Размер шрифта
Цвета сайта
Изображения

Обычная версия сайта

Как проводится исследование функции внешнего дыхания


Функция внешнего дыхания: методы исследования

При инструментальной диагностике пульмонологических заболеваний часто исследуется функция внешнего дыхания. Такое обследование включает такие методы, как:

  • спирография;
  • пневмотахометрия;
  • пикфлоуметрия.

В более узком смысле под исследованием ФВД понимают два первых метода, осуществляемых одновременно с помощью электронного аппарата – спирографа.

В нашей статье мы поговорим о показаниях, подготовке к перечисленным исследованиям, интерпретации полученных результатов. Это поможет пациентам с заболеваниями органов дыхания сориентироваться в необходимости той или иной диагностической процедуры и лучше понять полученные данные.

Немного о нашем дыхании

Дыхание –жизненный процесс, в результате которого организм из воздуха получает кислород, необходимый для жизни, и выделяет углекислый газ, образующийся при обмене веществ. Дыхание имеет такие этапы: внешнее (с участием легких), перенос газов эритроцитами крови и тканевое, то есть обмен газами между эритроцитами и тканями.

Перенос газов исследуют с помощью пульсоксиметрии и анализа газового состава крови. Об этих методах мы тоже немного поговорим в нашей теме.

Исследование вентиляционной функции легких доступно и проводится практически повсеместно при болезнях органов дыхания. Оно основано на измерении легочных объемов и скорости воздушных потоков при дыхании.

Дыхательные объемы и емкости

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – наибольший объем воздуха, выдыхаемый после самого глубокого вдоха. Практически этот объем показывает, сколько воздуха может «поместиться» в легкие при глубоком дыхании и участвовать в газообмене. При уменьшении этого показателя говорят о рестриктивных нарушениях, то есть уменьшении дыхательной поверхности альвеол.

Функциональная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ) измеряется как и ЖЕЛ, но только во время быстрого выдыхания. Ее величина меньше  ЖЕЛ за счет спадения в конце быстрого выдоха части воздухоносных путей, в результате чего некоторый объем воздуха остается в альвеолах «невыдохнутым». Если ФЖЕЛ больше или равна ЖЕЛ, пробу рассматривают как неверно выполненную. Если ФЖЕЛ меньше ЖЕЛ на 1 литр и больше, это говорит о патологии мелких бронхов, которые спадаются слишком рано, не давая воздуху выйти из легких.

Во время выполнения маневра с быстрым выдохом определяют и другой очень важный параметр – объем форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ1). Он снижается при обструктивных нарушениях, то есть при препятствиях для выхода воздуха в бронхиальном дереве, в частности, при хроническом бронхите и тяжелой бронхиальной астме. ОФВ1 сравнивают с должной величиной или используют его отношение к ЖЕЛ (индекс Тиффно).

Снижение индекса Тиффно менее 70% говорит о выраженной бронхиальной обструкции.

Определяется показатель минутной вентиляции легких (МВЛ) – количество воздуха, пропускаемое легкими при максимально быстром и глубоком дыхании за минуту. В норме оно составляет от 150 литров и больше.

Исследование функции внешнего дыхания

Оно используется для определения легочных объемов и скоростей. Дополнительно нередко назначаются функциональные пробы, регистрирующие изменения этих показателей после действия какого-либо фактора.

Показания и противопоказания

Исследование ФВД проводится при любых болезнях бронхов и легких, сопровождающихся нарушением бронхиальной проходимости и/или уменьшением дыхательной поверхности:

Исследование противопоказано в следующих случаях:

  • дети младше 4 – 5 лет, которые не могут правильно выполнить команды медсестры;
  • острые инфекционные заболевания и лихорадка;
  • тяжелая стенокардия, острый период инфаркта миокарда;
  • высокие цифры артериального давления, недавно перенесенный инсульт;
  • застойная сердечная недостаточность, сопровождающаяся одышкой в покое и при незначительной нагрузке;
  • психические нарушения, не позволяющие правильно выполнить инструкции.

Функция внешнего дыхания: как проводится исследование

Процедура проводится в кабинете функциональной диагностики, в положении сидя, желательно утром натощак или не раньше чем через 1,5 часа после еды. По назначению врача могут быть отменены бронхолитические лекарства, которые постоянно принимает пациент: бета2-агонисты короткого действия – за 6 часов, бета-2 агонисты продленного действия – за 12 часов, длительно действующие теофиллины – за сутки до обследования.

