Сокращение межреберных мышц и диафрагмы увеличение объема легких

Механизмы вдоха и выдоха

(по материалам справочников и сайта РЕШУ ЕГЭ – с коррекцией)

При избытке углекислого газа (СО₂) срабатывает рефлекс, который и заставляет нас сделать ВДОХ.

Если в крови увеличивается содержание CO2, то это вызывает возбуждение дыхательного центра, что ведёт к усилению дыхания и выведению из организма излишков CO2 и понижению кислотности.

Таблица 1. Последовательность процессов механизмов вдоха и выдоха

Центр вдоха в продолговатом мозге,

СО ₂ возбуждает хеморецепторы

Центр выхода в продолговатом мозге

Межреберные (наружные) мышцы

Межреберные (внутренние) мышцы

Грудная клетка

Увеличивается в объеме

Уменьшается в объеме до обычных размеров

Легкие: объем

Увеличивается за счет растяжения стенок альвеол и бронхов

Уменьшается за счет сокращения стенок альвеол и бронхов

Движение воздуха

Воздух самопроизвольно поступает в легкие из места с большим давлением (окружающая среда) в область с меньшим давлением (легкие)

Воздух силой давления альвеол и бронхов выталкивается наружу

Внимание. Последовательность процессов нормальных вдоха и выдоха у человека, начиная с повышения концентрации СО ₂ в крови:

повышение концентрации СО ₂

возбуждение хеморецепторов продолговатого мозга

повышение концентрации кислорода

Расположите в правильном порядке процессы, протекающие во время дыхательного движения у млекопитающего, начиная с возбуждения центра вдоха. В ответе запишите соответствующую последовательность цифр.

1) сокращение межрёберных мышц и диафрагмы

2) увеличение объёма лёгких

3) обогащение крови кислородом в альвеолах лёгких и освобождение её от избытка углекислого газа

4) уменьшение лёгких в объёме и удаление из них воздуха

5) расслабление межрёберных мышц

Установите соответствие между процессами и стадиями дыхательного цикла: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

А) сокращение наружных межрёберных мышц

Б) повышение давления в грудной клетке

В) сокращение диафрагмы

Г) увеличение объёма грудной клетки

Д) сокращение внутренних межрёберных мышц

Е) уменьшение расстояния между рёбрами

Ответ : 121122.

Установите правильную последовательность процессов нормальных вдоха и выдоха у человека, начиная с повышения концентрации СО ₂ в крови.

1) сокращение диафрагмы

2) повышение концентрации кислорода

3) повышение концентрации СО ₂

4) возбуждение хеморецепторов продолговатого мозга

6) расслабление диафрагмы

Ответ: 341265

Установите последовательность процессов вдоха и выдоха у человека, начиная с повышения концентрации СО ₂ в крови. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.

1) насыщение кислородом капилляров альвеол

2) повышение концентрации кислорода в тканях и клетках

3) возбуждение хеморецепторов продолговатого мозга

4) расслабление диафрагмы и наружных межрёберных мышц, сокращение внутренних межрёберных мышц

5) сокращение диафрагмы и наружных межрёберных мышц

Установите последовательность процессов, происходящих при вдохе. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.

1) передача нервного импульса к мышцам

2) повышение концентрации СО ₂ в крови

3) возбуждение дыхательного центра

4) увеличение объёма грудной клетки

5) сокращение диафрагмы

Установите последовательность процессов при вдохе человека. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.

1) сокращение межрёберных мышц

2) передача импульса к мышцам

3) возбуждение дыхательного центра

4) увеличение объёма грудной клетки

5) поступление воздуха к альвеолам

Последовательность процессов при вдохе человека:

3) возбуждение дыхательного центра → 2) передача импульса к мышцам → 1) сокращение межрёберных мышц → 4) увеличение объёма грудной клетки → 5) поступление воздуха к альвеолам.

Ответ: 32145

Выберите книгу со скидкой:

Биология желания. Зависимость — не болезнь

350 руб. 240.00 руб.

Биология. Большой сборник тренировочных вариантов проверочных работ для подготовки к ВПР. 5 класс

350 руб. 189.00 руб.

ОГЭ-2020. Биология (60х90/16) 10 тренировочных вариантов экзаменационных работ для подготовки к основному государственному экзамену

350 руб. 98.00 руб.

