Мал.6 В

Мал.6 А, Б

Процес дихання має три етапи: зовнішнє дихання, внутрішнє дихання, транспорт газів кров’ю.

Зовнішнє дихання – обмін газів між атмосферним повітрям і кров’ю. Поділяється на два етапи. Перший – обмін газів між зовнішнім повітрям і альвеолярним повітрям (вентиляція легень). Другий – обмін газів між альвеолярним повітрям і кров’ю. Зовнішнє дихання забезпечується органами дихання, кров’ю, кровообігом. Внутрішнє дихання – обмін газів між кров’ю і клітинами. Має два етапи. Перший – між кров’ю і міжклітинною речовиною. Другий – між клітиною і міжклітинною рідиною.

Гази транспортують кров’ю. Кисень – у вигляді хімічного зв’язку з гемоглобіном та розчиненим у плазмі. Вуглекислий газ транспортується у вигляді солей вугільної кислоти, зв’язаний гемоглобіном, розчиненим у плазмі.

Дихальний цикл складається із вдиху, видиху і дихальної паузи. Кількість дихальних рухів – 16-20 за хвилину у спокійному стані. Один дихальний цикл відповідає 4-5 скороченням серця.

Зовнішнє дихання здійснюється завдяки ритмічному чергуванню вдиху і видиху.

Біомеханіка спокійного дихання:

1. Спокійний вдих – активний акт, тобто пов’язаний зі скороченням м’язів спокійного вдиху - зовнішніх міжребрових та діафрагми.

Скорочення зовнішніх міжреберних м’язів супроводжується підняттям ребер – збільшення розмірів грудної клітки в передньо-задньому та боковому напрямках. Нижні ребра підтягуються до верхніх завдяки характерному ходу волокон – сила, що діє на обидва ребра однакова, але момент сили, що діє на нижнє ребро, більший.

Діафрагма у разі її скорочення зміщається в черевну порожнину, становиться меншою і плоскою – органи черевної порожнини зміщуються донизу, а грудна клітка збільшує свій розмір у верхньо-нижньому напрямку. Роль діафрагми у здійсненні спокійного дихання більша, ніж у міжреберних м’язів – вона зміщується вниз лише на 1 см, але забезпечує 2/3 ємності спокійного вдиху. При форсованому диханні вона може зміщуватися вниз на 10 см. (Мал.7) У більшості людей в спокої переважає діафрагмальне дихання як більш ефективне. Проте за деяких станів (вагітність, метеоризм) діафрагмальне дихання утруднене і тоді переважає реберне дихання.

Мал.7. Положення грудної клітки і діафрагми при вдосі і видоху.

Збільшення ємкості грудної клітки за рахунок скорочення м’язів вдиху супроводжується зниженням внутрішньоплеврального тиску (від 6 мм рт.ст до 9 мм рт.ст). Тобто внутрішньопелвральний тиск від’ємний вже у стані видиху (нижче атмосферного), а при вдосі стає ще більш негативним. Це призводить до збільшення транспульмонального тиску (різниця тисків у альвеолах та плевральній порожнині) і легені розширюються. При цьому тиск в альвеолах стає на 2-3 мм рт. ст. нижче атмосферного і повітря за градієнтом тиску надходить в альвеоли – здійснюється вдих.

Тобто, послідовність дій при вдиху така: скорочення дихальних м’язів → збільшення розмірів грудної клітки → падіння тиску в плевральній порожнині (підвищення ступеня негативного тиску) → підвищення транспульмонального тиску → розширення легень → зниження тиску в альвеолах → рух атмосферного повітря в альвеоли за градієнтом тиску → вдих.

Біомеханіка спокійного видиху принципово відрізняється від біомеханіки спокійного вдиху тим, що видих проходить більш пасивно. Послідовність дій при видоху така: розслаблення м’язів вдиху → опускання ребер (під дією сили тяжіння, сил еластичної деформації хрящів, зв’язок, підняття діафрагми) внаслідок різниці тиску в черевній та грудній порожнині → зменшення об’єму грудної клітки → підвищення тиску в плевральній порожнині (зменшення ступеня негативності цього тиску, але він все ще залишається негативним – близько 6 см рт. ст.) → зменшення транспульмонального тиску → зменшення об’єму легень → підвищення тиску в альвеолах до +2 см. рт. ст.) → рух повітря із альвеол в атмосферу → видих.

Звертає на себе увагу той факт, що тиск в плевральній порожнині при спокійному диханні залишається негативним навіть при видоху. Причиною наявності негативного внутрішньоплеврального тиску є еластична тяга легень – сила, яка примушує легені спадатись (зменшуватись в об’ємі). Ця сила зумовлює зменшення об’єму легень, а тиск в плевральній порожнині за рахунок цього стає негативним.

У процесі дихання має велике значення еластична тяга легень і сурфактант.

Еластична тяга легень є сумою трьох сил:

1) сила поверхневого натягу шару рідини (води), яка вистеляє альвеоли зсередини. Це основна сила, яка примушує альвеоли зменшувати свій розмір (а легені спадатися); вона складає 2/3 від всієї еластичної тяги легень.

2) сила напруження еластичних волокон, що входять до складу легеневої тканини.

3) тонус бронхіальної мускулатури – чим він вищий, тим вужчі дихальні шляхи і тим більший аеродинамічний опір, який дихальні шляхи надають руху повітря. При цьому еластична тяга легень збільшується.

В легенях існує спеціальний механізм, який зменшує силу поверхневого натягу альвеол. Він полягає в синтезі пневмоцитами ІІ типу сурфактанту – поверхнево-активної речовини (ПАР). Сурфактант вистелає альвеоли зсередини (на кордоні з повітряним середовищем). (Мал.8) Сили взаємного відштовхування, які існують між молекулами сурфактанту, зменшують силу поверхневого натягу води.

Дата добавления: 2014-01-04