1. Дишане. Дихателната система. Функции на дихателната система.
2. Външно дишане. Биомеханика на дишането. Процес на дишане. Биомеханика на вдъхновението. Как дишат хората?
3. Издишайте. Биомеханизъм на издишване. Процесът на издишване. Как става издишването?
5. Дихателни фази. Обем на белите дробове. Скорост на дишане. Дълбочина на дишане. Белодробни въздушни обеми. Дихателен обем. Резервен, остатъчен обем. Капацитета на белите дробове.
6. Фактори, влияещи върху белодробния обем по време на инспираторната фаза. Разтегливост на белите дробове (белодробна тъкан). Хистерезис.
7. Алвеоли. Повърхностно активно вещество. Повърхностно напрежение на течния слой в алвеолите. Закон на Лаплас.
8. Съпротивление на дихателните пътища. Белодробно съпротивление. Въздушно течение. Ламинарен поток. Турбулентен поток.
9. Съотношение поток-обем в белите дробове. Налягане в дихателните пътища по време на издишване.
10. Работа на дихателната мускулатура по време на дихателния цикъл. Работата на дихателните мускули по време на дълбоко дишане.
Свиването на дихателните мускули на гърдите и диафрагмата по време на вдишване причинява увеличаване на белодробния капацитет, а когато се отпуснат по време на издишване, белите дробове се свиват до първоначалния си обем. Обемът на белите дробове, както при вдишване, така и при издишване, се променя пасивно, тъй като поради високата си еластичност и разтегливост белите дробове следват промени в обема на гръдната кухина, причинени от свиване на дихателните мускули. Тази позиция се илюстрира със следния модел на пасив увеличаване на белодробния обем(фиг. 10.3). В този модел белите дробове могат да се разглеждат като еластичен балон, поставен вътре в контейнер, направен от твърди стени и гъвкава диафрагма. Пространството между еластичния балон и стените на контейнера е запечатано. Този модел ви позволява да променяте налягането вътре в контейнера чрез преместване на гъвкавата диафрагма надолу. Тъй като обемът на контейнера се увеличава, причинено от движението надолу на гъвкавата диафрагма, налягането вътре в контейнера, т.е. извън контейнера, става по-ниско от атмосферното налягане в съответствие със закона за идеалния газ. Балонът се надува, защото налягането вътре в него (атмосферното) става по-високо от налягането в контейнера около балона.
Ориз. 10.3. Схема на модел, демонстриращ пасивно надуване на белите дробове при спускане на диафрагмата. Когато диафрагмата се движи надолу, налягането на въздуха вътре в контейнера става по-ниско атмосферно налягане, което кара еластичния балон да се надува. P - атмосферно налягане.В приложението към човешки бял дроб, които запълват изцяло обем на гръдната кухина, тяхната повърхност и вътрешна повърхностГръдната кухина е покрита с плеврална мембрана. Плевралната мембрана на повърхността на белите дробове (висцерална плевра) не контактува физически с плевралната мембрана, покриваща гръдната стена (париетална плевра), тъй като има плеврално пространство(синоним - вътреплеврално пространство), изпълнен с тънък слой течност - плеврална течност. Тази течност овлажнява повърхността на белодробните лобове и насърчава тяхното плъзгане един спрямо друг по време на надуване на белите дробове, а също така улеснява триенето между париеталния и висцералния слой на плеврата. Течността е несвиваема и нейният обем не се увеличава с намаляване на налягането плеврална кухина . Следователно, силно еластичните бели дробове точно повтарят промяната в обема на гръдната кухина по време на вдишване. Бронхи, кръвоносни съдове, нервите и лимфните съдове образуват корена на белия дроб, с помощта на който белите дробове се фиксират в медиастинума. Механичните свойства на тези тъкани определят основната степен на сила, която дихателните мускули трябва да развият по време на контракция, за да предизвикат увеличаване на белодробния капацитет. При нормални условия еластичната тяга на белите дробове създава незначително количество отрицателно налягане в тънък слой течност в интраплевралното пространство спрямо атмосферното налягане. Отрицателното вътреплеврално налягане варира според фазите на дихателния цикъл от -5 (издишване) до -10 cm aq. Изкуство. (вдишване) под атмосферното налягане (фиг. 10.4). Отрицателното вътреплеврално налягане може да причини намаляване (колапс) на обема на гръдната кухина, на което гръдната тъкан противодейства с изключително твърдата си структура. Диафрагмата в сравнение с гръдния кош е по-еластична и нейният купол се издига нагоре под въздействието на градиента на налягането, съществуващ между плевралната и коремни кухини.
