A tüdő térfogatát befolyásoló tényezők a belégzési fázisban. A tüdő (tüdőszövet) tágíthatósága

A tüdő fő (bár nem egyetlen) funkciója a normál gázcsere biztosítása. A külső légzés a légköri levegő és a vér közötti gázcsere folyamata a tüdőkapillárisokban, melynek eredményeként a vér összetétele arterializálódik: nő az oxigénnyomás és csökken a CO2 nyomás. A gázcsere intenzitását elsősorban három kórélettani mechanizmus határozza meg (pulmonalis lélegeztetés, pulmonalis véráramlás, gázok diffúziója az alveoláris-kapilláris membránon keresztül), melyeket a külső légzési rendszer biztosít.

Pulmonális lélegeztetés

A pulmonális lélegeztetést a következő tényezők határozzák meg (A.P. Zilber):

1. mechanikus szellőztető berendezés, amely elsősorban a légzőizmok aktivitásától, idegi szabályozásától és a mellkasfalak mozgékonyságától függ;
2. a tüdőszövet és a mellkas rugalmassága és nyújthatósága;
3. légutak átjárhatósága;
4. a levegő intrapulmonális eloszlása ​​és ennek megfelelése a tüdő különböző részein a véráramlásnak.

A fenti tényezők közül egy vagy több megsértése esetén klinikailag jelentős lélegeztetési zavarok alakulhatnak ki, amelyek többféle lélegeztetési légzési elégtelenségben nyilvánulhatnak meg.

A légzőizmok közül a rekeszizomé a legjelentősebb szerep. Aktív összehúzódása az intrathoracalis és intrapleurális nyomás csökkenéséhez vezet, ami alacsonyabb lesz a légköri nyomásnál, aminek következtében belégzés történik.

A belégzés a légzőizmok (rekeszizom) aktív összehúzódása miatt történik, a kilégzés pedig főként magának a tüdőnek és a mellkasfal rugalmas vontatásának köszönhető, ami olyan kilégzési nyomásgradienst hoz létre, amely fiziológiás körülmények között elegendő távolítsa el a levegőt a légutakon keresztül.

Ha több szellőzésre van szükség, a külső bordaközi, scalene és sternocleidomastoideus izmok (további belégzési izmok) összehúzódnak, ami szintén a mellkas térfogatának növekedéséhez és az intrathoracalis nyomás csökkenéséhez vezet, ami megkönnyíti a belégzést. További kilégzési izmok az elülső hasfal izmai (külső és belső ferde, egyenes és keresztirányú).

A tüdőszövet és a mellkas rugalmassága

A tüdő rugalmassága. A légáramlás mozgását belégzéskor (tüdőben) és kilégzéskor (tüdőből kifelé) a légkör és az alveolusok közötti nyomásgradiens, az úgynevezett transzthoracalis nyomás (P tr / t) határozza meg:

Ptr / t \u003d P alv - P atm, ahol P alv, - alveoláris és P atm - légköri nyomás.

Az inspiráció során a P alv és a P tr / t negatívvá, kilégzéskor pozitívvá válik. A belégzés végén és a kilégzés végén, amikor a levegő nem halad át a légutakon, és a glottis nyitva van, R alv egyenlő R atm-mel.

Az R alv szintje pedig az intrapleurális nyomás (P pl) és a tüdő úgynevezett rugalmas visszarúgási nyomásának (P el) értékétől függ:

Az elasztikus visszarúgási nyomás az a nyomás, amelyet a tüdő rugalmas parenchimája fejt ki és a tüdő belsejébe irányít. Minél nagyobb a tüdőszövet rugalmassága, annál jelentősebbnek kell lennie az intrapleurális nyomás csökkenésének ahhoz, hogy a tüdő kitáguljon a belégzés során, és ennélfogva nagyobb legyen a belégzési légzőizmok aktív munkája. A nagy rugalmasság hozzájárul a tüdő gyorsabb összeomlásához a kilégzés során.

Egy másik fontos mutató, a tüdőszövet rugalmasságának inverze - a tüdő apatikus nyújthatósága - a tüdő tágulási kompatibilitása. A tüdő megfelelőségét (és rugalmas visszarúgási nyomását) számos tényező befolyásolja:

1. Tüdőtérfogat: Ha a térfogat alacsony (például a belégzés kezdetén), a tüdő hajlékonyabb. Nagy térfogatok esetén (például a maximális belégzés magasságában) a tüdő kompatibilitása élesen csökken, és nulla lesz.
2. Elasztikus struktúrák (elasztin és kollagén) tartalma a tüdőszövetben. A tüdőtágulatot, amelyet köztudottan a tüdőszövet rugalmasságának csökkenése jellemez, a tüdő nyújthatóságának növekedése (az elasztikus visszarúgási nyomás csökkenése) kíséri.
3. Az alveoláris falak gyulladásos (tüdőgyulladás) vagy hemodinamikai (a vér pangása a tüdőben) ödéma miatti megvastagodása, valamint a tüdőszövet fibrózisa jelentősen csökkenti a tüdő nyújthatóságát (compliance).
4. Felületi feszültségek az alveolusokban. A gáz és a folyadék határfelületén keletkeznek, amely belülről vékony filmréteggel vonja be az alveolusokat, és hajlamosak csökkenteni ennek a felületnek a területét, pozitív nyomást hozva létre az alveolusokban. Így a felületi feszültség erői a tüdő rugalmas struktúráival együtt biztosítják az alveolusok hatékony összeomlását a kilégzés során, és egyben megakadályozzák a tüdő kitágulását (megnyúlását) belégzéskor.

Az alveolusok belső felületét bélelő felületaktív anyag olyan anyag, amely csökkenti a felületi feszültség erejét.

A felületaktív anyag aktivitása annál nagyobb, minél sűrűbb. Ezért belégzéskor, amikor a felületaktív anyag sűrűsége és ennek megfelelően aktivitása csökken, megnőnek a felületi feszültségi erők (azaz azok az erők, amelyek hajlamosak az alveolusok felületét csökkenteni), ami hozzájárul a tüdőszövet későbbi összeomlásához. kilégzés során. A kilégzés végén megnő a felületaktív anyag sűrűsége és aktivitása, csökkennek a felületi feszültségek.

Így a kilégzés befejezése után, amikor a felületaktív anyag aktivitása maximális, és az alveolusok tágulását megakadályozó felületi feszültségi erők minimálisak, a léghólyagok utólagos tágulása a belégzés során kevesebb energiát igényel.

A felületaktív anyagok legfontosabb élettani funkciói a következők:

• a tüdő nyújthatóságának növekedése a felületi feszültségi erők csökkenése miatt;
• az alveolusok összeomlásának (összeomlásának) valószínűsége a kilégzés során, mivel kis tüdőtérfogatnál (a kilégzés végén) aktivitása maximális, és a felületi feszültségi erők minimálisak;
• megakadályozza a levegő újraeloszlását a kisebb alveolusokból a nagyobbak felé (Laplace törvénye szerint).

A felületaktív anyag hiányával járó betegségekben megnő a tüdő merevsége, az alveolusok összeesnek (atelektázia alakul ki), légzési elégtelenség lép fel.

A mellkas falának műanyag visszarúgása

A mellkasfal rugalmas tulajdonságait, amelyek a pulmonalis lélegeztetés jellegét is nagyban befolyásolják, a csontváz, a bordaközi izmok, a lágyszövetek és a mellhártya mellkasi állapota határozza meg.

A mellkas és a tüdő minimális térfogata esetén (a maximális kilégzés során) és a belégzés kezdetén a mellkasfal rugalmas visszarúgása kifelé irányul, ami negatív nyomást hoz létre, és hozzájárul a tüdő tágulásához. Ahogy a tüdő térfogata növekszik a belégzés során, a mellkasfal rugalmas visszarúgása csökken. Amikor a tüdőtérfogat eléri a VC érték megközelítőleg 60%-át, a mellkasfal rugalmas visszarúgása nullára csökken, azaz. a légköri nyomásra. A tüdőtérfogat további növekedésével a mellkasfal rugalmas visszarúgása befelé irányul, ami pozitív nyomást hoz létre, és hozzájárul a tüdő összeomlásához a későbbi kilégzés során.

Egyes betegségeket a mellkasfal merevségének növekedése kíséri, ami befolyásolja a mellkas nyúlási (belégzéskor) és alábbhagyási (kilégzéskor) képességét. Ezek a betegségek közé tartozik az elhízás, a kyphoscoliosis, a tüdőtágulat, a masszív kikötések, a fibrothorax stb.

A légutak átjárhatósága és a mukociliáris clearance

A légutak átjárhatósága nagymértékben függ a tracheobronchialis váladék normális elvezetésétől, amelyet elsősorban a mukociliáris clearance (clearance) mechanizmusának működése és a normál köhögési reflex biztosít.

A nyálkahártya-apparátus védő funkcióját a csillós és szekréciós hám megfelelő és összehangolt működése határozza meg, aminek következtében a hörgő nyálkahártyájának felületén vékony váladékréteg mozog, és eltávolítják az idegen részecskéket. A hörgőváladék elmozdulása a csillók gyors koponyairányú lökései, az ellenkező irányú lassabb visszatérése miatt következik be. A csillók oszcillációs frekvenciája 1000-1200 percenként, ami biztosítja a hörgő nyálka 0,3-1,0 cm/perc sebességű mozgását a hörgőkben és 2-3 cm/perc sebességgel a légcsőben.

