Oddychanie zewnętrzne. Mechanizm wentylacyjny

Detale

Oddychanie zewnętrzne (płucne) = transport konwekcyjny do pęcherzyków płucnych + dyfuzja z pęcherzyków do krwi naczyń włosowatych płuc.

Mięśnie biorące udział w oddychaniu:

1. Podstawowy wdech– międzyżebrowe zewnętrzne (unoszą żebra); pomocnicze – piersiowy większy i mniejszy, pochyły i mostkowo-obojczykowo-sutkowy

2. Podstawowy wydech– międzyżebrowe wewnętrzne; pomocnicze - mięśnie brzucha.

Rodzaje oddychania: zewnętrzny(wentylacja płuc i wymiana gazowa między pęcherzykami płucnymi a krwią) i wewnętrzny(tkanina).

W zależności od kierunku, w którym zmieniają się wymiary klatki piersiowej podczas oddychania, istnieją oddychanie klatką piersiową, brzuchem i mieszane. Oddychanie klatką piersiową występuje częściej u kobiet. Dzięki niemu jama klatki piersiowej rozszerza się głównie w kierunku przednio-tylnym i bocznym, wówczas wentylacja dolnych partii płuc jest często niewystarczająca.
Oddychanie brzuszne jest bardziej typowe dla mężczyzn. Rozszerzanie się jamy klatki piersiowej następuje głównie w kierunku pionowym, ze względu na przeponę, wentylacja wierzchołków płuc może być niewystarczająca. Przy mieszanym typie oddychania równomierne rozszerzanie się jamy klatki piersiowej we wszystkich kierunkach zapewnia wentylację wszystkich części płuc.

Opór przepływu powietrza:

1. Elastyczny

2. Lepki(przy spokojnym oddychaniu są nieistotne).

I. Opór sprężysty.

Ciśnienie pęcherzykowe(PA) = różnica ciśnień pomiędzy powietrzem pęcherzykowym i atmosferycznym. Na krzywej odcinek normalnego oddychania jest ≈prosty => opór sprężysty całego układu oddechowego podczas normalnego oddychania jest prawie stały.

Ciśnienie opłucnej(PPL) = różnica pomiędzy ciśnieniem atmosferycznym i wewnątrzopłucnowym. Z wykresu => opór sprężysty klatki piersiowej rośnie wraz ze wzrostem ciśnienia.

Ciśnienie transpłucne(PT) = różnica między pęcherzykami. i ciśnienie śródopłucnowe. Wszystkie siły działające na płuca równoważą się w momencie pełnego wydechu (V=FRC).

Indeks właściwości elastycznych– rozciągliwość (tg kąta nachylenia krzywej relaksacji) – Podatność: Układ oddechowy = ΔV/ΔPa – wzrost ciśnienia potrzebny do coraz większego rozciągania wraz ze wzrostem ilości powietrza. Elastyczność to zdolność tkanki płucnej do powrotu do poprzedniego stanu po rozciągnięciu.

Związek z właściwościami rozciągającymi innych konstrukcji: 1/SDS=1/SGK +1/SL. (SGK=SL=2∙SDS=0,2 l/cm słupa wody). Do określenia stosuje się uproszczony wzór (osoba wdycha próbkę powietrza V, wiąże HA mięśniami, otwiera głośnię) =>RA=0 =>CL=ΔV/ΔPPL.

II Opór nieelastyczny.

90% - opór aerodynamiczny dróg oddechowych (przepływ tworzy turbulencje w miejscach rozgałęzień oskrzeli i patologicznych zwężeń).

Prawo Hagena-Poiseuille’a: V=ΔP/R=Pa/R (pomija się przepływ turbulentny). Opór dróg oddechowych R≈2cm słupa wody. (Głównym udziałem jest tchawica i oskrzela, w przypadku małych dróg całkowity przekrój poprzeczny jest bardzo duży). 10% - Opór tkanki (tarcie wewnętrzne i odkształcenie). Stosunki ciśnienie/objętość. 1. Kształt komórki gr. = Const (tj. zastąpienie wydechu wdechem): działa tylko sprężysta trakcja płuc => wytworzenie ujemnego w stosunku do atmosferycznego ciśnienia wewnątrzopłucnowego (PPL, STAT<0; РА,СТАТ=0). 2.Норм.дыхание. Вдох: поступление воздуха в расшир. альвеолы затруднено аэродин.сопротивлением =>A<0 =>PPL staje się jeszcze bardziej ujemny (RPL, DIN = RPL, STAT + RA).

Napięcie powierzchniowe w pęcherzykach płucnych jest 10 razy mniejsze niż napięcie obliczone dla warstwy wody <=за счет środek powierzchniowo czynny- składa się z białek i lipidów, wytwarzanych głównie przez lecytynę (hydrofilowe głowy cząsteczek są związane z cząsteczkami H2O, a hydrofobowe głowy odpychają się). + zapobiegać przedostawaniu się powietrza z małych pęcherzyków do dużych (zgodnie z zasadą Laplace’a) – gdyż cząsteczki surfaktantu są gęstsze wraz ze zmniejszaniem się promienia pęcherzyków =>↓napięcie powierzchniowe w małych pęcherzykach.

Elastyczna trakcja płuc- siła, z jaką płuca mają tendencję do ściskania.