Исследование функции внешнего дыхания

Нос пациенту закрывают специальным зажимом, чтобы дыхание осуществлялось только через рот, с помощью одноразового или стерилизуемого мундштука (загубника). Обследуемый дышит некоторое время спокойно, не заостряя внимания на процессе дыхания.

Затем пациенту предлагают сделать спокойный максимальный вдох и такой же спокойный максимальный выдох. Так оценивается ЖЕЛ. Для оценки ФЖЕЛ и ОФВ1 пациент делает спокойный глубокий вдох и как можно быстрее выдыхает весь воздух. Эти показатели записываются трижды с небольшим интервалом.

В конце исследования проводится довольно утомительная регистрация МВЛ, когда пациент в течение 10 секунд дышит максимально глубоко и быстро. В это время может возникнуть небольшое головокружение. Оно не опасно и быстро проходит после прекращения пробы.

Многим больным назначаются функциональные пробы. Самые распространенные из них:

  • проба с сальбутамолом;
  • проба с физической нагрузкой.

Менее часто назначается проба с метахолином.

При проведении пробы с сальбутамолом после регистрации исходной спирограммы пациенту предлагают сделать ингаляцию сальбутамола – бета2 агониста короткого действия, расширяющего спазмированные бронхи. Спустя 15 минут исследование повторяют. Также можно применять ингаляцию М-холинолитика ипратропия бромида, в этом случае повторно исследование проводят через 30 минут. Введение можно осуществлять не только с помощью дозированного аэрозольного ингалятора, но в некоторых случаях с использованием спейсера или небулайзера.

Проба считается положительной при увеличении показателя ОФВ1 на 12% и больше при одновременном увеличении его абсолютного значения на 200 мл и больше. Это означает, что выявленная исходно бронхиальная обструкция, проявившаяся снижением ОФВ1, является обратимой, и после ингаляции сальбутамола проходимость бронхов улучшается. Это наблюдается при бронхиальной астме.

Если при исходно сниженном показателе ОФВ1 проба отрицательная, это говорит о необратимой бронхиальной обструкции, когда бронхи не реагируют на расширяющие их лекарства. Такая ситуация наблюдается при хроническом бронхите и нехарактерна для астмы.

Если же после ингаляции сальбутамола показатель ОФВ1 уменьшился, это парадоксальная реакция, связанная со спазмом бронхов в ответ на ингаляцию.

Наконец, если проба положительная на фоне исходного нормального значения ОФВ1, это говорит о гиперреактивности бронхов или о скрытой бронхиальной обструкции.

При проведении теста с нагрузкой пациент выполняет упражнение на велоэргометре или беговой дорожке 6 – 8 минут, после чего проводят повторное исследование. При снижении ОФВ1 на 10% и больше говорят о положительной пробе, которая свидетельствует об астме физического усилия.

Для диагностики бронхиальной астмы в пульмонологических стационарах используется также провокационная проба с гистамином или метахолином. Эти вещества вызывают спазм измененных бронхов у больного человека. После ингаляции метахолина проводят повторные измерения.  Снижение ОФВ1 на 20% и больше свидетельствует о гиперреактивности бронхов и о возможности бронхиальной астмы.

Как интерпретируются результаты

В основном на практике врач функциональной диагностики ориентируется на 2 показателя – ЖЕЛ и ОФВ1. Чаще всего их оценивают по таблице, предложенной Р. Ф. Клемент и соавторами.  Приводим общую таблицу для мужчин и женщин, в которой даны проценты от нормы:

Параметры Границы
нормы
очень
легкое
Легкое умеренное значительное весьма
значительное
резкое
ЖЕЛ . 78,2 – 113,3 72,0 65,8 59,6 53,4 47,1 40,9
ОФВ1 . 77,4 – 113,8 72,0 66,6 61,2 55,8 50,4 45,0

 

Например, при показателе ЖЕЛ 55% и ОФВ1 90% врач сделает заключение о значительном снижении жизненной емкости легких при нормальной бронхиальной проходимости. Такое состояние характерно для рестриктивных нарушений при пневмонии, альвеолите. При хронической обструктивной болезни легких, напротив, ЖЕЛ может быть, например, 70% (легкое снижение), а ОФВ1 – 47% (резко снижено), при этом проба с сальбутамолом будет отрицательной.

Об интерпретации проб с бронхолитиками, нагрузкой и метахолином мы уже поговорили выше.

Функция внешнего дыхания: еще один способ оценки

Используется и другой способ оценки функции внешнего дыхания. При этом способе врач ориентируется на 2 показателя – форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ, FVC) и ОФВ1. ФЖЕЛ определяется после глубокого вдоха при резком полном выдохе, продолжающемся как можно дольше. У здорового человека оба эти показателя составляют более 80% от нормальных.

