Кафедра нормальной физиологии КрасГМА ФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАНИЯ Внешнее дыхание и транспорт газов кровью

Дыхание - совокупность процессов, обеспечивающих поступление во внутреннюю среду организма кислорода, использование его для окислительных процессов, и удаление из организма углекислого газа

ЭТАПЫ ДЫХАНИЯ: - ВНЕШНЕЕ или ЛЕГОЧНОЕ ДЫХАНИЕ Диффузия газов в легких - ТРАНСПОРТ ГАЗОВ КРОВЬЮ Диффузия газов в тканях ВНУТРЕННЕЕ или ТКАНЕВОЕ ДЫХАНИЕ

Этапы дыхания

Структура аппарата внешнеего дыхания 1. Воздухоносные пути и альвеолы легких 2. Костно-мышечный каркас грудной клетки и плевра 3. Малый круг кровообращения 4. Нейрогуморальный аппарат регуляции

СТРОЕНИЕ ЛЕГКИХ

Внешнее дыхание 3 ПРОЦЕССА: - Вентиляция - Диффузия - Перфузия

Диафрагма Изменения формы грудной клетки при вдохе и выдохе ВДОХ ВЫДОХ

Направление вращения первого и шестого ребер при вдохе

Механизм дыхательных движений

Вспомогательные дыхательные мышцы экспираторные инспираторные

Механизм вдоха и выдоха Транспульмональное давление: Р трп = Р альв - Р плевр На вдохе Р плевр = -9 мм Hg Перед вдохом Р плевр = - 3 мм Hg На выдохе Р плевр = мм Hg Трансреспираторное давление: Р трр = Р альв. - Р внешне. На вдохе: Р трр = = - 4 мм Hg На выдохе: Р трр = =+ 4 мм Hg Эластическая тяга дыхания = эластическая тяга легких + эластическая тяга грудной клетки

Модель Дондерса

Внутрилегочное и внутриплевральное давление на вдохе и выдохе

Ветвления и зоны трахеобронхиального дерева Поколения дыхательных путей Кондуктивная зона 1-16 поколения Конвективный обмен газов Тразиторная зона поколения - коннект. обмен Респираторная зона поколения Диффузионный обмен газов

АЭРОГЕМАТИЧЕСКИЙ БАРЬЕР

Парциальное давление Парциальное давление - часть общего давления смеси газов, приходящаяся на отдельный газ (если бы он занимал весь объем смеси) ЗАКОН ДАЛЬТОНА Р СМЕСИ х С (%) Р ГАЗА = % Для воздуха: Р атм = 760 мм Hg; С кислорода = 20,9%; Р кислорода = 159 мм Hg

ЗАКОН ФИКА S. DK. (P 1 - P 2 ) Q ГАЗА = T где: Q газа - объем газа, проходящего через ткань в единицу времени, S- площадь ткани, DK-диффузион- ный коэффициент газа, (Р 1 -Р 2 ) - градиент парциального давления газа; Т - толщина барьера ткани Диффузия газов через барьер

Д иффузия газов через АГБ ЗАКОН ФИКА S. DK. (P 1 - P 2 ) Q ГАЗА = T где: Q газа - объем газа, проходящего через ткань в единицу времени, S- площадь ткани, DK-диффузион ный коэффициент газа, (Р 1 -Р 2 ) - градиент парциального давления газа; Т - толщина барьера ткани Для кислорода: Р альв.возд =100 мм Hg P вен.крови = 40 мм Hg Р 1 -Р 2 =60 мм Hg Для СО 2 : Р вен.крови =46 мм Hg Р альв.возд. =40 мм Hg Р 1 -Р 2 = 6 мм Hg DK CO 2 >DK O 2 в 25 раз

Диффузия кислорода Р О 2 в воздухе = 21% от 760 = 159 мм Hg В альвеолярном воздухе 47 мм Hg давления воздуха приходится на пары Н 2 О, значит давление «сухого» воздуха = =713 мм Hg. Альвеолярный воздух обогащен СО 2, значит кислорода в нем не 21%, а 14%, тогда парциальное давление кислорода составит в нем 14% от 713 = 100 мм Hg В венозной крови легочных капилляров напряжение кислорода = 40 мм Hg Градиент давлений, обеспечивающий диффузию кислорода равен =60 мм Hg

ВЕНТИЛЯЦИОННО-ПЕРФУЗИОННЫЕ ОТНОШЕНИЯ В РАЗНЫХ ЗОНАХ ЛЕГКИХ

Транспорт О 2 кровью ДВЕ ФОРМЫ ТРАНСПОРТА КИСЛОРОДА: - физически растворенный газ: 3 мл О 2 в 1 л крови Закон Генри: С газа = К х Р газа, где С газа - концентрация растворенного газа, К - константа растворимости газа, Р газа - парциальное давление газа над уровнем жидкости - связанный с гемоглобином газ: 190 мл О 2 в 1 л крови

Соотношение вентиляции и перфузии в разных отделах легких. Распределение вентиляционно- перфузионного коэффициента (ВПК)

ХАРАКТЕРИСТИКИ КРОВИ Hb + O 2 HbO 2 HbO 2 Hb + O 2 Кислородная емкость крови - количество О 2, которое связывается кровью до полного насыщения гемоглобина Константа Гюфнера: 1 г. Hb - 1,36 - 1,34 мл О 2 Кислородная емкость крови = 190 мл О 2 в 1 л. Всего в крови содержится около 1 литра О 2 Коэффициент утилизации кислорода = %

Кривая диссоциации оксигемоглобина Насыщение Отдача Кислородная емкость крови Физически растворенный газ

Сдвиги кривой диссоциации ВЛЕВО ВПРАВО Сдвиг влево - легче насыщение кислородом: pH Сдвиг вправо - легче отдача кислорода: >t; >Pco 2 ; >2,3-ДФГ;

КРИВЫЕ ДИССОЦИАЦИИ ГЕМОГЛОБИНА

Т ранспорт СО 2 кровью ТРИ ФОРМЫ ТРАНСПОРТА : - физически растворенный газ % - химически связанный в бикарбонатах: в плазме NaHCO 3, в эритроцитах КНСО % - связанный в карбаминовых соединениях гемоглобина: Hb. NH 2 + CO 2 HbNHCOOH %

Транспорт СО 2 кровью В ЭРИТРОЦИТАХ KHbO 2 K + + Hb + O 2 в клетки Н 2 О + СО 2 Н 2 СО 3 НСО Н + КНСО 3 ННb СО 2 + из тканей СО 2 ННbCO 2 В ПЛАЗМЕ КРОВИ NaCl Na + + Cl - в эритроциты NaHCO 3 HCO 3 - из эритроцитов КА

Зависимость содержания СО 2 в крови от его парциального давления

ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ, ПРОИСХОДЯЩИЕ В КРОВИ ПРИ ОБМЕНЕ ГАЗОВ В ЛЕГКИХ И ТКАНЯХ

Каскад кислорода