rezervného objemu (v použitom príklade: 1 200 ml + 1 300 ml = 2 500 ml). Funkčná zvyšková kapacita pľúc je blízka objemu alveolárneho vzduchu pred začiatkom nádychu.
Vetranie je určené objemom vzduchu vdýchnutého alebo vydýchnutého za jednotku času. Zvyčajne merané minútový objem dýchania. Pri pokojnom dýchaní prejde pľúcami 6–9 litrov vzduchu za minútu. Ventilácia pľúc závisí od hĺbky a frekvencie dýchania, v pokoji je to zvyčajne od 12 do 18 nádychov a výdychov za minútu. Minútový objem dýchania sa rovná súčinu dychového objemu a frekvencie dýchania.

Mŕtvy priestor

Vzduch sa nachádza nielen v alveolách, ale aj v dýchacích cestách. Patrí medzi ne nosová dutina (alebo ústa, ak dýchanie ústami), nazofarynx, hrtan, priedušnica, priedušky. Vzduch v dýchacích cestách (s výnimkou dýchacích bronchiolov) sa nezúčastňuje výmeny plynov, preto sa lúmen dýchacích ciest tzv. anatomický mŕtvy priestor. Pri nádychu vstupujú posledné časti vzduchu mŕtvy priestor a bez zmeny jeho zloženia, odchádza pri výdychu.
Objem anatomického mŕtveho priestoru je asi 150 ml (pri tichom dýchaní približne 1/3 dychového objemu). To znamená, že z 500 ml vdýchnutého vzduchu sa do alveol dostane len 350 ml. Na konci tichého výdychu je v alveolách asi 2 500 ml vzduchu, takže pri každom tichom nádychu sa obnoví len >/7 objemu vzduchu v alveolách.

Význam dýchacích ciest

V koncepcii dýchacích ciest zaraďujeme nosové a ústna dutina, nosohltan, hrtan, priedušnica a priedušky. V dýchacích cestách prakticky nedochádza k výmene plynov, ale sú nevyhnutné pre normálne dýchanie. Pri prechode cez ne prechádza vdychovaný vzduch nasledujúcimi zmenami:
zvlhčené;
zahrieva sa;
očistené od prachu a mikroorganizmov.
Z pohľadu moderná veda Dýchanie nosom sa považuje za najfyziologickejšie: pri takomto dýchaní je obzvlášť účinné čistenie vzduchu od prachu – pri prechode úzkymi a zložitými nosnými priechodmi vzduch vytvára vírivé prúdy, ktoré podporujú kontakt prachových častíc s nosovou sliznicou. Steny dýchacích ciest sú pokryté hlienom, na ktorý sa lepia vzdušné častice. Aktivitou ciliárneho epitelu nosovej dutiny, priedušnice a priedušiek sa hlien postupne presúva (7-19 mm/min) smerom k nosohltanu. Hlien obsahuje látku lyzozým, s letálnym účinkom na patogénne mikroorganizmy. Pri podráždení receptorov v hltane, hrtane a priedušnici prachovými časticami a nahromadeným hlienom človek kašle, pri podráždení receptorov v nosovej dutine kýcha. Toto ochranné dýchacie reflexy.

Pri podráždení receptorov v hltane, hrtane a priedušnici prachovými časticami a nahromadeným hlienom človek kašle, pri podráždení receptorov v nosovej dutine kýcha. Ide o ochranné dýchacie reflexy.

Okrem toho vdychovaný vzduch, prechádzajúci čuchovou zónou nosovej sliznice, „prináša“ pachy – vrátane upozornení na nebezpečenstvo, vyvoláva sexuálne vzrušenie (feromóny), pachy sviežosti a prírody, stimuluje dýchacie centrum a ovplyvňuje náladu.
Množstvo vdýchnutého vzduchu a účinnosť ventilácie pľúc ovplyvňuje aj taká hodnota ako odbavenie(priemer) priedušiek. Táto hodnota sa môže meniť pod vplyvom mnohých faktorov, z ktorých niektoré je možné kontrolovať. Hladké kruhové svaly steny priedušiek zužujú lúmen. Svaly priedušiek sú v stave tonickej aktivity, ktorá sa zvyšuje s výdychom. Svaly priedušiek sa sťahujú so zvýšením parasympatických vplyvov autonómnych nervový systém pod vplyvom látok ako histamín, serotonín, prostaglandíny. K relaxácii priedušiek dochádza pri znížení sympatických vplyvov autonómneho nervového systému, pod vplyvom adrenalínu.
Nadmerné vylučovanie hlienu, ku ktorému dochádza pri zápalových a alergické reakcie, a cudzie telesá, hnis pri infekčné choroby atď - to všetko nepochybne ovplyvní účinnosť výmeny plynu.