В състояние, при което белите дробове не се разширяват или свиват (пауза съответно след вдишване или издишване), при респираторен трактняма въздушен поток и налягането в алвеолите е равно на атмосферното. В този случай градиентът между атмосферното и вътреплевралното налягане точно ще балансира налягането, развито от еластичната тяга на белите дробове (виж фиг. 10.4). При тези условия стойността на интраплевралното налягане е равна на разликата между налягането в дихателните пътища и налягането, развито от еластичната тяга на белите дробове. Следователно, колкото повече се разтягат белите дробове, толкова по-силна ще бъде еластичната тяга на белите дробове и толкова по-отрицателна ще бъде стойността на вътреплевралното налягане спрямо атмосферното налягане. Това се случва по време на вдишване, когато диафрагмата се движи надолу и еластичната тяга на белите дробове противодейства на раздуването на белите дробове и вътреплевралното налягане става по-отрицателно. По време на вдишване, това отрицателно налягане помага за изтласкване на въздуха през дихателните пътища към алвеолите, преодолявайки съпротивлението на дихателните пътища. В резултат на това въздухът навлиза в алвеолите от външната среда.
Ориз. 10.4. Налягане в алвеолите и интраплеврално налягане по време на фазите на вдишване и издишване на респираторния цикъл. При липса на въздушен поток в дихателните пътища налягането в тях е равно на атмосферното налягане (А), а еластичната тяга на белите дробове създава в алвеолите налягане Е. При тези условия стойността на интраплевралното налягане е равна на разликата A - E. При вдишване свиването на диафрагмата увеличава количеството на отрицателното налягане в кухините на плевралното пространство до -10 cm aq. Чл., Което помага да се преодолее съпротивлението на въздушния поток в дихателните пътища и въздухът се движи от външната среда в алвеолите. Големината на вътреплевралното налягане се определя от разликата между наляганията A - R - E. При издишване диафрагмата се отпуска и вътреплевралното налягане става по-малко отрицателно спрямо атмосферното налягане (-5 cm воден стълб). Поради своята еластичност алвеолите намаляват диаметъра си и в тях се повишава налягането E. Градиентът на налягането между алвеолите и външна среданасърчава отстраняването на въздуха от алвеолите през дихателните пътища във външната среда. Стойността на интраплевралното налягане се определя от сумата на A + R минус налягането вътре в алвеолите, т.е. A + R - E. A - атмосферно налягане, E - налягане в алвеолите, възникващо поради еластичната тяга на белите дробове, R - налягане, осигуряващо преодоляване на съпротивлението на въздушния поток в дихателните пътища, P - интраплеврално налягане.
Когато издишвате, диафрагмата се отпуска и вътреплевралното налягане става по-малко отрицателно. При тези условия алвеолите, поради високата еластичност на стените им, започват да намаляват по размер и да изтласкат въздуха от белите дробове през дихателните пътища. Съпротивлението на дихателните пътища спрямо въздушния поток поддържа положително налягане в алвеолите и предотвратява бързото им свиване. Така в спокойно състояние при издишване въздушният поток в дихателните пътища се дължи само на еластичната тяга на белите дробове.
Пневмоторакс. Ако въздухът навлезе в вътреплевралното пространство, например през отвор на рана, белите дробове колабират, гръден кошлеко се увеличава по обем и диафрагмата се придвижва надолу веднага щом вътреплевралното налягане стане равно на атмосферното. Това състояние се нарича пневмоторакс, при което белите дробове губят способността си да следват промените обем на гръдната кухинапо време на дихателни движения. Освен това по време на вдишване въздухът влиза през отвора на раната. гръдна кухинаи излиза по време на издишване, без да променя обема на белите дробове по време на дихателните движения, което прави невъзможен газообменът между външната среда и тялото.
