Физиология дыхания

1.

Раздел «ПРОЦЕСС ДЫХАНИЯ. АНАТОМО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
ПОТРЕБНОСТИ ДЫШАТЬ»
ТЕМА «МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДЫХАТЕЛЬНОЙ
СИСТЕМЫ»
Физиология дыхания

2.

ДЫХАНИЕ
–
совокупность
физиологических
процессов,
обеспечивающих
непрерывное
поступление кислорода к тканям, использование его в
окислительных реакциях, а также удаление из
организма образующихся в процессе метаболизма
углекислого газа и частично воды
«Dum spiro, spero»
Пока дышу — надеюсь

3.

1. Внешнее дыхание
обмен
газов
между
атмосферным
воздухом
и
альвеолами.
обмен
газов
между
альвеолярным
воздухом
и
кровью.
2.Транспорт
газов
кровью.
3. Тканевое дыхание
обмен газов между кровью и
тканями
внутриклеточное дыхание

4.

ДЫХАТЕЛЬНЫЙ ЦИКЛ
1. Вдох (инспирация )
2. Выдох (экспирация)
3. Дыхательная пауза
(может отсутствовать)
Обычно вдох короче выдоха
(вдох 0,9 - 4,7 секунд,
выдох 1,2 – 6 секунд,
соотношение равно в среднем
1 : 1,3 )

5.

это пространство в дыхательной системе , не участвующее
в газообмене
.
Анатомическое мертвое пространство
Включает объем воздуха, находящийся в воздухоносных путях,
потому что в них не происходит газообмена.
объем мертвого пространства зависит от роста и положения
тела.
у сидящего взрослого человека объем мертвого пространства
(в миллилитрах) равен 140-150 мл. , при глубоком дыхании он
возрастает, так как при расправлении грудной клетки
расширяются и бронхи с бронхиолами.
Функциональное мертвое пространство
Все те участки дыхательной системы, в которых не происходит газообмена
- не только воздухоносные пути, но !!! также альвеолы, не участвующие в
газообмене:
альвеолы, которые вентилируются, но не перфузируются кровью
(газообмен невозможен, хотя их вентиляция и происходит)
альвеолы, забитые смолами, цементными, асбестовыми отложениями,
угольной пылью и т.п.

6.

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

7.

8.

Механика вдоха (инспирации)
Сокращение
диафрагмы – уплощение и
опускание, увеличение продольного размера
грудной клетки, уменьшение объема брюшной
полости – увеличение давления в брюшной
полости.
Сокращение
наружных
межреберных
косых мышц – поднятие ребер – увеличение
поперечного
размера
грудной
клетки
В результате увеличивается объем плевральной
щели.
Механика выдоха (экспирации)
Расслабление диафрагмы – под действием Р
брюшной полости – диафрагма поднимается –
уменьшается продольный размер грудной
клетки.
Межреберные мышцы расслабляются – ребра под
действием
силы
тяжести
опускаются
–
уменьшается
поперечный размер грудной
клетки
В результате уменьшается объем плевральной
щели.

9.

• Грудной тип – дыхание обеспечивается преимущественно
за счет работы межреберных мышц.
• Брюшной тип – дыхание обеспечивается
преимущественно в результате сокращения диафрагмы.
• Смешанный тип

10.

1. Проходимость дыхательных путей
2. Работа дыхательных мышц для изменения размеров грудной
клетки
3. Эластичность легочной ткани, которая позволяет ей
следовать за изменениями размеров грудной клетки
4. Транспульмональное
давление, которое поддерживает
легкие в расправленном состоянии (разница между
внутриплевральным и альвеолярным давлением, является мерой
эластических сил в легких, стремящихся к уменьшению объема
легких
в
любой
фазе
дыхания
)
5. Легочный сурфактант, препятствующий спадению альвеол.
,

11.

•В норме человек дышит 16-18
раз в минуту
• За один вдох поступает 500 мл
воздуха.
• За минуту - 9-10 литров.
• За сутки – 9-10 тысяч литров
воздуха

12.