Emlékeztetni kell arra is, hogy a hörgő nyálka 2 rétegből áll: az alsó folyékony rétegből (sol) és a felső viszkoelasztikus gélből, amelyet a csillók teteje érint. A csillós hám funkciója nagymértékben függ a nyálkahártya és a gél vastagságának arányától: a gél vastagságának növekedése vagy a szol vastagságának csökkenése a mukociliáris clearance hatékonyságának csökkenéséhez vezet.

A mukociliáris apparátus légúti hörgőinek és alveolusainak szintjén ist. Itt a tisztítást köhögési reflex és a sejtek fagocita aktivitása segítségével végzik.

A hörgők gyulladásos, különösen krónikus elváltozásai esetén a hám morfológiailag és funkcionálisan újjáépül, ami mukociliáris elégtelenséghez (a mukociliáris apparátus védőfunkcióinak csökkenéséhez) és a köpet felhalmozódásához vezethet a hörgők lumenében.

Patológiás körülmények között a légutak átjárhatósága nemcsak a mukociliáris clearance mechanizmusának működésétől függ, hanem a hörgőgörcs, a gyulladásos nyálkahártya-ödéma meglététől, valamint a kishörgők korai kilégzési záródásának (összeomlásának) jelenségétől is.

A bronchiális lumen szabályozása

A hörgők simaizomzatának tónusát számos mechanizmus határozza meg, amelyek számos specifikus hörgőreceptor stimulálásával kapcsolatosak:

1. A kolinerg (paraszimpatikus) hatások az acetilkolin neurotranszmitter specifikus muszkarin M-kolinerg receptorokkal való kölcsönhatása következtében lépnek fel. Ennek a kölcsönhatásnak a következtében bronchospasmus alakul ki.
2. Az emberben a hörgők simaizomzatának szimpatikus beidegzése kismértékben kifejeződik, ellentétben például az erek simaizomzatával és a szívizommal. A hörgőkre gyakorolt ​​szimpatikus hatások elsősorban a keringő adrenalin béta2-adrenerg receptorokra gyakorolt ​​hatása miatt fejtik ki, ami a simaizmok ellazulásához vezet.
3. A simaizom tónusát is befolyásolják az ún. "Nem adrenerg, nem kolinerg" idegrendszer (NANS), amelynek rostjai áthaladnak a vagus idegen, és számos specifikus neurotranszmittert szabadítanak fel, amelyek kölcsönhatásba lépnek a hörgő simaizom megfelelő receptoraival. Ezek közül a legfontosabbak:
   • vazoaktív intestinalis polipeptid (VIP);
   • R anyag.

A VIP receptorok stimulálása kifejezett relaxációhoz, a béta receptorok pedig a hörgő simaizomzatának összehúzódásához vezet. Úgy tartják, hogy a légutak lumenének szabályozására a NASH rendszer neuronjai gyakorolják a legnagyobb hatást (KK Murray).

Ezenkívül a hörgők nagyszámú receptort tartalmaznak, amelyek kölcsönhatásba lépnek különféle biológiailag aktív anyagokkal, beleértve a gyulladásos mediátorokat - hisztamin, bradikinin, leukotriének, prosztaglandinok, vérlemezke-aktiváló faktor (PAF), szerotonin, adenozin stb.

A hörgők simaizomzatának tónusát számos neurohumorális mechanizmus szabályozza:

1. A hörgőtágulat stimulációval alakul ki:
   • béta2-adrenerg receptorok adrenalinnal;
   • VIP receptorok (NASH rendszer) vazoaktív bélpolipeptid.
2. A hörgők lumenének szűkülése a stimuláció során következik be:
   • M-kolinerg receptorok acetilkolinnal;
   • a P anyag receptorai (NASH rendszerek);
   • Alfa-adrenerg receptorok (például a béta2-adrenerg receptorok blokkolásával vagy csökkent érzékenységével).

A levegő intrapulmonális eloszlása ​​és megfelelése a véráramlásnak

A tüdő normálisan fennálló egyenetlen szellőzését elsősorban a tüdőszövet mechanikai tulajdonságainak heterogenitása határozza meg. A legaktívabban szellőztetett bazális, kisebb mértékben - a tüdő felső részei. Az alveolusok rugalmas tulajdonságainak megváltozása (különösen a tüdőtágulatban) vagy a hörgők átjárhatóságának megsértése jelentősen súlyosbítja az egyenetlen szellőzést, növeli a fiziológiai holtteret és csökkenti a szellőzés hatékonyságát.

Gázok diffúziója

A gázok diffúziós folyamata az alveoláris-kapilláris membránon keresztül függ

1. a gázok parciális nyomásgradiensétől a membrán mindkét oldalán (az alveoláris levegőben és a pulmonalis kapillárisokban);
2. az alveoláris-kapilláris membrán vastagságára;
3. a diffúziós zóna teljes felületéről a tüdőben.

Egészséges emberben az oxigén parciális nyomása (PO2) az alveoláris levegőben általában 100 Hgmm. Art., és vénás vérben - 40 Hgmm. Művészet. A vénás vérben a CO2 (PCO2) parciális nyomása 46 Hgmm. Art., az alveoláris levegőben - 40 Hgmm. Művészet. Így az oxigénnyomás gradiens 60 Hgmm. Art., és a szén-dioxid esetében - csak 6 Hgmm. Művészet. Azonban a CO2 diffúziós sebessége az alveoláris-kapilláris membránon keresztül körülbelül 20-szor nagyobb, mint az O2-é. Ezért a CO2 cseréje a tüdőben teljesen megtörténik, annak ellenére, hogy az alveolusok és a kapillárisok között viszonylag alacsony a nyomásgradiens.

Az alveoláris-kapilláris membrán egy felületaktív anyag rétegből áll, amely az alveolus belső felületét borítja, az alveoláris membránból, az intersticiális térből, a tüdőkapilláris membránból, a vérplazmából és az eritrocita membránból. Az alveoláris-kapilláris membrán ezen összetevőinek károsodása jelentős nehézségeket okozhat a gázok diffúziójában. Ennek eredményeként betegségek esetén az alveoláris levegőben és a kapillárisokban az O2 és a CO2 parciális nyomásának fenti értékei jelentősen megváltozhatnak.

A tüdő véráramlása

A tüdőben két keringési rendszer van: a szisztémás keringéshez tartozó hörgő véráramlás és maga a pulmonalis véráramlás, vagy az úgynevezett pulmonalis keringés. Közöttük mind fiziológiás, mind patológiás körülmények között anasztomózisok vannak.

A pulmonális véráramlás funkcionálisan a szív jobb és bal fele között helyezkedik el. A pulmonális véráramlás hajtóereje a jobb kamra és a bal pitvar közötti nyomásgradiens (általában körülbelül 8 Hgmm). Az oxigénszegény és szén-dioxiddal telített vénás vér az artériákon keresztül jut a tüdőkapillárisokba. Az alveolusok régiójában a gázok diffúziója következtében a vér oxigénnel telítődik és szén-dioxidtól megtisztul, aminek következtében az artériás vér a tüdőből a vénákon keresztül a bal pitvarba áramlik. A gyakorlatban ezek az értékek nagyon eltérőek lehetnek. Ez különösen igaz az artériás vér PaO2 szintjére, amely általában körülbelül 95 Hgmm. Művészet.

A légzőizmok normál működése, a légutak jó átjárhatósága és a tüdőszövet csekély mértékben megváltozott rugalmassága esetén a tüdőben a gázcsere szintjét a tüdőn keresztüli véráramlás sebessége és az alveoláris-kapilláris membrán állapota határozza meg, amelyen keresztül. a gázok az oxigén és a szén-dioxid parciális nyomásgradiensének hatására diffundálnak.

Szellőztetés-perfúzió kapcsolat

A tüdőben zajló gázcsere mértékét a pulmonalis lélegeztetés intenzitása és a gázok diffúziója mellett a lélegeztetés-perfúzió arány (V/Q) értéke is meghatározza. Normális esetben a belélegzett levegő 21%-os oxigénkoncentrációja és normál légköri nyomás mellett a V / Q arány 0,8.

Ceteris paribus szerint az artériás vér oxigénellátásának csökkenése két okból következhet be:

• a pulmonalis lélegeztetés csökkenése a véráramlás azonos szintjének fenntartása mellett, amikor V/Q
• a véráramlás csökkenése az alveolusok megőrzött szellőztetése mellett (V/Q> 1,0).

ELŐADÁS TÉMA: „A légzőrendszer élettana. Külső lélegzet.

A légzés olyan egymást követő folyamatok összessége, amelyek biztosítják a szervezet O 2 fogyasztását és a CO 2 felszabadulását.

Az oxigén a légköri levegő részeként kerül a tüdőbe, a vér és a szövetnedvek szállítják a sejtekhez, és biológiai oxidációra használják fel. Az oxidációs folyamat során szén-dioxid képződik, amely a szervezet folyékony közegeibe kerül, azokkal a tüdőbe kerül és a környezetbe kerül.

A légzés bizonyos folyamatsorokat foglal magában: 1) külső légzés, amely biztosítja a tüdő szellőzését; 2) gázcsere az alveoláris levegő és a vér között; 3) gázok vérrel történő szállítása; 4) gázcsere a kapillárisokban lévő vér és a szövetfolyadék között; 5) gázcsere a szövetfolyadék és a sejtek között; 6) biológiai oxidáció a sejtekben (belső légzés).A fiziológia vizsgálatának tárgya az első 5 folyamat; a belső légzést a biokémia során vizsgálják.