При всяко вдишване, порция от свеж въздух, който съдържа приблизително 21% кислород. Всяка везикула е заобиколена от мрежа от кръвоносни съдове. През стените на алвеолите кислородът преминава в кръвта и се разпространява в тялото ни, навлизайки в мозък, сърцето и всички други органи. Е, съответно въглеродният диоксид веднага се взема от кръвта. В резултат на това издишаният въздух вече съдържа около 16% кислород и се добавят приблизително 5% въглероден диоксид.
Е, самото вдишване става така: под въздействие нервни импулсимускулите, участващи в дишането (диафрагма, междуребрени мускули и др.), се съкращават. Диафрагмата е мускулно-сухожилна преграда, която разделя гръдната кухина от коремната кухина. И така: диафрагмата се спуска (сплесква) и съответно вертикалният обем на гръдната кухина веднага се увеличава. И други мускули увеличават ширината на гърдите. В резултат на това белите дробове се разтягат, налягането в тях пада и става под атмосферното. По този начин се създава разлика в налягането между атмосферния и белодробния въздух и външният въздух се втурва в белите дробове.
Когато издишвате, мускулиотпуснете се (диафрагмата се повдига), ребрата се спускат, обемът на гръдния кош намалява, белите дробове се компресират, налягането в тях се повишава (над атмосферното) и въздухът изтича.
Между другото, коремният тип дишане преобладава при мъжете - това е, когато обемът на гръдния кош се увеличава главно поради свиването на диафрагмата. А при жените, напротив, това е гърдите, тъй като в по-голямата си част напречният размер на гръдния кош се увеличава. Затова казват, че мъжете дишат през корема, а жените през гърдите.
В спокойно състояние възрастен диша 16-20 пъти в минута. При децата дишането е по-учестено - до 60 вдишвания в минута. Между другото, скоростта на дишане до голяма степен зависи от размера на самото същество. Колкото по-голямо е съществото, толкова по-бавно диша. Например слонът вдишва около 10 пъти в минута, а мишката около 200!
При тихо дишане човек вдишва и издишва около 500 ml въздух. Този обем въздух се нарича дихателен обем. При дълбок дъхможете да вдишате допълнително 1500 ml въздух ( инспираторен резервен обем). И след спокойно издишване можете допълнително да издишате още 1500 ml въздух ( експираторен резервен обем). Сумата от тези три тома е жизнен капацитет на белите дробове - жизнен капацитет.Равнява се средно на 3500 мл при възрастен. Жизненият капацитет зависи от възрастта, пола и физическата годност на човека. Освен това, дори след най-дълбокото издишване, в белите дробове на човек остават около 1000 ml въздух - това остатъчен обем,а в дихателните пътища има и около 150 ml въздух, който не участва в газообмена.
И разбира се, дори не си струва да пишем за това физически упражнениявлияят повече от благоприятно на цялото дихателната система, но какво да кажем за резервните възможности на организма, т.е. здравните резерви пряко зависят от резервните възможности на дихателната система. Просто така!
Е, като заключение: при издишване въздухът излиза през носа, но може и през устата, нали? Благодарение на това вие и аз можем да пеем и викаме, кравите да мучат, птичките да чуруликат и котките да мяукат.
Факт е, че в ларинкса (помните ли къде е?) Има малки гънки на лигавицата, гордо наречени гласни струни. Когато между тях преминава въздух гласни струнивибрирайте, за да произведете звук. Самото напрежение на гласните струни се регулира от специални мускули и това ви позволява да произвеждате звуци с различна височина. Тези. Когато вие и аз просто дишаме, гласните струни се отклоняват настрани и позволяват на въздуха да преминава свободно. И ако искаме да крещим или пеем, те се затварят, разтягат се и въздухът трябва да се притисне между тях, създавайки вибрации. Така се ражда глас!
За фрийдайвъра белите дробове са основният „работен инструмент“ (след мозъка, разбира се), така че е важно да разберем структурата на белите дробове и целия процес на дишане. Обикновено, когато говорим за дишане, имаме предвид външно дишане или вентилация на белите дробове - единственият забележим за нас процес в дихателната верига. И трябва да започнем да обмисляме дишането с него.
Структура на белите дробове и гръдния кош
Белите дробове са порест орган, подобен на гъба, напомнящ в структурата си на група от отделни мехурчета или куп грозде с голям брой плодове. Всяко „зрънце“ е белодробна алвеола (белодробна везикула) - мястото, където се извършва основната функция на белите дробове - обмен на газ. Между въздуха на алвеолите и кръвта лежи въздушно-кръвна бариера, образувана от много тънките стени на алвеолите и кръвоносния капиляр. Чрез тази бариера се осъществява дифузия на газовете: кислородът навлиза в кръвта от алвеолите, а въглеродният диоксид навлиза в алвеолите от кръвта.