У здорового человека дыхание ритмичное, средней глубины, с
ЧДД от 12(16) до 20 в минуту, зависит от:
возраста (у новорожденного ЧДД = 40(50) - 60/мин, с возрастом
уменьшается)
пола ( у женщин больше на 2-4 )
положения тела (в положении «лежа» число дыханий обычно
уменьшается (до 14-16 в минуту), в вертикальном положении увеличивается (18-20 в минуту)
времени суток (урежается во сне)
температуры тела
эмоционального состояния
физической нагрузки
у тренированных людей, в основном, изменяется ГЛУБИНА
дыхания
у нетренированных - ЧАСТОТА дыхательных движений
Тахипноэ (учащение), брадипноэ (урежение), апноэ (отсутствие),
диспноэ (одышка)

13.

Cпирография
—
метод
исследования
функции
внешнего
дыхания,
включающий
в
себя
измерение
объёмных
и
скоростных
показателей
дыхания.
Выполняются
различные
виды спирометрических проб:
спокойное дыхание;
форсированный вдох;
форсированный выдох;
максимальная
вентиляция
лёгких;
функциональные пробы
(с бронходилататорами т. п. ).

14.

• Дыхательный объем – объем воздуха, вдыхаемого или
выдыхаемого во время спокойного дыхания (около 500
мл).
• Резервный объем вдоха – объем воздуха, который
человек может форсированно (глубоко) вдохнуть
после обычного вдоха (около 1500-2000мл).
• Резервный объем выдоха – объем воздуха,который
человек может форсированно выдохнуть после
обычного выдоха (около 1500 мл).
• Остаточный объем легких – объем воздуха,
находящегося в дыхательных путях и легких после
максимального выдоха (около 1000 -1200 мл).

15.

1. Жизненная ёмкость лёгких -наибольшее
количество воздуха, которое человек может
выдохнуть после максимально глубокого вдоха
ЖЕЛ = РО вдоха + РО выдоха + ДО
!!! Самое глубокое дыхание, на которое
способен данный человек
2. Общая ёмкость лёгких - количество
воздуха, содержащегося в легких на высоте
максимального вдоха
ОЕЛ = ЖЕЛ + ОО (остаточный объём)
3. Легочная вентиляция (минутный объем
дыхания) - количество воздуха,
поступающего в легкие за минуту
МОД = ДО*ЧДД
4. Функциональная остаточная емкость –
количество воздуха, которое остается в легких
в конце спокойного выдоха
ФОЕ = РО выдоха + ОО

16.

Пневмоторакс - скопление воздуха
в
плевральной полости.

17.

Дыхательный центр - совокупность нейронов, располагающихся в разных
отделах центральной нервной системы, обеспечивающих управление
внешним дыханием (обеспечивающих смену процессов вдоха и выдоха и
адаптацию системы к потребностям организма).
В начале ХIX века (1885 год Н.А. Миславский) было показано, что в
продолговатом мозге на дне IV желудочка в нижнем углу ромбовидной ямки
расположены структуры, разрушение которых уколом иглы ведет к
прекращению дыхания и гибели организма (инспираторная зона,
экспираторная зона)
Современная трактовка понятия «дыхательный центр»
- система
центральной регуляции дыхания, которая включает в себя структуры коры
головного мозга, зоны и ядра промежуточного, среднего, продолговатого
мозга, варолиева моста, нейроны шейного и грудного отделов спинного мозга,
центральные и периферические хеморецепторы, а также механорецепторы
органов дыхания.
Дыхательный центр:
осуществляет координированную ритмическую деятельность дыхательных
межреберных мышц и диафрагмы
обеспечивает приспособление дыхания к меняющимся условиям окружающей
и внутренней среды.

18.