Если ФЖЕЛ более 80% от нормы, ОФВ1 менее 80% от нормы, а их соотношение (индекс Генцлара, не индекс Тиффно!) менее 70%, говорят об обструктивных нарушениях. Они связаны преимущественно с нарушением проходимости бронхов и процесса выдоха.

Если оба показателя составляют менее 80% от нормы, а их соотношение более 70%, это признак рестриктивных нарушений – поражений самой легочной ткани, препятствующих полному вдоху.

Если значения ФЖЕЛ и ОФВ1 менее 80% от нормы, и их соотношение составляет менее 70%, это комбинированные нарушения.

Чтобы оценить обратимость обструкции, смотрят на величину ОФВ1/ФЖЕЛ после ингаляции сальбутамола. Если она остается менее 70% – обструкция необратимая. Это признак хронической обструктивной болезни легких. Для астмы характерна обратимая бронхиальная обструкция.

Если выявлена необратимая обструкция, необходимо оценить ее тяжесть. для этого оценивают ОФВ1 после ингаляции сальбутамола. При его величине больше 80% от нормы говорят о легкой обструкции, 50 – 79% – умеренной, 30 – 49% – выраженной, менее 30% от нормы – резко выраженной.

Исследование функции внешнего дыхания особенно важно для определения степени тяжести бронхиальной астмы до начала лечения. В дальнейшем для самоконтроля больные с астмой должны дважды в день проводить пикфлоуметрию.

Пикфлоуметрия

Это метод исследования, помогающий определить степень сужения (обструкции) дыхательных путей. Проводится пикфлоуметрия с помощью небольшого аппарата – пикфлоуметра, оснащенного шкалой и мундштуком для выдыхаемого воздуха. Наибольшее применение пикфлоуметрия получила для контроля над течением бронхиальной астмы.

Как проводится пикфлоуметрия

Каждый больной с астмой должен проводить пикфлоуметрию дважды в день и записывать результаты в дневник, а также определять средние значения за неделю. Кроме того, он должен знать свой лучший результат. Снижение средних показателей свидетельствует об ухудшении контроля за течением болезни и начале обострения. При этом необходимо обратиться к врачу или увеличить интенсивность терапии, если пульмонолог заранее объяснил, как это сделать.

График ежедневной пикфлоуметрии

Пикфлоуметрия показывает максимальную скорость, достигнутую в течение выдоха, которая хорошо соотносится со степенью бронхиальной обструкции. Проводится она в положении сидя. Сначала пациент спокойно дышит, затем производит глубокий вдох, берет в губы мундштук аппарата, держит пикфлоуметр параллельно поверхности пола и максимально быстро и интенсивно выдыхает.

Процесс повторяется через 2 минуты, затем еще раз через 2 минуты. В дневник записывается лучший из трех показателей. Измерения делаются после пробуждения и перед отходом ко сну, в одно и то же время. В период подбора терапии или при ухудшении состояния можно проводить дополнительное измерение и в дневные часы.

Как интерпретировать данные

Нормальные показатели для этого метода определяются индивидуально для каждого больного. В начале регулярного использования, при условии ремиссии заболевания, находится лучший показатель пиковой скорости выдоха (ПСВ) за 3 недели. Например, он равен 400 л/с. Умножив это число на 0,8, получим минимальную границу н

Дыхательная система: факты, функции и заболевания

Дыхательная система человека - это ряд органов, ответственных за поглощение кислорода и выброс углекислого газа. Первичными органами дыхательной системы являются легких, , которые осуществляют этот обмен газами, когда мы дышим.

Легкие работают с системой кровообращения , чтобы доставлять кровь, обогащенную кислородом, ко всем клеткам организма. Затем кровь собирает углекислый газ и другие продукты жизнедеятельности и транспортирует их обратно в легкие, где они выкачиваются из организма, когда мы выдыхаем, согласно Американской ассоциации легких .

Человеческое тело нуждается в кислороде, чтобы поддерживать себя. По данным Национального института неврологических расстройств и инсульта , через пять минут без кислорода клетки мозга начинают умирать, что может привести к повреждению мозга и в конечном итоге к смерти. [ Вздох! 11 Удивительные факты о дыхательной системе ]

У людей среднее дыхание или частота дыхания в основном зависят от возраста. Согласно нормам Stanford Children's Health , нормальная частота дыхания новорожденного составляет около 40–60 раз в минуту и ​​может замедляться до 30–40 раз в минуту, когда ребенок спит.Согласно данным Европейского респираторного общества , средняя частота дыхания в покое для взрослых составляет от 12 до 16 вдохов в минуту и ​​от 40 до 60 вдохов в минуту во время тренировки.