Въздухът навлиза в алвеолите през дихателните пътища – трохеите, бронхите и по-малките бронхиоли, които завършват в алвеоларните торбички. Разклоняването на бронхите и бронхиолите образува лобовете ( десен бял дробима 3 дяла, левият - 2 дяла). Средно има около 500-700 милиона алвеоли в двата бели дроба, дихателна повърхносткоято варира от 40 m2 при издишване до 120 m2 при вдишване. При което голямо количествоалвеолите са разположени в долни частибели дробове.
Бронхите и трахеята имат хрущялна основа в стените си и поради това са доста твърди. Бронхиолите и алвеолите имат меки стени и поради това могат да се срутят, тоест да се слепят, като изпуснат балон, ако в тях не се поддържа определено въздушно налягане. За да не се случи това, белите дробове са като единен орган, покрит от всички страни с плевра - здрава, херметически затворена мембрана.
Плеврата има два слоя - два листа. Единият лист е плътно прилепнал към вътрешната повърхност на твърдия гръден кош, другият обгражда белите дробове. Между тях има плеврална кухина, в която се поддържа отрицателно налягане. Благодарение на това белите дробове са в изправено състояние. Отрицателното налягане в плевралната пукнатина се причинява от еластична тяга на белите дробове, тоест постоянното желание на белите дробове да намалят обема си.
Еластичното сцепление на белите дробове се причинява от три фактора:
1) еластичността на тъканта на стените на алвеолите поради наличието на еластични влакна в тях
2) тонус на бронхиалната мускулатура
3) повърхностно напрежение на течния филм, покриващ вътрешната повърхност на алвеолите.
Твърдата рамка на гръдния кош се състои от ребрата, които са гъвкави, благодарение на хрущялите и ставите, прикрепени към гръбнака и ставите. Благодарение на това гръдният кош се увеличава и намалява обема си, като същевременно се запазва необходимата твърдост за защита на органите, разположени в гръдната кухина.
За да вдишаме въздух, трябва да създадем налягане в белите дробове по-ниско от атмосферното, а за да издишаме е по-високо. По този начин, за вдишване е необходимо да се увеличи обемът на гръдния кош, за издишване - намаляване на обема. Всъщност по-голямата част от дихателното усилие се изразходва за вдишване; при нормални условия издишването се извършва поради еластичните свойства на белите дробове.
Основният дихателен мускул е диафрагмата - куполообразна мускулна преградамежду гръдната кухина и коремната кухина. Условно границата му може да бъде начертана долен ръбребра
Когато вдишвате, диафрагмата се свива, разтягайки се активно действиекъм по-ниските вътрешни органи. В този случай несвиваемите органи на коремната кухина се изтласкват надолу и отстрани, разтягайки стените на коремната кухина. По време на тихо вдишване куполът на диафрагмата се спуска приблизително с 1,5 cm и съответно се увеличава вертикалният размер на гръдната кухина. В същото време долните ребра се отклоняват донякъде, увеличавайки обиколката на гръдния кош, което е особено забележимо в долните части. Когато издишвате, диафрагмата пасивно се отпуска и се издърпва нагоре от сухожилията, които я държат в спокойно състояние.
Освен диафрагмата в увеличаването на обема на гръдния кош участват и външните наклонени междуребрени и интерхондрални мускули. В резултат на издигането на ребрата гръдната кост се измества напред, а страничните части на ребрата се изместват настрани.
При много дълбоко, интензивно дишане или при увеличаване на съпротивлението при вдишване в процеса на увеличаване на обема на гръдния кош се включват редица спомагателни дихателни мускули, които могат да повдигнат ребрата: мащаби, голям и малък гръден мускул и преден зъбец. Помощните мускули на вдъхновението включват и екстензорните мускули. гръдна областгръбначен стълб и фиксиране на раменния пояс, когато се поддържа от ръце, изхвърлени назад (трапец, ромбоид, повдигаща лопатка).