Kapitola 2. Výmena plynov v pľúcach

Trochu o krvnom obehu

Predchádzajúca etapa – etapa vonkajšie dýchanie- končí skutočnosťou, že kyslík v atmosférickom vzduchu vstupuje do alveol, odkiaľ bude musieť prejsť do kapilár, čím sa alveoly „zapletú“ do hustej siete.
Kapiláry sa spájajú a vytvárajú pľúcne žily, ktoré vedú okysličenú krv do srdca, presnejšie do ľavej predsiene. Z ľavej predsiene vstupuje okysličená krv do ľavej komory a potom sa „vydáva na cestu“ cez systémový obeh do orgánov a tkanív. "Výmena" s tkanivami živiny Po podaní kyslíka a odobratí oxidu uhličitého krv vstupuje do pravej predsiene cez žily a systémový kruh krvného obehu sa uzatvára a začína sa malý kruh.
Pľúcny obeh začína v pravej komore, kde pľúcna tepna, ktorá sa rozvetvuje a spája alveoly s kapilárnou sieťou, prenáša krv, ktorá sa má „nabiť“ kyslíkom do pľúc a potom opäť cez pľúcne žily do ľavej predsiene a tak ďalej ad infinitum. Na vyhodnotenie účinnosti a rozsahu tohto procesu si predstavte, že čas na úplný krvný obeh je len 20–23 sekúnd - celý objem krvi dokáže úplne „prebehnúť“ systémový aj pľúcny obeh.

Obr 7. Schéma malých a veľké kruhy krvný obeh

Na nasýtenie takého aktívne sa meniaceho prostredia, akým je krv, kyslíkom, je potrebné vziať do úvahy nasledujúce faktory:
množstvo kyslíka a oxidu uhličitého vo vdychovanom vzduchu - teda jeho zloženie;
účinnosť alveolárnej ventilácie– t.j. oblasť kontaktu, kde dochádza k výmene plynov medzi krvou a vzduchom;
účinnosť alveolárnej výmeny plynov - tj účinnosť látok a štruktúr, ktoré zabezpečujú krvný kontakt a výmenu plynov.

Zloženie vdychovaného, vydychovaného a alveolárneho vzduchu

Za normálnych podmienok človek dýcha atmosférický vzduch, ktorý má relatívne stále zloženie (tab. 1). Vo vydychovanom vzduchu je vždy menej kyslíka a viac oxidu uhličitého. Alveolárny vzduch obsahuje najmenej kyslíka a najviac oxidu uhličitého. Rozdiel v zložení alveolárneho a vydychovaného vzduchu sa vysvetľuje tým, že vydychovaný vzduch je zmesou vzduchu mŕtveho priestoru a alveolárneho vzduchu.

Tabuľka 1. Zloženie vzduchu (v objeme%)

Alveolárny vzduch je vnútorným plynným prostredím tela. Zloženie plynu závisí od jeho zloženia arteriálnej krvi. Regulačné mechanizmy udržujú stálosť zloženia alveolárneho vzduchu. Počas tichého dýchania zloženie alveolárneho vzduchu málo závisí od fáz nádychu a výdychu. Napríklad obsah oxidu uhličitého na konci nádychu je len o 0,2 – 0,3 % nižší ako na konci výdychu, pretože pri každom vdýchnutí sa obnoví len 1/7 alveolárneho vzduchu. Okrem toho výmena plynov v pľúcach prebieha nepretržite, bez ohľadu na fázy nádychu alebo výdychu, čo pomáha vyrovnávať zloženie alveolárneho vzduchu. Pri hlbokom dýchaní sa v dôsledku zvýšenia rýchlosti ventilácie pľúc zvyšuje závislosť zloženia alveolárneho vzduchu od inhalácie a výdychu. Je potrebné mať na pamäti, že koncentrácia plynov „na osi“ prúdu vzduchu a na jeho „strane“ sa bude tiež líšiť - pohyb vzduchu „pozdĺž osi“ bude rýchlejší a jeho zloženie sa bude približovať zloženiu atmosféry. vzduchu. V hornej časti pľúc sú alveoly ventilované menej efektívne ako v spodné časti priliehajúce k membráne.