ОГЭ. Биология в таблицах и схемах. Справочное пособие для подготовки к ОГЭ

350 руб. 77.00 руб.

Биология добра и зла. Как наука объясняет наши поступки +

350 руб. 1140.00 руб.

Биология. Для тех, кто хочет все успеть

350 руб. 154.00 руб.

Биология. Обязательные понятия, термины школьного курса

350 руб. 74.00 руб.

Математика. Новый полный справочник школьника для подготовки к ЕГЭ

350 руб. 222.00 руб.

Дошкольная педагогика с основами методик воспитания и обучения. Учебник для вузов. Стандарт третьего поколения. 2-е изд.

350 руб. 963.00 руб.

Считаю и решаю: для детей 5-6 лет. Ч. 1, 2-е изд., испр. и перераб.

350 руб. 169.00 руб.

Начинаю считать: для детей 4-5 лет. Ч. 1, 2-е изд., испр. и перераб.

350 руб. 169.00 руб.

Считаю и решаю: для детей 5-6 лет. Ч. 2, 2-е изд., испр. и перераб.

350 руб. 169.00 руб.

БОЛЕЕ 58 000 КНИГ И ШИРОКИЙ ВЫБОР КАНЦТОВАРОВ! ИНФОЛАВКА

• Все материалы
• Статьи
• Научные работы
• Видеоуроки
• Презентации
• Конспекты
• Тесты
• Рабочие программы
• Другие методич. материалы

• Кактоякова Наталья ОлеговнаНаписать 278 29.04.2020

Номер материала: ДБ-1133853

• Биология
• 8 класс
• Тесты

Добавляйте авторские материалы и получите призы от Инфоурок

Еженедельный призовой фонд 100 000 Р

28.04.2020 0

26.04.2020 0

24.04.2020 0

21.04.2020 0

21.04.2020 0

20.04.2020 0

15.04.2020 0

15.04.2020 0

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Теория (лекция) по нормальной физиологии. Тема: Физиология дыхания. Функции дыхательных путей, биомеханика; сегментация бронхов; сурфактант, диффузия газов

При создании данной страницы использовалась лекция по соответствующей теме, составленная Кафедрой Нормальной физиологии БашГМУ

Дыхание — это совокупность процессов, обеспечивающих:

• поступление в организм кислорода,
• использование его в окислительных процессах в тканях,
• удаление из организма углекислого газа.

В среднем в состоянии покоя человек потребляет в течение 1-ой минуты 250 мл O2 и выделяет 230 мл СО2.

Различают верхние дыхательные пути:

1. наружный нос,
2. носовая полость с пазухами,
3. глотка.

Нижние дыхательные пути:

1. гортань,
2. трахея,
3. бронхи.

Органами дыхания являются легкие.

Функции верхних дыхательных путей

1) Очищение вдыхаемого воздуха .

Самые крупные инородные тела (пух, крупные частицы пыли) задерживаются в преддверии полости носа.

Если эти инородные тела все же проскакивают через преддверие, то следующим этапом очистки будет обволакивание их слизью, которая вырабатывается железами слизистой полости носа.

Затем, эти частицы подхватываются ресничками мерцательного эпителия слизистой полости носа и направляются в носоглотку .

Если частицы крупные — они раздражают верхние дыхательные пути, и человек чихает . Если мелкие — то из носоглотки попадают в ротоглотку, а оттуда — в ЖКТ .

2) Увлажнение вдыхаемого воздуха .

Осуществляется двумя источниками:

• слизью, которая вырабатывается железами слизистой полости носа;
• слезой, которая выделяется в нижний носовой ход через носослезный канал.

3) Согревание (охлаждение) воздуха: благодаря кровеносным капиллярам подслизистого слоя носовых раковин и околоносовых пазух.

4) Голосообразование , в котором принимают участие не только мышцы языка и гортань, но и околоносовые пазухи (резонаторы).

Строение трахеи и бронхов. Их функции

Трахея, состоящая из 15-20 хрящевых полуколец , на уровне IV-V грудного позвонка делится на правый и левый главные бронхи . Они, вступив в ворота легких, делятся сначала на долевые , затем сегментарные бронхи . Они продолжают делиться на еще более мелкие бронхи . Начиная от трахеи, воздухоносные пути делятся 23 раза, т. е. образуют 23 генерации , формируя бронхиальное дерево правого и левого легких .

