Физиология дыхания

1. Физиология дыхания.

1

2. Дыхание – это совокупность процессов доставки кислорода к органам и тканям, его использования клетками в окислительных процессах, а так ж

Дыхание – это
совокупность процессов
доставки кислорода к
органам и тканям, его
использования клетками
в окислительных
процессах, а так же
выведения из организма
углекислого газа.

3. Дыхательная система:

Рис 91
1. Воздухоносные
пути.
2. Легкие.
3. Дыхательные
мышцы.
4. Дыхательные
нервы.
5. Дыхательные
центры (ЦНС).
Морфо-функциональной
единицей легких является
ацинус

4. Функции воздухоносных путей:

Проведение воздуха;
Очищение воздуха;
Согревание воздуха;
Увлажнение воздуха;
Регуляция количества воздуха,
поступающего в лёгкие ;
6. Место возникновения защитных
дыхательных рефлексов ;
7. Возникновение обонятельных
функций;
8. Терморегуляция;
1.
2.
3.
4.
5.

5. Дыхательные мышцы

Инспираторные
Экспираторные
Основные
1.Диафрагма
1. Расслабление
2.Наружные межреберные
инспираторных мышц
3.Межхрящевые
Вспомогательные
1.Лестничные
2.Грудинно-ключичнососцевидные
3.Трапецевидные
4.Большая и малая грудные
1. Абдоминальные
(внутренняя и наружная
косые, прямая и поперечная
мышцы живота).
2. Внутренние межреберные.
5

6. Этапы дыхания

1. Внешнее дыхание
2. Газообмен в легких
3. Транспорт газов кровью
4. Газообмен в тканях
5. Тканевое дыхание

7. Биомеханика дыхательных движении

Внешнее дыхание осуществляется благодаря
изменениям объема грудной полости.
Легкие пассивно следует за ними
расширяясь при вдохе (инспирация) и
спадаясь при выдохе (экспирация).

8. Биомеханика дыхательных движений

В результате
сокращения основных
инспираторных мышц
объем грудной полости
увеличивается во
фронтальном
сагитальном и
вертикальном
направлениях.
Т.о. вдох – активный
процесс.

9.

10. Легкие пассивно участвуют в акте вдоха и выдоха, это демонстрируется физико-физиологической моделью Дондерса.

11.

Давление в плевральной полости
Легкие покрыты плеврой, между висцеральным и париетальным листками
плевры имеется щель, давление в которой отрицательное, т.е. ниже
атмосферного.
При спокойном вдохе =
–6 мм Hg
При глубоком вдохе =
–20 мм Hg
При спокойном выдохе =
–3 мм Hg
При глубоком выдохе = приближается к
0 мм Hg

12.

Значение отрицательного
внутриплеврального давления:
• лёгкие находятся в растянутом
состоянии;
• облегчается венозный возврат
крови;
• облегчается движение лимфы в
грудной полости;
• обеспечивается движение
пищевого комка по пищеводу

13.

Отрицательное давление в плевральной
щели зависит от эластической тяги легких
Эластическая тяга легких – это сила с которой
легкие стремятся уменьшить свой объем.
Эластическая тяга легких обусловлена
1. Поверхностным натяжением пленки
жидкости (сурфактанта), покрывающей
поверхность альвеол.
2. Наличием в стенках альвеол эластических
и коллагеновых волокон.
3. Тонусом бронхиальных мышц.

14. Виды пневмоторокса.

1.
Открытый пневмоторакс
плевральная полость сообщается
с окружающей средой
2.
Закрытый пневмоторакс
нет сообщения плевральной
полости с окружающей средой
после попадания в неё воздуха
3.
Клапанный пневмоторакс
при вдохе воздух попадает в
полость плевры через разрыв,
при выдохе отверстие
закрывается - воздух остаётся в
плевральной полости

15. Типы дыхания

• Грудной
(реберный)
• Брюшной
(диафрагмальный)
• Смешанный
.

16. Недыхательные функции дыхательной системы

1. терморегуляция,
2. увлажнение воздуха,
3. депонирование крови,
4. регуляция свёртывания крови
5. синтез некоторых гормонов,
6. участие в водно-солевом и .
липидном обмене,
7. участие в голосообразовании,
8. участие в обонянии
9. иммунная защита

17. Газообмен - Обмен газов между воздухом и кровью через альвеолярно-капиллярный барьер

Газообмен Обмен газов между
воздухом и кровью
через альвеолярнокапиллярный барьер
Основные компоненты
газообмена
Вентиляция легких
Перфузия (легочный
кровоток)
Диффузия газов
Вентиляционноперфузионные соотношения

18. Вентиляция легких

Вентиляция - совокупность
физиологических актов, направленных на
продвижение воздуха по воздухоносным
путям к терминальным респираторным
единицам (ацинусам), где и осуществляется
газообмен.
Факторы определяющие вентиляцию:
• глубина дыхания
• частота дыхательных движений (ЧДД)

