Функции дыхательной системы Дыхание - синоним и неотъемлемый признак жизни. "Пока дышу - надеюсь", утверждали древние римляне, а греки называли атмосферу "пастбищем жизни". Человек в день съедает примерно 1,24 кг пищи, выпивает 2 л воды, но вдыхает свыше 9 кг воздуха (более 10000л). Крымский государственный медицинский университет им. С. И. Георгиевского

Атмосферное давление мм рт.ст. (101 кПа) 1 мм рт.ст. = Па 1 мм водн.ст. = 9.8 Па (Давление снижается в 2 раза при подъеме на каждые 5.5 км) Сухой атмосферный воздух: 20.9 % - кислород 0.03 % - СО 2 инертные газы: 78.1 % - азот, 0.9 % - аргон воздух в альвеолах содержит также 6.3 % Н2О

ДыханиеДыхание - это совокупность процессов, обеспечивающих потребление организмом кислорода и выделение двуокиси углерода. - В условиях покоя в организме за 1 минуту потребляется в среднем мл О2 и выделяется мл СО2

Носовая полость В полость носа открывается носослезный канал, по которому выводится избыток слезной жидкости. Образована лицевыми костями, хрящами и разделена на две симметричные половины.

Функции Дыхательная функция является основной. Нос первым воспринимает вдыхаемый воздух, который здесь согревается, очищается и увлажняется, поэтому носовое дыхание наиболее физиологично для организма. Защитная функция состоит в том, что рецепторы слизистой оболочки реагируют на множество раздражителей из внешней среды: химический состав, температуру, влажность, запыленность и другие свойства воздуха Резонаторная функция обеспечивается наличием воздухоносных полостей (полость носа, придаточные пазухи). Неодинаковый размер этих полостей способствует усилению тонов голоса различной частоты. Обонятельная функция осуществляется благодаря наличию специфических обонятельных рецепторов в полости носа. В жизни человека запахи играют важную роль, помогая определять доброкачественность пищи, наличие вредных примесей во вдыхаемом воздухе.

Гортань Функции Обеспечивает прохождение воздуха Голосовой аппарат Участвует в акте глотания

Строение гортани Хрящи. Эластичная мембрана, (ее волокна образуют голосовые связки). Поперечно- полосатые мышцы. Слизистая оболочка (мерцательный эпителий).

Образование звука В средней части гортани на боковых стенках имеется 2 пары складок, образованные верхними (ложными) и нижними (истинными) голосовыми связками, натянутыми между щитовидными и черпаловидными хрящами. Пространство между связками называется голосовой щелью.

Трахея и бронхи Трахея – трубка ( см), состоящая их хрящевых полуколец. Трахея делится на два главных бронха – левый и правый, которые имеют хрящевые кольца.

Строение стенки трахеи Стенка трахеи состоит из неполных хрящевых колец, cartilagines tracheales, соединенных фиброзными связками - ligg. annularia; каждое кольцо простирается лишь на две трети окружности. Задняя перепончатая стенка трахеи, paries membranaceus, уплощена и содержит пучки неисчерченной мышечной ткани, идущие поперечно и продольно и обеспечивающие активные движения трахеи при дыхании, кашле и т. п. Слизистая оболочка гортани и трахеи покрыта мерцательным эпителием (за исключением голосовых связок и части надгортанника) и богата лимфоидной тканью и слизистыми железами.

Строение стенки бронхов Стенка: состоит из 3 оболочек: слизистой, фиброзно- мышечно-хрящевой и адвентициальной. Фиброзно-мышечно-хрящевая оболочка образована незамкнутыми гиалиновыми хрящевыми кольцами, свободные концы которых соединены гладкими мышцами.. С уменьшением калибра Б. уменьшаются количество хрящевых колец и их размеры, хрящ становится эластическим, число мышечных элементов увеличивается.

