Органы дыхания

Дыхательная система состоит из:

1. Органов, обеспечивающих прохождение воздуха (нос. носоглотка, гортань, трахея, бронхи).

2. Органов, обеспечивающих газообмен между кровью и внешней средой - легких. Легкие состоят из бронхиол, альвеол, а также сосудов малого круга кровообращения.

3. Органов, обеспечивающих дыхательные движения - ребер и дыхательных мышц.

Слизистая оболочка воздухоносных путей очень хорошо кровоснабжается (функция согре­вания воздуха). Она покрыта реснитчатым эпителием, который выполняет функцию очистки возду­ха.

Гортань имеет 2 складки слизистой оболочки - голосовые связку, играющие большую роль в образовании голоса, а также препятствующие попаданию в дыхательные пути инородных тел. Стой­кое сокращение голосовых мышц приводит к развитию опасного осложнения - ларингоспазма.

Гортань переходит в трахею, которая делится на правый и левый бронхи. Правый бронх обычно короче и шире левого. Он отходит от бифуркации более отвесно. Это приводит к более час­тому попаданию эндотрахеальной трубки при слишком глубоком ее введении в правый бронх.

Легкие - губчатые, пористые образования. Наименьший структурный элемент - долька, со­стоящая из конечной бронхиолы и альвеолярного мешка, который состоит из углублений - альвеол. Стенки альвеол состоят из одного слоя эпителиальных клеток и окружены легочными капиллярами. Внутренняя поверхность альвеолы покрыта поверхностно-активным веществом - сурфактантом, который препятствует спаданию альвеол. Сурфактант очень чувствителен к повреждающим факто­рам, в частности, гипоксии. Длительное вдыхание чистого кислорода также может вызвать гибель сурфактанта.

Плевра - тонкая серозная оболочка, состоящая из двух листков: внутреннего, покрывающего легкие, и наружного, покрывающего внутреннюю поверхность грудной клетки. В норме между ли­стками существует микроскопическая щель - плевральная полость. Давление в ней меньше атмо­сферного, т.е. отрицательное. При повреждении одного из листков плевры и попадании воздуха раз­вивается пневмоторакс.

Функции лёгких

1) Дыхательная функция - газообмен между кровью и атмосферным воздухом, доставка к крови кислорода и удаление из нее углекислого газа.

2) Недыхательные функции:

a) Защитная функция: задержка мелких частиц из воздуха и удаление их.

b) Очистительная (фильтрационная) функция: очистка крови от механических примесей (агре­гатов клеток, примесей жира, мелких тромбов, бактерий и т.д.).

c) Фибринолитическая и антикоагулянтная функция - растворение тромбов.

d) Разрушение и синтез белков.

e) Участие в водном балансе. Легкие удаляют до 500 мл воды в сутки.

f) Теплопродукция и теплоотдача.

Физиология дыхания

Регуляция акта вдоха. Он регулируется двумя путями: нервно-рефлекторным и гуморальным.

1. Нервно-рефлекторная регуляция. В альвеолах существует 2 типа рецепторов. Первые реа­гируют на высокое давление, вторые - на низкое. При вдохе давление в альвеолах повышается. Это приводит к возбуждению рецепторов высокого давления, которые посылают импульс в дыхатель­ный центр, где происходит переключение с вдоха на выдох. При выдохе давление в альвеолах сни­жается, что приводит к возбуждению рецепторов низкого давления, которые также посылают им­пульс в дыхательный центр, где происходит переключение с выдоха на вдох и т.д.

2. Гуморальная регуляция дыхания. Дыхательный центр реагирует на изменение содержания в крови углекислого газа и кислорода. Так, при повышении содержания в крови углекислого газа (гиперкапнии) он раздражает дыхательный центр и дыхание учащается. При снижении содержания С02 (гипокапнии) стимуляция дыхания ослабевает.

Другая часть клеток дыхательного центра реагирует на снижение содержания кислорода в крови (гипоксемию). При этом дыхание также учащается.

Таким образом, дыхательный центр состоит из клеток трех типов: реагирующих на гипоксию, гиперкапнию и отвечающих за нервно-рефлекторный путь регуляции. Это позволяет организму при гибели одного механизма компенсировать дыхание за счет другого.

При естественном дыхании на вдохе в альвеолах давление на 1-2 см вод. ст. меньше атмосферного (или отрицательное), на выдохе - больше атмосферного (положительное). Отрицательное давление на вдохе создает так называемый «присасывающий» эффект грудной клетки, в результате которого увеличивается приток крови к легким. При искусственной вентиляции легких положение меняется: на вдохе давление выше атмосферного, на выдохе - ниже или равно атмосферному. В результате такой смены фаз давлений при ИВЛ отсутствует присасывающее действие грудной клетки, что является одним из недостатков ИВЛ.
Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха (%)

	Азот	Кислород	СО2
Вдыхаемый	79	21	0,03
Выдыхаемый	80	16	4-4,5
Альвеолярный	80,4	13.9	5,6

 

Легочные объемы

Для оценки состояния легких используются некоторые.показатели спирометрии, в частности, легочные объемы.

ЖЕЛ - жизненная емкость легких (объем воздуха, который человек может выдохнуть после максимального вдоха). Норма - 3,5-7 л у взрослых.

ДО - дыхательный объем. Это объем воздуха, который человек выдыхает после спокойного вдоха. Норма - 500-600 мл.