Части дыхательной системы

Когда мы дышим, кислород поступает в нос или рот и проходит через пазухи, которые являются полыми пространствами в черепе, которые помогают регулировать температуру и влажность воздуха, которым мы дышим.

Из пазухи воздух проходит через трахею, также называемую дыхательной трубкой, в бронхи, которые являются двумя трубками, которые несут воздух в каждое легкое (каждая называется бронхом).Бронхи выстланы крошечными волосками, называемыми ресничками, которые движутся взад и вперед, неся слизь вверх и наружу. Слизь - это липкая жидкость , которая собирает пыль, микробы и другие вещества, которые проникли в легкие и которые мы выбрасываем, когда чихаем и кашляем.

Бронхи снова разделились, чтобы нести воздух в доли каждого легкого. Согласно данным Американской ассоциации легких , в правом легком три доли, а в левом - только две.Доли заполнены маленькими губчатыми мешочками, называемыми альвеолами, в которых происходит обмен кислорода и углекислого газа.

Из трахеи воздух поступает в бронхи, которые разделяются и достигают трех долей правого легкого и двух долей левого легкого. (Фото предоставлено: Shutterstock)

Альвеолярные стенки чрезвычайно тонкие (около 0,2 микрометра) и состоят из одного слоя тканей, называемых эпителиальными клетками, и крошечных кровеносных сосудов, называемых легочными капиллярами.Кровь в капиллярах поглощает кислород и выделяет углекислый газ. Затем насыщенная кислородом кровь попадает в легочную вену. Эта вена переносит кровь, обогащенную кислородом, к левой стороне сердца, где она перекачивается во все части тела. Углекислый газ, оставшийся после крови, попадает в альвеолы ​​и выводится из нас с выдохом.

Диафрагма, куполообразная мышца в нижней части легких, контролирует дыхание и отделяет полость грудной клетки от брюшной полости.Когда воздух всасывается, диафрагма сжимается и опускается вниз на , освобождая пространство для легких, чтобы заполниться воздухом и расшириться. Во время выдоха диафрагма расширяется и сжимает легкие, вытесняя воздух.

Инфографика о дыхательной системе. Нажмите на изображение, чтобы увеличить. (Фото предоставлено: Росс Торо, автор Livescience)

Заболевания дыхательной системы

Заболевания и состояния дыхательной системы делятся на две категории: инфекции, такие как гриппа , бактериальная пневмония и энтеровирусный респираторный вирус, и хронические заболевания, такие как астма и хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ).По словам доктора Нила Чейссона, который практикует легочную медицину в клинике Кливленда, мало что можно сделать для вирусных инфекций, кроме как дать им возможность идти своим чередом. « Антибиотики не эффективны в лечении вирусов , и лучшее, что можно сделать, это просто отдохнуть», - сказал он.

Для большинства здоровых людей наиболее распространенным респираторным заболеванием, с которым они могут столкнуться, является инфекция, по словам доктора Мэтью Экслайна, пульмонолога и специалиста по интенсивной терапии в медицинском центре Wexner Университета штата Огайо.Кашель является первым симптомом, возможно, сопровождающимся лихорадкой. [ Грубая наука о кашле и чихании ]

«Однако кашель может быть признаком хронических респираторных заболеваний, таких как астма, хронический бронхит или эмфизема», - сказал он. «При хронических заболеваниях легких большинство респираторных заболеваний сопровождается одышкой, первоначально при физической нагрузке, такой как ходьба на значительное расстояние или подъем по лестнице».

Астма - это хроническое воспаление дыхательных путей легких, которое вызывает кашель, хрипы, стеснение в груди или затрудненное дыхание, по словам Тони Уиндерс, президента сети аллергии и астмы.Эти признаки и симптомы могут быть хуже, когда человек подвергается воздействию их триггеров, которые могут включать загрязнение воздуха, табачный дым, заводской пар, чистящие растворители, инфекции, пыльцу, продукты, холодный воздух, физические упражнения, химикаты и лекарства. По данным CDC, более 25 миллионов человек (или 1 из 13 взрослых и 1 из 12 детей) в Соединенных Штатах страдают астмой.

Кашель обычно является первым признаком респираторной инфекции. (Фото предоставлено: Shutterstock)

ХОБЛ , иногда называемый хроническим бронхитом или эмфиземой, - это хроническое и прогрессирующее заболевание, при котором воздушный поток в легкие и из легких уменьшается, затрудняя дыхание.Со временем дыхательные пути в легких воспаляются и уплотняются, что затрудняет избавление от углекислого газа, согласно данным Американской ассоциации легких . По мере прогрессирования заболевания у пациентов возникает одышка, и это может ограничивать активность. Более 15 миллионов американцев страдают от ХОБЛ, в соответствии с CDC .