KÜLSŐ LÉGZÉS

A légzési mozgások biomechanikája

A külső légzést a mellkasi üreg térfogatának változása miatt végzik, ami befolyásolja a tüdő térfogatát. A mellkasi üreg térfogata belégzéskor (belégzés) növekszik, kilégzéskor (kilégzés) csökken. A tüdő passzívan követi a mellüreg térfogatának változásait, belégzéskor tágul, kilégzéskor összehúzódik. Ezek a légzési mozgások biztosítják a tüdő szellőzését, mivel belégzéskor a levegő a légutakon keresztül bejut az alveolusokba, kilégzéskor pedig elhagyja azokat. A mellkasi üreg térfogatának változása a légzőizmok összehúzódása miatt következik be.

. légzőizmok

A légzőizmok ritmikusan növelik vagy csökkentik a mellkasi üreg térfogatát. Funkcionálisan a légzőizmokat belégzési (fő- és segédizmokra) és kilégzési izmokra osztják. A fő belégzési izomcsoport a rekeszizom, a külső bordaközi és a belső porcos izmok; segédizmok - scalene, sternocleidomastoideus, trapezius, pectoralis major és minor izmok. A kilégzési izomcsoport hasi (belső és külső ferde, egyenes és keresztirányú hasizmok) és belső bordaközi izmokból áll.

A legfontosabb belégzési izom a rekeszizom, egy kupola alakú harántcsíkolt izom, amely elválasztja a mellkasi és a hasüreget. Az első három ágyéki csigolyához (a rekeszizom csigolya része) és az alsó bordákhoz (bordás rész) kapcsolódik. Az idegek közelednek a rekeszizomhoz A III-V a gerincvelő nyaki szegmensei. Amikor a rekeszizom összehúzódik, a hasi szervek lefelé és előre mozognak, és a mellkasi üreg függőleges méretei megnőnek. Ezenkívül ugyanakkor a bordák felemelkednek és eltérnek, ami a mellkasi üreg keresztirányú méretének növekedéséhez vezet. Nyugodt légzés esetén a rekeszizom az egyetlen aktív belégzési izom, kupolája 1-1,5 cm-rel leesik. Mély kényszerlégzés esetén a rekeszizom mozgásának amplitúdója megnő (a kimozdulás elérheti a 10 cm-t), és aktiválódnak a külső bordaközi és segédizmok . A járulékos izmok közül a legjelentősebbek a pikkelyes és a sternocleidomastoideus izmok.

A külső bordaközi izmok összekötik a szomszédos bordákat. Rostjaik ferdén lefelé és előre irányulnak a felsőtől az alsó bordáig. Amikor ezek az izmok összehúzódnak, a bordák felemelkednek és előrehaladnak, ami a mellkasi üreg térfogatának növekedéséhez vezet anteroposterior és laterális irányban. A bordaközi izmok bénulása nem okoz komoly légzési problémákat, mivel a rekeszizom biztosítja a szellőzést.

A belélegzés során összehúzódó pikkelyizmok felemelik a 2 felső bordát, és együtt eltávolítják az egész mellkast. A sternocleidomastoideus izmok megemelkednekén borda és szegycsont. Nyugodt légzéssel gyakorlatilag nem vesznek részt, azonban a tüdőszellőztetés növekedésével intenzíven dolgozhatnak.

Kilégzés nyugodt légzés mellett passzívan fordul elő. A tüdő és a mellkas rugalmas, ezért belélegzés után, amikor aktívan nyújtják, hajlamosak visszatérni korábbi helyzetükbe. Edzés közben, amikor a légutak ellenállása megnő, a kilégzés aktívvá válik.

A legfontosabb és legerősebb kilégzési izmok a hasizmok, amelyek a hasüreg anterolaterális falát alkotják. Összehúzódásukkal az intraabdominalis nyomás megemelkedik, a rekeszizom megemelkedik, a mellkasi üreg, így a tüdő térfogata pedig csökken.

Az aktív kilégzés a belső bordaközi izmokat is érinti. Amikor összehúzódnak, a bordák leesnek, és a mellkas térfogata csökken. Ezen túlmenően ezen izmok összehúzódása elősegíti a bordaközi terek megerősítését.

Férfiaknál a hasi (diafragmatikus) típusú légzés uralkodik, amelyben a mellkasi üreg térfogatának növekedése elsősorban a rekeszizom mozgása miatt történik. Nőknél a thoracalis (costalis) típusú légzés, amelyben a mellkasi üreg térfogatának változásához nagyobb mértékben járulnak hozzá a külső bordaközi izmok összehúzódásai, amelyek kiterjesztik a mellkast. A mellkasi típusú légzés megkönnyíti a tüdő szellőzését a terhesség alatt.

A tüdőnyomás változásai

A légzőizmok megváltoztatják a mellkas térfogatát, és nyomásgradienst hoznak létre, amely szükséges a légutakon keresztül történő légáramlás előfordulásához. Az inhaláció során a tüdő passzívan követi a mellkas térfogatnövekedését, ennek következtében a léghólyagokban a nyomás 1,5-2 Hgmm-rel a légköri nyomás alá kerül. Művészet. (negatív). A negatív nyomásgradiens hatására a külső környezet levegője bejut a tüdőbe. Éppen ellenkezőleg, a kilégzés során a tüdő térfogata csökken, az alveolusokban a nyomás magasabb lesz, mint a légköri (pozitív), és az alveoláris levegő belép a külső környezetbe. A belégzés és a kilégzés végén a mellkasi üreg térfogata nem változik, és nyitott glottis esetén az alveolusokban a nyomás megegyezik a légköri nyomással. Alveoláris nyomás(Pa1y) az összeg pleurális nyomás(Рр1) és a keletkezett nyomás a parenchyma rugalmas visszarúgása tüdő (Re1): Pa1y = Pp1 + Re1.

Pleurális nyomás

A mellhártya zsigeri és parietális rétegei között a hermetikusan lezárt pleurális üregben kialakuló nyomás a tüdő és a mellkasfal rugalmas parenchymája által keltett erők nagyságától és irányától függ.A pleurális nyomás mérése a pleurális üreghez üreges tűvel csatlakoztatott manométerrel lehetséges. A klinikai gyakorlatban gyakran alkalmaznak közvetett módszert a pleurális nyomás mérésére, az alsó nyelőcső nyomásának mérésére nyelőcső ballonkatéterrel. Az intraoesophagealis nyomás a légzés során az intrapleurális nyomás változásait tükrözi.

Belégzéskor a mellhártya nyomása a légköri nyomás alatt van, kilégzéskor a kilégzés erejétől függően lehet alacsonyabb, magasabb vagy azzal egyenlő. Nyugodt légzés mellett a pleurális nyomás belégzés előtt -5 cm vízoszlop, kilégzés előtt további 3-4 cm-rel csökken. A pneumothorax (a mellkas szorításának és a pleurális üreg külső környezettel való kommunikációjának megsértése) esetén a pleurális és a légköri nyomás kiegyenlítődik, ami a tüdő összeomlását okozza, és lehetetlenné teszi a szellőztetést.

Az alveoláris és a pleurális nyomás közötti különbséget ún Tüdőnyomás(Р1р = Рау - Рр1), amelynek értéke a külső légköri nyomáshoz viszonyítva a légmozgást a tüdő légutaiban okozó fő tényező.

A nyomást azon a ponton, ahol a tüdő találkozik a membránnal, nevezzük transz-diafragmatikus(P1c1); az intraabdominális (Pab) és a pleurális nyomás különbségeként számítva: PSH = Pab - Pp1.

A transzdiafragmatikus nyomás mérése a legpontosabb módszer a rekeszizom kontraktilitásának felmérésére. Aktív összehúzódásával a hasüreg tartalma összenyomódik és az intraabdominális nyomás megnő, a transzdiafragmatikus nyomás pozitív lesz.

A tüdő rugalmas tulajdonságai

Ha egy izolált tüdőt egy kamrába helyezünk, és a nyomást a légköri nyomás alá csökkentjük, akkor a tüdő kitágul. Térfogata spirométerrel mérhető, mely lehetővé teszi a statikus nyomás-térfogat görbe felépítését (7.2. ábra). Áramlás hiányában a belégzési és kilégzési görbék eltérőek. Ez a görbék közötti különbség minden rugalmas szerkezet azon képességét jellemzi, hogy könnyebben reagál a térfogat csökkenésére, mint a térfogat növekedésére. Az ábrán látható a görbék kezdete és a koordináták origója közötti eltérés, amely húzónyomás hiányában is jelzi a tüdő bizonyos mennyiségű levegő tartalmát.

A tüdő tágulása

A nyomás és a tüdőtérfogat változása közötti összefüggés P = E-dV formában fejezhető ki, ahol P a húzónyomás, E a rugalmasság, DU a tüdőtérfogat változása. A rugalmasság a tüdőszövet rugalmasságának mértéke. A rugalmasság reciproka (C$1a1 = 1/E) ún statikus nyújtás.Így a nyújthatóság a nyomás egységenkénti térfogatváltozása. Felnőtteknél ez 0,2 l / cm víz. m. A fény kis és közepes hangerőn jobban nyújtható. A statikus megfelelőség a tüdő méretétől függ. Egy nagy tüdő térfogata nagyobb egységnyi nyomásváltozásonként változik, mint egy kis tüdőé.