Часть дыхательного объема приходится на так называемое мертвое пространство (МП). Это объем дыхательных путей от зубов до альвеол. В норме у взрослого человека он равен 150 мл. Этот воздух не участвует в газообмене, в связи с чем многие анестезиологи называют мертвое пространство вредным. Однако мертвое пространство играет и большую положительную роль, поскольку в нем воздух согревается и увлажняется.

При некоторых состояниях МП может увеличиваться, что отрицательно сказывается на газообмене. Многие анестезиологические приспособления (маски, коннекторы, адаптеры и т.д.) увеличивают объем мертвого пространства. Задача анестезиолога - по возможности не допускать этого путем подбора масок, трубок нужного размера и контроля на исправной работой клапанов наркозной аппаратуры.

РО_ВД резервный объем вдоха, объем, который человек может максимально вдохнуть после спокойного вдоха. Норма - 1,5 л и более.

РО_ВЫД - резервный объем выдоха, объем, который человек может максимально выдохнуть после спокойного выдоха. Норма - 1.5-2.0 л.

ОВ - остаточный воздух. Это объем воздуха, который остается в легких после максимального выдоха 1,5 л.

OEЛ - общая емкость легких. Равна ЖЕЛ + ОВ.

Для оценки вентиляции легких используются показатели минутного объема дыхания (МОД) и минутной альвеолярной вентиляции (МАВ).

МОД - количество воздуха, проходящее через легкие за 1 минуту. Он равен произведению дыхательного объема на частоту дыхательных движений (ЧДД).

МОД = ДОхЧДД(1)

Показатель МОД является одним из основных при определении параметров вентиляции легких. Однако более точным и показательным для определения эффективности легочной вентиляции является понятие минутной альвеолярной вентиляции (МАВ). Она выражается формулой:

МАВ = (ДО-МП) х ЧДД (2)

Для пояснения значения МАВ приведем пример:

Допустим, двум больным проводится ИВЛ с МОД=Ю л/мин, Д0=0,5 л и ЧДД=20 в мин, но у одного больного объем МП составляет 150 мл (0.15 л),а у другого - 200 мл (0,2л). Подставив значения в формулу (2), получаем у первого пациента: МАВ=(0,5-0,15)х20=7 л/мин, а у другого МАВ=(0,5-0,2)х20=6 л/мин. Таким образом, при одной и той же величине МОД значение МАВ может быть разным, если разные величины мертвого пространства. Формула (2) наглядно показывает, что чем меньше объем мертвого пространства, тем больше объем альвеолярной вентиляции.

Кислородная емкость крови (КЕК) - максимальное количество кислорода, которое может захватить 100 мл крови. КЕК складывается из кислорода, связанного гемоглобином, и кислорода, растворенного в плазме крови.

Установлено, что 1 г гемоглобина связывает 1,34 мл кислорода. Следовательно, 100 мл крови при содержании гемоглобина 150 г/л (или 15 г/100 мл) свяжет: 15x1,34=20,1 мл кислорода. Кроме того, в 100 г плазмы растворяется 0,3 мл кислорода. Таким образом, КЕК в данном случае составляет 20,1+0,3 =20,4 мл кислорода на 100 г крови.

Из приведенного примера видно, что ведущую роль имеет кислород, связанный гемоглобином, поэтому, например, при тяжелой кровопотере переливание крови имеет гораздо большее значение, чем повышение концентрации кислорода во вдыхаемом воздухе, так как даже вдыхание чистого кислорода увеличивает количество его, растворенное в плазме крови, всего лишь до 1,5 мл.

Однако есть ситуации, когда растворенный в плазме кислород приобретает решающее значение. Это происходит тогда, когда гемоглобин теряет свойства переносчика кислорода, например, при отравлении угарным газом. В таких случаях применяется гипербарическая оксигенация, т.е. лечение повышенным давлением кислорода. При этом за счет высокого давления количество растворенного кислорода увеличивается и при определенном давлении может стать достаточным для обеспечения минимальных потребностей организма.

 Методы исследования дыхательной системы.

1.  Клинические. Оценивается частота и глубина дыхания, его характер (реберный, диафрагмаль-

ный или смешанный), наличие цианоза, потливости, тахикардии, гипертензии и т.д. Очень простым, но информативным тестом для определения резервных возможностей дыхательной системы является проба Штанге. Это время, на которое больной может задержать дыхание на высоте вдоха. Норма - 30-40 секунд.

2.  Функциональные. Спирометрия. Это метод, позволяющий определить основные параметры

дыхания: ЖЕЛ, МОД, ДО и т.д.

Пульсовая оксиметрия. Это неинвазивный метод, позволяющий определить содержание кислорода в крови. При этом накладывается специальный датчик на ногтевую фалангу пальца или мочку уха. Содержание кислорода определяется в процентах. Норма - 92-98%.

3.  Лабораторные. К ним относится определение содержания газов в крови: рО₂ и рСО₂ .  Норма:

рО₂ в артериальной крови - 100 мм рт. ст. . рСО₂ - 40 мм рт. ст.

Снижение рО₂ ниже 80 мм рт. ст. приводит к гипоксии. Повышение рСО₂ более 45 мм рт. ст. называется гиперкапнией.

Статьи по теме:
Печень
Система кровообращения
Почки
Нервная система