Физиология дыхания

1. Физиология дыхания

Внешнее дыхание

2. План

Этапы (процессы) дыхания
Механизм вдоха и выдоха
Основные показатели функции
внешнего дыхания
Газообмен в легких

3.

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

4. Этапы дыхания

Внешнее дыхание (легочная вентиляция)–
газообмен между атмосферным воздухом и
альвеолами
Газообмен в легких – между альвеолярным
воздухом и кровью малого круга
кровообращения
Транспорт газов кровью (преимущественно в
соединении с гемоглобином эритроцитов)
Газообмен в тканях- между кровью большого
круга кровообращения и тканями
Внутреннее (клеточное) дыхание - изучает
биохимия

5. Этапы дыхания

6. Показатели гомеостаза, связанные с дыханием

Газовая константа – содержание в
крови кислорода (96-100 мм.рт.ст) и
углекислого газа (38-40 мм.рт.ст.)
Кислотно-щелочное равновесие

7. Дыхательная система к ней относятся: носовая полость, гортань, трахея, бронхи ( воздухоносные пути) и только в лёгких

происходят
процессы газообмена.

8. Функции дыхательной системы

Специфическая – газообмен (главная функция в
Неспецифические:
выделительная ( удаление СО , воды и летучих
организме)
2
веществ: ацетона, этанола, эфира, закиси азота)
эндокринная (ангиотензин)
защитная ( лизоцим, интерферон, альвеолярные
фагоциты)
терморегуляторная ( вырабатывается тепло)
участие в свертывании крови (гепарин, серотонин,
гистамин)
обмене жиров, белков, водно-солевом

9. Функции воздухоносных путей:

очищение
( в процессе турбулентного
движения в носоглотке
Рефлекторные защитные реакции – кашель,
чихание, остановка дыхания при попадания воды
увлажнение
(через слизистые выделяется до
500 мл воды в сутки)
согревание воздуха ( на 1-2 градуса)
генерация звука (фонация)

10. Мёртвое пространство – часть воздуха, не участвующая в газообмене

Анатомическое – воздухоносные пути
Альвеолярное – невентилируемые и
Функциональное (физиологическое)- все
неперфузируемые альвеолы
участки дыхательной системы, где не
происходит газообмена. Включает
анатомическое и альвеолярное мертвое
пространство

11. Дыхательный цикл

Вдох – инспирация
Выдох - экспирация

12. Механизм вдоха

1 -Расширение грудной клетки – результат
сокращения инспираторных мышц:
главные – диафрагма, наружные межреберные и
межхрящевые мыщцы;
вспомогательные – лестничные, зубчатые, большие и
малые грудные, грудинно-ключично-сосцевидные
Типы дыхания:
грудной (рёберный)
брюшной (диафрагмальный),
смешанный
2- Отрицательное давление в плевральной
полости

13. Механизм дыхательных движений

14. Механизм выдоха

При спокойном дыхании осуществляется
пассивно при расслаблении
инспираторных мышц
При глубоком и затрудненном дыхании с
участием экспираторных мышц:
главные - внутренние межрёберные;
вспомогательные - мышцы живота

15. Вспомогательные дыхательные мышцы

экспираторные
инспираторные

16. Изменения формы грудной клетки при вдохе и выдохе

ВДОХ
ВЫДОХ
Диафрагма

17. Экскурсия грудной клетки

Изменение окружности грудной клетки на вдохе
и выдохе. В норме:
у мужчин -7-10 см у женщин – 5-7 см
Факторы, влияющие на экскурсию
возраст
пол,
конституция (тип грудной клетки)
состояние костно-мышечной системы

18. Механизм вдоха и выдоха

• Транспульмональное давление:
Ртрп = Ральв - Рплевр
• На вдохе Рплевр = - 9мм Hg
• Перед вдохом Рплевр = - 3 мм Hg
• На выдохе Рплевр = +4-10 мм Hg
• Трансреспираторное давление:
Ртрр= Ральв. - Рвнешн.
• На вдохе: Ртрр = 756 - 760 = - 4 мм Hg
На выдохе: Ртрр = 764 - 760 =+ 4 мм Hg
• Эластическая тяга дыхания =
эластическая тяга легких +
эластическая тяга грудной клетки