Az alveolusok felületét belülről vékony, felületaktív anyagot tartalmazó folyadékréteg borítja. A felületaktív anyagot az alveoláris epiteliális sejtek választják ki II típusú, és foszfolipidekből és fehérjékből áll.

A mellkas rugalmas tulajdonságai

A rugalmassággal nemcsak a tüdő, hanem a mellkasfal is rendelkezik. A maradék tüdőtérfogatnál a mellkasfal rugalmas visszarúgása kifelé irányul. A mellüreg térfogatának növekedésével a fal kifelé irányuló visszarúgása csökken, és a tüdő létfontosságú kapacitásának körülbelül 60%-ának megfelelő mellkasi üreg térfogata esetén nullára csökken. a teljes tüdőkapacitás szintjéig falának visszarúgása befelé irányul. A mellkasfal normál nyújthatósága 0,2 l/cm víz. t. A tüdő és a mellkasfal funkcionálisan egyesül a pleurális üregen keresztül. n a teljes tüdőkapacitás szintjén a tüdő és a mellkasfal rugalmas visszarúgása összegződik, ami a teljes légzőrendszer nagy visszarúgási nyomását hozza létre. A maradék térfogat szintjén a mellkasfal kifelé rugalmas visszarúgása sokkal nagyobb, mint a tüdő befelé irányuló visszarúgása. Ennek eredményeként a légzőrendszer teljes visszarúgási nyomás, kifelé. A funkcionális reziduális kapacitás (RCC) szintjén a tüdő befelé irányuló rugalmas visszarúgását a mellkas kifelé irányuló rugalmas visszarúgása egyensúlyozza ki. Így az RK.C-ben a légzőrendszer egyensúlyban van. A teljes légzőrendszer statikai megfelelősége normál esetben 0,1 l/cm w.c.

Ellenállás a légzőrendszerben

A légutakon keresztüli levegő mozgása a hörgők falával szembeni súrlódási erők ellenállásába ütközik, melynek értéke a légáramlás jellegétől függ. A légutakban 3 áramlási mód létezik: lamináris, turbulens és átmeneti.. A tracheobronchialis fa dichotóm elágazódása esetén a legjellemzőbb áramlás átmeneti, lamináris csak a kis légutakban figyelhető meg.

A légúti ellenállás kiszámítható úgy, hogy a szájüreg és az alveolusok közötti nyomáskülönbséget elosztjuk a térfogati légáramlási sebességgel. A légúti ellenállás egyenetlenül oszlik el Felnőtteknél szájon keresztül történő légzéskor a garat és a gége a teljes ellenállás körülbelül 25%-át teszi ki; az intrathoracalis nagy légutak (légcső, lebeny és szegmentális hörgők) részarányáról - a teljes ellenállás körülbelül 65% -a, a fennmaradó 15% - a 2 mm-nél kisebb átmérőjű légutak részarányáról. A kis légutak kis mértékben járulnak hozzá a teljes ellenálláshoz, mivel teljes keresztmetszeti területük nagy, így az ellenállás kicsi.

A légúti ellenállást jelentősen befolyásolja a tüdőtérfogat változása. A hörgőket a környező tüdőszövet feszíti; a hézaguk ugyanakkor növekszik, és az ellenállás csökken. Az aerodinamikai ellenállás függ a hörgők simaizmainak tónusától és a levegő fizikai tulajdonságaitól (sűrűség, viszkozitás) is.

A normál légúti ellenállás felnőtteknél a funkcionális maradék kapacitás (RK.S) szintjén körülbelül 15 cm víz. st./l/s.

A légzés munkája

A légzőizmok, fejlesztve azt az erőt, amely mozgásba hozza a tüdőt és a mellkasfalat, bizonyos munkát végeznek. A légzés munkáját (A) a légzési ciklus egy adott pillanatában a lélegeztetőgépre kifejtett össznyomás (P) és a térfogatváltozás szorzataként fejezzük ki. V ):

A = R ■ V.

Belégzés során az intrapleurális nyomás csökken, a tüdő térfogata nagyobb lesz, mint a PK.S. Ugyanakkor a tüdő feltöltésére fordított munka (belégzés) két összetevőből áll: az egyik a rugalmas erők leküzdéséhez szükséges, és az OAECDO terület képviseli; a másikat - a légutak ellenállásának leküzdésére - az ABSEA terület képviseli. A kilégzés munkája az AECBA terület. Mivel ez utóbbi az OAECDO területen belül található, ezt a munkát a tüdő rugalmas parenchymájában felhalmozott energia az inspiráció során történő nyújtás során végzi.

Normális esetben nyugodt légzés mellett a munka kicsi, és 0,03-0,06 W min "" 1. A rugalmas ellenállás leküzdése a légzés teljes munkájának 70% -át, a rugalmatlanság 30% -át teszi ki. A légzés munkája a tüdő compliance csökkenésével (az OAECDO területének növekedésével) vagy a légúti ellenállás növekedésével (az ABSEA területének növekedésével) fokozódik.

A rugalmas (OAECDO terület) és az ellenállási (ABCEA terület) erők leküzdéséhez szükséges munka minden légzési ciklusra meghatározható.

TÜDŐSZELLŐZÉS

A tüdőszellőztetés a tüdőben lévő levegő gázösszetételének frissítésére szolgáló, folyamatosan szabályozott folyamat. A tüdő szellőztetését oxigénben gazdag légköri levegő bejuttatása, illetve a kilégzés során a felesleges CO2-t tartalmazó gáz eltávolítása biztosítja.

A tüdő térfogata és kapacitása

A tüdő szellőztetési funkciójának és tartalékainak jellemzéséhez nagy jelentőséggel bír a tüdő statikus és dinamikus térfogatának és kapacitásának értéke. A statikus térfogatok olyan értékeket tartalmaznak, amelyeket a légzési manőver befejezése után mérnek anélkül, hogy korlátoznák a végrehajtás sebességét (idejét). Nak nek statikus mutatók négy elsődleges tüdőtérfogatot tartalmaz: légzési térfogat (DO-UT), belégzési tartalék térfogat (ROVd-1KU), kilégzési tartalék térfogat (ROVd-EKU) és maradék térfogat (OO-KU), valamint kapacitások: vitálkapacitás (VC - US), belégzési kapacitás (Evd-1C), funkcionális maradék kapacitás (FOE-RCC) és teljes tüdőkapacitás (OEL-TJC).

Csendes légzés során minden légzési ciklusban bizonyos mennyiségű levegő kerül a tüdőbe, amelyet légzésnek (RT) neveznek. Az UT értéke felnőtt egészséges emberben nagyon változó; nyugalomban az UT átlagosan körülbelül 0,5 liter.

Azt a maximális levegőmennyiséget, amelyet egy személy csendes lélegzetvétel után be tud lélegezni, belégzési tartalék térfogatnak (IVV) nevezik. Ez a szám egy középkorú emberre és átlagos antropometriai adatokra vonatkoztatva körülbelül 1,5-1,8 liter.

Azt a maximális levegőmennyiséget, amelyet egy személy csendes kilégzés után még ki tud lélegezni, kilégzési tartalék térfogatnak (ECV) nevezik, és 1,0-1,4 liter. A gravitációs tényező kifejezett hatással van erre a mutatóra, ezért függőleges helyzetben magasabb, mint vízszintesben.

Maradék térfogat (CV) - a levegő térfogata, amely a tüdőben marad a maximális kilégzési erőfeszítés után; ez 1,0-1,5 liter. Térfogata a kilégzési izmok összehúzódásának hatékonyságától és a tüdő mechanikai tulajdonságaitól függ. Az életkorral a KU növekszik. A KU összeomlott (teljes kétoldali pneumothoraxszal hagyja el a tüdőt) és minimális (a tüdőszövetben marad a pneumothorax után).

A vitálkapacitás (VC) az a levegőmennyiség, amelyet maximális kilégzési erőfeszítéssel a maximális belégzés után ki lehet lélegezni. Az USA magában foglalja az UT-t, az 1KU-t és az ECU-t. A középkorú férfiaknál az USA 3,5-5 literen belül változik, a nőknél - 3-4 liter.

A belégzési kapacitás (1C) az UT és az 1KU összege. Emberben az 1C 2,0-2,3 liter, és nem függ a test helyzetétől.

A funkcionális maradékkapacitás (RCC) - a tüdőben lévő levegő térfogata csendes kilégzés után - körülbelül 2,5 liter. Az RCS-t végső kilégzési térfogatnak is nevezik. Amikor a tüdő eléri az RCS-t, belső rugalmas visszarúgását a mellkas külső rugalmas visszarúgása egyensúlyozza ki, negatív pleurális nyomást hozva létre. Egészséges felnőtteknél ez körülbelül 50%-ban fordul elő. TSC nyomáson a pleurális üregben - 5 cm víz. RKS a JCU és a KU összege. Az RCS értékét jelentősen befolyásolja az ember fizikai aktivitásának szintje és a test helyzete a mérés időpontjában. A test vízszintes helyzetében az RR kisebb, mint ülő vagy álló helyzetben a rekeszizom kupolájának magas állása miatt. A PKC csökkenhet, ha a test víz alatt van a mellkas általános megfelelőségének csökkenése miatt. A teljes tüdőkapacitás (TC) a tüdőben lévő levegő térfogata a maximális belégzés végén. A TS az US és a KU vagy az RKS és az 1C összege.

dinamikusmennyiségeketjellemezze a légáramlás térfogati sebességét. Ezeket a légzési manőver végrehajtására fordított idő figyelembevételével határozzák meg. A dinamikus mutatók a következők: kényszerkilégzési térfogat az első másodpercben (FEV) - REU[ ); kényszerített vitálkapacitás (FZhEL - RUS); maximális térfogati (REU) kilégzési áramlási sebesség (PEV - REU) stb. Az egészséges ember tüdejének térfogatát és kapacitását számos tényező határozza meg: 1) a személy magassága, testtömege, életkora, rasszája, alkati jellemzői; 2) a tüdőszövet és a légutak rugalmas tulajdonságai; 3) a belégzési és kilégzési izmok összehúzódási jellemzői.