Основная функция нижних дыхательных путей — проведение воздуха . Поэтому особенностью их строения является наличие в их стенках хрящей , благодаря чему стенки нижних дыхательных путей не спадаются и не закрывают просвет.

Стенки бронхов включают также гладкомышечные клетки (ГМК), обеспечивающие изменение их просвета, благодаря чему происходит регуляция притока воздуха в альвеолы легких.

Раздражение симпатических нервов вызывает расширение бронхов , т.е. расслабление гладких мышц. Блуждающий нерв суживает их просвет, т.к. вызывает сокращение гладких мышц.

Кроме того, на тонус мышц бронхов оказывают влияние гуморальные факторы:

• гистамин, серотонин, простагландины усиливают сокращение мышц, т.е. суживают бронхи;
• адреналин, норадреналин — расширяют бронхи.

Функциональные зоны

1. Проводящая — трахея и первые 16 генераций бронхов;
2. Промежуточная — c 17 по 19 генерацию бронхов;
3. Респираторная — к ней относятся с 20 по 23 генерации бронхиол и сами альвеолы. В этой зоне и осуществляется газообмен .

Проводящая и промежуточная зоны легких вместе с верхними дыхательными путями называют анатомическим мертвым пространством (это пространство, воздух которого не участвует в газообмене). Его объем 155-175 мл , примерно 30% от дыхательного объема. Т.е. при каждом вдохе 155-175 мл воздуха не участвуют в газообмене.

Выделяют еще функциональное (физиологическое) мертвое пространство — это совокупность объема воздуха анатомически мертвого пространства и альвеол, в которых идет вентиляция воздуха, но нет газообмена (например, альвеолы не снабжаются кровью).

Линейная скорость воздушного потока максимальна в трахее — 100 см/сек. По мере деления бронхов скорость движения воздуха замедляется.

На границе проводящей и промежуточной зон (16-17 генерация) она составляет 1 см/сек, а в альвеолах — 0,02 см/сек.

Следовательно, до 20-ой генерации обмен газов с внешней средой осуществляется путем конвекции (перемещения) , а далее воздушный поток уже не движется и обмен газов осуществляется за счет диффузии по градиенту парциального давления .

Грудная полость. Висцеральная и париетальная плевры

Легкие находятся в грудной полости и покрыты плеврой .

Различают два листка плевры: висцеральный и париетальный .

Между ними имеется плевральное пространство шириной 0,1-0,2 мм, в синусах — 1-2 мм.

Плевра продуцирует (плевральную) жидкость, играющую роль смазки.

Функциональной единицей легких является ацинус .

Стенки альвеол снаружи оплетены густой сетью капилляров . Каждый капилляр проходит над 5-7 альвеолами. Через их стенки происходит газообмен .

Если альвеола вентилируется, то капилляр, окружающий эту альвеолу будет открыт. Если альвеола не содержит кислород в достаточном количестве, т. е. не вентилируется, то капилляр закрыт.

Этот механизм позволяет направлять кровь лишь к функционирующим альвеолам.

Функции легких и этапы дыхания

• Газообмен — основная функция.
• Депо крови.
• Защитная.
• Выделительная.
• Участие в энергетическом обмене организма.
• Терморегуляторная.
• Синтез тучными клетками БАВ.
• Голосообразование.

I. Внешнее дыхание — обмен кислорода и углекислого газа между внешней средой и кровью легочных капилляров.

• Вентиляция легких — обмен кислорода и углекислого газа между внешней средой и альвеолами легких.
• Диффузия газов в легких — газообмен между альвеолярным воздухом и кровью.

II. Транспорт газов — кислорода и углекислого газа кровью.

III. Внутреннее дыхание — оно также состоит из двух процессов:

1. диффузия газов в тканях — обмен газов между кровью и тканями;
2. клеточного (тканевого) дыхания — потребление клетками кислорода и выделение ими углекислого газа.
   

Вентиляция легких осуществляется периодической сменой вдоха (инспирация) и выдоха (экспирация). Вдох длится 2 сек, выдох — 3 сек.

Частота дыхания в покое составляет 14 — 16 дыханий в минуту , у новорожденного — 40 дых/мин.

Во время каждого вдоха в легкие поступает, а во время выдоха из легких выводится около 500 мл воздуха — это дыхательный объем (ДО) (10-25 мл у новорожденных).