Dzieje się tak z następujących powodów: 2/3 trakcji elastycznej płuc jest spowodowane przez środek powierzchniowo czynny - napięcie powierzchniowe płynu wyściełającego pęcherzyki płucne, około 30% przez włókna sprężyste płuc i oskrzeli, 3% przez napięcie włókien mięśni gładkich oskrzeli. Siła rozciągania elastycznego jest zawsze kierowana z zewnątrz do wewnątrz. Te. na wielkość rozciągliwości i sprężystego ciągu płuc duży wpływ ma obecność na powierzchni wewnątrzpęcherzykowej środek powierzchniowo czynny- substancja będąca mieszaniną fosfolipidów i białek.

Rola środka powierzchniowo czynnego:

1) zmniejsza napięcie powierzchniowe pęcherzyków płucnych i tym samym zwiększa podatność płuc;

2) stabilizuje pęcherzyki, zapobiega sklejaniu się ich ścian;

3) zmniejsza opór dyfuzji gazów przez ścianę pęcherzyków płucnych;

4) zapobiega obrzękowi pęcherzyków płucnych poprzez zmniejszenie napięcia powierzchniowego pęcherzyków płucnych;

5) ułatwia ekspansję płuc podczas pierwszego oddechu noworodka;

6) sprzyja aktywacji fagocytozy przez makrofagi pęcherzykowe i ich aktywność motoryczną.

Synteza i wymiana środka powierzchniowo czynnego następuje dość szybko, dlatego upośledzony przepływ krwi w płucach, stany zapalne i obrzęki, palenie tytoniu, nadmiar i niedobór tlenu oraz niektóre leki farmakologiczne mogą zmniejszać jego rezerwy i zwiększać napięcie powierzchniowe płynu w pęcherzykach płucnych. Wszystko to prowadzi do ich niedodmy lub zapaści.

Odma opłucnowa

Odma opłucnowa to przedostanie się powietrza do przestrzeni międzyopłucnowej, które występuje podczas penetracji ran klatki piersiowej lub naruszenia szczelności jamy opłucnej. W tym przypadku płuca zapadają się, ponieważ ciśnienie wewnątrzopłucnowe staje się takie samo jak ciśnienie atmosferyczne. Efektywna wymiana gazowa w tych warunkach jest niemożliwa. U ludzi prawa i lewa jama opłucnowa nie komunikują się, dlatego jednostronna odma opłucnowa, na przykład po lewej stronie, nie prowadzi do ustania oddychania płucnego prawego płuca. Z biegiem czasu powietrze z jamy opłucnej zostaje wchłonięte, a zapadnięte płuco ponownie rozszerza się i wypełnia całą jamę klatki piersiowej. Obustronna odma opłucnowa jest nie do pogodzenia z życiem.

Koniec pracy -

Ten temat należy do działu:

Fizjologia oddychania

Spirometria to metoda pomiaru objętości wydychanego powietrza za pomocą spirometru.

Jeśli potrzebujesz dodatkowych materiałów na ten temat lub nie znalazłeś tego czego szukałeś, polecamy skorzystać z wyszukiwarki w naszej bazie dzieł:

Co zrobimy z otrzymanym materiałem:

Jeśli ten materiał był dla Ciebie przydatny, możesz zapisać go na swojej stronie w sieciach społecznościowych:

Wszystkie tematy w tym dziale:

Fizjologia oddychania
Oddychanie to jedna z żywotnych funkcji organizmu, mająca na celu utrzymanie optymalnego poziomu procesów redoks w komórkach. Oddychanie to kompleks

Oddychanie zewnętrzne
Oddychanie zewnętrzne odbywa się cyklicznie i składa się z wdechu, wydechu i przerwy oddechowej. U ludzi średnia częstość oddechów wynosi 16-18 na minutę. Oddychanie zewnętrzne

Podciśnienie w szczelinie opłucnej
Klatka piersiowa tworzy szczelną jamę, która izoluje płuca od atmosfery. Płuca pokryte są trzewną warstwą opłucnej, a wewnętrzna powierzchnia klatki piersiowej jest pokryta warstwą ciemieniową.

Objętość i pojemność płuc
Podczas spokojnego oddychania człowiek wdycha i wydycha około 500 ml powietrza. Ta objętość powietrza nazywana jest objętością oddechową (TI) (ryc. 3).

Transport gazów przez krew
Tlen i dwutlenek węgla we krwi występują w dwóch stanach: związanym chemicznie i rozpuszczonym. Przenoszenie tlenu z powietrza pęcherzykowego do krwi i dwutlenku węgla z krwi do pęcherzyków płucnych

Transport tlenu
Z całkowitej ilości tlenu zawartego we krwi tętniczej tylko 5% rozpuszcza się w osoczu, pozostała część tlenu jest przenoszona przez czerwone krwinki, w których jest chemicznie

Bufor węglowodorowy
Z powyższych reakcji wymiany gazowej wynika, że ich przebieg na poziomie płuc i tkanek okazuje się wielokierunkowy. Co w tych przypadkach determinuje kierunek powstawania i dysocjacji form?

Rodzaje związków Hb
Hemoglobina to specjalne białko chromoproteinowe, dzięki któremu czerwone krwinki pełnią funkcję oddechową i utrzymują pH krwi. Główną funkcją hemoglobiny jest transport tlenu i częściowo dwutlenku węgla

Podstawowe układy regulujące równowagę kwasowo-zasadową organizmu
Równowaga kwasowo-zasadowa (ABC) (równowaga kwasowo-zasadowa, stan kwasowo-zasadowy (ABC), równowaga kwasowo-zasadowa) to stałość stężenia H+ (protonów) w cieczach.