A tüdő térfogatának és kapacitásának meghatározására spirometriát, spirográfiát, pneumotachometriát és test pletizmográfiát használnak. A tüdőtérfogatok és -kapacitások mérési eredményeinek összehasonlíthatósága érdekében a kapott adatokat korrelálni kell a standard körülményekkel: testhőmérséklet 37 ° C, légköri nyomás 101 kPa (760 Hgmm), relatív páratartalom 100%. Ezeket a standard feltételeket VTRZ-nek rövidítik (az angol oyu getregaShge, prezzige, sashgages! szóból).

A tüdőszellőztetés mennyiségi jellemzői

A tüdőszellőztetés mértéke az percnyi légzési térfogat(MOD - Y E) olyan érték, amely a tüdőn 1 percig áthaladó levegő teljes mennyiségét jellemzi. A légzésszám (K.) légzési térfogat (UT) szorzataként definiálható: Y E \u003d UT K. A perc légzési térfogat értékét a szervezet anyagcsere-szükségletei és a légzés hatékonysága határozza meg. gázcsere. A szükséges szellőztetést a légzésszám és a légzési térfogat különféle kombinációi biztosítják. Egyes embereknél a perc szellőztetés növekedését a frekvencia növelése, másokban a légzés elmélyülése okozza.

Nyugalomban lévő felnőttnél a MOD-érték átlagosan 8 liter.

Maximális szellőzés(MVL) - a levegő térfogata, amely 1 perc alatt áthalad a tüdőn a légzési mozgások maximális gyakorisága és mélysége esetén. Ennek az értéknek leggyakrabban elméleti értéke van, mivel a növekvő hypocapnia miatt még maximális fizikai aktivitás mellett sem lehet 1 percig fenntartani a lehetséges maximális szellőzést. Ezért a közvetett értékeléshez a mutatót használják maximális önkéntes szellőztetés. Mérése standard 12 másodperces teszt elvégzésekor történik, maximális amplitúdójú légzési mozgásokkal, akár 2-4 literes légzési térfogattal (VT) és 1 percenként legfeljebb 60 légzésszámmal.

Az MVL nagymértékben függ a VC (US) értékétől. Egészséges középkorú embernél 70-100 l-perc "1, sportolónál eléri a 120-150 l-min ~".

Alveoláris szellőzés

Az inhaláció során a tüdőbe jutó gázkeverék két részre oszlik, amelyek térfogata és funkcionális értéke nem egyenlő. Egyikük nem vesz részt a gázcserében, mivel kitölti a légutakat (anatómiai holttér - Uyo) és a vér által nem perfundált alveolusokat (alveoláris holttér). Az anatómiai és alveoláris holtterek összegét ún élettani holttér. Felnőtt emberben álló helyzetben a holttér térfogata (Vc1) 150 ml levegő, amely főleg a légutakban van. A légzési térfogatnak ez a része a légutak és a nem perfundált alveolusok szellőztetésében vesz részt. Az USP és az UT aránya 0,33. Értéke a Bohr-egyenlet segítségével számítható ki

Minket! \u003d (P A CO 2 - P E CO 2 / P A CO 2 - P, C O 2) ■ UT,

ahol R A, R E, R [CO 2 - CO2 koncentrációja az alveoláris, ki- és belélegzett levegőben.

A légzéstérfogat egy másik része az alveoláris csatornák, alveoláris zsákok és a tulajdonképpeni alveolusok által képviselt légzőszakaszba kerül, ahol részt vesz a gázcserében. Az árapály térfogatának ezt a részét ún alveoláris térfogat.Ő biztosítja

az alveoláris tér szellőztetése Az alveoláris lélegeztetés térfogatát (Vd) a következő képlettel számítjuk ki:

Y A \u003d Y E - ( K Us!).

A képletből az következik, hogy a belélegzett levegő nem mindegyike vesz részt a gázcserében, ezért az alveoláris lélegeztetés mindig kisebb, mint a pulmonalis lélegeztetés. Az alveoláris lélegeztetés, a pulmonalis lélegeztetés és a holttér mutatóit a következő képlet kapcsolja össze:

Uy / Ue \u003d Us 1 / UT \u003d 1 - Ua / Ue.

A holttér térfogatának és az árapály térfogatának aránya ritkán kisebb, mint 0,3.

A gázcsere akkor a leghatékonyabb, ha az alveoláris lélegeztetés és a kapilláris perfúzió egyenletesen oszlik el egymáshoz képest. Normális esetben a lélegeztetés túlnyomórészt a tüdő felső részein, míg a perfúzió túlnyomórészt az alsó részeken történik. A lélegeztetés-perfúzió arány egyenletesebbé válik az edzéssel.

Nincsenek egyszerű kritériumok a szellőztetés és a véráramlás egyenetlen eloszlásának értékelésére. A holttér és az árapály térfogat arányának növelése (B 6 /UT) vagy az artériák és alveolusok parciális oxigénfeszültségének megnövekedett különbsége (A-aEOg) nem specifikus kritériuma a gázcsere egyenetlen eloszlásának, azonban ezeket a változásokat más okok is okozhatják (légzéstérfogat csökkenés, fokozott anatómiai holttér).

Az alveoláris lélegeztetés legfontosabb jellemzői:

A gázösszetétel megújulásának intenzitása, amelyet az alveoláris térfogat és az alveoláris szellőzés aránya határoz meg;

Az alveoláris térfogat változásai, amelyek összefüggésbe hozhatók a lélegeztetett alveolusok méretének növekedésével vagy csökkenésével, vagy a lélegeztetésben részt vevő alveolusok számának változásával;

Különbségek az intrapulmonális ellenállás és rugalmasság jellemzőiben, ami aszinkron alveoláris lélegeztetéshez vezet;

A gázok alveolusba történő be- és kiáramlását a tüdő és a légutak mechanikai jellemzői, valamint a rájuk ható erők (vagy nyomás) határozzák meg. A mechanikai jellemzők főként a légutak légáramlással szembeni ellenállásának és a tüdőparenchyma rugalmas tulajdonságainak köszönhetők.

Bár az alveolusok méretében rövid időn belül jelentős változások következhetnek be (az átmérő 1,5-szeresére változhat 1 másodpercen belül), az alveolusokon belüli légáramlás lineáris sebessége nagyon kicsi.

Az alveoláris tér méretei olyanok, hogy a légzőmozgások, a véráramlás és a molekulák mozgása (diffúzió) hatására szinte azonnal megtörténik a gázkeveredés az alveoláris egységben.

Az alveoláris szellőztetés egyenetlensége a gravitációs tényezőnek is köszönhető - a transzpulmonális nyomás különbsége a mellkas felső és alsó részén (apiko-bazális gradiens). Függőleges helyzetben az alsó szakaszokon ez a nyomás körülbelül 8 cm-rel nagyobb. t-vel (0,8 kPa). Az apiko-bazális gradiens mindig jelen van, függetlenül a tüdő légtelítettségének mértékétől, és viszont meghatározza a tüdő különböző részein lévő alveolusok légtelítettségét. Normális esetben a belélegzett gáz szinte azonnal keveredik az alveoláris gázzal. Az alveolusokban lévő gáz összetétele gyakorlatilag homogén bármely légzési fázisban és a szellőzés bármely pillanatában.

Az alveoláris transzport bármely növekedése O 2 és a CO 2 - például edzés közben - a gázkoncentráció gradiensének növekedésével jár együtt, ami hozzájárul az alveolusokban való keveredésük fokozódásához. A gyakorlat serkenti az alveoláris keveredést azáltal, hogy növeli a belélegzett légáramlást és a véráramlást, növelve az O2 és CO2 alveoláris-kapilláris nyomásgradiensét.

A kollaterális lélegeztetés jelensége fontos a tüdő optimális működéséhez. Háromféle biztosítéki kapcsolat létezik:

Interalveoláris vagy Kohn-pórusok. Minden alveolus általában körülbelül 50 interalveoláris ízülettel rendelkezik, amelyek átmérője 3-13 mikron; ezek a pórusok az életkorral nőnek;

Bronchoalveoláris csomópontok vagy Lambert-csatornák, amelyek általában gyermekeknél és felnőtteknél fordulnak elő, és néha elérik a 30 mikron átmérőt;

Interbronchioláris csomópontok, vagy Martin-csatornák, amelyek egészséges emberben nem fordulnak elő, és bizonyos, a légutakat és a tüdő parenchymáját érintő betegségekben jelentkeznek.