19. Показатели вентиляции

• Статические - показатели которые
зависят от объема грудной полости и
подвижности грудной клетки – это
легочные объемы и емкости
• Динамические - показатели,
отражающие изменение
объема легких в единицу времени,
т.е. воздушный поток

20. Спирограмма: легочные объемы и емкости

Дыхательный объем (ДО) – 0,4 – 0,5 л.
Резервный объем объем вдоха – 1,5 – 2,5 л.
Резервный объем выдоха – 1,2 – 1,5 – 2 л.
ЖЕЛ – 3,5 –5 л (ЖЕЛ зависит от пола,
возраста, роста)
Остаточный объем – 1 л.
Емкость вдоха – ДО + резервный объем
вдоха.
Функциональная остаточная емкость
(ФОЕ) = резервный объем выдоха +
остаточный объем
ОЕЛ = ЖЕЛ + ОО = 4,5 – 6 л
МОД = 6 – 8 л.

21.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ)
– максимальное количество воздуха, которое можно
выдохнуть после глубокого вдоха
Спирометр
Валюмоспирометр

22.

Изменение объема легких
Глубокий
выдох
Спокойный выдох
Спокойный
вдох
Глубокий
вдох

23. Понятие о мертвом пространстве

1. Анатомическим
мертвое
пространство
воздухопроводящая, зона легкого, которая не
участвует в газообмене (верхние дыхательные пути,
трахея, бронхи и терминальные бронхиолы). 150 мл.
2. Альвеолярное мертвое пространство - объем
апикальных альвеол, которые не вентилируются
или в их капиллярах нет кровотока.
3. Физиологическое или функциональное мертвое
пространство - сумма объемов анатомического и
альвеолярного мертвого пространства.

24. Динамические показатели вентиляции легких

ЧДД - Частота дыхательных движений
МОД - Минутный объем дыхания количество воздуха, поступающего в легкие за
1 мин
АВ - Альвеолярная вентиляция
МВЛ - Максимальная вентиляция легких количество воздуха, которое человек вдыхает
и выдыхает при максимальной глубине и
частоте дыхания
РД - Резерв дыхания

25.

Диффузия газов в легких и тканях
Движение газа через альвеолярно-капиллярную
мембрану происходит путём диффузии.

26.

Факторы, влияющие на скорость
диффузии газа (по закону Фика) через
мембрану:
1. Разница парциальных
давлений газов
2. Площадь поверхности
мембраны
3. Толщина мембраны
4. Молекулярная масса газа
5. Растворимость газа в
мембране

27. Парциальное давление –  давление  отдельно взятого компонента  газовой  смеси

Парциальное давление – давление отдельно
взятого компонента газовой смеси
Состав воздуха
О2
СО2
N2
Атмосферного
Выдыхаемого
20,94 %
16-16.5 %
0.03 %
3.5-4 %
79.04 %
79.5 %
Альвеолярного
14-14,5 %
5,5-6 %
80,5 %
формула Дальтона: р = (Р х а)/100,
р — парциальное давление данного газа,
Р — общее давление газовой смеси в мм рт. ст.,
а — процентное содержание газа в газовой
смеси.

28.

Механизм диффузия газов
Газы
Альвеол.
воздух
Венозная
кровь
Артериальная
кровь
Межтканевая
жидкость
рО2
100-110
40
~100
20-40
рСО2
37-40
46-47
40
60-70

29.

30.

Диффузионная способность лёгких•.
Возрастает
Снижается
с увеличением площади
поверхности мембраны,
растворимости газа и градиента
давления газа по обе стороны
мембраны
при уменьшении площади
поверхности мембраны, при
снижении растворимости газа и
градиента давления газа по обе
стороны мембраны
с уменьшением толщины
мембраны и молекулярной
массы
при возрастании толщины
мембраны и молекулярной массы
газа.
до 20-летнего возраста
при увеличении размеров тела
(веса, роста, площади
поверхности, с увеличением
объёма лёгких)
после 20 лет на 2% каждый год
в положении лёжа на спине
в положении сидя и стоя
во время физической нагрузки

31. Перфузия легких

Прохождение
крови через
ткань легких для
ее обогащения
кислородом
воздуха,
содержащимся в
альвеолах и
удаления из нее
углекислого газа.

32. Вентиляционно-перфузионные соотношения (ВПО)

Показатель, отражающий адекватность
минутного объёма альвеолярной
вентиляции (V) минутному объёму
кровотока (Q) в лёгких,
V/Q = 0,8-1,0.

33. Транспорт газов кровью

Газы транспортируются кровью в виде:
1. Физического растворения.
2. Химических соединений.