Regulacja oddychania
Podobnie jak wszystkie systemy w organizmie, oddychanie regulowane jest przez dwa główne mechanizmy – nerwowy i humoralny. Podstawą regulacji nerwowej jest realizacja odruchu Heringa-Breera, który

Elementami niezbędnymi do korekcji ortodontycznej są nie tylko aparaty ortodontyczne, łuki i ligatury, ale także elastyczny naciąg aparatu ortodontycznego. Dodatkowe urządzenia powodują niewielki dyskomfort dla pacjentów, ale niestety bez nich nie da się skorygować zgryzu. W tym artykule przyjrzymy się głównym zadaniom gumek, ich rodzajom i zasadom użytkowania.

W praktyce klinicznej ortodonci używają nie tylko gumek, ale także ligatur metalowych, teflonowych i Kobayashiego. Przyjrzyjmy się ich głównym cechom bardziej szczegółowo.

Ligatury mocuje się do elementów konstrukcyjnych aparatu – skrzydeł. Ich głównym celem jest naprawienie łuku. Raz na 3-4 tygodnie konieczna jest wymiana gumek, gdyż ligatury elastyczne pod wpływem śliny tracą swoje dotychczasowe właściwości fizyczne. A jeśli nie zgłosisz się na korektę w odpowiednim czasie, aparat ortodontyczny po prostu przestanie działać. W sprzedaży dostępne są gumki przezroczyste, białe i wielokolorowe, wykonywane metodą tłoczenia.
Ligatury metalowe wykonane są ze stali nierdzewnej. Mocuje się je również na skrzydłach za pomocą specjalnych narzędzi. Stosowane są zazwyczaj na końcowym etapie leczenia w celu utrwalenia uzyskanych wyników. Gumki do aparatów ortodontycznych ze względu na swoją budowę nie podrażniają powierzchni błony śluzowej, gdyż wykonane są z lateksu. Końcówki metalowych ligatur mogą lekko pocierać błonę śluzową. Jeśli pojawi się zaczerwienienie, należy skonsultować się z lekarzem w celu wygładzenia konturów lub wyizolowania wystających elementów.
Ligatury Kobayashiego to w zasadzie te same ligatury metalowe, jedyną różnicą jest obecność specjalnego zagięcia na końcówce. Hak formowany jest metodą zgrzewania punktowego. Głównym zadaniem jest ustalenie trakcji elastycznej międzyszczękowej, łańcuchów elastycznych lub sprężyn.
Ligatury pokryte teflonem są dobrym rozwiązaniem kompromisowym, zapewniającym zarówno estetykę, jak i niezawodność podwiązania. Nałożenie cienkiej warstwy teflonu na powierzchnię stali pozwala uzyskać idealne połączenie tych ligatur z zamkami ceramicznymi lub szafirowymi.

Składniki siły sprężystej

Ligatury służą do przytrzymywania łuków i mocowania ich natychmiast po założeniu aparatu. Ale oprócz ligatur istnieją również elastyczne opaski siłowe, których materiałem jest hipoalergiczna guma chirurgiczna. Moduły mocy stosuje się po etapie ustawiania zębów. Obejmują one:

więzy;
wątki;
trakcja.

Gumy dzieli się ze względu na siłę działania: lekkie (małe siły), średnie (średnie), ciężkie (wysoka amplituda, ciężkie). Nacisk na zęby podczas stosowania gumek nie powinien przekraczać 20-25 g/mm2. Użycie nadmiernej siły może prowadzić do powikłań. Dlatego wędziska oznaczone jako ciężkie są używane bardzo rzadko.

Ważne jest, aby pamiętać: na każdym opakowaniu wskazana jest siła działania niektórych modułów elastycznych. Co ciekawe, nacisk ten uzyskuje się poprzez rozciągnięcie gumki trzykrotnie w stosunku do jej pierwotnej średnicy.

Więzy

Łańcuszki mogą być przezroczyste, szare lub kolorowe. Składają się z pierścieni połączonych ze sobą w jeden integralny system. Ogniwa mocowane są na skrzydełkach aparatu lub na haczykach ligatur Kobayashiego. Do zamykania małych, średnich i dużych szczelin ortodonci stosują łańcuszki o odpowiedniej długości stopnia.

Łańcuchy elastyczne przeznaczone są do wykonywania następujących zadań:

zamknięcie diastemy;
likwidacja luk powstałych po ekstrakcji zęba;
korekta tortoanomalii - obrót zęba wokół własnej osi;
ruch korpusu zębów.

Warto pamiętać: ponieważ wszystkie dodatkowe elementy korekcyjne są punktami retencyjnymi, które przyczyniają się do gromadzenia się płytki nazębnej, czyszczenie aparatu z gumkami wymaga użycia czegoś więcej niż tylko szczoteczki i pasty do zębów. Przyborami do codziennej higieny jamy ustnej powinny być szczoteczki i irygatory.

Wątki

Elastyczna nić jest uważana za godną alternatywę dla łańcuszka. Zakrywa wspornik z jednej strony i jest przywiązany do punktu podparcia za pomocą węzła. Funkcje wątku są następujące:

ruch zębów;
zamykanie luk;
konsolidacja uzębienia;
wyrywanie uformowanych, ale niewyrzniętych (lub nie w pełni wyrzniętych) zębów.

Podczas stosowania techniki korekcji językowej często wykorzystuje się nić elastyczną.