Както бе споменато по-горе, спокойното вдишване се случва пасивно, почти на фона на релаксация на инспираторните мускули. При активно интензивно издишване мускулите се „свързват“ коремна стена, в резултат на което обемът на коремната кухина намалява и налягането в нея се повишава. Налягането се прехвърля към диафрагмата и я повдига. Поради намалението Вътрешните наклонени интеркостални мускули спускат ребрата и приближават ръбовете им.
Дихателни движения
IN обикновен живот, наблюдавайки себе си и приятелите си, можете да видите както дишането, осигурено главно от диафрагмата, така и дишането, осигурено главно от работата на междуребрените мускули. И това е в рамките на нормалното. Мускулите на раменния пояс са по-често свързани, когато тежки заболяванияили интензивна работа, но почти никога при относително здрави хора в нормално състояние.
Смята се, че дишането, осигурено главно от движенията на диафрагмата, е по-характерно за мъжете. Обикновено вдишването е придружено от леко изпъкване на коремната стена, а издишването е придружено от леко прибиране. Това е коремният тип дишане.
При жените най-често срещаният тип дишане е гръдният тип, който се осигурява главно от работата на междуребрените мускули. Това може да се дължи на биологичната готовност на жената за майчинство и, като следствие, затруднено коремно дишане по време на бременност. При този тип дишане най-забележимите движения се извършват от гръдната кост и ребрата.
Дишането, при което раменете и ключиците активно се движат, се осигурява от работата на мускулите на раменния пояс. Вентилацията на белите дробове е неефективна и засяга само върховете на белите дробове. Следователно този тип дишане се нарича апикално. При нормални условия този тип дишане практически не се среща и се използва или по време на определена гимнастика, или се развива при сериозни заболявания.
При свободното гмуркане ние вярваме, че коремното дишане или коремното дишане е най-естественото и продуктивно. Същото се казва и при практикуването на йога и пранаяма.
Първо, защото има повече алвеоли в долните дялове на белите дробове. Второ, дихателните движения са свързани с нашата автономна нервна система. Коремното дишане активира парасимпатиковата нервна система - спирачния педал на тялото. Гръдно дишанеактивира симпатиковата нервна система - педала на газта. При активно и продължително апикално дишане, свръхстимулация на симпатикуса нервна система. Работи и в двете посоки. Ето как паникьосаните хора винаги дишат с апикално дишане. И обратното, ако известно време дишате спокойно с корема си, нервната система се успокоява и всички процеси се забавят.
Белодробни обеми
По време на тихо дишане човек вдишва и издишва около 500 ml (от 300 до 800 ml) въздух, този обем въздух се нарича дихателен обем. В допълнение към нормалния дихателен обем, при възможно най-дълбоко вдишване, човек може да вдиша приблизително 3000 ml въздух - това е инспираторен резервен обем. След нормално тихо издишване, обичайното здрав човекчрез упражняване на мускулите на издишване, той е в състояние да „изстиска“ около 1300 ml въздух от белите дробове - това е експираторен резервен обем.
Сумата от тези обеми е жизнен капацитет на белите дробове (VC): 500 ml + 3000 ml + 1300 ml = 4800 ml.
Както виждаме, природата е подготвила за нас почти десетократен резерв от способността да „изпомпваме“ въздух през белите дробове.
Дихателният обем е количествен израз на дълбочината на дишане. Жизненият капацитет на белите дробове определя максималния обем въздух, който може да бъде въведен или отстранен от белите дробове по време на едно вдишване или издишване. Средният жизнен капацитет на белите дробове при мъжете е 4000 - 5500 ml, при жените - 3000 - 4500 ml. Физическа подготовка и различни стриигърдите ви позволяват да увеличите жизнения капацитет.
След максимално дълбоко издишване в белите дробове остават около 1200 ml въздух. Това - остатъчен обем. По-голямата част от него може да бъде отстранена от белите дробове само с отворен пневмоторакс.
Остатъчният обем се определя основно от еластичността на диафрагмата и междуребрените мускули. Увеличаването на подвижността на гръдния кош и намаляването на остатъчния обем е важна задача при подготовката за гмуркане на голяма дълбочина. Гмуркания под остатъчния обем за обикновен нетрениран човек са гмуркания на дълбочина над 30-35 метра. Един от популярните начини за увеличаване на еластичността на диафрагмата и намаляване на остатъчния белодробен обем е редовното извършване на uddiyana bandha.