За 1 минуту через легкие в покое проходит 6-9 л воздуха — это МОД (минутный объем дыхания) .

При нагрузке МОД составляет 80 — 90 л , иногда 100 — 140 л (у мужчин).

Это происходит за счет увеличения в 4 раза частоты дыхания и 6-кратного увеличения ДО с 500 мл до 3000 мл.

Легкие самостоятельно никогда не растягиваются и не сокращаются, они пассивно следуют за грудной клеткой .

Грудная полость расширяется благодаря сокращению дыхательных мышц .

Дыхательные мышцы

Инспираторные мышцы:

• Основные:
  • диафрагма,
  • наружные межреберные,
  • межхрящевые мышцы;
• Вспомогательные:
  • большие и малые грудные,
  • лестничные,
  • грудино-ключично-сосцевидные (ГКС),
  • зубчатые мышцы.

Экспираторные мышцы:

• внутренние межреберные мышцы,
• мышцы передней брюшной стенки.

При спокойном вдохе функционируют только основные инспираторные мышцы, которые увеличивают объем грудной полости:

• диафрагма,
• наружные межреберные мышцы,
• межхрящевые мышцы.

При форсированном , т. е. усиленном, глубоком вдохе участвуют вспомогательные мышцы вдоха, которые, сокращаясь, поднимают ребра, разгибают грудной отдел позвоночного столба и фиксируют плечевой пояс с откинутыми назад плечами — это лестничные, грудино-ключично-сосцевидные, трапециевидные, большие и малые грудные, передняя зубчатая и др.

Во время вдоха мышцы вдоха, сокращаясь, преодолевают ряд сил:

• тяжесть приподнимаемых кверху ребер;
• эластическое сопротивление реберных хрящей;
• сопротивление стенок живота и брюшных внутренностей, сдавливаемых книзу опускающимся куполом диафрагмы.

Как только вдох заканчивается, и мышцы вдоха расслабляются, под влиянием указанных сил ребра опускаются , и купол диафрагмы приподнимается. Объем грудной клетки вследствие этого уменьшается.

Таким образом, при спокойном дыхании акт выдоха происходит пассивно , без участия мышц.

Объем легких и грудной полости. Плевральное давление. Сурфактант

Объем легких всегда соответствует объему грудной полости.

Они (мышцы) пассивно следуют за грудной клеткой, т.к. давление внутри легких больше, чем снаружи, т.е. в плевральной полости.

Давление в легких атмосферное , а давление в плевральной полости — отрицательное . Это отрицательное плевральное давление создается эластической тягой легких, т.е. силой, стремящейся сократить объем легких.

Эластическую тягу легких создают:

• эластические волокна альвеол;
• тонус бронхиальных мышц;
• поверхностное натяжение пленки жидкости, выстилающей альвеолы. В ее состав входит сурфактант .

Сурфактант — это липопротеид, который образуется специальными клетками альвеол — пневмоцитами II типа. Период его полураспада 12-16 часов. Он постоянно обновляется.

1. обеспечивает эластическую тягу легких, препятствуя их перерастяжению на вдохе;
2. препятствует спадению легких (ателектазу) на выдохе;
3. создает возможность расправления легких у новорожденных;
4. влияет на скорость диффузии газов альвеолярным воздухом и кровью;
5. обладает бактериостатической активностью.

Легкие не спадаются, т. к. внутрилегочное давление всегда больше, чем внутриплевральное.

При ранениях грудной полости развивается пневмоторакс (проникновение воздуха в плевральную полость), что приведет к ателектазу (спадению) легких.

Биомеханика вдоха и выдоха. Состав воздуха

При сокращении инспираторных мышц объем грудной полости увеличивается. В результате, давление в плевральной полости — уменьшается и составляет — 6-8 мм рт. ст .

Легкие следуют за стенками полости и расправляются. Давление в легких также уменьшается и становится при спокойном дыхании на — 2-3 мм рт. ст. меньше атмосферного. Воздух засасывается легкими. Так осуществляется вдох.

Объем грудной клетки уменьшается, давление в плевральной полости увеличивается, но все равно остается меньше атмосферного, поэтому легкие спадаются.

Внутрилегочное давление возрастает, оно становится выше атмосферного на 3-4 мм рт. ст ., и воздух выдавливается из легких.