A gravitáció a tüdő véráramlására is hatással van. A tüdőtérfogat egységenkénti regionális perfúzió a tüdő csúcsától a bazális régiókig nagyobb mértékben nő, mint a lélegeztetés esetén. Ezért általában a szellőztetés-perfúzió aránya (Va / Oc) a felső részektől az alsó szakaszok felé csökken. A szellőztetés-perfúzió aránya a test helyzetétől, életkorától és a tüdőfeszülés mértékétől függ.

Nem minden vér, amely a tüdőt perfundálja, vesz részt a gázcserében. Normális esetben a vér egy kis része képes átitatni a nem szellőztetett alveolusokat (úgynevezett sönt). Egészséges emberben a V a / C> c arány a nullától (keringési sönt) a végtelenig (holttér szellőzés) változhat. A tüdőparenchyma nagy részében azonban a lélegeztetés-perfúzió arány körülbelül 0,8. Az alveoláris levegő összetétele befolyásolja a tüdőkapillárisok véráramlását. Alacsony oxigéntartalom (hipoxia), valamint az alveoláris levegő CO2-tartalmának (hipokapnia) csökkenése esetén a tüdőerek simaizmainak tónusa megnő, és összehúzódik a tüdőben. érrendszeri ellenállás.

LÉGZÉSI MECHANIKA

Normál szellőzési körülmények között a légzőizmok olyan erőfeszítéseket fejlesztenek ki, amelyek célja a rugalmas vagy rugalmas és viszkózus ellenállások leküzdése. A légúti elasztikus és viszkózus ellenállások folyamatosan különböző összefüggéseket alakítanak ki a légúti nyomás és a tüdőtérfogat, valamint a légúti nyomás és a légáramlás sebessége között be- és kilégzéskor.

A tüdő tágulása

A tüdő nyújthatósága (compliance, C) a külső légzőrendszer rugalmas tulajdonságainak mutatója. A tüdő compliance értékét nyomás-térfogat összefüggésben mérjük, és a következő képlettel számítjuk ki: C = V/ΔP, ahol C a tüdő compliance.

A felnőtt tüdeje tágíthatóságának normál értéke körülbelül 200 ml * cm wg-1. Gyermekeknél a tüdő megfelelőségi indexe sokkal kisebb, mint egy felnőttnél.

A tüdő megfelelőségének csökkenését a következő tényezők okozzák: megnövekedett nyomás a tüdő ereiben vagy a tüdő ereinek túlcsordulása vérrel; a tüdő vagy részlegeik szellőzésének hosszan tartó hiánya; képzetlen légzésfunkció; a tüdőszövet rugalmas tulajdonságainak csökkenése az életkorral.

A folyadék felületi feszültsége a folyadék határán keresztirányban ható erő. A felületi feszültség értékét ennek az erőnek a folyadékhatár hosszához viszonyított aránya határozza meg, a mértékegység az SI rendszerben N/m. Az alveolusok felületét vékony vízréteg borítja. A víz felszíni rétegének molekulái nagy erővel vonzzák egymást. Az alveolusok felszínén lévő vékony vízréteg felületi feszültségének ereje mindig az alveolusok összenyomódására és összeomlására irányul. Ezért az alveolusokban lévő folyadék felületi feszültsége egy másik nagyon fontos tényező, amely befolyásolja a tüdő megfelelőségét. Ezen túlmenően az alveolusok felületi feszültsége nagyon jelentős, és teljes összeomlásukat okozhatja, ami kizárná a tüdőszellőztetés lehetőségét. Az alveolusok összeomlását antialektatikus faktor vagy felületaktív anyag akadályozza meg. A tüdőben az alveoláris szekréciós sejtek, amelyek a levegő-vér gát részét képezik, ozmiofil lamellás testeket tartalmaznak, amelyek az alveolusokba kerülnek, és felületaktív anyaggá alakulnak. A felületaktív anyag szintézise és cseréje meglehetősen gyorsan megtörténik, így a tüdő véráramlásának megsértése csökkentheti annak tartalékait és növelheti a folyadék felületi feszültségét az alveolusokban, ami atelectasisához vagy összeomlásához vezethet. A felületaktív anyag elégtelen működése légzési rendellenességekhez vezet, amelyek gyakran halált okoznak.

A tüdőben a felületaktív anyag a következő funkciókat látja el: csökkenti az alveolusok felületi feszültségét; növeli a tüdő megfelelőségét; biztosítja a pulmonalis alveolusok stabilitását, megakadályozva összeomlásukat és az atelektázia megjelenését; megakadályozza a folyadék extravazációját (kilépését) az alveolusok felszínére a tüdő kapillárisainak plazmájából.

Rugalmasság – igen a tüdőszövet rugalmasságának mértéke. Minél nagyobb a szövet rugalmassága, annál nagyobb nyomást kell alkalmazni a tüdőtérfogat adott változásának eléréséhez. Rugalmas tapadás tüdő a bennük lévő magas elasztin és kollagén rostok miatt keletkezik. Az elasztin és a kollagén a hörgők és az erek körüli alveoláris falakban található. Lehetséges, hogy a tüdő rugalmassága nem annyira e szálak megnyúlásának, mint inkább geometriai elrendezésüknek a megváltozásának köszönhető, amint az a nylonszövet nyújtásánál megfigyelhető: bár maguk a szálak nem változtatják a hosszukat, a szövet könnyen összehúzható. speciális szövésük miatt megnyúlt.

A tüdő rugalmas vontatásának bizonyos hányada a léghólyagokban a gáz-folyadék határfelületen fellépő felületi feszültségi erők hatásának is köszönhető. Felületi feszültség - a folyadékot és a gázt elválasztó felületre ható erő. Ennek az az oka, hogy a folyadékon belüli intermolekuláris kohézió sokkal erősebb, mint a folyadék- és gázfázis molekulái közötti kohéziós erők. Ennek eredményeként a folyékony fázis felülete minimális lesz. A tüdőben fellépő felületi feszültségek kölcsönhatásba lépnek a természetes rugalmas visszarúgással, ami az alveolusok összeomlását okozza.

speciális anyag ( felületaktív anyag), amely foszfolipidekből és fehérjékből áll, és béleli az alveoláris felületet, csökkenti az intraalveoláris felületi feszültséget. A felületaktív anyagot a II. típusú alveoláris hámsejtek választják ki, és számos fontos élettani funkcióval rendelkezik. Először is, a felületi feszültség csökkentésével növeli a tüdő nyújthatóságát (csökkenti a rugalmasságot). Ez csökkenti az inhaláció során végzett munkát. Másodszor, az alveolusok stabilitása biztosított. A felületi feszültség erői által létrehozott nyomás egy buborékban (alveolusban) fordítottan arányos annak sugarával, ezért a kis buborékokban (alveolusokban) azonos felületi feszültség mellett nagyobb, mint a nagyokban. Ezek az erők is engedelmeskednek a korábban említett Laplace-törvénynek (1), némi módosítással: "T" a felületi feszültség, "r" pedig a buborék sugara.

Természetes mosószer hiányában a kis alveolusok hajlamosak a levegőt a nagyobbakba pumpálni. Mivel a felületaktív anyag rétegszerkezete az átmérő változásával változik, a felületi feszültséget csökkentő hatása annál nagyobb, minél kisebb az alveolusok átmérője. Ez utóbbi körülmény kisimítja a kisebb görbületi sugár és a megnövekedett nyomás hatását. Ez megakadályozza az alveolusok összeomlását és az atelektázia megjelenését kilégzéskor (az alveolusok átmérője minimális), valamint a levegő mozgását a kisebb alveolusokból a nagy alveolusokba (a felületi feszültségi erők összehangolása miatt a különböző alveolusokban átmérők).

Az újszülöttkori légzési distressz szindrómát a normál felületaktív anyag hiánya jellemzi. Beteg gyermekeknél a tüdő merevvé, hajthatatlanná válik, hajlamos az összeesésre. Felnőttkori légzési distressz szindrómában is jelen van a felületaktív anyag hiánya, azonban szerepe a légzési elégtelenség ezen változatának kialakulásában kevésbé nyilvánvaló.

A tüdő rugalmas parenchyma által kifejtett nyomást ún rugalmas visszarúgási nyomás (Pel). A rugalmas nyomószilárdság standard mértéke a bővíthetőség (C - angol megfelelőségből), ami kölcsönös kapcsolatban áll a rugalmassággal:

C \u003d 1 / E \u003d DV / DP

A nyújthatóságot (a nyomásegységenkénti térfogat változását) a térfogat-nyomás görbe meredeksége tükrözi. A közvetlen és fordított folyamatok közötti ilyen különbségeket ún hiszterézis. Ezen kívül látható, hogy a görbék nem az origóból származnak. Ez azt jelzi, hogy a tüdő kis, de mérhető térfogatú gázt tartalmaz még akkor is, ha nincs rá húzónyomás.

A megfelelést általában statikus körülmények között (Cstat) mérik, azaz egyensúlyi állapotban, vagy más szóval a légutakban gázmozgás hiányában. Dinamikus nyújtás(Cdyn), amelyet a ritmikus légzés hátterében mérnek, szintén a légúti ellenállástól függ. A gyakorlatban a Cdyn-t a dinamikus nyomás-térfogat görbén a belégzési és kilégzési pontok közé húzott vonal meredekségével mérik.