Рак легкого часто ассоциируется с курением, но болезнь также может повлиять на некурящих. Это второй по распространенности рак у мужчин и женщин, опережающий рак простаты и молочной железы, соответственно.По оценкам Американского онкологического общества , в 2019 году будет зарегистрировано около 228 150 новых случаев рака легких (116 440 у мужчин и 111 710 у женщин) и около 142 670 смертей от рака легких (76 650 у мужчин и 66 020 у женщин) в Соединенных Штатах. ,

Дополнительные ресурсы:

Эта статья была обновлена ​​23 августа 2019 года автором Live Science Сарой Деруин.

,
Страница 1 из Руководства по исследованию дыхательных путей, дыхания и вентиляции для испытания EMT

Как подготовиться к дыхательным путям, дыханию и вентиляции Вопросы по тесту EMT

Общая информация

Вопросы в этой области теста EMT касаются всего, что связано с процессом дыхания. Вам нужно знать, какие части тела делают возможным дыхание, и как каждый из них функционирует. Вы должны уметь правильно использовать технику и оборудование во время чрезвычайной ситуации, когда необходимо , чтобы дыхание было возможно или легче достигалось.Вот самые важные вещи, которые вам нужно изучить. Убедитесь, что вы хорошо понимаете каждую тему и ищите дополнительную информацию в вашем учебнике о конкретных процедурах. Также знайте значение и значение всех перечисленных терминов.

Анатомия дыхательной системы

Дыхательная система разделена на две части: верхние дыхательные пути и нижние дыхательные пути. Все структуры обеих секций играют роль в дыхании и газообмене.

Upper Airway

Верхние дыхательные пути состоят из полости рта, которая включает в себя нос и рот.Язык, челюсть, гортань и глотка также являются частью верхних дыхательных путей. Основная функция верхних дыхательных путей состоит в том, чтобы служить проходом для вдыхаемого и выдыхаемого воздуха из легких. Верхние дыхательные пути также увлажняют и нагревают воздух.

Термины / понятия, которые нужно знать : дыхательная система, носоглотка, трахея

нижних дыхательных путей

Нижние дыхательные пути состоят из трахеи и легких. Трахея делится на правую и левую главные бронхи. Бронхи ветвятся в правое и левое легкое.Легкие далее делятся на доли. Левое легкое состоит из двух долей, верхней и нижней. Правое легкое состоит из верхней, средней и нижней долей. Каждая доля состоит из миллионов альвеол, которые представляют собой крошечный воздушный мешок, где происходит газообмен.

Термины / понятия, которые необходимо знать : хрящ щитовидной железы, крикоидный хрящ, мембрана крикотиреоза, альвеолы ​​

Различия в дыхательных путях ребенка и взрослого

Есть несколько различий между дыхательными путями ребенка и взрослого.В целом верхние и нижние дыхательные пути ребенка, включая нос, рот и трахею, меньше и более гибкие, чем у взрослого. Меньшие структуры могут означать

.

Физиология человека - дыхание

Физиология человека - дыхание BIO 301
Физиология человека

Дыхание


Дыхательная система:

  • Основной функцией является получение кислорода для использования клетками организма и устранение углекислый газ, который клетки производят
  • Включает дыхательные пути, ведущие в (и из) легких, а также сами легкие
  • Путь воздуха: полости носа (или полости рта)> глотка> трахея> первичная бронхи (справа и слева)> вторичные бронхи> третичные бронхи> бронхиолы > Альвеолы ​​(сайт газообмена)


Дыхательная система


www.niehs.nih.gov/oc/factsheets/ozone/ithurts.htm


Дыхание

Обмен газов (O2 и CO2) между альвеолами и кровью происходит путем простой диффузии: O2 диффундирует из альвеол в кровь и CO2 из крови в альвеолы. Диффузия требует градиента концентрации. Итак, концентрация (или давление) O2 в альвеолах должны быть на более высоком уровне, чем в крови и концентрации (или давление) СО2 в альвеолах должно поддерживаться на уровне нижний рычаг, чем в крови.Мы делаем это, конечно, дыша - постоянно доставляя свежий воздух (с большим количеством кислорода и небольшого количества CO2) в легкие и альвеолы.

Дыхание это активный процесс, требующий сокращения скелетных мышц. Первичные мышцы К дыханию относятся наружные межреберные мышцы (расположенные между ребра) и диафрагма (мышечный слой, расположенный между грудной и брюшной полостями).