Ветвление дыхательных путей

Общая поверхность альвеол – м 2 (80 м 2 ) Диаметр альвеолы – около 0.33 мм Общее число альвеол – около 300 млн. Альвеолярный объем (в конце выдоха) – около 3000 мл Мертвый объем (проводящие пути)– около 150 мл Дыхательный объем – мл (*16 = 8л/мин) примерно 10 %-ное обновление при вдохе (через трубку длиной более метра дышать нельзя) Альвеолы

Поверхностное натяжение: снижение в альвеолах в 5-7 раз: за счет сурфактантов, на % состоящих из фосфо- липидов (в первую очередь, фосфатидил- холина) +Ig(G,A) Эластические свойства и растяжимость легких тубулярный миелин

Этапы дыхания: - Внешнее дыхание - обмен газов между атмосферой и альвеолами. - Обмен газов между альвеолами и кровью легочных капилляров. - Транспорт газов кровью - процесс переноса О2 от легких к тканям и СО2 от тканей - к легким. - Обмен О2 и СО2 между кровью капилляров и клетками тканей организма. - Внутреннее, или тканевое, дыхание - биологическое окисление в митохондриях клетки. гортань глотка

Внешнее дыхание Внешнее дыхание осуществляется благодаря изменениям объема грудной клетки и сопутствующим изменениям объема легких. Во время вдоха объем грудной клетки увеличивается, а во время выдоха - уменьшается. В дыхательных движениях участвуют: - Дыхательные пути - Эластическая и растяжимая легочная ткань - Грудная клетка Модель Дондерса: а - экскурсия легких в конце выдоха; б - экскурсия легких во время вдоха

Транспорт газов кровью Перенос кислорода от легких к тканям и углекислого газа из тканей к легким. Включает газообмен между альвеолярным воздухом и кровью легочных капилляров; движение по органам кровообращения; переход газов из кровеносных капилляров органа в клетки.

Газообмен О2 и СО2Газообмен О2 и СО2 через альвеолярно- капиллярную мембрану происходит с помощью диффузии, которая осуществляется в два этапа. На первом этапе диффузионный перенос газов происходит через аэрогематический барьер, на втором - происходит связывание газов в крови легочных капилляров, объем которой оставляет мл при толщине слоя крови в капиллярах всего 5-8 мкм. Движение газовДвижение газов происходит в результате разницы парциальных давлений. Парциальное давление - это та часть давления, которую составляет данный газ из общей смеси газов.

Транспорт О 2 и СО 2 в тканях и легких СО2: 1.свободный (5%) 2.бикарбонат эритроцитов (20%) 3.карбоангидраза – бикарбонат плазмы (75%) запас газообмена по длине капилляра – более ½ длины О2 – в основном в связи с гемоглобином (растворимость О2 низка) Коэффицент утилизации О2 –до 40%

Внутреннее дыхание (тканевое) Это газообмен между кровью и тканями, связанный с потреблением кислорода митохондриями при аэробном окислении и высвобождением углекислого газа, воды, азотсодержащих продуктов из клеток, а также энергии в виде АТФ.

Жизненная емкость = общая емкость – остаточный V Жизненная емкость = дыхательный V + резервн. V вдоха + резервн. V выдоха (рестриктивные нарушения) Остаточный V + резервн. V выдоха = функциональная остаточная емкость Дыхательный V + резервн. V вдоха = инспир. емкость Общая емкость легких – около 5 л Дыхательные объемы

Дыхательные движения Вдох - наружные межреберные мышцы и диафрагма Выдох – пассивно (расслабление мышц) + внутренние межреберные мышцы Дополнительно – мышцы пояса верхних конечностей, живота