1. ПРОДОЛГОВАТЫЙ МОЗГ (центр
вдоха, выдоха)
а) инспираторная часть (центр вдоха)
б) экспираторная часть (центр выдоха)
2. СПИННОЙ МОЗГ (получает импульсы
от продолговатого мозга, которые
идут к диафрагме и межреберным
мышцам)
а) шейный отдел (С III , C IV) –
иннервация диафрагмы
б) грудной отдел (Th III- Th XII) –
иннервация межреберных мышц
3. МОСТ
а)центр пневмотаксиса – центр
ритмики дыхания (переключает
фазы вдоха и выдоха, норма ЧДД
=16-18 в минуту)
Дыхательный центр — совокупность
нейронных
ансамблей
разных б) увеличивает глубину дыхательных
движений)
этажей
центральной
нервной
системы,
обеспечивающих 4. ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ, КОНЕЧНЫЙ МОЗГ
управление внешним дыханием.
– центры адаптации
(приспособления)

19.

СПИНАЛЬНЫЕ
МОТОНЕЙРОНЫ
ДИАФРАГМЫ
Гипоталамус - регулирует дыхание при физической работе, осуществляет
связь дыхания с обменом веществ и терморегуляцией в организме
Лимбическая система связывает дыхание с вегетативной регуляцией
органов и с эмоциями
Кора больших полушарий регулирует дыхание во время разговора,
дублирует автоматию дыхательного центра Корковый компонент состоит
из нейронов коры больших полушарий, влияющих на частоту и глубину
дыхания. Участие коры больших полушарий свидетельствует о
возможности самопроизвольно изменять частоту и глубину дыхания

20.

Первый
уровень регуляции активности дыхательного центра включает
спинной мозг. В нем располагаются центры диафрагмальных и
межреберных нервов, обусловливающие сокращение дыхательных мышц.
Этот уровень регуляции не может обеспечивать ритмичную смену фаз
дыхательного цикла, так как афферентные импульсы от дыхательного
аппарата, минуя спинной мозг, направляются непосредственно в
продолговатый мозг.
Второй
уровень регуляции активности дыхательного центра включает
продолговатый мозг. Здесь находится дыхательный центр, который
воспринимает и перерабатывает различные афферентные импульсы от
дыхательного аппарата и рефлексогенных сосудистых зон. Этот уровень
обеспечивает ритмичную смену фаз дыхания и активность спинномозговых
мотонейронов, аксоны которых иннервируют дыхательную мускулатуру.
Третий уровень регуляции активности дыхательного центра объединяет
верхние отделы головного мозга, включая кору. Этот уровень обеспечивает
адекватное приспособление дыхания к изменяющимся условиям
окружающей среды.

21.

ДЫХАТЕЛЬНЫЙ ЦЕНТР

22.

1938 год - Нобелевская премия по
физиологии и медицине присуждена
Корнею Геймансу за открытие роли
синусного и аортального механизмов в
регуляции дыхания.
Каротидно
е тело
(тельце)
! СО2
Рефлекс Гейманса
– промывание
сонного синуса
жидкостью с
повышенным
содержанием СО2
сопровождалось
стимуляцией
дыхания

23.

Хеморецепторы
–
это
специализированные
рецепторы,
реагирующие на изменение концентрации химических веществ в
растворе
1. Центральные хеморецепторы
расположены в хемочувствительной
зоне продолговатого мозга и
соединены с дыхательным центром
2. Периферические хеморецепторы
расположены возле сонных синусов
(каротидное тельце) и дуги аорты
(аортальное тельце)
! СО2

24.

! СО2

25.

! СО
2
Пережатие трахеи у собаки А вызывает
одышку у собаки Б. Одышка у собаки Б
вызывает замедление дыхания у собаки А.
Деятельность
дыхательного
центра
ГИПЕРКАПНИЯ зависит от состава крови, поступающей в
мозг по общим сонным артериям - в опыте
Фредерика
доказано
влияние
гипоксемии
(снижение
содержания
кислорода) и гиперкапнии (повышение
2
СО2) на возбудимость дыхательного центра.
СО
ГИПОКАПНИЯ
СО2

26.

Возбуждающее действие на
нейроны дыхательного центра
Тормозное влияние на нейроны
дыхательного центра
• повышение содержания углекислого
газа (!!! гиперкапния)
• понижение содержания кислорода
(гипоксемия)
• повышение уровня Н⁺ (ацидоз)
• понижение содержания углекислого
газа (!!! гипокапния)
• повышение содержания кислорода
(гипероксемия)
• уменьшение уровня Н⁺ (алкалоз)
Главным
физиологическим
стимулом дыхательных
центров является
Каротидное
тело (тельце)
СО2

27.