Максимална сумавъздух, който може да бъде в белите дробове, се нарича общ белодробен капацитет, той е равен на сумата от остатъчния обем и жизнения капацитет на белите дробове (в използвания пример: 1200 ml + 4800 ml = 6000 ml).
Обемът на въздуха в белите дробове в края на тихо издишване (с отпуснати дихателни мускули) се нарича функционален остатъчен капацитет на белите дробове. Той е равен на сумата от остатъчния обем и експираторния резервен обем (в използвания пример: 1200 ml + 1300 ml = 2500 ml). Функционалният остатъчен капацитет на белите дробове е близък до обема на алвеоларния въздух преди началото на вдишването.
Вентилацията се определя от обема на вдишвания или издишван въздух за единица време. Обикновено се измерва минутен обем на дишане. Вентилацията на белите дробове зависи от дълбочината и честотата на дишането, която в покой варира от 12 до 18 вдишвания в минута. Минутният обем на дишане е равен на произведението на дихателния обем и дихателната честота, т.е. приблизително 6-9 л.
Спирометрията се използва за оценка на белодробните обеми - метод за изследване на функцията външно дишане, което включва измерване на обемни и скоростни параметри на дишането. Препоръчваме това проучване на всеки, който планира сериозно да се занимава с свободно гмуркане.
Въздухът се намира не само в алвеолите, но и в дихателните пътища. Те включват носната кухина (или устата, ако дишане през устата), назофаринкс, ларинкс, трахея, бронхи. Въздухът в дихателните пътища (с изключение на респираторните бронхиоли) не участва в газообмена. Следователно, луменът на дихателните пътища се нарича
анатомично мъртво пространство. При вдишване на последните порции атмосферен въздухвлизат в мъртвото пространство и, без да променят състава си, го напускат при издишване.
Обемът на анатомичното мъртво пространство е около 150 ml или приблизително 1/3 от дихателния обем при тихо дишане. Тези. от 500 ml вдишван въздух само около 350 ml влизат в алвеолите. В края на тихото издишване в алвеолите има около 2500 ml въздух, така че при всяко тихо вдишване само 1/7 от алвеоларния въздух се обновява.
- < Назад
Свиването на дихателните мускули на гръдния кош и диафрагмата по време на вдишване води до увеличаване на обема на белите дробове, а когато се отпуснат по време на издишване, белите дробове се свиват до първоначалния си обем. Обемът на белите дробове, както при вдишване, така и при издишване, се променя пасивно, тъй като поради високата си еластичност и разтегливост белите дробове следват промени в обема на гръдната кухина, причинени от свиване на дихателните мускули.
Тази позиция се илюстрира със следния модел на пасивно увеличаване на белодробния обем (фиг. 10.3). В този модел белите дробове могат да се разглеждат като еластичен балон, поставен вътре в контейнер, направен от твърди стени и гъвкава диафрагма. Пространството между еластичния балон и стените на контейнера е запечатано. Този модел ви позволява да променяте налягането вътре в контейнера чрез преместване на гъвкавата диафрагма надолу. Тъй като обемът на контейнера се увеличава, причинено от движението надолу на гъвкавата диафрагма, налягането вътре в контейнера, т.е. извън контейнера, става по-ниско от атмосферното налягане в съответствие със закона за идеалния газ. Балонът се надува, защото налягането вътре в него (атмосферното) става по-високо от налягането в контейнера около балона.
Когато се прилагат върху белите дробове на човека, които напълно запълват обема на гръдната кухина, тяхната повърхност и вътрешната повърхност на гръдната кухина са покрити с плеврална мембрана. Плевралната мембрана на повърхността на белите дробове (висцерална плевра) не е физически в контакт с плевралната мембрана, покриваща гръдната стена (париетална плевра), тъй като между тези мембрани има плеврално пространство (синоним - интраплеврално пространство), изпълнено с тънък слой течност - плеврална течност. Тази течност овлажнява повърхността на белодробните лобове и насърчава тяхното плъзгане един спрямо друг по време на надуване на белите дробове, а също така улеснява триенето между париеталния и висцералния слой на плеврата. Течността е несвиваема и нейният обем не се увеличава с намаляване на налягането в плевралната кухина. Следователно силно еластични
Ориз. 10.4. Налягане в алвеолите и интраплеврално налягане по време на фазите на вдишване и издишване на дихателния цикъл.