Trakcja

Do czego służą sznurki elastyczne? Gumy mają za zadanie korygować kontakty międzyszczękowe. Różnią się średnicą i grubością. Dla wygody i ułatwienia zapamiętania (zarówno przez lekarzy, jak i pacjentów) gumek o różnej wytrzymałości, Ormco zaproponowało specjalne oznaczenie „Zoo”, gdzie każda średnica gumki odpowiada nazwie konkretnego zwierzęcia.

Stosowanie gumek jest wskazane, gdy u pacjentów stwierdza się następujące patologie:

zgryz dystalny;
zgryz mezjalny;
zgryz krzyżowy;
zgryz otwarty;
dyskokluzja – brak kontaktu zębów górnej i dolnej szczęki w określonym obszarze uzębienia;
wyrywanie zębów, które nie zostały w pełni wyrżnięte.

Aby skorygować patologie zębów, ortodonci korzystają również z różnych opcji mocowania gumek.

Pręty diagonalne symetryczne przeznaczone są do korekcji zgryzu dystalnego i mezjalnego.
Aby utworzyć linię środkową, konieczne są ukośne asymetryczne.
Gumy pudełkowe do aparatów stosowane są w odcinku przednim w celu eliminacji zgryzu otwartego.
Opaski zygzakowe służą do tworzenia prawidłowych kontaktów okluzyjnych pomiędzy zębami szczęki i żuchwy.
Trójkątne gumki pomagają normalizować zgryz pionowy.
Pchnięcia spaghetti mają na celu wyeliminowanie ciężkich postaci okluzji mezjalnej lub dystalnej.

Ważne jest, aby wiedzieć: efekt elastycznej trakcji zwiększa się wraz z ruchami żuchwy. Zdarzają się przypadki kliniczne, gdy podczas korekcji ortodontycznej konieczne jest jednoczesne zastosowanie gumek poziomych i pionowych.

Zasady używania gumek

Unieruchomienie trakcji i nauczenie pacjentów zasad mocowania przeprowadza w gabinecie stomatologicznym lekarz ortodonta. Pacjenci muszą zachować szczególną ostrożność, ponieważ będą musieli samodzielnie wykonać tę procedurę w domu i więcej niż raz.

Dlaczego należy regularnie wymieniać wędki? Udowodniono, że już po 2 godzinach od przyklejenia gumek utrata ich skuteczności wynosi 30%, po 3 godzinach – 40%. Aby utrzymać siłę na wymaganym poziomie, należy ją wymieniać 2-3 razy dziennie.

Po założeniu gumek może wystąpić niewielki dyskomfort. Jest to całkowicie normalne zjawisko o podłożu fizjologicznym. Jeśli jednak nie możesz w pełni otworzyć ust lub masz problemy z przeżuwaniem lub połykaniem, musisz zaspokoić apetyt i skonsultować się ze specjalistą.

Ważne jest, aby pamiętać: oznaką nadmiernego nacisku na zęby jest pojawienie się bladości w okolicy dziąseł po zamocowaniu gumek.

Ligatury, łańcuszki, trakcja – wszystkie te elementy są integralnymi elementami korekcji ortodontycznej. Oprócz bezpośredniego zadania, zachcianki służą także jako swego rodzaju wskaźnik tego, jak poważnie pacjent traktuje leczenie. Jeśli gumki będą noszone od czasu do czasu, a nie stale, nie będzie pełnej dodatniej dynamiki. Dlatego, aby osiągnąć najbardziej produktywny wynik, należy bezwarunkowo przestrzegać wszystkich instrukcji ortodonty, terminowo zgłaszać się na korekty i nie zapominać o przestrzeganiu podstawowych zasad higieny.

Utrzymanie stałego składu powietrza pęcherzykowego zapewniają stale występujące cykle oddechowe – wdech i wydech. Podczas wdechu powietrze atmosferyczne dostaje się do płuc przez drogi oddechowe, podczas wydechu z płuc wypierana jest w przybliżeniu taka sama objętość powietrza. Odnawiając część powietrza pęcherzykowego, utrzymuje się je na stałym poziomie.

Akt wdechu następuje w wyniku zwiększenia objętości jamy klatki piersiowej w wyniku skurczu zewnętrznych skośnych mięśni międzyżebrowych i innych mięśni wdechowych, które zapewniają porwanie żeber na boki, a także z powodu skurczu przepony, czemu towarzyszy zmiana kształtu jej kopuły. Przepona przyjmuje kształt stożka, położenie środka ścięgna nie zmienia się, a obszary mięśni przesuwają się w stronę jamy brzusznej, wypychając narządy do tyłu. Wraz ze wzrostem objętości klatki piersiowej maleje ciśnienie w szczelinie opłucnej i powstaje różnica pomiędzy ciśnieniem powietrza atmosferycznego na wewnętrznej ścianie płuc a ciśnieniem powietrza w jamie opłucnej na zewnętrznej ścianie płuc. Zaczyna przeważać ciśnienie powietrza atmosferycznego na wewnętrzną ścianę płuc, powodując zwiększenie objętości płuc, a co za tym idzie, napływ powietrza atmosferycznego do płuc.

Tabela 1. Mięśnie zapewniające wentylację płuc

Notatka. Przynależność mięśni do grup głównych i pomocniczych może się różnić w zależności od rodzaju oddychania.

Po zakończeniu wdechu i rozluźnieniu mięśni oddechowych żebra i kopuła przepony powracają do pozycji sprzed wdechu, zmniejsza się natomiast objętość klatki piersiowej, wzrasta ciśnienie w szczelinie opłucnej, nacisk na zewnętrzną powierzchnię płuc wzrasta, część powietrza pęcherzykowego zostaje wyparta i następuje wydech.