Fiziológiás körülmények között az emberi tüdő statikus nyújthatósága alacsony nyomáson (5-10 cm H 2 O) eléri a körülbelül 200 ml/cm víz. Művészet. Magasabb nyomáson (térfogatnál) viszont csökken. Ez a nyomás-térfogat görbe laposabb részének felel meg. A tüdő megfelelősége némileg csökken az alveoláris ödéma és az összeomlás, a tüdővénák megnövekedett nyomása és a tüdő vérrel való túlcsordulása, az extravaszkuláris folyadék térfogatának növekedése, gyulladás vagy fibrózis jelenléte esetén. Emfizéma esetén a nyújthatóság növekszik, ahogy mondják, a tüdőszövet rugalmas összetevőinek elvesztése vagy átstrukturálása miatt.

Mivel a nyomás és a térfogat változásai nem lineárisak, a tüdőszövet rugalmas tulajdonságainak felmérésére gyakran a tüdőtérfogat egységére eső „normalizált” nyújthatóságot használják. specifikus szakasz. Ezt úgy számítják ki, hogy a statikus megfelelőséget elosztják azzal a tüdőtérfogattal, amelynél mérik. A klinikán a statikus tüdőcompliance-t úgy mérik, hogy nyomás-térfogat görbét kapnak a funkcionális maradékkapacitásból (FRC) 500 ml-enkénti térfogatváltozásokra.

A mellkas nyújthatósága általában körülbelül 200 ml/cm víz. Művészet. A mellkas rugalmas tapadása a deformációt ellensúlyozó szerkezeti elemek jelenlétével, esetleg a mellkasfal izomtónusával magyarázható. A rugalmas tulajdonságok jelenléte miatt a mellkas nyugalomban hajlamos tágulni, és a tüdő - lesüllyedni, azaz. a funkcionális reziduális kapacitás (FRC) szintjén a tüdő befelé rugalmas visszarúgását a mellkasfal kifelé rugalmas visszarúgása egyensúlyozza ki. Ahogy a mellkasi üreg térfogata az FRC szintjéről a maximális térfogat (teljes tüdőkapacitás, TLC) szintjére növekszik, a mellkasfal kifelé irányuló visszarúgása csökken. 60%-os belégzési vitálkapacitásnál (a maradék tüdőtérfogattól kezdve a belélegezhető maximális levegőmennyiség) a mellkasi teljesítmény nullára csökken. A mellkas további bővítésével falának visszatérése befelé irányul. Számos klinikai rendellenességet, beleértve a súlyos elhízást, a kiterjedt pleurális fibrózist és a kyphoskaliosisot, a mellkasi együttműködés változásai jellemzik.

A klinikai gyakorlatban általában értékelik általános bővíthetőség tüdő és mellkas (C összesen). Általában körülbelül 0,1 cm/víz. Művészet. és a következő egyenlet írja le:

1/S Tábornok = 1/C mellkas + 1/C tüdő

Ez a mutató tükrözi azt a nyomást, amelyet a légzőizmoknak (vagy a lélegeztetőgépnek) kell létrehozniuk a rendszerben, hogy leküzdjék a tüdő és a mellkasfal statikus rugalmas visszarúgását különböző tüdőtérfogatoknál. Vízszintes helyzetben a mellkas nyújthatósága csökken a hasi szervek rekeszizomra gyakorolt ​​nyomása miatt.

Amikor egy gázkeverék áthalad a légutakon, további ellenállás lép fel, általában ún rugalmatlan. A nem elasztikus ellenállás főként (70%) aerodinamikai (légsugár súrlódása a légutak falával szemben) és kisebb mértékben viszkózus (vagy deformáció, amely a tüdő és a mellkas mozgása során a szövetek mozgásával kapcsolatos) következménye. ) alkatrészek. A viszkózus ellenállás aránya jelentősen megnőhet a dagálytérfogat jelentős növekedésével. Végül jelentéktelen hányadát képezi a tüdőszövetek és a gázok tömege által kifejtett tehetetlenségi ellenállás az ebből eredő légzésgyorsulások és -lassulások során. Normál körülmények között nagyon kicsi, ez az ellenállás gyakori légzéssel megnövekedhet, vagy akár a fő lélegeztetés során, magas légzéssel.