При липса на въздушен поток в дихателните пътища налягането в тях е равно на атмосферното налягане (А), а еластичната тяга на белите дробове създава в алвеолите налягане Е. При тези условия стойността на интраплевралното налягане е равна на разликата A - E. При вдишване свиването на диафрагмата увеличава количеството на отрицателното налягане в кухините на плевралното пространство до -10 cm aq. Чл., Което помага да се преодолее съпротивлението на въздушния поток в дихателните пътища и въздухът се движи от външната среда в алвеолите. Големината на вътреплевралното налягане се определя от разликата между наляганията A - R - E. При издишване диафрагмата се отпуска и вътреплевралното налягане става по-малко отрицателно спрямо атмосферното налягане (-5 cm воден стълб). Алвеолите, поради своята еластичност, намаляват диаметъра си и налягането E в тях се увеличава.Градиентът на налягането между алвеолите и външната среда насърчава отстраняването на въздуха от алвеолите през дихателните пътища във външната среда. Стойността на интраплевралното налягане се определя от сумата на A + R минус налягането вътре в алвеолите, т.е. A + R - E. A - атмосферно налягане, E - налягане в алвеолите, възникващо поради еластичната тяга на белите дробове, R - налягане за преодоляване на съпротивлението на въздушния поток в дихателните пътища, Р - интраплеврално налягане.
белите дробове точно повтарят промяната в обема на гръдната кухина по време на вдишване. Бронхите, кръвоносните съдове, нервите и лимфните съдове образуват корена на белия дроб, с помощта на който белите дробове се фиксират в медиастинума. Механичните свойства на тези тъкани определят основната степен на сила, която дихателните мускули трябва да развият по време на свиване, за да предизвикат увеличаване на белодробния обем. При нормални условия еластичната тяга на белите дробове създава незначително количество отрицателно налягане в тънък слой течност в интраплевралното пространство спрямо атмосферното налягане. Отрицателното вътреплеврално налягане варира според фазите на дихателния цикъл от -5 (издишване) до -10 cm aq. Изкуство. (вдишване) под атмосферното налягане (фиг. 10.4). Отрицателното вътреплеврално налягане може да причини намаляване (колапс) на обема на гръдната кухина, на което гръдната тъкан противодейства с изключително твърдата си структура. Диафрагмата, в сравнение с гръдния кош, е по-еластична и нейният купол се издига под въздействието на градиента на налягането, съществуващ между плевралната и коремната кухина.
В състояние, при което белите дробове не се разширяват или колабират (съответно пауза след вдишване или издишване), няма въздушен поток в дихателните пътища и налягането в алвеолите е равно на атмосферното. В този случай градиентът между атмосферното и вътреплевралното налягане точно ще балансира налягането, развито от еластичната тяга на белите дробове (виж фиг. 10.4). При тези условия стойността на вътреплевралното налягане е равна на
разликата между налягането в дихателните пътища и налягането, развито от еластичната тяга на белите дробове. Следователно, колкото повече се разтягат белите дробове, толкова по-силна ще бъде еластичната тяга на белите дробове и толкова по-отрицателна ще бъде стойността на вътреплевралното налягане спрямо атмосферното налягане. Това се случва по време на вдишване, когато диафрагмата се движи надолу и еластичната тяга на белите дробове противодейства на раздуването на белите дробове и вътреплевралното налягане става по-отрицателно. По време на вдишване, това отрицателно налягане помага за изтласкване на въздуха през дихателните пътища към алвеолите, преодолявайки съпротивлението на дихателните пътища. В резултат на това въздухът навлиза в алвеолите от външната среда.
Когато издишвате, диафрагмата се отпуска и вътреплевралното налягане става по-малко отрицателно. При тези условия алвеолите, поради високата еластичност на стените им, започват да намаляват по размер и да изтласкат въздуха от белите дробове през дихателните пътища. Съпротивлението на дихателните пътища спрямо въздушния поток поддържа положително налягане в алвеолите и предотвратява бързото им свиване. Така в спокойно състояние при издишване въздушният поток в дихателните пътища се дължи само на еластичната тяга на белите дробове.