Powrót żeber do pozycji sprzed wdechu zapewnia opór elastyczny chrząstek żebrowych, skurcz mięśni międzyżebrowych skośnych wewnętrznych, mięśni zębatych brzusznych i mięśni brzucha. Przepona powraca do pozycji sprzed wdechu na skutek oporu ścian jamy brzusznej, ponownego wymieszania narządów jamy brzusznej podczas wdechu oraz skurczu mięśni brzucha.

Mechanizm wdechu i wydechu. Cykl oddechowy

Cykl oddychania obejmuje wdech, wydech i przerwę pomiędzy nimi. Czas jego trwania zależy od częstości oddechów i wynosi 2,5-7 s. U większości ludzi czas wdechu jest krótszy niż czas wydechu. Czas trwania pauzy jest bardzo zmienny, może nie występować pomiędzy wdechem a wydechem.

Aby zainicjować inhalacja konieczne jest, aby w odcinku wdechowym (aktywującym wdech) powstała salwa impulsów nerwowych i została wysłana drogami zstępującymi jako część brzusznej i przedniej części bocznych sznurów istoty białej rdzenia kręgowego do jego odcinka szyjnego i piersiowego Sekcje. Impulsy te muszą dotrzeć do neuronów ruchowych rogów przednich segmentów C3-C5, tworząc nerwy przeponowe, a także neuronów ruchowych segmentów piersiowych Th2-Th6, tworząc nerwy międzyżebrowe. Aktywowane przez ośrodek oddechowy neurony ruchowe rdzenia kręgowego wysyłają strumienie sygnałów wzdłuż nerwów przeponowych i międzyżebrowych do synaps nerwowo-mięśniowych, powodując skurcz przepony, mięśni międzyżebrowych zewnętrznych i międzychrzęstnych. Prowadzi to do zwiększenia objętości jamy klatki piersiowej w wyniku obniżenia kopuły przepony (ryc. 1) i ruchu (uniesienia i rotacji) żeber. W rezultacie zmniejsza się ciśnienie w szczelinie opłucnej (do 6-20 cm wody, w zależności od głębokości wdechu), wzrasta ciśnienie przezpłucne, zwiększają się siły rozciągające sprężyste płuc i rozciągają się, zwiększając ich objętość.

Ryż. 1. Zmiany wielkości klatki piersiowej, objętości płuc i ciśnienia w szczelinie opłucnej podczas wdechu i wydechu

Zwiększenie objętości płuc prowadzi do spadku ciśnienia powietrza w pęcherzykach płucnych (przy spokojnym wdechu woda staje się 2-3 cm poniżej ciśnienia atmosferycznego), a powietrze atmosferyczne dostaje się do płuc zgodnie z gradientem ciśnienia. Następuje inhalacja. W tym przypadku prędkość objętościowa przepływu powietrza w drogach oddechowych (O) będzie wprost proporcjonalna do gradientu ciśnienia (ΔP) pomiędzy atmosferą a pęcherzykami płucnymi i odwrotnie proporcjonalna do oporu (R) dróg oddechowych dla przepływu powietrza .

Wraz ze zwiększonym skurczem mięśni wdechowych klatka piersiowa rozszerza się jeszcze bardziej i zwiększa się objętość płuc. Zwiększa się głębokość inspiracji. Osiąga się to poprzez skurcz pomocniczych mięśni wdechowych, do których zaliczają się wszystkie mięśnie przyczepione do kości obręczy barkowej, kręgosłupa lub czaszki, które po skurczu są w stanie unieść żebra, łopatkę i unieruchomić obręcz barkową za pomocą ramiona rozluźnione. Do najważniejszych z nich należą: mięsień piersiowy większy i mniejszy, pochyły, mostkowo-obojczykowo-sutkowy i zębaty przedni.

Mechanizm wydechowy różni się tym, że spokojny wydech zachodzi biernie z powodu sił zgromadzonych podczas wdechu. Aby zatrzymać wdech i zamienić wdech na wydech, należy przerwać wysyłanie impulsów nerwowych z ośrodka oddechowego do neuronów ruchowych rdzenia kręgowego i mięśni wdechowych. Prowadzi to do rozluźnienia mięśni wdechowych, w wyniku czego objętość klatki piersiowej zaczyna się zmniejszać pod wpływem następujących czynników: sprężystego naciągnięcia płuc (po głębokim wdechu i sprężystego naciągu klatki piersiowej), ciężkości klatkę piersiową, uniesioną i wyjętą ze stabilnej pozycji podczas wdechu, a następnie uciskać narządy jamy brzusznej do przepony. Aby przeprowadzić wzmożony wydech, konieczne jest wysłanie przepływu impulsów nerwowych ze środka wydechu do neuronów ruchowych rdzenia kręgowego, unerwiających mięśnie wydechowe - wewnętrzne mięśnie międzyżebrowe i mięśnie brzucha. Ich skurcz prowadzi do jeszcze większego zmniejszenia objętości klatki piersiowej i usunięcia większej objętości powietrza z płuc na skutek uniesienia kopuły przepony i obniżenia żeber.

Zmniejszenie objętości klatki piersiowej prowadzi do zmniejszenia ciśnienia przezpłucnego. Elastyczna przyczepność płuc staje się większa niż to ciśnienie i powoduje zmniejszenie objętości płuc. Zwiększa to ciśnienie powietrza w pęcherzykach płucnych (3-4 cm słupa wody więcej niż ciśnienie atmosferyczne) i powietrze wypływa z pęcherzyków do atmosfery zgodnie z gradientem ciśnienia. Wydychać.