Alveolárna ventilácia

Výmena plynov medzi vzduchom a krvou prebieha v alveolách, všetky ostatné časti pľúc slúžia len na „dodávanie“ vzduchu do tohto miesta, preto nie je dôležité celkové množstvo ventilácie pľúc; ventilácie alveol. Je menšia ako ventilácia pľúc o množstvo ventilácie mŕtveho priestoru.

Účinnosť alveolárnej ventilácie (a teda výmeny plynov) je vyššia pri menej častom dýchaní ako pri častejšom.

Takže s minútovým objemom dýchania 8 000 ml a frekvenciou dýchania 16-krát za minútu vetranie mŕtveho priestoru bude
150 ml × 16 = 2400 ml.
Alveolárna ventilácia budú rovné
8 000 ml – 2 400 ml = 5 600 ml.
S minútovým dychovým objemom 8 000 ml a frekvenciou dýchania 32-krát za minútu vetranie mŕtveho priestoru bude
150 ml × 32 = 4 800 ml,
A alveolárna ventilácia
8 000 ml – 4 800 ml = 3 200 ml,
t.j. bude to o polovicu menej ako v prvom prípade. To vedie k prvému praktickému záveru: účinnosť alveolárnej ventilácie (a teda výmeny plynov) je vyššia pri menej častom dýchaní ako pri častejšom dýchaní.
Množstvo ventilácie pľúc je regulované telom tak, aby zloženie plynov alveolárneho vzduchu bolo konštantné. So zvýšením koncentrácie oxidu uhličitého v alveolárnom vzduchu sa teda minútový objem dýchania zvyšuje a so znížením klesá. Regulačné mechanizmy tohto procesu však, žiaľ, nie sú v alveolách. Hĺbku a frekvenciu dýchania reguluje dýchacie centrum na základe informácií o množstve kyslíka a oxidu uhličitého v krvi. O tom, ako sa to deje, si podrobnejšie povieme v časti „Nevedomá regulácia dýchania“.

Výmena plynov v alveolách

Výmena plynov v pľúcach prebieha difúziou kyslíka z alveolárneho vzduchu do krvi (asi 500 litrov za deň) a oxidu uhličitého z krvi do alveolárneho vzduchu (asi 430 litrov za deň). K difúzii dochádza v dôsledku rozdielu tlaku týchto plynov v alveolárnom vzduchu a v krvi.

Ryža. 8. Alveolárne dýchanie

Difúzia(z lat. difúzia– šírenie, šírenie) – vzájomné prenikanie kontaktujúcich látok do seba v dôsledku tepelného pohybu častíc látky. Difúzia nastáva v smere znižovania koncentrácie látky a vedie k rovnomernej distribúcii látky v celom objeme, ktorý zaberá. Znížená koncentrácia kyslíka v krvi teda vedie k jeho prenikaniu cez vzducho-krvnú membránu (aero-hematické) bariéra, nadmerná koncentrácia oxidu uhličitého v krvi vedie k jeho uvoľneniu do alveolárneho vzduchu. Anatomicky je vzducho-krvná bariéra reprezentovaná pľúcnou membránou, ktorá sa skladá z kapilárnych endotelových buniek, dvoch hlavných membrán, plochej alveolárny epitel, vrstva povrchovo aktívna látka. Hrúbka pľúcnej membrány je iba 0,4–1,5 mikrónu.
Kyslík vstupujúci do krvi a oxid uhličitý „prinesený“ krvou môžu byť rozpustené aj chemicky viazaná forma– vo forme krehkého spojenia s hemoglobínom erytrocytov. Účinnosť transportu plynu červenými krvinkami priamo súvisí s touto vlastnosťou hemoglobínu.

Kapitola 3. Transport plynov krvou

„Nosičom“ kyslíka z pľúc do tkanív a orgánov a oxidu uhličitého z tkanív a orgánov do pľúc je krv. Vo voľnom (rozpustenom) stave sa prenáša také malé množstvo plynov, že ich možno pri posudzovaní potrieb organizmu bezpečne zanedbať. Pre jednoduchosť vysvetlenia budeme ďalej predpokladať, že hlavné množstvo kyslíka a oxidu uhličitého sa transportuje vo viazanom stave.