Пневмоторакс. Ако въздухът навлезе в вътреплевралното пространство, например през отвор на рана, белите дробове колабират, гръдният кош леко се увеличава по обем и диафрагмата се придвижва надолу веднага щом вътреплевралното налягане стане равно на атмосферното. Това състояние се нарича пневмоторакс, при което белите дробове губят способността си да следват промените в обема на гръдната кухина по време на дихателните движения. Освен това по време на вдишване въздухът навлиза в гръдната кухина през отвора на раната и излиза по време на издишване, без да променя обема на белите дробове по време на дихателни движения, което прави невъзможен газообменът между външната среда и тялото. Белодробни въздушни обеми по време на фазите на дихателния цикъл
Процесът на външно дишане се дължи на промени в обема на въздуха в белите дробове по време на фазите на вдишване и издишване на дихателния цикъл. При тихо дишане отношението на продължителността на вдишване към издишване в дихателния цикъл е средно 1:1,3. Външното дишане на човек се характеризира с честотата и дълбочината на дихателните движения. Човешката дихателна честота се измерва с броя на дихателните цикли в рамките на 1 минута и нейната стойност в покой при възрастен варира от 12 до 20 за 1 минута. Този показател на външното дишане се увеличава с физическа работа, покачване на температурата заобикаляща среда, а също така се променя с възрастта. Например при новородени честотата на дишане е 60-70 за 1 минута, а при хора на възраст 25-30 години - средно 16 за 1 минута. Дълбочината на дишането се определя от обема на вдишвания и издишван въздух по време на един дихателен цикъл. Продуктът от честотата на дихателните движения и тяхната дълбочина характеризира основната стойност на външното дишане - вентилация на белите дробове. Количествена мярка за белодробна вентилация е минутният обем на дишането - това е обемът въздух, който човек вдишва и издишва за 1 минута. Минутният обем на дишането на човек в покой варира между 6-8 литра. По време на физическа работа минутният дихателен обем на човек може да се увеличи 7-10 пъти.
Белодробни въздушни обеми. В дихателната физиология е възприета унифицирана номенклатура на белодробните обеми при хората, които изпълват белите дробове по време на
спокойно и дълбоко дишане по време на фазите на вдишване и издишване на дихателния цикъл (фиг. 10.5). Белодробният обем, който се вдишва или издишва от човек по време на тихо дишане, се нарича дихателен обем. Стойността му при тихо дишане е средно 500 ml. Максималното количество въздух, което човек може да вдиша над дихателния обем, се нарича инспираторен резервен обем (средно 3000 ml). Максималното количество въздух, което човек може да издиша след тихо издишване, се нарича експираторен резервен обем (средно 1100 ml). И накрая, количеството въздух, което остава в белите дробове след максимално издишване, се нарича остатъчен обем, неговата стойност е приблизително 1200 ml.
Сумата от два или повече белодробни обема се нарича белодробен капацитет. Обемът на въздуха в белите дробове на човек се характеризира с инспираторен белодробен капацитет, витален белодробен капацитет и функционален остатъчен белодробен капацитет. Инспираторният капацитет (3500 ml) е сумата от дихателния обем и инспираторния резервен обем. Жизненият капацитет на белите дробове (4600 ml) включва дихателен обем и резервни обеми на вдишване и издишване. Функционалният остатъчен капацитет (1600 ml) е сумата от експираторния резервен обем и остатъчния белодробен обем. Сумата от жизнения капацитет на белите дробове и остатъчния обем се нарича общ белодробен капацитет, чиято средна стойност при човека е 5700 ml.
При вдишване белите дробове на човек, поради свиване на диафрагмата и външните междуребрени мускули, започват да увеличават обема си от нивото на функционалния остатъчен капацитет, а стойността му при тихо дишане е дихателният обем, а при дълбоко дишане достига различни размериинспираторен резервен обем. При издишване обемът на белите дробове се връща до първоначалното ниво на функционален остатъчен капацитет пасивно, поради еластичната тяга на белите дробове. Ако обемът на издишания въздух започне да включва въздух от функционалния остатъчен капацитет, който възниква по време на дълбоко дишане, както и при кашляне или кихане, тогава издишването се извършва поради свиване на мускулите на коремната стена. В този случай стойността на интраплевралното налягане, като правило, става по-висока от атмосферното налягане, което определя най-високата скорост на въздушния поток в дихателните пътища.