Внешние межреберные промежутки плюс диафрагма сжимаются, чтобы вызвать вдохновение:

  • Сокращение наружных межреберных мышц > Подъем ребер & sternum> увеличенный передний-задний размер грудной полости> снижает давление воздуха в легких> воздух движется в легкие
  • Сокращение диафрагмы > диафрагма движется вниз> увеличивает вертикальный размер грудной полости> понижает давление воздуха в легких> воздух поступает в легкие:


www.fda.gov/fdac/features/1999/emphside.html


диафрагма

выдохнуть:

  • расслабление внешних межреберных мышц и диафрагмы> возврат диафрагма, ребра и грудина в исходное положение> восстанавливает грудную клетку полость до объема преддыхания> увеличивает давление в легких> воздух выдохнул

Внутриальвеолярное давление во время вдоха и выдоха

Когда внешние межреберные мышцы и диафрагма сокращаются, легкие расширяются.Расширение легких вызывает давление в легких (и альвеолах) стать слегка отрицательным по отношению к атмосферному давлению. В следствии, воздух перемещается из области более высокого давления (воздуха) в область более низкого давление (наши легкие и альвеолы). Во время выдоха дыхание мышцы расслабляются и объем легких уменьшается. Это вызывает давление в легкие (и альвеолы) становятся слегка положительными по отношению к атмосферному давлению. В результате воздух покидает легкие (см. Эту анимацию МакГроу-Хилла).


Стены альвеол покрыты тонкой пленкой воды это создает потенциальную проблему. Молекулы воды, в том числе на альвеолярные стенки, больше притягиваются друг к другу, чем к воздуху, и это Притяжение создает силу, называемую поверхностным натяжением. Это поверхностное натяжение увеличивается, когда молекулы воды сближаются, что и происходит когда мы выдыхаем и наши альвеолы ​​становятся меньше (как воздух, выходящий из воздушного шара). Потенциально поверхностное натяжение может привести к разрушению альвеол и, кроме того, затруднит повторное расширение альвеол (когда вы вдыхаете).И то, и другое представляло бы серьезные проблемы: если бы альвеолы ​​развалились, они бы не содержат воздуха и кислорода для диффузии в кровь и, если «повторное расширение» было бы труднее, вдыхание было бы очень, очень трудно, если не невозможно. К счастью, наши альвеолы ​​не разрушаются и вдыхание относительно легко, потому что легкие производят вещество под названием поверхностно-активное вещество, которое уменьшает поверхностное натяжение.

Роль легких ПАВ

  • Поверхностно-активное вещество уменьшает поверхностное натяжение, которое:
    • повышает легочную эластичность (сокращая усилия, необходимые для расширения легкие)
    • уменьшает склонность альвеол к коллапсу

Легочные клетки, которые производят сурфактант


Обмен газов:

    • обмен O2 и CO2 между внешняя среда и клетки организма
    • эффективен, потому что альвеолы ​​и капилляры имеют очень тонкие стенки и очень много (ваши легкие имеют около 300 миллионов альвеол с общей поверхностью площадь около 75 кв. м)
  • Внутреннее дыхание - внутриклеточное использование O2 для сделать АТФ
  • происходит путем простой диффузии по градиентам парциального давления
Что такое парциальное давление ?:
  • это индивидуальное давление, оказываемое независимо конкретным газом в смеси газов.Воздух, которым мы дышим, представляет собой смесь газов: прежде всего азот, кислород и углекислый газ. Итак, воздух, который вы дуете в воздушный шар создает давление, которое заставляет шар расширяться (и это давление генерируется как все молекулы азота, кислорода и углекислого газа двигаться и сталкиваться со стенами воздушного шара). Тем не менее, общее давление, создаваемое воздухом, частично обусловлено азотом, частично кислородом, и частично на углекислый газ. Эта часть общего давления генерируется кислородом является «парциальное давление» кислорода, в то время как это генерируется Углекислый газ - это «парциальное давление» углекислого газа.Частичный газ давление, таким образом, является мерой того, сколько этого газа присутствует (например, в крови или альвеолах).

  • парциальное давление каждого газа в смеси равно общему давление, умноженное на фракционный состав газа в смеси. Так, учитывая, что общее атмосферное давление (на уровне моря) составляет около 760 мм рт. и, кроме того, что воздух составляет около 21% кислорода, то парциальное давление Кислород в воздухе равен 0.21 раз 760 мм рт. Ст. Или 160 мм рт.