Transport kyslíka

Kyslík sa transportuje vo forme oxyhemoglobínu. Oxyhemoglobín - je to komplex hemoglobínu a molekulárneho kyslíka.
Hemoglobín sa nachádza v červených krvinkách - červené krvinky.Červené krvinky pod mikroskopom vyzerajú ako mierne sploštená šiška, v ktorej zabudli celú dieru prepichnúť. Tento neobvyklý tvar umožňuje červeným krvinkám interagovať s krvou lepšie ako guľovitým bunkám (v dôsledku väčšia plocha), pretože ako je známe, z telies s rovnakým objemom má lopta najmenšia plocha. Okrem toho sa erytrocyt dokáže skrútiť do trubice, stlačiť sa do úzkej kapiláry a dosiahnuť najvzdialenejšie „rohy“ tela.
V 100 ml krvi pri normálnej telesnej teplote sa rozpustí len 0,3 ml kyslíka. Kyslík, ktorý sa rozpúšťa v krvnej plazme kapilár pľúcneho obehu, difunduje do červených krviniek a je bezprostredne viazaný hemoglobínom za vzniku oxyhemoglobínu, v ktorom je kyslík 190 ml/l. Rýchlosť väzby kyslíka je vysoká - doba absorpcie rozptýleného kyslíka sa meria v tisícinách sekundy. V kapilárach alveol (pri vhodnej ventilácii a zásobovaní krvou) sa takmer všetok hemoglobín v krvi premieňa na oxyhemoglobín. Rýchlosť difúzie plynov „tam a späť“ je oveľa pomalšia ako rýchlosť viazania plynov, z čoho možno vyvodiť druhý praktický záver: Aby výmena plynov prebehla úspešne, vzduch musí „dostať pauzy“, čas, počas ktorého sa koncentrácia plynov v alveolárnom vzduchu a pritekajúcej krvi stihne vyrovnať.
Konverzia redukovaného (bezkyslíkového) hemoglobínu (deoxyhemoglobín) na oxidovaný (kyslík obsahujúci) hemoglobín ( oxyhemoglobínu) priamo závisí od obsahu rozpusteného kyslíka v tekutej časti krvnej plazmy a mechanizmy asimilácie rozpusteného kyslíka sú veľmi účinné a stabilné.

Aby výmena plynu prebehla úspešne, vzduch musí „dostať pauzy“, čas, počas ktorého sa koncentrácia plynov v alveolárnom vzduchu a pritekajúcej krvi má čas vyrovnať.

Napríklad výstup do nadmorskej výšky 2 000 m nad morom je sprevádzaný poklesom atmosférického tlaku zo 760 na 600 mm Hg. Art., parciálny tlak kyslíka v alveolárnom vzduchu - od 105 do 70 mm Hg. Art., a obsah oxyhemoglobínu klesá len o 3% - napriek poklesu atmosférického tlaku sú tkanivá naďalej zásobované kyslíkom.
V tkanivách, ktoré na normálne fungovanie vyžadujú veľa kyslíka (pracujúce svaly, pečeň, obličky, žľazové tkanivá), oxyhemoglobín sa „vzdá“ kyslíka veľmi aktívne, niekedy takmer úplne. A naopak: v tkanivách, v ktorých je intenzita oxidačných procesov nízka (napríklad v tukovom tkanive), sa väčšina oxyhemoglobínu „nevzdáva“ molekulárneho kyslíka - hladina disociácia oxyhemoglobín je nízky. Prechod tkanív z pokojového stavu do aktívneho (svalová kontrakcia, sekrécia žliaz) automaticky vytvára podmienky pre zvýšenie disociácie oxyhemoglobínu a zvýšenie prísunu kyslíka do tkanív.
Schopnosť hemoglobínu „zadržiavať“ kyslík (afinita hemoglobínu ku kyslíku) klesá so zvýšením koncentrácie oxidu uhličitého a vodíkových iónov v krvi. Zvýšenie teploty má podobný vplyv na disociáciu oxyhemoglobínu.
Je teda zrejmé, ako sú navzájom prepojené a vyvážené prirodzené procesy. Zmena schopnosti oxyhemoglobínu zadržiavať kyslík má veľký význam pre zabezpečenie prísunu kyslíka do tkanív. V tkanivách, v ktorých sa intenzívne vyskytujú metabolické procesy, sa zvyšuje koncentrácia oxidu uhličitého a vodíkových iónov a teplota stúpa. To urýchľuje metabolické procesy a uľahčuje uvoľňovanie kyslíka hemoglobínom.
Vlákna kostrového svalstva obsahujú myoglobín, ktorý „súvisí“ s hemoglobínom. Má veľmi vysokú afinitu ku kyslíku. Po „uchopení“ molekuly kyslíka ju neuvoľní späť do krvi.