19. Внутриплевральное давление

Транспульмональное давление – разница
между атмосферным и внутриплевральным (вне
дыхательного цикла – 3-4 мм.рт.ст; на вдохе 6-10
мм.рт.ст.; на выдохе 3-2 мм.рт.ст).
Следовательно, на вдохе давление в плевральной щели
уменьшается, на выдохе - увеливается
Отрицательное давление в плевральной
полости обусловлено: эластической тягой лёгких и
герметичностью плеврального пространства
Пневмоторакс – нарушение герметичности
плевральной полости (открытый, закрытый и
клапанный)

20.

21. Внутрилегочное и внутриплевральное давление на вдохе и выдохе

22. Эластическая тяга лёгких обусловлена:

Поверхностным натяжением пленки жидкости,
покрывающей внутреннюю поверхность альвеол.
Сурфактант снижает поверхностное натяжение
Тонусом бронхиальных мышц
Упругими свойствами лёгких (наличие эластических
волокон
Рестриктивные поражения – снижение растяжимости
лёгких (при застое в малом круге, альвеолярном отёке,
фиброзе легких, длительном отсутствии вентиляции).
ЗАТРУДНЕН ВДОХ
ОБСТРУКТИВНЫЕ НАРУШЕНИЯ – ПРЕПЯТСТВИЕ ДВИЖЕНИЮ
ВОЗДУХА ПО ВОЗДУХОНОСНЫМ ПУТЯМ. ЗАТРУДНЕН ВЫДОХ

23. Параметры внешнего дыхания

Минутный объём дыхания
МОД= ДО x ЧД
ДО – дыхательный объём - количество воздуха,
вдыхаемого и выдыхаемого за 1 дыхательный цикл при
спокойном дыхании.
Норма 300-800мл
ЧД – частота дыхания – количество дыхательных циклов
в 1мин.
Эупноэ (норма) - 14-20;
брадипноэ < 12;
тахипноэ > 22

24. Параметры внешнего дыхания

ЖЕЛ – жизненная ёмкость лёгких –
максимальное количество воздуха, которое можно
вдохнуть и выдохнуть за 1 цикл.
Включает 3 объёма
дыхательный (10-20%)
резервный объём вдоха (РОвд.)
резервный объём выдоха (РОвыд.)
ЖЕЛ= ДО + РОвд. + РОвыд.
ЖЕЛ – показатель подвижности лёгких и грудной клетки.
Зависит от возраста, пола, размеров и положения тела,
тренированности, растяжимости лёгких
МВЛ – максимальная вентиляция лёгких за 1 мин.
(при глубоком и частом дыхании), предельные
возможности дыхательной системы

25.

Принцип действия пневмотахографа
спирометрия: это
приборы способные
вмещать различные
количества воздуха
при постоянном
давлении.
Пневмотахография:кривая
изменений этой
объeмной
скорости.

26. Легочные объемы и емкости

Легочные объемы:
1. Дыхательный объем (ДО) = 500 мл
2. Резервный объем вдоха (РОвдоха)= 1500-2500 мл
3. Резервный объем выдоха (РОвыдоха)=1000 мл
4. Остаточный объем (ОО) = 1000 -1500мл
Легочные емкости:
• - общая емкость легких (ОЕЛ)= (1+2+3+4) = 4-6 литров
• -жизненная емкость легких (ЖЕЛ) = (1+2+3) =3,5-5 литров
• -функциональная остаточная емкость легких (ФОЕ) = (3+4 )
= 2-3 литра
• - емкость вдоха (ЕВ) = (1+2) = 2-3 литра