Typ oddychania określa się na podstawie wielkości udziału różnych mięśni oddechowych w zwiększaniu objętości klatki piersiowej i wypełnianiu płuc powietrzem podczas wdechu. Jeżeli wdychanie następuje głównie w wyniku skurczu przepony i przemieszczenia (w dół i do przodu) narządów jamy brzusznej, wówczas takie oddychanie nazywa się brzuszny Lub przeponowy; jeśli z powodu skurczu mięśni międzyżebrowych - klatka piersiowa U kobiet dominuje oddychanie klatką piersiową, u mężczyzn - oddychanie brzuszne. Osoby wykonujące ciężką pracę fizyczną z reguły oddychają brzusznie.

Praca mięśni oddechowych

Aby przewietrzyć płuca, konieczne jest wykonanie pracy, która jest wykonywana poprzez kurczenie się mięśni oddechowych.

Podczas spokojnego oddychania w warunkach podstawowej przemiany materii 2-3% całkowitej energii wydatkowanej przez organizm jest przeznaczane na pracę mięśni oddechowych. Przy wzmożonym oddychaniu koszty te mogą osiągnąć 30% kosztów energetycznych organizmu. W przypadku osób cierpiących na choroby płuc i dróg oddechowych koszty te mogą być jeszcze większe.

Praca mięśni oddechowych polega na pokonywaniu sił sprężystych (płuca i klatka piersiowa), oporu dynamicznego (lepkiego) wobec ruchu przepływu powietrza przez drogi oddechowe, siły bezwładności i grawitacji przemieszczanych tkanek.

Ilość pracy mięśni oddechowych (W) oblicza się jako całkę iloczynu zmiany objętości płuc (V) i ciśnienia śródopłucnowego (P):

60-80% całkowitych kosztów przeznacza się na pokonanie sił sprężystych W, odporność lepka - do 30% W.

Przedstawiono opory lepkie:

opór aerodynamiczny dróg oddechowych, który stanowi 80-90% całkowitego oporu lepkiego i wzrasta wraz ze wzrostem natężenia przepływu powietrza w drogach oddechowych. Prędkość objętościową tego przepływu oblicza się ze wzoru

Gdzie Ra- różnica między ciśnieniem w pęcherzykach płucnych i atmosferze; R- opór w drogach oddechowych.

Podczas oddychania przez nos znajduje się około 5 cm wody. Sztuka. l -1 * s -1, podczas oddychania przez usta - 2 cm wody. Sztuka. l -1 *s -1 . Tchawica, oskrzela płatowe i segmentowe stawiają 4 razy większy opór niż dalsze odcinki dróg oddechowych;

opór tkanek, który stanowi 10-20% całkowitego oporu lepkiego i jest spowodowany tarciem wewnętrznym i niesprężystym odkształceniem tkanek klatki piersiowej i jamy brzusznej;
opór bezwładnościowy (1-3% całkowitego oporu lepkiego), wynikający z przyspieszenia objętości powietrza w drogach oddechowych (pokonanie bezwładności).

Podczas spokojnego oddychania praca nad pokonaniem lepkiego oporu jest niewielka, ale przy wzmożonym oddychaniu lub w przypadku niedrożności dróg oddechowych może gwałtownie wzrosnąć.

Elastyczny naciąg płuc i klatki piersiowej

Elastyczna przyczepność płuc to siła, z jaką płuca mają tendencję do ściskania. Dwie trzecie elastycznej trakcji płuc wynika z napięcia powierzchniowego środka powierzchniowo czynnego i płynu na wewnętrznej powierzchni pęcherzyków płucnych, około 30% jest tworzone przez elastyczne włókna płuc, a około 3% przez napięcie włókna mięśni gładkich oskrzeli śródpłucnych.

Elastyczna trakcja płuc- siła, z jaką tkanka płuc przeciwdziała naciskowi jamy opłucnej i zapewnia zapadnięcie się pęcherzyków płucnych (ze względu na obecność dużej liczby elastycznych włókien w ścianie pęcherzyków płucnych i napięcie powierzchniowe).

Wielkość sprężystego ciągu płuc (E) jest odwrotnie proporcjonalna do wielkości ich rozciągliwości (C l):

Podatność płuc u zdrowych ludzi wynosi 200 ml/cm wody. Sztuka. i odzwierciedla wzrost objętości płuc (V) w odpowiedzi na wzrost ciśnienia przezpłucnego (P) o 1 cm wody. Sztuka.:

W przypadku rozedmy płuc ich zgodność wzrasta, a zwłóknienie maleje.

Na wielkość rozciągliwości i elastyczną trakcję płuc duży wpływ ma obecność środka powierzchniowo czynnego na powierzchni wewnątrzpęcherzykowej, będącej strukturą fosfolipidów i białek tworzonych przez pneumocyty pęcherzykowe typu 2.

Surfaktant odgrywa ważną rolę w utrzymaniu struktury i właściwości płuc, ułatwia wymianę gazową oraz spełnia następujące funkcje:

zmniejsza napięcie powierzchniowe w pęcherzykach płucnych i zwiększa podatność płuc;
zapobiega sklejaniu się ścian pęcherzyków płucnych;
zwiększa rozpuszczalność gazów i ułatwia ich dyfuzję przez ścianę pęcherzyków płucnych;
zapobiega rozwojowi obrzęku pęcherzykowego;
ułatwia ekspansję płuc podczas pierwszego oddechu noworodka;
promuje aktywację fagocytozy przez makrofagi pęcherzykowe.