Elasticita - áno meranie elasticity pľúcneho tkaniva. Čím väčšia je elasticita tkaniva, tým väčší tlak je potrebný na dosiahnutie danej zmeny objemu pľúc. Elastická trakcia pľúca vzniká vďaka vysoký obsah obsahujú elastínové a kolagénové vlákna. Elastín a kolagén sa nachádzajú v alveolárnych stenách okolo priedušiek a cievy. Možno, že elasticita pľúc nie je spôsobená ani tak predĺžením týchto vlákien, ale zmenou ich geometrického usporiadania, ako je to pozorované pri naťahovaní nylonovej tkaniny: hoci samotné vlákna nemenia dĺžku, tkanina sa ľahko naťahuje. do ich špeciálnej väzby.

Určitý podiel na elastickom ťahu pľúc je spôsobený aj pôsobením síl povrchového napätia na rozhraní plyn-kvapalina v alveolách. Povrchové napätie - Toto je sila, ktorá sa vyskytuje na povrchu oddeľujúcom kvapalinu a plyn. Je to spôsobené tým, že medzimolekulárna súdržnosť vo vnútri kvapaliny je oveľa silnejšia ako adhézne sily medzi molekulami kvapalnej a plynnej fázy. Výsledkom je, že povrchová plocha kvapalnej fázy je minimálna. Sily povrchového napätia v pľúcach interagujú s prirodzeným elastickým spätným rázom a spôsobujú kolaps alveol.

Špeciálna látka ( povrchovo aktívna látka), ktorý pozostáva z fosfolipidov a proteínov a vystiela alveolárny povrch, znižuje intraalveolárne povrchové napätie. Surfaktant je vylučovaný alveolárnymi epitelovými bunkami typu II a má niekoľko dôležitých funkcií. fyziologické funkcie. Po prvé, znížením povrchového napätia sa zvyšuje poddajnosť pľúc(znižuje elasticitu). To znižuje prácu vykonanú počas inhalácie. Po druhé, je zabezpečená stabilita alveol. Tlak vytvorený silami povrchového napätia v bubline (alveolách) je nepriamo úmerný jej polomeru, preto je pri rovnakom povrchovom napätí v malých bublinách (alveolách) väčší ako vo veľkých. Tieto sily sa tiež riadia vyššie spomenutým Laplaceovým zákonom (1) s určitou modifikáciou: „T“ je povrchové napätie a „r“ je polomer bubliny.

Pri absencii prírodného čistiaceho prostriedku by malé alveoly mali tendenciu pumpovať vzduch do väčších. Keďže štruktúra vrstvy povrchovo aktívnej látky sa mení pri zmene priemeru, jej účinok na znižovanie síl povrchového napätia je tým väčší, čím menší je priemer alveol. Posledná okolnosť vyhladzuje efekt menšieho polomeru zakrivenia a zvýšeného tlaku. Tým sa zabráni kolapsu alveol a vzniku atelektázy pri výdychu (priemer alveol je minimálny), ako aj pohybu vzduchu z menších alveol do väčších alveol (v dôsledku vyrovnávania síl povrchového napätia v alveolách rôznych priemery).

Syndróm respiračnej tiesne u novorodencov je charakterizovaný nedostatkom normálnej povrchovo aktívnej látky. U chorých detí sú pľúca stuhnuté, neovládateľné a náchylné na kolaps. Deficit surfaktantu je prítomný aj pri syndróme respiračnej tiesne dospelých, avšak jeho úloha pri vývoji tohto variantu respiračné zlyhanie menej zrejmé.

Tlak vytvorený elastickým parenchýmom pľúc sa nazýva elastický spätný ráz (Pel). Zvyčajne sa používa ako miera elastickej trakcie rozšíriteľnosť (C - z anglického compliance), ktorý je vo vzájomnom vzťahu s elasticitou:

C = 1/E = DV/DP

Rozťažnosť (zmena objemu na jednotku tlaku) sa odráža v sklone krivky objem-tlak. Takéto rozdiely medzi doprednými a spätnými procesmi sa nazývajú hysteréza. Navyše je jasné, že krivky nepochádzajú z originálu. To naznačuje, že pľúca obsahujú malý, ale merateľný objem plynu, aj keď nie sú vystavené rozpínateľnému tlaku.

Poddajnosť sa zvyčajne meria za statických podmienok (Cstat), t. j. v rovnovážnom stave alebo, inými slovami, v neprítomnosti pohybu plynov v dýchacom trakte. Dynamická rozšíriteľnosť(Cdyn), ktorý sa meria na pozadí rytmického dýchania, závisí aj od odporu dýchacieho traktu. V praxi sa Cdyn meria sklonom čiary nakreslenej medzi počiatočnými bodmi nádychu a výdychu na krivke dynamického tlaku a objemu.