O2 — 20,94%, CO2 — 0,03%, N2 — 79,03%

O2 — 16,3%, CO2 — 4,0 %, N2 — 79,7%

O2 — 14,5%, CO2 — 5,5%, N2 — 80%

Диффузия газов в легких

Диффузия — процесс перехода газов из области с высоким парциальным давлением в область с низким парциальным давлением.

Парциальное давление — это давление каждого газа в смеси.

В альвеолярном воздухе парциальное давление O2 составляет 100 — 102 мм рт. ст., парциальное давление CO2 — 40 мм рт. ст.

В капилляры легких поступает венозная кровь , в которой напряжение O2 составляет 40 мм рт. ст., а напряжение СО2 — 46 мм рт. ст.

Таким образом, вследствие разности давления О2 переходит в кровь из альвеолярного воздуха, а СО2 из крови в альвеолу, пока давление не выровняется, и кровь становится артериальной .

Диффузия газов в легких происходит через альвеолярно-капиллярную мембрану (АКМ), которая представляет собой слои альвеолярного эпителия и капиллярного эндотелия , а между ними — интерстициальное пространство .

Скорость диффузии зависит от толщины мембраны и концентрационных градиентов О2 и СО2.

Проницаемость легочной мембраны для газа выражают величиной диффузионной способности легких — это количество газа, проникающего через легочную мембрану за 1 мин при градиенте давления в 1 мм рт. ст.

Таким образом, диффузия газов в легких обеспечивается:

• большой поверхностью контакта (90 кв.м площадь газообмена);
• малой толщиной легочной мембраны (0,2 — 0.4 мкм),
• относительно малой скоростью тока крови по капиллярам (0,5 мм/сек).

Все это обеспечивает полный массоперенос О2 и СО2 в легких всего за 0,1 сек .

Диффузия газов в тканях

Протекает аналогично газообмену в легких, т.е. в силу разницы напряжения О2 и СО2 в крови и в жидкости.

Напряжение О2 в клетках — 0, а в межклеточной жидкости — 20 — 40 мм рт. ст. Напряжение СО2 в клетках — 60 мм рт. ст, в межклеточной жидкости — 46 мм рт. ст.

В артериальной крови, притекающей к клеткам, напряжение О2 — 100 мм рт. ст., CO2 — 40 мм рт. ст.

В результате происходит газообмен: О2 переходит в межклеточную жидкость и далее в клетки, а CO2 — в кровь. Кровь становится венозной , в ней напряжение О2 — 40 мм рт. ст, а CO2 — 46 мм рт. ст.

Дыхательная система

Дыхание-совокупность последовательно протекающих процессов обеспечивающих потребление организмом кислорода и выделение углекислого газа. Т.е.это процесс использования кислорода клетками тканей в биологическом окислении с образованием энергии и конечного продукта дыхания-углекислого газа.

Дыхание включает последовательность следующих процессов:

1. Внешнее дыхание, обеспечивающее вентиляцию легких.

2. Обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью.

3. Транспорт газов кровью.

4. Обмен газов между кровью в капиллярах и тканевой жидкостью.

5. Обмен газов между тканевой жидкостью и клетками.

6. Биологическое окисление в клетках (биологическое окисление)

Дыхательная система состоит из 2 отделов.

Воздухоносный отдел-хрящи, соединительная ткань грудной клетки, дыхательные пути.

Респираторный отдел-альвеолы и легочная ткань.

Дыхательная система выполняет дыхательную и недыхательную функцию.

Дыхательная функция-поддержание газового состава.

Защитная: частицы пыли задерживаются слизистой оболочкой дыхательных путей и удаляются при кашле, чихании и механизмов мукоцилиарного очищения. Крупные пылевые частицы задерживаются в носу, более мелкие оседают в проводящих путях и удаляются восходящим током слизи. Слизь вырабатывается слизистыми железами и бокаловидными клетками в стенках бронхов и оттекает вверх благодаря ритмичным движениям тонких ресничек, работа которых парализуется некоторыми вдыхаемыми токсинами. В альвеолах ресничек нет, и осаждаемые здесь пылевые частицы поглощаются крупными подвижными клетками-макрофагами.

Также эпителий слизистой оболочки дыхательных путей содержит иммунокомпетентные клетки (Т и В лимфоциты-тучные клетки). Которые участвуют в синтезе гистамина.