34. Транспорт кислорода кровью

В состоянии физического растворения
транспортируется ~1% кислорода.
Основная часть О2 транспортируется в
виде соединения с Hb эритроцитов.
1г Hb может связать 1,34-1,36 мл О2

35.

Основная часть кислорода
находится в крови в виде
соединения с гемоглобином
(HbO2 ) и совсем немного
растворено в плазме.
Углекислый газ переносится в
основном плазмой - в виде ионов
НСО3 - и растворенного СО2 , в
меньшей степени,
эритроцитами - в соединении с
гемоглобином (HbСO2 ).

36. Превращение Hb в оксигемоглобин определяется напряжением растворенного кислорода и выражается кривой диссоциации HbО2, изучал Баркфот

Кривая диссоциации оксигемоглобина
Превращение Hb в оксигемоглобин определяется
напряжением растворенного кислорода и выражается кривой
диссоциации HbО2, изучал Баркфот

37. Кислородная емкость крови

Кислородная емкость крови (КЕК)
максимальное количество О2
которое может быть связано 100
мл крови
Если 1г Hb может связать 1,34-1,36
мл О2, то
КЁК = 18-20 мл или 180-200 мл/л.
37

38. Транспорт СО2 кровью

В растворенном состоянии
транспортируется 2,5-3 об%.
В виде солей угольной кислоты
48-51об%.
В виде карбгемоглобина – 4-5
об%.

39. Регуляция дыхания

40. 1. Продолговатый мозг – дыхательные инспираторные и экспираторные нейроны, которые располагаются в дорсальных и вентральных ядрах, центр

1. Продолговатый мозг – дыхательные
инспираторные и экспираторные
нейроны, которые располагаются в
дорсальных и вентральных ядрах, центр
обладает автоматией.

41.

Характер ритмической активности дыхательных
нейронов
В продолговатом мозге обнаружены
дыхательные нейроны с различным характером
ритмической активности:
а) Полные
б) Ранние
в) Поздние
г) Инспираторно- экспираторные
д) Экспираторно-инспираторные
е) Непрерывные
41

42.

2. Варолиев мост - пневмотаксический и
апнейстический центры.
Пневмотаксический центр участвует в
переключении фаз дыхательного цикла. При
выключении этого центра дыхание замедляется.
Апнейстический центр – считают, что он регулирует
обмен веществ и тонус в бульбарном центре.
3. Гипоталамическая область так же принимает
участие в регуляции дыхания.
4. Кора головного мозга – обеспечивает
приспособление дыхания к меняющимся условиям
среды.

43. 3. Спинальные центры

- В шейном отделе – ядра диафрагмального нерва.
- В грудном – ядра межреберных мышц.

44. Тонус дыхательного центра поддерживается рефлекторно и гуморально

Гуморальным регулятором ДЦ является
сигнализация о газовом составе
внутренней среды от хеморецепторов
1. Центральных (бульбарных)
2. Периферических

45.

Центральные (бульбарные) хеморецепторы
чувствительны к
1. концентрации Н+
2. напряжению СО2
во внеклеточной жидкости мозга.
Периферические хеморецепторы располагаются в
сосудах, реагирующее на изменения газового
состава крови
1. Снижение напряжения О2.
2. Повышение напряжения СО2.
3. Увеличение концентрации ионов Н+ (ацидоз)

46.

Впервые роль СО2 в регуляции дыхания доказал
Фредерик в 1890 г.

47.

Импульсы от хеморецепторов по синусному
нерву идут к дорсальному ядру возбуждая
инспираторные нейроны.

48. Рефлекторная саморегуляция дыхания.

Афферентные импульсы ДЦ
получает от механорецепторов
легких, дыхательных путей и
дыхательных мышц.

49.

Типы рецепторов легких
• Рецепторы растяжения легких
(механорецепторы или
проприорецепторы)
• Ирритантные рецепторы
• J-рецепторы
49

50. Рефлекторная саморегуляция дыхания.

В 1866 г. Геринг и Брейер у собаки
перерезали в области шеи все ткани,
сохранив спинной мозг и n. Vagus, затем
сделали двухсторонний пневмоторакс,
грудная клетка делала вдох, раздували
легкие – выдох.
После перерезки блуждающего нерва
рефлекс исчезал, дыхание становилась
медленным и глубоким.

51. Рефлексы Геринга-Брейера

1.Инспираторно-тормозящий
2. Экспираторно- облегчающий
3.Парадоксальный эффект Хэда
51

52.

При двухсторонней перерезке блуждающего
нерва дыхание урежается

53. УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ДЫХАТЕЛЬНОГО ЦЕНТРА

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

54.

Регуляция дыхания обеспечивает:
1. Поддержание газового состава
артериальной крови и внеклеточной
жидкости мозга.
2. Приспособление дыхания к изменениям
окружающей среды и жизнедеятельности
организма.