Elastyczna przyczepność klatki piersiowej zostanie wytworzona dzięki elastyczności chrząstki międzyżebrowej, mięśni, opłucnej ciemieniowej, struktur tkanki łącznej, które mogą się kurczyć i rozszerzać. Pod koniec wydechu siła elastycznego rozciągania klatki piersiowej jest skierowana na zewnątrz (w kierunku rozszerzenia klatki piersiowej) i osiąga maksymalną wielkość. W miarę rozwoju inspiracji stopniowo maleje. Kiedy wdech osiąga 60-70% maksymalnej możliwej wartości, napór sprężysty klatki piersiowej staje się zerowy, a wraz z dalszym pogłębianiem wdechu jest skierowany do wewnątrz i zapobiega rozszerzaniu się klatki piersiowej. Zwykle rozciągliwość klatki piersiowej (C|k) zbliża się do 200 ml/cm wody. Sztuka.

Całkowitą podatność klatki piersiowej i płuc (C 0) oblicza się ze wzoru 1/C 0 = 1/C l + 1/C gk. Średnia wartość C0 wynosi 100 ml/cm wody. Sztuka.

Pod koniec spokojnego wydechu wielkości naporu sprężystego płuc i klatki piersiowej są równe, ale mają przeciwny kierunek. Równoważą się nawzajem. W tym czasie klatka piersiowa znajduje się w najbardziej stabilnej pozycji, którą nazywa się poziom spokojnego oddychania i jest traktowany jako punkt wyjścia do różnych badań.

Ujemne ciśnienie w szczelinie opłucnej i odma opłucnowa

Klatka piersiowa tworzy szczelną jamę, która izoluje płuca od atmosfery. Płuca pokryte są warstwą opłucnej trzewnej, a wewnętrzna powierzchnia klatki piersiowej jest pokryta warstwą opłucnej ciemieniowej. Liście przechodzą jeden w drugi u wrót płuc i między nimi tworzy się szczelinowata przestrzeń wypełniona płynem opłucnowym. Przestrzeń tę często nazywa się jamą opłucnową, chociaż jama między warstwami tworzy się tylko w szczególnych przypadkach. Warstwa płynu w szczelinie opłucnej jest nieściśliwa i nierozciągliwa, a warstwy opłucnej nie mogą się od siebie oddalać, choć łatwo się przesuwają (jak dwie szklanki nałożone zwilżoną powierzchnią, trudno je rozdzielić, ale łatwo je przesuwać) wzdłuż samolotów).

Podczas normalnego oddychania ciśnienie pomiędzy warstwami opłucnej jest niższe niż atmosferyczne; jest on nazywany negatywny nacisk w szczelinie opłucnej.

Przyczynami występowania podciśnienia w szczelinie opłucnej jest obecność elastycznego ciągu płuc i klatki piersiowej oraz zdolność warstw opłucnej do wychwytywania (sorbowania) cząsteczek gazu z płynu szczeliny opłucnej lub powietrza dostającego się do niej podczas klatki piersiowej urazów lub nakłuć w celach terapeutycznych. Ze względu na obecność podciśnienia w szczelinie opłucnej, niewielka ilość gazów z pęcherzyków płucnych jest do niej stale filtrowana. W tych warunkach działanie sorpcyjne warstw opłucnej zapobiega gromadzeniu się w nich gazów i chroni płuca przed zapadnięciem się.

Ważną rolą podciśnienia w szczelinie opłucnej jest utrzymanie płuc w stanie rozciągniętym nawet podczas wydechu, co jest niezbędne do wypełnienia przez nie całej objętości jamy klatki piersiowej, określonej wielkością klatki piersiowej.

U noworodka stosunek objętości miąższu płucnego do jamy klatki piersiowej jest większy niż u dorosłych, dlatego pod koniec spokojnego wydechu zanika podciśnienie w szczelinie opłucnej.

U osoby dorosłej, pod koniec spokojnego wydechu, podciśnienie pomiędzy warstwami opłucnej wynosi średnio 3-6 cm wody. Sztuka. (tj. 3-6 cm mniej niż atmosferyczne). Jeśli dana osoba znajduje się w pozycji pionowej, wówczas podciśnienie w szczelinie opłucnej wzdłuż pionowej osi ciała zmienia się znacznie (zmienia się o 0,25 cm słupa wody na każdy centymetr wzrostu). Jest ono maksymalne w okolicy wierzchołków płuc, więc przy wydechu pozostają one bardziej rozciągnięte, a przy kolejnych wdechach ich objętość i wentylacja zwiększają się w niewielkim stopniu. U podstawy płuc wielkość podciśnienia może zbliżyć się do zera (lub może nawet stać się dodatnia, jeśli płuca stracą elastyczność z powodu starzenia się lub choroby). Płuca swoim ciężarem wywierają nacisk na przeponę i przylegającą do niej część klatki piersiowej. Dlatego w obszarze podstawy pod koniec wydechu są one najmniej rozciągnięte. Stworzy to warunki do większego rozciągnięcia i zwiększonej wentylacji podczas inhalacji, zwiększając wymianę gazową z krwią. Pod wpływem grawitacji do podstawy płuc napływa więcej krwi, przepływ krwi w tym obszarze płuc przekracza wentylację.

U zdrowej osoby tylko przy wymuszonym wydechu ciśnienie w szczelinie opłucnej może stać się większe niż ciśnienie atmosferyczne. Jeśli wydychasz z maksymalnym wysiłkiem do małej zamkniętej przestrzeni (na przykład do pneumotonometru), wówczas ciśnienie w jamie opłucnej może przekroczyć 100 cm wody. Sztuka. Stosując ten manewr oddechowy, siłę mięśni wydechowych określa się za pomocą pneumotonometru.