Парциальные давления O2 и CO2 в организме (нормальные условия, условия покоя): (проверьте эту анимацию МакГроу-Хилл)

  • Альвеолы ​​
    • РО2 = 100 мм рт.ст.
    • рСО2 = 40 мм рт.ст.
  • Альвеолярные капилляры
    • Ввод альвеолярных капилляров
      • PO2 = 40 мм рт.ст. (относительно низкий потому что эта кровь только что вернулась из системного кровообращения и потеряла большую часть своего кислорода)
      • PCO2 = 45 мм рт. Ст. (Относительно высокий потому что кровь, возвращающаяся из системного кровообращения, поднялась диоксид углерода)

В то время как в альвеолярных капиллярах происходит диффузия газов: кислород диффундирует из альвеол в кровь и углекислый газ из кровь в альвеолы.

    • Оставляя альвеолярные капилляры
      • РО2 = 100 мм рт.ст.
      • рСО2 = 40 мм рт.ст.
Кровь, покидающая альвеолярные капилляры, возвращается в левое предсердие & накачивается левым желудочком в системный кровоток. Эта кровь путешествует по артериям и артериолам и попадает в системный или организм, капилляры. Поскольку кровь проходит через артерии и артериолы, нет газа обмен происходит.
    • Ввод системных капилляров
      • РО2 = 100 мм рт.ст.
      • рСО2 = 40 мм рт.ст.
    • Клетки тела (условия отдыха)
      • PO2 = 40 мм рт.ст.
      • рСО2 = 45 мм рт. Ст.
Из-за разницы парциальных давлений кислорода и углерода диоксид в системных капиллярах и клетках организма, кислород диффундирует из крови и в клетки, в то время как углекислый газ диффундирует из клетки в кровь.
    • Оставляя системные капилляры
      • PO2 = 40 мм рт.ст.
      • рСО2 = 45 мм рт. Ст.
Кровь, покидающая системные капилляры, возвращается в сердце (правое предсердие) через венулы и вены (при этом в газе не происходит газообмена и вены). Затем эта кровь перекачивается в легкие (и альвеолярный капилляры) по правому желудочку.

Как кислород и углекислый газ транспортируются в крови?

  • Кислород переносится в крови:

Поскольку почти весь кислород в крови транспортируется гемоглобином, взаимосвязь между концентрацией (парциальным давлением) кислорода и насыщение гемоглобина (% молекул гемоглобина, несущих кислород) важный.


Кислородный транспорт

Насыщение гемоглобина:

  • степень, в которой гемоглобин в крови сочетается с O2
  • зависит от PO2 крови:

Взаимосвязь между уровнем кислорода и насыщением гемоглобина обозначено кривой диссоциации (насыщения) кислорода-гемоглобина (в график выше).Вы можете видеть это при высоких парциальных давлениях O2 (выше около 40 мм рт. ст.), насыщение гемоглобином остается довольно высоким (обычно около 75 - 80%). Это довольно плоский участок диссоциации кислород-гемоглобин Кривая называется «плато».

Напомним, что 40 мм рт.ст. является типичным парциальным давлением кислорода в клетки организма. Исследование кривой диссоциации кислород-гемоглобин показывает, что в условиях покоя только около 20-25% гемоглобина молекулы отдают кислород в системные капилляры.Это важно (другими словами, «плато» имеет большое значение), потому что это означает, что вы имеют существенный запас кислорода. Другими словами, если вы станете более активны, и ваши клетки нуждаются в большем количестве кислорода, крови (молекулы гемоглобина) имеет много кислорода, чтобы обеспечить

Когда вы становитесь более активными, парциальное давление кислорода в вашем (активные) клетки могут опускаться значительно ниже 40 мм рт. Взгляд на кислород-гемоглобин Кривая диссоциации показывает, что при снижении уровня кислорода насыщение гемоглобина также снижается - и резко падает.Это значит, что кровь (гемоглобин) «выгружает» много кислорода в активные клетки - клетки, которые, конечно, нуждаются больше кислорода.