• 1. Az ingerelhető szövetek fogalma. Az ingerlékeny szövetek alapvető tulajdonságai. Irritáló anyagok. Az irritáló anyagok osztályozása.
• 2. A vese véráramlásának jellemzői. Nephron: felépítése, funkciói, vizelési és vizelési folyamatok jellemzői. Elsődleges és másodlagos vizelet. A vizelet összetétele.
• 1. Modern elképzelések a sejtmembránok felépítéséről és működéséről. A sejtmembránpotenciál fogalma. A membránpotenciál előfordulásának membránelméleti főbb rendelkezései. Nyugalmi potenciál.
• 2. Intrapleurális nyomás, értéke. A tüdőszövet rugalmassága. A tüdő rugalmas visszarúgását meghatározó tényezők. Pneumothorax.
• 3. Feladat. A "hőguta" és a hőszinkóp előfordulásának feltételei azonosak az emberekben?
• 1. A sejtmembránpotenciál változásának jellemzői gerjesztés és gátlás során. Akciós potenciál, paraméterei és jelentése.
• 2. A szívizom automatizálása: koncepció, modern elképzelések az okokról, jellemzőkről. A szív különböző részeinek automatizálási foka. Stannius élmény.
• 3. Feladat. Határozza meg, melyik légzés hatékonyabb:
• 1. Az idegsejtek általános jellemzői: osztályozás, szerkezet, funkciók
• 2. Oxigén szállítása vérrel. A vér oxigénmegkötésének függése a parciális nyomástól, a szén-dioxid-feszültségtől, a pH-tól és a vér hőmérsékletétől. Bohr-effektus.
• 3. Feladat. Magyarázza meg, miért nagyobb a hűtés 20°-os vízben, mint az azonos hőmérsékletű álló levegőben?
• 1. Az idegrostok és idegek felépítése, típusai. Az idegrostok és idegek alapvető tulajdonságai. A gerjesztés terjedésének mechanizmusai idegrostok mentén.
• 2. Az erek típusai. A vér ereken keresztüli mozgásának mechanizmusai. A vér vénákon keresztüli mozgásának jellemzői. A vér ereken keresztüli mozgásának fő hemodinamikai mutatói.
• 3. Feladat. Nagy mennyiségű hús elfogyasztása előtt az egyik alany egy pohár vizet ivott, a második - egy pohár tejszínt, a harmadik - egy pohár húslevest. Hogyan befolyásolja ez a hús emésztését?
• 1. A szinapszis fogalma. A szinapszisok szerkezete és típusai. A gerjesztés és gátlás szinaptikus átvitelének mechanizmusai. közvetítők. Receptorok. A szinapszisok alapvető tulajdonságai. Az epatikus átvitel fogalma.
• 2. A szervezet szénhidrát-anyagcseréjének jellemzői.
• 3. Feladat. Ha a sejtmembrán abszolút ionáteresztő lenne, hogyan változna a nyugalmi potenciál értéke?
• 1. Az emberi alkalmazkodás általános mintái. Az evolúció és az alkalmazkodás formái. adaptogén tényezők.
• 2. A szén-dioxid szállítása a vérben
• 2. A zsírok anyagcseréjének jellemzői a szervezetben.
• 3. Feladat. Ha az ideget tetrodotoxinnal kezelik, a pp nő, de a pd nem fordul elő. Mi az oka ezeknek a különbségeknek?
• 1. Az idegközpont fogalma. Az idegközpontok alapvető tulajdonságai. Az idegi folyamatok funkcióinak kompenzálása és plaszticitása.
• 2. Emésztés: az éhség és jóllakottság fogalma, élettani alapja. Élelmiszer központ. Az éhség és jóllakottság állapotát magyarázó fő elméletek.
• 1. A koordináció alapelveinek jellemzői a központi idegrendszer tevékenységében.
• 2. A szívizom vezetőképessége: fogalma, mechanizmusa, jellemzői.
• 3. Feladat. Egy személynek késik az epe kiáramlása az epehólyagból. Befolyásolja a zsíremésztést?
• 1. A gerincvelő funkcionális felépítése. A gerincközpontok szerepe a mozgások és az autonóm funkciók szabályozásában.
• 2. Hőtermelés és hőátadás: az ezeket meghatározó mechanizmusok és tényezők. Kompenzációs változások a hőtermelésben és a hőátadásban.
• 1. A medulla oblongata, a középagy, a diencephalon, a cerebellum funkcióinak jellemzői, szerepük a szervezet motoros és autonóm reakcióiban.
• 2. A testhőmérséklet állandóságának szabályozásának neurohumorális mechanizmusai
• 1. Az agykéreg, mint a központi idegrendszer legmagasabb osztálya, jelentősége, felépítése. A funkciók lokalizálása az agykéregben. Az idegi tevékenység dinamikus sztereotípiája.
• 2. A gyomor-bél traktus fő funkciói. Az emésztési folyamatok szabályozásának alapelvei. Az idegi és humorális hatások fő hatásai az emésztőszervekre IP Pavlov szerint.
• 3. Feladat. Az alany EKG-jának elemzésekor következtetést vontak le a kamrai szívizom helyreállítási folyamatainak megsértésére. Milyen EKG-változások alapján vontak le ilyen következtetést?
• 1. Az autonóm idegrendszer (ANS) funkcionális szerveződése és funkciói. Az ANS szimpatikus és paraszimpatikus részlegének fogalma. Jellemzőik, különbségeik, befolyásuk a szervek tevékenységére.
• 2. Az endokrin mirigyek fogalma. Hormonok: fogalom, általános tulajdonságok, kémiai szerkezet szerinti osztályozás.
• 3. Feladat. Az a gyerek, aki eleinte zongorázni tanul, nemcsak a kezével játszik, hanem a fejével, lábával, sőt még a nyelvével is „segít” magának. Mi ennek a jelenségnek a mechanizmusa?
• 1. A vizuális érzékszervi rendszer jellemzői.
• 2. A fehérjeanyagcsere jellemzői a szervezetben.
• 3. Feladat. Az egyes gombákban található méreg élesen lerövidíti a szív abszolút reflexióját. Ezekkel a gombákkal való mérgezés halálhoz vezethet. Miért?
• 1. A motoros szenzoros rendszer jellemzői.
• 3. Feladat. Ha te:
• 1. A halló-, fájdalom-, zsigeri-, tapintó-, szaglás- és ízérzékelési rendszerek fogalma.
• 2. Nemi hormonok, funkciók a szervezetben.
• 1. A feltétel nélküli reflexek fogalma, osztályozásuk különböző mutatók szerint. Példák egyszerű és összetett reflexekre. ösztönök.
• 2. Az emésztés főbb szakaszai a gyomor-bélrendszerben. Az emésztés osztályozása az azt végző enzimek függvényében; osztályozás a folyamat lokalizációjától függően.
• 3. Feladat. Gyógyhatású anyagok hatására a membrán nátriumionok áteresztőképessége megnőtt. Hogyan változik a membránpotenciál és miért?
• 1. A kondicionált reflexek gátlásának típusai és jellemzői.
• 2. A máj fő funkciói. A máj emésztési funkciója. Az epe szerepe az emésztés folyamatában. Epeképződés és epekiválasztás.
• 1. A mozgásvezérlés alapvető mintái. Különféle szenzoros rendszerek részvétele a mozgásszabályozásban. Motorikus készség: élettani alapja, kialakulásának feltételei, fázisai.
• 2. A hasi és parietális emésztés fogalma, jellemzői. abszorpciós mechanizmusok.
• 3. Feladatok. Magyarázza el, miért csökken a vizelettermelés a vérveszteség során?
• 1. A magasabb idegi aktivitás típusai és jellemzőik.
• 3. Feladat. Amikor egy macskát felkészítenek a kiállításon való részvételre, egyes tulajdonosok hidegben tartják, és ugyanakkor zsíros ételeket etetnek. Miért csinálják?
• 2. A szívműködés idegi, reflex- és humorális szabályozásának jellemzői.
• 3. Feladat. Milyen típusú receptorokat kell blokkolnia a gyógyszernek a transzekció szimulálásához:
• 1. A szív elektromos aktivitása. Az elektrokardiográfia élettani alapjai. Elektrokardiogram. Az elektrokardiogram elemzése.
• 2. A veseműködés idegi és humorális szabályozása.
• 1. A vázizomzat alapvető tulajdonságai. Egyszeri csökkentés. Összehúzódások és tetanusz összegzése. Az optimum és a pesszimum fogalma. Parabiosis és fázisai.
• 2. Az agyalapi mirigy funkciói. Az agyalapi mirigy elülső és hátsó hormonjai, hatásaik.
• 2. Kiválasztási folyamatok: jelentősége, kiválasztó szervek. A vesék alapvető funkciói.
• 3. Feladat. A sejtmembránban egy kémiai tényező hatására megnőtt a káliumcsatornák száma, amelyek gerjesztésre aktiválódhatnak. Hogyan befolyásolja ez az akciós potenciált és miért?
• 1. A fáradtság fogalma. A fáradtság fiziológiai megnyilvánulásai és fejlődési fázisai. Fáradtság során a szervezet alapvető élettani és biokémiai változásai. Az "aktív" kikapcsolódás fogalma.
• 2. A homoioterm és poikiloterm organizmusok fogalma. Az állandó testhőmérséklet fenntartásának jelentése és mechanizmusai. A test hőmérsékleti magjának és héjának fogalma.
• 1. A sima-, szív- és vázizmok jellemzőinek összehasonlító jellemzői. izomösszehúzódás mechanizmusa.
• 1. A "vérrendszer" fogalma. A vér fő funkciói és összetétele. A vér fizikai és kémiai tulajdonságai. A vér pufferrendszerei. A vérplazma és összetétele. A vérképzés szabályozása.
• 2. A pajzsmirigy értéke, hormonjai. Hiper- és hipofunkció. Mellékpajzsmirigy, szerepe.
• 3. Feladat. Melyik mechanizmus dominál energiaszolgáltatóként:
• 1. Vörösvérsejtek: szerkezet, összetétel, funkciók, meghatározási módszerek. Hemoglobin: szerkezet, funkciók, meghatározási módszerek.
• 2. A légzés idegi és humorális szabályozása. A légzőközpont fogalma. Légzőközpont automatizálás. A tüdő mechanoreceptoraiból származó reflexhatások, jelentőségük.
• 3. Feladat. Magyarázza meg, hogy a szív m-kolinerg receptorainak gerjesztése miért vezet e szerv aktivitásának gátlásához, és a simaizomzatban ugyanezen receptorok gerjesztése annak görcsével jár együtt?
• 1. Leukociták: típusok, szerkezet, funkció, meghatározás módja, számlálása. Leukocita képlet.

2. Intrapleurális nyomás, értéke. A tüdőszövet rugalmassága. A tüdő rugalmas visszarúgását meghatározó tényezők. Pneumothorax.

Az intrathoracalis tér, amelyben a tüdő található, hermetikusan zárt, és nem kommunikál a külső környezettel. A tüdőt a mellhártya lapjai veszik körül: a parietális lap szorosan forrasztva van a mellkas falaihoz, a membránhoz, és a zsigeri - a tüdőszövet külső felületéhez. A mellhártya leveleit kis mennyiségű savós folyadékkal nedvesítik, amely egyfajta kenőanyag szerepét tölti be, amely megkönnyíti a súrlódást - a lapok csúszását a légzési mozgások során.

Az intrapleurális nyomás vagy a nyomás a hermetikusan lezárt pleurális üregben a visceralis és a parietalis pleura között általában negatív a légköri nyomáshoz képest. Amikor a felső légutak nyitva vannak, a tüdő minden részében a nyomás megegyezik a légköri nyomással. A légköri levegő átjutása a tüdőbe akkor következik be, amikor nyomáskülönbség jelenik meg a külső környezet és a tüdő alveolusai között. Minden lélegzetvétellel megnő a tüdő térfogata, a beléjük zárt levegő nyomása, vagyis az intrapulmonális nyomás a légköri nyomásnál alacsonyabb lesz, és a levegő beszívódik a tüdőbe. Kilégzéskor a tüdő térfogata csökken, az intrapulmonális nyomás megemelkedik, a tüdőből a levegő kiszorul a légkörbe. Az intrapleurális nyomás a tüdő rugalmas visszarúgása vagy a tüdő azon vágya, hogy csökkentsék a térfogatukat. Normál nyugodt légzés során az intrapleurális nyomás alacsonyabb, mint a légköri nyomás: belégzéskor - 6-8 cm vízzel. Art., és lejáratkor - 4-5 cm vízzel. Művészet. Közvetlen mérések kimutatták, hogy a tüdő apikális részeiben az intrapleurális nyomás alacsonyabb, mint a rekeszizom melletti bazális tüdőrészekben. Álló helyzetben ez a gradiens szinte lineáris, és nem változik a légzés során.

A tüdő rugalmas tulajdonságait és nyújthatóságát befolyásoló fontos tényező a folyadék felületi feszültsége az alveolusokban. Az alveolusok összeomlását egy antialektatikus faktor vagy felületaktív anyag akadályozza meg, amely az alveolusok belső felületét béleli, megakadályozza azok összeesését, valamint a folyadéknak az alveolusok felszínére való felszabadulását az alveolusok kapillárisainak plazmájából. tüdő. A felületaktív anyagok szintézise és pótlása meglehetősen gyors, ezért a tüdő véráramlásának károsodása, gyulladás és ödéma, dohányzás, akut oxigénhiány (hipoxia) vagy oxigéntöbblet (hiperoxia), valamint különféle mérgező anyagok, köztük egyes farmakológiai gyógyszerek. (zsírban oldódó érzéstelenítők), csökkentheti annak tartalékait és növelheti a folyadék felületi feszültségét az alveolusokban. Mindez atelekáziájukhoz vagy összeomlásukhoz vezet. Az atelektázia megelőzésében és kezelésében különösen fontosak a foszfolipid komponenst, például lecitint tartalmazó gyógyszerek aeroszolos inhalálása, amely segít a felületaktív anyagok helyreállításában.

A pneumothorax a levegő bejutása az interpleurális térbe, amely a mellkasi sebek behatolásakor következik be, megsértve a pleurális üreg feszességét. Ugyanakkor a tüdő összeesik, mivel az intrapleurális nyomás megegyezik a légköri nyomással. Emberben a bal és a jobb pleurális üreg nem kommunikál egymással, és emiatt egy egyoldalú légmell, például a bal oldalon, nem vezet a jobb tüdő pulmonalis légzésének megszűnéséhez. A kétoldali nyitott pneumothorax összeegyeztethetetlen az élettel.