27. спирография

28. Легочные ёмкости

Общая ёмкость лёгких - это максимальное
количество воздуха, содержащееся в лёгких.
Включает ЖЕЛ и ОО (остаточный объём)
Остаточный объём – всегда остаётся в
лёгких после глубокого выдоха. Обусловлен не
спадением альвеол, разницей давлений,
закрытием мелких воздухоносных путей
Функциональная остаточная ёмкость –
количество воздуха, которое остаётся в легких
после спокойного выдоха.
ФОЕ= РОвыд+ОО

29. Зависимость легочных объемов от возраста

30. Параметры внешнего дыхания у детей

ЧД: новорожденные – 30-70;
грудные – 30-35; 3 года -25-30;
5-7 лет- 20-25;
ДО: новорожденные – 15-20 мл;
грудные – 60 мл; 3 года – 95 мл;
5-7 лет-140-160 мл 10 лет- 210 мл;
14-17 лет- 260-300мл.
ЖЕЛ (измеряется с 4 лет): 4-5 лет -1100-1200 мл;
7 лет- 1200-1400 мл; 10 лет-1400-1800 мл ;
14-17 лет – 2500-2700 мл (девушки); 2700-3900 мл
(юноши)

31.

32. Ветвления и зоны трахеобронхиального дерева

Поколения дыхательных путей
Кондуктивная зона
1-16 поколения
Конвективный обмен газов
Тразиторная зона 17-21
поколения - конвект. обмен
Респираторная зона 22-23
поколения
Диффузионный обмен газов

33. Диффузионная способность лёгких

Количество газа, проникающего через
аэрогематический барьер за 1 мин.
при градиенте давлений 1мм.рт.ст.
Для углекислого газа диффузионная
способность выше
В минуту потребляется около 250 мл.
кислорода и выделяется около 230
мл. углекислого газа

34. Газообмен обеспечивается:

1- ПРОЦЕССОМ ВЕНТИЛЛЯЦИИ
2– ПРОЦЕССОМ ДИФФУЗИИ О2 И СО2
3 – КРОВОТОКОМ ПО КАПИЛЛЯРАМ
МАЛОГО КРУГА КРОВООБРАЩЕНИЯ

35. Факторы, обеспечивающие эффективность внешнего дыхания

Состояние и активность дыхательных мышц
Состояние плевры и плевральной полости
Пропускная способность воздухоносных
путей (отсутствие обструктивных процессов)
Целостность и эластические свойства
лёгочной ткани
Диффузионная способность
аэрогематического барьера
Перфузия лёгких (кровоток в малом круге)
Активность механизмов регуляции

36. АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

-
1.
2.
3.
4.
ЭТО ЗАТРАТЫ ЭНЕРГИИ НА ПРОХОЖДЕНИЕ ВОЗДУХА
ПО ВОЗДУХОНОСНЫМ ПУТЯМ. ВЛИЯЮТ ФАКТОРЫ:
ОБЪЕМ ЛЕГКИХ
ПРОСВЕТ БРОНХОВ, ТОНУС БРОНХИАЛЬНЫХ МЫШЦ
(СИМПАТИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА РАСШИРЯЮТ,
ПАРАСИМПАТИЧЕСКИЕ - СУЖИВАЮТ). РЕЦЕПТОРЫ
БРОНХИАЛЬНЫХ МЫШЦ –БЕТТА2-АДРЕНОРЕЦЕПТОРЫ И
М-ХОЛИНОРЕЦЕПТОРЫ
ПЛОТНОСТЬ И ВЯЗКОСТЬ ВДЫХАЕМОГО ГАЗА.
СОДЕРЖАНИЕ СО2 В АЛЬВЕОЛЯРНОМ ВОЗДУХЕ

37. Относительный объем форсированного выдоха (ОФВ)

норма
Обструктивные нарушения в
легких

38. Регуляция дыхания

Дыхательный центр охватывает практически все
отделы головного мозга, главными из них являются
продолговатый мозг и мост. В регуляции дыхания
принимают участие гипоталамус, лимбико-ретикулярный
комплекс, кора большого мозга.
Частота и глубина дыхания регулируется дыхательным
центром, нейроны которого расположены в различных отделах
ЦНС;
Мотонейроны спинного мозга получают импульсы от
нейронов продолговатого мозга и посылают их к дыхательным
мышцам по диафрагмальным и межрёберным нервам. Центр
диафрагмальных нервов находится в
3-4 шейных
сегментах спинного мозга. При перерезке спинного мозга на