Метаболическая функция-синтез сурфактанта, гепарина, лейкотриенов, активация и инактивация биологически активных веществ (БАВ).

Выделительная функция-через легкие выводятся водяные пары и молекулы летучих веществ.

Терморегулирующая функция – выводится через легкие незначительные количества тепла.

Позно-тоническая функция – дыхательные мышцы участвуют в поддержании тела в пространстве.

Функция речеобразования – мышцы голосовой щели и верхних дыхательных путей участвуют в речевой деятельности.

Воздухоносные пути представляют собой последовательно разветвляющиеся трубочки. По мере погружения в легочную ткань они сужаются и укорачиваются, увеличиваются в числе. Вся система бронхов до альвеол образуют проводящие (кондуктивные) пути. Т.к. там нет альвеол и они не могут участвовать в газообмене их называют анатомически мертвым пространством.

Альвеолярно-капиллярный барьер

Перенос кислорода и углекислого газа между воздухом и кровью происходит путем простой диффузии, т.е. от области с высоким парциальным давлением газа к области с низким парциальным давлением (как вода течет сверху вниз).

Парциальное давление газа- произведение его концентрации в газовой смеси на общее давление этой смеси.

Кровоснабжение

Капилляры образуют в стенках альвеол густое сплетение диаметром 10 мкм т.е. сечение приближается к нижнему пределу прохождения эритроцитов. Каждый эритроцит находится в капиллярной легочной сети в течении 3-4 с. За это время он проходит 2-3 альвеолы.

Стабильность альвеол обеспечивается сурфактантом состоит из фосфолипидов, белков, и полисахаридов. Синтез сурфактанта осуществляется альвеолоцитами 2 типа из компонентов плазмы крови. В зависимости от радиуса альвеол изменяется натяжение слоя жидкости. В легких сурфактант изменяет степень поверхностного натяжения поверхностного слоя жидкости в альвеолах при изменении их площади. При растяжении альвеол во время вдоха слой сурфактанта становится тоньше, что вызывает снижение его действия на поверхностное натяжение в альвеолах. При уменьшении объема альвеол во время вдоха молекулы сурфактанта начинают плотно прилегать друг к другу и увеличивая поверхностное давление, снижают поверхностное натяжение и препятствует спадению (коллапсу) альвеол во время экспирации.

Биомеханика дыхания.

Вдох.

Увеличение объема грудной полости при вдохе происходит в результате сокращение инспираторных мышц: диафрагмы и наружных межреберных мышц. Диафрагма разделяет грудную и брюшную полости. При сокращении диафрагмальной мышцы, диафрагма движется вниз и смещает органы брюшной полости вниз и кпереди увеличивая объем грудной полости преимущественно по вертикали.

Увеличению объема грудной полости при вдохе способствует сокращение наружных межреберных мышц, поднимающих грудную клетку вверх, увеличивается объем грудной полости. Одновременное движение вверх всех реберных дуг приводит к тому что грудная клетка поднимается вверх и кпереди, а объем грудной клетки увеличивается в сагиттальной и фронтальной плоскостях. При глубоком дыхании участвуют грудинно-ключично-сосцевидная мышца которая поднимает грудину, и передние лестничные мышцы поднимают верхние 2 ребра, что дополнительно увеличивает объем грудной клетки.

Выдох.

Выдох в покое осуществляется пассивно под действием эластической тяги легких к исходной величине.

Изменение объема легких во время вдоха и выдоха

Сокращение дыхательных мышц грудной клетки и диафрагмы при вдохе вызывает увеличение объема легких, а при их расслаблении во время выдоха легкие спадаются до исходного объема. Благодаря своей высокой эластичности и растяжимости легкие следуют за изменениями объема грудной полости вызываемым сокращением дыхательных мышц.

Легкие рассмотрены в качестве эластичного баллона, помещенного внутрь емкости из ригидных стенок и гибкой диафрагмы. Пространство между эластичным баллоном и стенками емкости является герметичным. При увеличении объема емкости, вызванной движением вниз гибкой диафрагмы, давление внутри емкости, т.е. вне баллона становится ниже атмосферного в соответствии с законом идеального газа. Баллон раздувается, поскольку давление внутри него становится выше, чем давление в емкости вокруг баллона.