В легких газообмен О₂ и СО₂ происходит через альвеолокапиллярную мембрану путем диффузии газов по градиенту
концентрации.
Парциальное давление - часть давления приходящаяся
на
отдельный
газ,
относительно
общего
давления,
создаваемого всей газовой смесью воздуха.
Закон диффузии газов
«Газ диффундирует из среды, где имеется его высокое
парциальное давление в среду с меньшим парциальным
давлением до установления динамического равновесия»

28.

100 мл крови - транспорт 19 об% О2
! Сродство гемоглобина к
кислороду понижается при
сдвиге реакции среды в
кислую сторону
! Переход гемоглобина в
оксигемоглобин и из его
зависит от температуры
тела
( 37о-38оС - в
восстановленную форму
переходит больше
оксигемоглобина)

29.

100 мл крови - транспорт 55-57 об% СО2
1. В растворенном в плазме виде - 2,5-3об% в виде
бикарбонатов натрия (соли угольной кислоты)
2. В эритроцитах;
а) в виде карбгемоглобина – 4-5 об%
б) !!! в цитоплазме эритроцита – 46-48% в виде бикарбонатов
калия
Карбоангидраза
(угольная
ангидраза)–
фермент
эритроцитов, ускоряющий выведение СО2 из клеток в
тканевые капилляры
и из легочных капилляров
в
альвеолярный воздух (1935г., Сеченов И.М.)

30.

31.

Поддержание
нормального
уровня
газового
гомеостазиса 02 и С02 организма в соответствии со
скоростью тканевого метаболизма (дыхания)

32.

• метаболическая
функция (синтез, активация и инактивация
биологически активных веществ при участии альвеолоцитов,
тучных клеток и эндотелия капилляров легких)
• защитная функция (реснички эпителия дыхательных путей
(мукоциллиарный транспорт), наличие в эпителии слизистой
оболочки дыхательных путей иммунокомпетентных клеток (Т- и Влимфоциты, макрофаги) и тучных клеток (синтез гистамина)
• участие в кровообращении (малый круг кровообращения)
• выделительная функция (выведение с выдыхаемым воздухом
паров воды и молекул летучих веществ)
• терморегулирующая функция
• позно-тоническая функция (дыхательные мышцы грудной клетки
участвуют в поддержании положения тела в пространстве)
• функция
речеобразования (нервный аппарат дыхательной
системы, мышцы голосовой щели и верхних дыхательных путей, а
также мышцы грудной клетки участвуют в речевой деятельности
человека)

33.

Название органа,
Латинские, греческие
Примеры использования
структуры органа термины и терминоэлементы в клинической терминологии
дыхательная
systema respiratoria
респирация, респираторный
система
(respiro, respiratum -дышать) (относящийся к дыханию;
дыхательный)
полость носа
cavitas nasi, rhinos(нос)
ринит
клиновидная
os sphenoidale
сфеноидит
кость
лобная кость
os frontale
фронтит
решетчатая кость os ethmoidale
этмоидит
гортань
larynx
ларингит
бронх
bronchus
бронхит
трахея
trachea
трахеит
легкие
pulmones
пульмональный
(pneumon-воздух, легкое)
пневмония
плевра
pleura
плеврит
средостение
mediastinum
медиастинит
! ГАЙМОРИТ

34.

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
Гиперкапния
Гипокапния
Гипоксемия
Гипоксия
Сурфактант
Пневмоторакс
Пневмотаксис
Инспирация
Экспирация
Тахипноэ
Брадипноэ
Апноэ
Диспноэ
Гемоторакс
Карбгемоглобин
Карбоксигемоглобин
Метгемоглобин
Оксигемоглобин
Сатурация

35.

«Dum spiro, spero»
Пока дышу — надеюсь
СПАСИБО
ЗА ВНИМАНИЕ!