39. Дыхательный центр

Дыхательный центр - совокупность нейронных ансамблей
разных этажей центральной нервной системы,
обеспечивающих управление внешним дыханием
Автоматический дыхательный центр - совокупность
нейронов специфических (дыхательных) ядер
продолговатого мозга, способных генерировать
дыхательный ритм
Функции дыхательного центра:
- моторная или двигательная
- гомеостатическая

40. Уровни локализации дыхательного центра

КОРКОВЫЙ ОТДЕЛ
ДЫХАТЕЛЬНОГО
ЦЕНТРА
ЛИМБИЧЕСКИЙ ОТДЕЛ
ДЫХАТЕЛЬНОГО ЦЕНТРА
ГИПОТАЛАМИЧЕСКИЙ
ОТДЕЛ ДЫХАТЕЛЬНОГО
ЦЕНТРА
ПНЕВМОТАКСИЧЕСКИЙ
ЦЕНТР ВАРОЛИЕВА МОСТА
ДЫХАТЕЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ПРОДОЛГОВАТОГО МОЗГА
СПИНАЛЬНЫЕ МОТОНЕЙРОНЫ
МЕЖРЕБЕРНЫХ МЫШЦ

41. Дыхательный центр

Бульбарный отдел ( в продолговатом мозге – главное
представительство (по Н.А. Миславскому). Обеспечивает
автоматическую саморегуляцию дыхания. Включает
инспираторный (ранние и поздние нейроны) и экспираторный
отделы
Спинальный уровень – включает мотонейроны передних
рогов, иннервирующие дыхательные мышцы (3-5 шейные
сегменты-диафрагму; 1-6 грудные сегменты-межреберные
мышцы)
Область моста- пневмотаксический центр - регулирует
продолжительность вдоха и выдоха (ритм дыхания)
Средний мост, мозжечок – регуляция тонуса дыхательных
мышц ( дыхание к движениям)
Гипоталамус –интеграция дыхания с другими функциями и
внешней средой ( эмоциональные и вегетативные реакции)
Кора больших полушарий – произвольная и условно-

42. Автоматия дыхательного центра

Под автоматией дыхательного центра – понимают
циркуляцию возбуждения в его нейронах, обеспечивающую
саморегуляцию вдоха и выдоха.
Ритмическая смена вдоха и выдоха ( постоянное чередование)
обеспечивается циркуляцией возбуждения в дыхательных
нейронах продолговатого мозга – главной части дыхательного
центра, а также взаимодействием импульсации нейронов
продолговатого мозга с импульсацией нейронов моста и
рефлексогенных зон, главной из которых является легочная (
механорецепторы). Эфферентные импульсы ритмично
поступают по диафрагмальному и межрёберным нервам к
дыхательным мышцам, что ведёт к их сокращению (вдох).
Прекращение импульсации сопровождается расслаблением
дыхательной мускулатуры (выдох)

43. Иннервация органов дыхания

44. Цикл дыхания у человека состоит из вдоха, выдоха и паузы

С учётом этого дыхательные нейроны классифицируют на
группы, основными из которых являются:
-
Ранние инспираторные и экспираторные нейроны;
Поздние инспираторные и экспираторные нейроны;
Полные инспираторные и экспираторные нейроны.
Большинство экспираторных нейронов являются
антиинспираторными и только часть из них посылают свои импульсы
к мышцам выдоха.
Каждый дыхательный цикл начинается с возбуждения ранних
инспираторных нейронов. Затем возбуждение переходит на полные
инспираторные нейроны. В процессе циркуляции возбуждения
импульсы по возвратным связям поступают к предшествующим и
тормозят их. Полные инспираторные и экспираторные нейроны по
нисходящим путям посылают импульсы к мотонейронам спинного