Когда объем грудной клетки увеличивается, легкие растягиваются, и в них устремляется наружный воздух, подобно тому, как он устремляется в кузнечный раздувательный мех во время его растягивания. При уменьшении объема грудной полости легкие сжимаются, а избыток находящегося в них воздуха выходит наружу. Попеременное увеличение и уменьшение объема грудной полости заставляет воздух то входить в легкие, то выходить из них. Грудная полость может увеличиваться как в длину (сверху вниз), так и в ширину (по окружности). Увеличение в длину происходит благодаря сокращению грудобрюшной преграды, или диафрагмы. Эта мышца, сокращаясь, тянет купол диафрагмы книзу и делает его более плоским. Объем грудной полости зависит от положения не только диафрагмы, но и ребер. Ребра отходят от позвоночника в косом направлении сверху вниз, направляясь сначала в сторону, а затем вперед. Они соединены с позвонками подвижно и при сокращении соответствующих мышц могут подниматься и опускаться. Поднимаясь, они тянут грудину вверх, увеличивая окружность грудной клетки, а, опускаясь, уменьшают ее. Объем грудной полости меняется под влиянием работы мышц. Наружные межреберные, поднимая грудную клетку, увеличивают объем грудной полости. Это вдыхательные мышцы. К ним же относится диафрагма. Другие, а именно внутренние межреберные мышцы и брюшные мышцы, опускают ребра. Это выдыхательные мышцы.

Расширение: 2-адренорецепторы + эластическая тяга легких Сужение: мускариновые рецепторы + снижение концентрации СО 2 (там где мало крови бронхи сужены) Строение бронхов и регуляция их просвета Основное сопротивление

Гемоглобин 2 2 Зависимость насыщения кислородом эритроцита от парциального давления (PO 2 ) Миоглобин (мономер) – в основном в мышцах, функция - хранение кислорода. Скорость насыщения кислородом намного превышает таковую для гемоглобина. скорость отдачи кислорода в тканях невелика. Эффект температуры при связывания одного О2 связывание трех остальных облегчено при низкой Т связывание лучше

Эффект Бора в тканях: увеличение концентрации СО2 падение рН связывание Н+ с глобином падение аффинности гема к О2 отдача О2 облегчается в легких в легких : связывание гема с О2 отдача глобином Н+ образование СО2 вывод СО2 в альвеолы Эффект Холдейна Регуляция связывания газов в эритроците дифосфоглицерат (продукт гликолиза) снижает сродство гемоглобина с О2

Работа «дыхательного центра» Три фазы дыхания: 1 вдох (инспирация) 2 пост-вдох 3 выдох (экспирация) Латер. ретикул.я. инспираторные нейроны - нейрогенная автоматия Разрозненные ядра продолговатого и спинного мозга

Регуляция дыхания Центры управления : кора таламус гипоталамус дыхательный центр подстройка дыхания под ситуацию: 1. механорецепторы (3 типа): с рецепторов гладких мышц стенок бронховс рецепторов гладких мышц стенок бронхов (рефлекс Геринга-Брейера) с рецепторов альвеол – кашельс рецепторов альвеол – кашель прикапиллярные – ф-ры воспаления (частое, поверхностное дыхание)прикапиллярные – ф-ры воспаления (частое, поверхностное дыхание) 2.проприорецепторы мышц (гамма-петля) 3. баро- и хеморецепторы крови наличие отрицательных обратных связей

Влияние хеморецепторов на дыхательный центр а) дуга аорты б) каротидный синус в) продолговатый мозг

Влияние различных факторов на дыхание. Патологии дыхания Проба Тиффно (обструктивные нарушения) Эмфизема – снижение эластической тяги Курение – снижение ЖЕЛ за счет резервного объема вдоха (эмфизема)

2000 м - 17% О м - 10% О м - 6% О 2 Альв. РО 2 =35 мм рт.ст. Порог необратимых нарушений Альв. РО 2 =45 мм рт.ст. Порог обратимых нарушений Альв. РО 2 =75 мм рт.ст. Порог реакции на экзогенную гипоксию Р а в н и н а Горная болезнь Бытовая гипоксия – расширение мозговых сосудов- увеличение количества ликвора – увеличение внутричерепного давления – головная боль адаптация – эритропоэтин почек стимулирует красный костный мозг к синтезу эритроцитов В воздухе: Мало СО 2 Мало О 2

Спасибо за внимание!