Pod koniec spokojnego wdechu podciśnienie w szczelinie opłucnej wynosi 6-9 cm wody. Art., a przy najbardziej intensywnej inhalacji może osiągnąć większą wartość. Jeśli wdychanie odbywa się przy maksymalnym wysiłku w warunkach zablokowania dróg oddechowych i niemożności przedostania się powietrza do płuc z atmosfery, wówczas podciśnienie w szczelinie opłucnej przez krótki czas (1-3 s) osiąga 40-80 cm wody. Sztuka. Za pomocą tego testu i pneumogonometru określa się siłę mięśni wdechowych.

Rozważając mechanikę oddychania zewnętrznego, bierze się ją również pod uwagę ciśnienie transpłucne- różnica pomiędzy ciśnieniem powietrza w pęcherzykach płucnych a ciśnieniem w szczelinie opłucnej.

Odma płucna zwane przedostawaniem się powietrza do szczeliny opłucnej, prowadzące do zapadnięcia się płuc. W normalnych warunkach, pomimo działania elastycznych sił rozciągających, płuca pozostają wyprostowane, ponieważ z powodu obecności płynu w szczelinie opłucnej warstwy opłucnej nie mogą się rozdzielić. Kiedy powietrze dostaje się do szczeliny opłucnej, którą można skompresować lub rozszerzyć, stopień podciśnienia w nim zmniejsza się lub staje się równy ciśnieniu atmosferycznemu. Pod wpływem sił sprężystych płuc warstwa trzewna zostaje odciągnięta od warstwy ciemieniowej i płuca zmniejszają się. Powietrze może przedostać się do szczeliny opłucnej przez otwór w uszkodzonej ścianie klatki piersiowej lub poprzez komunikację między uszkodzonym płucem (na przykład w gruźlicy) a szczeliną opłucnową.

Stopień rozciągnięcia płuc w odpowiedzi na każdą jednostkę wzrostu ciśnienia przezpłucnego (jeśli jest wystarczająco dużo czasu na osiągnięcie równowagi) nazywa się podatnością płuc. U zdrowej osoby dorosłej całkowita podatność obu płuc wynosi około 200 ml powietrza na 1 cm wody. Sztuka. ciśnienie transmuralne. Zatem za każdym razem, gdy ciśnienie przezpłucne wzrasta o 1 cmH2O. Art., po 10-20 sekundach objętość płuc wzrasta o 200 ml.

Schemat podatności płuc. Rycina przedstawia schemat zależności między zmianami objętości płuc a zmianami ciśnienia przezpłucnego. Należy zauważyć, że te proporcje podczas wdechu różnią się od tych podczas wydechu. Każdą krzywą rejestruje się, gdy ciśnienie przezpłucne zmienia się o niewielką wartość po ustaleniu objętości płuc na stałym poziomie. Te dwie krzywe nazywane są odpowiednio krzywą podatności wdechowej i krzywą podatności wydechowej, a cały diagram nazywany jest diagramem podatności płuc.

Postać krzywa wydłużenia zdeterminowane głównie przez elastyczne właściwości płuc. Właściwości sprężyste można podzielić na dwie grupy: (1) siły sprężyste samej tkanki płucnej; (2) siły sprężyste spowodowane napięciem powierzchniowym warstwy płynu na wewnętrznej powierzchni ścian pęcherzyków płucnych i innych dróg oddechowych płuc.

Elastyczna przyczepność tkanki płucnej determinowana jest głównie przez włókna elastyny i kolagenu wplecione w miąższ płuc. W zapadniętych płucach włókna te są w stanie elastycznie skurczonym i skręconym, ale gdy płuca się rozszerzają, rozciągają się i prostują, wydłużając się i rozwijając coraz bardziej elastyczną przyczepność.

Spowodowane powierzchownością rozciągające siły sprężyste są znacznie bardziej złożone. Wartość napięcia powierzchniowego przedstawiono na rysunku, na którym porównano wykresy podatności płuc w przypadku ich napełnienia roztworem soli i powietrzem. Kiedy płuca wypełniają się powietrzem, pomiędzy płynem pęcherzykowym a powietrzem w pęcherzykach występuje połączenie. W przypadku wypełnienia płuc roztworem soli nie ma takiej powierzchni, w związku z czym nie ma wpływu napięcia powierzchniowego – w płucach wypełnionych roztworem soli działają jedynie siły sprężystości tkanki.

Dla rozciąganie płuc wypełnionych powietrzem wymagane będzie ciśnienie przezopłucnowe około 3 razy większe niż wymagane do rozszerzenia płuc wypełnionych solą fizjologiczną. Można stwierdzić, że wielkość sił sprężystości tkanek powodujących zapadanie się płuc wypełnionych powietrzem wynosi jedynie około 1/3 całkowitej sprężystości płuc, natomiast napięcie powierzchniowe na styku warstw cieczy i powietrza w pęcherzykach płucnych tworzy pozostałe 2/3.

Siły sprężyste, wywołane napięciem powierzchniowym na granicy warstw cieczy i powietrza, znacznie wzrastają, gdy w płynie pęcherzykowym nie ma określonej substancji – surfaktantu. Omówmy teraz działanie tej substancji i jej wpływ na siły napięcia powierzchniowego.

Wróć do zawartości sekcji „ ”