Факторы, влияющие на кривую диссоциации кислород-гемоглобин:

Кривая диссоциации кислород-гемоглобин «сдвигается» при определенных условиях. Эти факторы могут вызвать такой сдвиг:

  • ниже рН
  • повышенная температура
  • больше 2,3-дифосфоглицерата (DPG)
  • повышенный уровень CO2
Эти факторы изменяются, когда ткани становятся более активными.Например, когда скелетная мышца начинает сокращаться, клетки этой мышцы используют больше кислород, сделать больше АТФ, и производить больше отходов (CO2). Создание большего количества АТФ означает выделение большего количества тепла; поэтому температура в активном ткани увеличивается. Чем больше CO2, тем ниже рН. Это так, потому что эта реакция происходит, когда CO2 выпущенный:

CO2 + h30 -----> h3CO3 -----> HCO3 - + H +

и более ионов водорода = более низкий (более кислый) pH.Итак, в активных тканях там более высокие уровни CO2, более низкий pH и выше температуры. Кроме того, при более низких уровнях PO2 эритроциты увеличивают выработку вещества, называемого 2,3-дифосфоглицератом. Эти изменяющиеся условия (больше СО2, ниже рН, выше температура, и более 2,3-дифосфоглицерата) в активных тканях вызывают изменение структуры гемоглобина, которое, в свою очередь, вызывает гемоглобин отказаться от своего кислорода. Другими словами, в активных тканях больше гемоглобина молекулы отдают свой кислород.Еще один способ сказать, что это Кривая диссоциации кислорода и гемоглобина «сдвигается вправо» (как показано на голубая кривая на графике ниже). Это означает, что на данном частичном Давление кислорода, процент насыщения для гемоглобина с быть ниже. Например, на графике ниже, экстраполировать до «нормальной» кривой (зеленый кривая) от PO2 40, то более, & насыщение гемоглобина составляет около 75%. Затем экстраполировать до кривой «смещенного вправо» (светло-голубой) от PO2 40, затем более, и насыщение гемоглобина составляет около 60%.Итак, сдвиг направо 'на кривой диссоциации кислород-гемоглобин (показано выше) означает, что гемоглобин выделяет больше кислорода - именно то, что нужно клетками в активной ткани!


Углекислый газ - транспортируется из клеток организма обратно в легкие как:

    1 - бикарбонат (HCO3) - 60%
    • образуется при объединении CO2 (выделяемого клетками, образующими АТФ) с водой (из-за фермента в эритроцитах называется карбоангидразы), как показано на схеме ниже
    2 - карбаминогемоглобин - 30%
    • образуется при соединении CO2 с гемоглобином (гемоглобин молекулы, которые отказались от кислорода)
    3 - растворяется в плазме - 10%


Транспорт углекислого газа


Обмен СО2 в альвеолах


Контроль дыхания

Ваша частота дыхания изменяется.Когда активен, например, ваш дыхательный ставка повышается; когда менее активный, или спящий, скорость идет вниз. Кроме того, хотя дыхательные мышцы являются добровольными, вы не можете сознательно контролировать их, когда вы спите. Итак, как частота дыхания изменено и как контролируется дыхание, когда вы не осознанно думаешь о дыхании?

Ритмичность центр продолговатого мозга:

  • контролирует автоматическое дыхание
  • состоит из взаимодействующих нейронов, которые запускаются либо во время вдохновения (я нейроны) или выдох (E нейроны)
    • I нейроны - стимулируют нейроны, которые иннервируют дыхательные мышцы (чтобы принести о вдохновении)
    • E нейронов - блокируют I нейроны (чтобы «закрыть» I нейроны и принести об истечении срока действия)
Апнеустический центр (расположен в понсе) - стимулировать I нейронов (для продвижения вдохновение)

Пневмотаксический центр (также находится в понах) - подавляет апноэстический центр и подавляет вдохновение


Факторы, влияющие на увеличение частоты дыхания

  • Хеморецепторы - расположены в аорте и сонных артериях (периферические хеморецепторы) & в мозговом веществе (центральные хеморецепторы)
  • хеморецепторов (стимулируется более высоким уровнем СО2 чем снижением уровня O2)> стимулировать ритмичность Область> Результат = учащенное дыхание

Тяжелая физическая нагрузка ==> значительно увеличивает частоту дыхания

Механизм?

  • НЕ повышен CO2
  • Возможные факторы:
    • рефлексы, возникающие при движениях тела (проприоцепторы)
    • выброс адреналина (во время тренировки)
  • импульсов от коры головного мозга (могут одновременно стимулировать ритмику площадь и двигательные нейроны)

Ссылки по теме:

Дыхательная система

Введение в анатомию: дыхательная система


Назад в программу BIO 301

Лекция Примечания 1 - Клеточная структура и метаболизм

Лекция Примечания 2 - Нейроны и нервная система I

Лекция Примечания 2b - Нейроны и нервная система II

Лекция Примечания 3 - Мышцы

Лекция Примечания 4 - Защита крови и тела I

Лекция Примечания 4b - Защита крови и тела II

Лекция Примечания 5 - Сердечно-сосудистая система


,

Смотрите также

 

2011-2017 © МБУЗ ГКП №  7, г.Челябинск.