Za fyziologických podmienok dosahuje statická rozťažnosť ľudských pľúc pri nízkom tlaku (5-10 cm H 2 O) približne 200 ml/cm vody. čl. S viac vysoké tlaky(objemov) to však klesá. To zodpovedá plochejšej časti krivky tlak-objem. Poddajnosť pľúc je mierne znížená pri alveolárnych edémoch a kolapsoch, pri zvýšenom tlaku v pľúcnych žilách a prekrvení pľúc, pri zväčšení objemu extravaskulárnej tekutiny, prítomnosti zápalu alebo fibrózy. Predpokladá sa, že pri emfyzéme sa poddajnosť zvyšuje v dôsledku straty alebo reštrukturalizácie elastických zložiek pľúcneho tkaniva.

Keďže zmeny tlaku a objemu sú nelineárne, na posúdenie elastických vlastností pľúcneho tkaniva sa často používa „normalizovaná“ poddajnosť na jednotku objemu pľúc. špecifická rozťažnosť. Vypočíta sa vydelením statickej poddajnosti objemom pľúc, pri ktorom sa meria. Na klinike sa meria statická poddajnosť pľúc získaním krivky tlak-objem pre objemové zmeny 500 ml z úrovne funkčnej reziduálnej kapacity (FRC).

Normálna rozťažnosť hrudníka je asi 200 ml/cm vody. čl. Elastická trakcia hrudníka sa vysvetľuje prítomnosťou konštrukčné komponenty, pôsobiace proti deformácii, prípadne svalovým tonusom hrudnej steny. V dôsledku prítomnosti elastických vlastností má hrudník v pokoji tendenciu expandovať a pľúca majú tendenciu kolabovať, t.j. na úrovni funkčnej reziduálnej kapacity (FRC) je vnútorný elastický spätný ráz pľúc vyvážený vonkajším elastickým spätným rázom hrudnej steny. Keď sa objem hrudnej dutiny zväčšuje z úrovne FRC na maximálny objem (celková kapacita pľúc, TLC), zmenšuje sa vonkajší spätný ráz hrudnej steny. Pri 60 % vitálnej kapacity nameranej počas nádychu (maximálne množstvo vzduchu, ktoré je možné vdýchnuť od úrovne zvyškového objemu pľúc) poklesne spätný ráz hrudníka na nulu. Pri ďalšom rozširovaní hrudníka je spätný ráz jeho steny nasmerovaný dovnútra. Veľké množstvo klinické poruchy, vrátane ťažkej obezity, rozsiahlej pleurálnej fibrózy a kyfoskalózy, sú charakterizované zmenami v poddajnosti hrudnej steny.

IN klinickej praxi zvyčajne hodnotené celková rozšíriteľnosť pľúca a hrudník (C všeobecne). Normálne je to asi 0,1 cm/voda. čl. a je opísaná nasledujúcou rovnicou:

1/C všeobecný = 1/C hrudník + 1/C pľúca

Práve tento indikátor odráža tlak, ktorý musia dýchacie svaly (alebo ventilátor) vytvoriť v systéme, aby prekonali statický elastický spätný ráz pľúc a hrudnej steny pri rôznych pľúcne objemy. Vo vodorovnej polohe sa rozťažnosť hrudníka znižuje v dôsledku tlaku brušných orgánov na bránicu.

Keď sa zmes plynov pohybuje dýchacími cestami, vzniká dodatočný odpor, zvyčajne tzv nepružný. Nepružný odpor je spôsobený najmä (70 %) aerodynamickým (trenie prúdu vzduchu o steny dýchacieho traktu), v menšej miere viskóznym (resp. deformáciou, súvisiacou s pohybom tkaniva pri pohybe pľúc a pľúc). hrudník) komponenty. Podiel viskózneho odporu sa môže výrazne zvýšiť s výrazným zvýšením dychového objemu. Napokon, malý podiel tvorí zotrvačný odpor, ktorý vyvíja hmota pľúcneho tkaniva a plynu počas zrýchlenia a spomalenia rýchlosti dýchania. Za normálnych podmienok je tento odpor veľmi malý, pri častom dýchaní sa môže zvýšiť alebo sa dokonca stať hlavným pri mechanickej ventilácii s vysokou frekvenciou respiračných cyklov.