Плевра

Поверхность легких и внутренняя поверхность грудной полости покрыты плевральной мембраной (париетальная и висцеральная). Между этими листками имеется плевральное пространство, заполненное тонким слоем жидкости, которое увлажняет поверхность долей легких и способствует их скольжению относительно друг друга во время раздувания легких а также облегчает трение между париетальной и висцеральной листками.

Вентиляция легких

Это непрерывный регулируемый процесс обновления газового состава воздуха, содержащегося в легких. Вентиляция легких обеспечивается введением в них атмосферного воздуха, богатого кислородом и выведением при выдохе газа, содержащего избыток углекислого газа. Т.е. процесс обмена воздуха между легкими и атмосферой.

Альвеолярная вентиляция

Количественным показателем вентиляцией легких служит минутный объем дыхания определяемый как количество воздуха которое проходит (или вентилируется) через легкие в 1 минуту. В покое у человека минутный объем 6-8 л/мин. Только часть воздуха, которым вентилируется легкие достигают альвеолярного пространства и непосредственно участвует в газообмене с кровью. Эта часть вентиляции легких называется альвеолярной вентиляцией. В покое составляет 3,5 – 4, 5 л/мин.

Размеры альвеолярного пространства таковы, что смешивание газа в альвеолярной единицей происходит практически мгновенно как следствие дыхательных движений, кровотока и движения молекул (диффузии).

Газообмен в легких.

Обмен газов между кровью и воздухом относится к основной функции легких. Воздух, поступающий в легкие при вдохе нагревается и насыщается водяными парами при движении в дыхательных путях, и достигает альвеолярного пространства имея температуру 37 градусов Цельсия. При этом парциальное давление водяных паров в альвеолярном воздухе при этой температуре 47 мм.рт.ст. Вдыхаемый воздух находится в разведенном состоянии и парциальное давление кислорода в нем меньше чем в атмосферном воздухе.

Обмен кислорода и углекислого газа в легких происходит в результате парциального давления этих газов в воздухе альвеолярного пространства их напряжения в крови легочных капилляров.

Процесс движения газа из области высокой концентрации в область с низкой его концентрацией обусловлен диффузией. Кровь легочных капилляров отделена от воздуха, заполняющего альвеолы альвеолярной мембраной через которую газообмен происходит путем пассивной диффузии.

Факторы, способствующие диффузии:

1. Большая поверхность контакта легочных капилляров и альвеол.

2. Большая скорость диффузии через тонкую легочную мембрану.

3. Интенсивность вентиляции легких и кровообращения.

4. Корреляция между кровотоком в данном участке легкого и его вентиляцией.

Если участок легкого плохо вентилируется, то кровеносные сосуды в этой области сужаются и даже полностью закрываются. С помощью механизмов местной саморегуляции (за счет гладкой мускулатуры при снижении в альвеолах парциального давления возникает вазоконстрикция). В нормальных условиях у здорового человека, эти активно функционирующие участки легких непрерывно меняются. В случае поражения части легкого или всего легкого, одно легкое можно полностью удалить. Оставшееся легкое обеспечит газообмен.

Транспорт газов.

Кислород и углекислый газ в крови находятся главным образом в виде химических соединений.

Переносится кровью в виде химического соединения в виде химических соединений с гемоглобином. В чистом виде переносится толь 0,3%.

- пигмент содержащийся в эритроцитах, состоит из гемов, в центре которых расположен ион железа двухвалентного. Кислород образует обратимую связь с гемом, каждый гем присоединяет по молекуле кислорода. Одна молекула гемоглобина связывает 4 молекулы кислорода. После разрушения старых эритроцитов в норме или в результате патологических процессов, прекращаются и дыхательные функции гемоглобина, поскольку он частично теряется через почки, частично фагоцитируется.

- гемоглобин обладает большим сродством к кислороду и быстро с ним соединяется с образованием оксигемоглобина, при увеличении парциального давления, и легко его отдает при уменьшении давления.

(соединения гемоглобина Нb с кислородом-оксигемоглобин; с угарным газом СО- карбоксигемоглобин, с углекислым газом – карбгемоглобин).

-Диссоциация оксигемоглобина происходит в тканевых капиллярах большого круга кровообращения , где он отдает кислород и присоединяет углекислый газ образовавшийся в тканях.